CN104003622B - 一种利用粉煤灰蒸压砖废品或用后砖制备矿物棉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用粉煤灰蒸压砖废品或用后砖制备矿物棉的方法，所述方法包括如下步骤：A、配料；B、造球；C、熔化、除铁除碳；D、成纤。通过选择合适的配料原料和用量比，以及控制各个工序步骤的工艺参数，而得到了性能良好、直径分布均匀的矿物棉，经过检测，由如此方法得到的矿物棉制得的各种纤维制品性能优良，完全满足了诸多应用指标，在节能减排、环境领域废弃物循环利用领域具有广阔的应用前景和工业化潜力。

Description

一种利用粉煤灰蒸压砖废品或用后砖制备矿物棉的方法

技术领域

本发明涉及一种使用煤炭燃烧残留物制得的环保用品的废品或用后品的再利用方法，更具体而言，本发明涉及一种利用粉煤灰蒸压砖废品或用后砖制备矿物棉的方法，属于固体废弃物的再加工利用和矿物棉生产领域。

背景技术

粉煤灰是燃煤电厂生产过程中产生的一种固体废弃物，其产量约占燃煤总量的5-20％，因此其产生量巨大。

目前，世界上粉煤灰年排放量约5亿吨，而随着我国电力工业的快速发展，粉煤灰的产量巨大，据不完全统计，每年我国产生的粉煤灰产量高达数亿吨，目前我国粉煤灰堆放量在15亿吨以上,储灰场占用土地4万多公顷。但另一方面，粉煤灰的处理手段又较为匮乏，从而导致大部分以堆积的形式进行露天存放，这不但占用了宝贵的土地资源，而且也对环境造成了巨大威胁，例如产生扬尘、污染水体等等，已经成为粉煤灰产生地区不得不面临并亟需解决的主要问题和难题之一。

长期以来，粉煤灰的综合利用都是环境保护领域的一个重要课题，到现在为止，粉煤灰的高附加值利用尚未大规模推广。

正是由于高附加值处理手段的匮乏和再利用程度的低下，众多的科研工作者和生产厂家进行了积极的研究，并开发出了多种使用粉煤灰来制备各种制品的方法。

其中，已经开发出多种使用粉煤灰制备蒸压砖的制备方法和/工艺，例如：

CN100422105A公开了一种使用粉煤灰制备蒸压砖的方法，所述方法包括将长石或含长石的尾矿与粉煤灰、石灰等混合均匀，在蒸压条件下生产蒸压砖。

CN1931770A公开了使用电石膏、粉煤灰、骨料等混合然后生产蒸压砖，所得蒸压砖能够代替实心砖，具有良好的经济效益和环境效益。

CN101412611A公开了一种利用粉煤灰和电石渣制作蒸压砖的方法，具体制作方法为：1.配料制浆：将粉煤灰、电石渣和水按比例加入，制成浆体并搅拌均匀；2.干燥脱水：将搅拌均匀的浆体自然干燥脱水或经机械干燥脱水；3.碾压成型：将按以上方法制备的粉煤灰、电石渣混和料与骨料、石膏按干容重比例加入搅拌机搅拌，然后进入轮碾机碾压成泥入成型机成型；4.蒸压：成型的砖坯置入蒸压釜蒸压，获得成品砖坯。

CN101560079A公开了一种采用泥砂-粉煤灰蒸压法制备的高性能蒸压砖，其是以泥砂、粉煤灰为主要原料，骨料、激发剂为辅料，各组分的质量百分比为：泥砂19-58％、粉煤灰19-58％、骨料10-25％、激发剂8-13％。所得产品具有良好的强度。

CN101672084A公开了一种粉煤灰蒸压砖的制备方法，包括以下步骤：按粉煤灰、石灰和细集料总质量的质量百分比计取60-65％的粉煤灰、10-15％的石灰、25-30％的细集料和占粉煤灰、石灰和细集料总质量1-2％的石膏输送至搅拌装置进行第一次搅拌；将激发剂和水加入搅拌均匀的物料中进行第二次搅拌；将搅拌均匀的物料放置消化仓内进行消化；将消化后的物料进行轮碾；将轮碾后的物料经压砖机进行压制成型；将压制成型后的砖坯码放在蒸压釜内进行蒸压养护烧结，即可制得粉煤灰蒸压砖。

CN102295438A公开了一种硫酸粉煤灰砖及其生产工艺，所述硫酸粉煤灰砖由按重量份计的下列组分制备而成：粉煤灰22-26份、电石泥8-14份、石粉风化砂60-66份，在上述配料中每100份混合料添加浓度为3-6％的工业硫酸溶液2-5份。

CN102225852A公开了一种利用炼镁渣和粉煤灰制备蒸压砖的方法，按以下步骤进行：采用炼镁渣、粉煤灰和骨料作为基础原料，将炼镁渣、粉煤灰和骨料搅拌混合，在搅拌过程中加入激发剂和水，混合均匀获得混合物料；将混合物料静置获得消化物料；轮碾后用压制成型获得砖坯；置于蒸压釜内，在蒸气温度150-200℃和蒸气压力0.6-1.2MPa条件下蒸压养护3-10小时，制成蒸压砖。

如上所述，虽然现有技术中公开了多种利用粉煤灰制备蒸压砖的方法，但现实情况中，在生产线中会产生大量的蒸压砖废品(如破裂、不规则等)，而这些废品蒸压砖无法重新回收利用，只能废弃或者堆放处理。另一方面，大量使用粉煤灰蒸压砖的建筑如厂房、简易工棚等在搬迁、重修等后，也会产生大量的用后砖，同样无法回收利用。综合这两个方面，在我国的蒸压砖生产和消费区域，会产生大量的粉煤灰蒸压砖废品和用后砖，这不但造成了资源的极大浪费，也导致了因其存放、堆积而占用了大量土地，无法真正实现废弃物的再循环利用。

迄今为止，尚未有粉煤灰蒸压砖废品和用后砖的再利用技术。

矿物棉是一种性能优良的节能保温材料，被广泛应用于建筑节能，管道保温等领域，一直以来都以块状高炉渣作为主要的生产原料，块状的高炉渣在熔融过程中会消耗大量的焦炭，浪费能源和污染环境，同时也增加矿物棉的生产成本。随着我国对建筑节能的日益重视，矿物棉的市场需求前景将非常广阔，如何将矿物棉的生产成本降低至建筑行业可以接受的水平已经迫在眉睫。

因此，在我国的现状下，矿物棉制品的广泛应用，对节能减排具有重大的现实意义和社会意义。

在这种情况下，如何使用粉煤灰蒸压砖废品和用后砖来制备矿物棉，一方面能够最大限定的利用废弃资源，实现其高附加值利用度。另一方面，更是资源、能源循环与再生利用领域的创新项目，对提高废弃物利用效率、充分利用废弃能源，促进我国的经济与社会、人与自然的和谐发展，实现资源经济向循环经济的跨跃具有极其深远的意义。所有的这些，均成为本发明的研究动力和得以完成的基础所在。

发明内容

针对如上所述的现实需求和技术发展，本发明人经过大量的深入研究，在付出了充分的创造性劳动后，开发了一种利用粉煤灰蒸压砖废品或用后砖制备矿物棉的方法，从而完成了本发明。

具体而言，本发明涉及一种利用粉煤灰蒸压砖废品或用后砖制备矿物棉的方法，所述方法包括如下步骤：A、配料；B、造球；C、熔化、除铁除碳；D、成纤。

进一步具体而言，本发明提供了一种利用粉煤灰蒸压砖废品或用后砖制备矿物棉的方法，所述方法包括如下步骤：

A、配料

分别称取如下组分(1)-(5)：

(1)粉煤灰蒸压砖废品或用后砖；

(2)SiO₂或含SiO₂矿物；

(3)Al₂O₃或含Al₂O₃矿物；

(4)MgO或含MgO矿物；

(5)CaO或含CaO矿物，进行配比，然后粉碎，混合均匀，得到配料；

B、造球

将配料进行造球，得到球粒；

C、熔化、除铁除碳

将球粒熔化、除铁除碳，得到高温熔融液；

D、成纤

将高温熔融液吹丝或甩丝成纤，得到最终产品矿物棉。

在本发明的利用粉煤灰蒸压砖废品或用后砖制备矿物棉的方法中，所述步骤A中将组分(1)-(5)进行配比时的各组分用量比，应使得最终所得矿物棉中的SiO₂质量百分含量为28-42％、Al₂O₃质量百分含量为15-30％、CaO质量百分含量为20-35％和MgO质量百分含量为3-8％。

具体而言：

其中，应使得最终所得矿物棉中的SiO₂质量百分含量为28-42％，例如可为28％、30％、32％、34％、36％、38％、40％或42％。

其中，应使得最终所得矿物棉中的Al₂O₃质量百分含量为15-30％，例如可为15％、17％、19％、21％、23％、25％、27％、29％或30％。

其中，应使得最终所得矿物棉中的CaO质量百分含量为20-35％，例如可为20％、22％、24％、26％、27％、29％、31％、33％或35％。

其中，应使得最终所得矿物棉中的MgO质量百分含量为3-8％，例如可为3％、4％、5％、6％、7％或8％。

上述用量配比的确定，对于本领域技术人员而言是可以容易地进行确定的，例如可根据粉煤灰蒸压砖废品或用后砖中Si、Al、Ca和Mg的含量，从而确定所加入的组分(1)-(5)的用量，从而进一步使得最终矿物棉中的各主要组分位于上述范围内。

需要特别注意的是：最终所得的矿物棉中，除上述SiO₂、Al₂O₃、CaO和MgO外，还含有其它的杂质成分，如Fe氧化物、S元素、其它金属氧化物(如Ba氧化物、Sr氧化物、Ti氧化物、V氧化物、一价金属氧化物等)等。同时，SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO和所有杂质成分的总质量百分含量为100％。

其中，所述含SiO₂矿物例如可为石英、废玻璃、铁尾矿等中的任何一种或多种。

其中，所述含Al₂O₃矿物例如可为铝矾土、煤矸石等中的任何一种或多种。

其中，所述含MgO矿物例如可为菱镁矿。

其中，所述含CaO矿物例如可为石灰石。

在本发明的利用粉煤灰蒸压砖废品或用后砖制备矿物棉的方法中，在步骤B中，将配料进行造球，得到球粒。在造粒时加入有机粘结剂，所述有机粘结剂为配料质量的1-5％，例如为1％、2％、3％、4％或5％。

其中，所述有机粘结剂为造粒领域中常用的常规粘结剂，例如为聚乙烯醇或者其它的类似大分子粘结剂。

其中，所得球粒的直径为3-6cm，例如为3cm、4cm、5cm或6cm。

该造粒操作所使用的装置均为造粒领域的常规装置，在此不再一一赘述。

在本发明的利用粉煤灰蒸压砖废品或用后砖制备矿物棉的方法中，在步骤C中进行熔化、除铁除碳操作时使用除铁除碳装置，所述除铁除碳装置包括熔融槽，所述熔融槽顶部敞口，所述熔融槽的槽底倾斜设置，所述槽底的中部位置设有出料口，所述槽底的最低位置设有铁液出口，所述熔融槽内设有三根用于加热所述熔融槽内物料的熔融电极，三根所述熔融电极之间互成60-120°夹角，例如可为60°、80°、100°或120°。

该步骤C的除铁除碳操作后的所得熔融液中的碳质量含量小于0.1％、铁质量含量小于0.5％。若不能达到该含量要求，则可以重复进行该步骤操作，直至所得熔融液中的碳质量含量和铁质量含量满足上述指标要求(例如可将第一次除铁除碳后的熔融液重新粉碎，然后再次熔化、除铁除碳)。

在所述除铁除碳装置中，作为一种优选技术方案，优选三根所述熔融电极之间互成80°夹角或120°夹角。

在所述除铁除碳装置中，作为一种优选技术方案，所述出料口内设有一防止熔融液凝固的防凝电极。

在所述除铁除碳装置中，作为一种优选技术方案，所述铁液出口内设有一防止铁液凝固的防凝电极。

在所述除铁除碳装置中，作为一种优选技术方案，所述熔融槽包括内槽体和外槽体，所述内槽体与外槽体之间设有冷却夹层，所述冷却夹层通过管道连接冷却水源，所述管道上设有截止阀。

在所述除铁除碳装置中，作为一种优选技术方案，所述熔融槽内设有若干横向布置且由陶瓷材料制成的曝气管，所述曝气管上开设有若干通气孔，所述曝气管贯穿所述熔融槽且所述曝气管一端封闭，另一端连接压缩空气源。

其中，对本领域技术人员来说，曝气管和数量以及通气孔的数量可根据操作需求而合理地确定，以能将熔融体进行合适的或者最大程度的充分搅拌即可。

在所述除铁除碳装置中，作为一种优选技术方案，所述曝气管设置成靠近所述槽底，从而具有最大的曝气效率。

在所述除铁装置中，除非另有规定，自始至终，术语“熔融液”是指球粒熔化后包括氧化铝、氧化硅、除去了氧化铁和残留碳的液体，除去了杂质后的该熔融液从出料口流出，可用于随后的工序中。而原来粉煤灰中的残存碳与氧化铁在高温加热中发生反应生成气体排出，生成的铁液则从铁液出口排出。

在所述除铁除碳装置中，除非另有规定，自始至终，术语“熔融体”是指包含了铁液和熔融液的最初的熔融混合物，而随着处理的进行，慢慢物理分层成为所述铁液和所述熔融液。

在进行所述除铁、除碳操作时，熔融槽的温度控制在1300-1600℃之间，例如可为1300℃、1350℃、1400℃、1450℃、1500℃、1550℃或1600℃。

在本发明的利用粉煤灰蒸压砖废品或用后砖制备矿物棉的方法中，在步骤D中，成纤温度为1350-1550℃，例如可为1350℃、1400℃、1450℃、1500℃或1550℃。

当吹丝成纤时，喷吹风速≥200米/秒。

当甩丝成纤时，甩丝机的转速为6000-7200转/分钟，例如为6000转/分钟、6200转/分钟、6400转/分钟、6600转/分钟、6800转/分钟、7000转/分钟或7200转/分钟。

如上所述，通过使用本发明的上述操作步骤和各个工艺参数，可使用粉煤灰蒸压砖废品或用后砖制得高附加值的矿物棉，且所得的矿物棉具有良好的性能，能够满足多个领域的具体应用指标。

总体而言，本发明具有如下的优点和特点：

1.实现了粉煤灰蒸压砖废品或用后砖的高附加值、高效综合利用，可产生巨大的经济效益和社会价值；

2.减少了固体废弃物总量，保护了环境，从而促进了经济、环境的和谐发展，实现了由资源型社会向循环经济的跨越。

3.所得的矿物棉具有优异性能，实现了粉煤灰蒸压砖废品或用后砖的高附加值利用，同时保护了环境，具有广阔的工业化应用前景。

附图说明

图1是本发明步骤C中所使用的除铁除碳装置一的结构示意图；

图2是本发明步骤C中所使用的除铁除碳装置二的另种结构示意图。

其中，在图1和图2中，各个数字标号分别指代如下的具体含义、元件或部件。

图中：1、外槽体，2、内槽体，3、冷却夹层，4、出料口，5、铁液出口，6、熔融电极，7、截止阀，8、防凝电极，9、曝气管。

图3是本发明实施例1所得矿物棉的电镜显微照片。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

除铁除碳装置一

如图1所示，本发明的除铁除碳装置，包括熔融槽，熔融槽顶部敞口，熔融槽的槽底倾斜设置，槽底的中部位置设有出料口4，槽底的最低位置设有铁液出口5，熔融槽内设有三根用于加热熔融槽内物料的熔融电极6，三根熔融电极6之间互成60°夹角，铁液出口5内设有一防止铁液冷凝的防凝电极8，熔融液出料口4中也可以设有防止熔融液凝固的防凝固电极(附图中未示出)。当然，熔融槽的加热方式并无特别的限定，例如可以采用高频熔融，本领域技术人员可根据需要而自行选择。

所述熔融槽包括内槽体2和外槽体1，内槽体2与外槽体1之间设有冷却夹层3，冷却夹层3通过管道连接冷却水源，管道上设有截止阀7。

众所周知，由氧化铝、氧化硅与氧化钙的三元相图可知，熔点可以控制在1300-1600℃之间使用，使用时，熔融槽的温度控制在1300-1600℃之间，这在铁的熔点以上，将球粒通过加料装置(未示出)加入内槽体2中之后，对三根熔融电极6通电，随着通电的进行，熔融电极6周围区域慢慢融化，并逐渐扩大，由于所形成的熔融体本身具有很高的电阻，从而可以通过自身的电流加热，这时可以慢慢上提熔融电极6，而依靠熔融体的自身电流继续对未融化的球粒进行加热。在加热过程中，球粒中的杂质氧化铁与碳发生还原反应，其中碳转化为碳氧化物如二氧化碳或一氧化碳排出，而铁氧化物杂质与溶液中的碳或所生成的一氧化碳反应在内槽体2内形成铁液，并在自身重力作用下顺着槽底的倾斜而汇集到铁液出口5，由铁液出口5排出进行收集或进一步成型，分离得到的高品质熔融液可由出料口4而排出，可后续用来制备高性能矿物棉。其中，出料口4中可设有防止熔融液凝固的防凝电极(未示出)。

除铁除碳装置二

如图2所示，本发明的一种除铁除碳装置，其结构与除铁除碳装置一基本相同，其区别在于：熔融槽内还额外设有若干横向布置且由陶瓷材料制成的曝气管9，曝气管9的数量根据熔融槽的容积设定，曝气管9上开设有若干通气孔，曝气管9贯穿熔融槽且靠近槽底设置，曝气管9一端封闭，另一端连接压缩空气源。

使用时，当内槽体2内形成熔融体时，可以使用高压气体形成气泡进行搅拌，使得反应更加充分，除杂更加彻底。除杂完毕后，排料时，打开截止阀7，冷却夹层3中加入循环冷却水，回收熔融体的热量后再利用。

除铁除碳操作

使用图1所示的除铁除碳装置进行除铁操作，其中三根熔融电极之间互成60-120°夹角，操作过程中保持熔融槽的温度在1300-1600℃之间，从出料口得到的纯度提高的熔融液用于后续步骤中。

还可以使用图2所示的除铁除碳装置进行除铁操作，其中三根熔融电极之间互成60-120°夹角，操作过程中保持熔融槽的温度在1300-1600℃之间。操作期间，通过曝气管使用高压气体进行鼓泡搅拌，从而使得反应更加充分、完全，提高了除杂效率。从出料口得到的纯度提高的熔融液用于后续步骤中。实施例1

A、配料

分别称取如下组分(1)-(5)：

(1)粉煤灰蒸压砖废品或用后砖；

(2)SiO₂；

(3)Al₂O₃；

(4)MgO；

(5)CaO；

将上述组分进行配比，然后粉碎，混合均匀，得到配料；其中配比时的各组分用量比，应使得最终所得矿物棉中的SiO₂质量百分含量为40％、Al₂O₃质量百分含量为19％、CaO质量百分含量为25％和MgO质量百分含量为8％，其它为杂质成分。

B、造球

向步骤A所得的配料中加入聚乙烯醇，其中聚乙烯醇的质量为配料质量的2％，造球后得到直径为4cm的球粒。

C、熔化、除铁除碳

将球粒加入到上述除铁除碳装置一中，其中三根熔融电极之间为80°夹角，通电熔融，使得熔融槽的温度为1300-1600℃之间，将球粒熔化、除铁除碳，得到高温熔融液。该操作可进行一次或多次，直至其中的碳质量含量小于0.1％、铁质量含量小于0.5％。

D、成纤

将步骤C的高温熔融液进行吹丝成纤，其中成纤温度为1450℃，喷吹风速为250米/秒，得到最终产品矿物棉，命名为KWM1。

实施例2

A、配料

分别称取如下组分(1)-(5)：

(1)粉煤灰蒸压砖废品或用后砖；

(2)SiO₂；

(3)Al₂O₃；

(4)MgO；

(5)CaO；

将上述组分进行配比，然后粉碎，混合均匀，得到配料；其中配比时的各组分用量比，应使得最终所得矿物棉中的SiO₂质量百分含量为32％、Al₂O₃质量百分含量为30％、CaO质量百分含量为27％和MgO质量百分含量为7％，其它为杂质成分。

B、造球

向步骤A所得的配料中加入聚乙烯醇，其中聚乙烯醇的质量为配料质量的1％，造球后得到直径为5cm的球粒。

C、熔化、除铁除碳

将球粒加入到上述除铁除碳装置二中，其中三根熔融电极之间为100°夹角，通电熔融，使得熔融槽的温度为1300-1600℃之间，将球粒熔化、除铁除碳，得到高温熔融液。该操作可进行一次或多次，直至其中的碳质量含量小于0.1％、铁质量含量小于0.5％。

D、成纤

将步骤C的高温熔融液进行甩丝成纤，其中成纤温度为1400℃，甩丝机的转速为6500转/分钟，得到最终产品矿物棉，命名为KWM2。

实施例3

A、配料

分别称取如下组分(1)-(5)：

(1)粉煤灰蒸压砖废品或用后砖；

(2)SiO₂；

(3)Al₂O₃；

(4)MgO；

(5)CaO；

将上述组分进行配比，然后粉碎，混合均匀，得到配料；其中配比时的各组分用量比，应使得最终所得矿物棉中的SiO₂质量百分含量为42％、Al₂O₃质量百分含量为18％、CaO质量百分含量为28％和MgO质量百分含量为5％，其它为杂质成分。

B、造球

向步骤A所得的配料中加入聚乙烯醇，其中聚乙烯醇的质量为配料质量的5％，造球后得到直径为5cm的球粒。

C、熔化、除铁除碳

将球粒加入到上述除铁除碳装置一中，其中三根熔融电极之间为120°夹角，通电熔融，使得熔融槽的温度为1300-1600℃之间，将球粒熔化、除铁除碳，得到高温熔融液。该操作可进行一次或多次，直至其中的碳质量含量小于0.1％、铁质量含量小于0.5％。

D、成纤

将步骤C的高温熔融液进行吹丝成纤，其中成纤温度为1500℃，喷吹风速300米/秒，得到最终产品矿物棉，命名为KWM3。

实施例4

A、配料

分别称取如下组分(1)-(5)：

(1)粉煤灰蒸压砖废品或用后砖；

(2)SiO₂；

(3)Al₂O₃；

(4)MgO；

(5)CaO；

将上述组分进行配比，然后粉碎，混合均匀，得到配料；其中配比时的各组分用量比，应使得最终所得矿物棉中的SiO₂质量百分含量为36％、Al₂O₃质量百分含量为25％、CaO质量百分含量为30％和MgO质量百分含量为3％，其它为杂质成分。

B、造球

向步骤A所得的配料中加入聚乙烯醇，其中聚乙烯醇的质量为配料质量的4％，造球后得到直径为3cm的球粒。

C、熔化、除铁除碳

将球粒加入到上述除铁除碳装置一中，其中三根熔融电极之间为60°夹角，通电熔融，使得熔融槽的温度为1300-1600℃之间，将球粒熔化、除铁除碳，得到高温熔融液。该操作可进行一次或多次，直至其中的碳质量含量小于0.1％、铁质量含量小于0.5％。

D、成纤

将步骤C的高温熔融液进行甩丝成纤，其中成纤温度为1550℃，甩丝机的转速为7100转/分钟，得到最终产品矿物棉，命名为KWM4。

实施例5

A、配料

分别称取如下组分(1)-(5)：

(1)粉煤灰蒸压砖废品或用后砖；

(2)SiO₂；

(3)Al₂O₃；

(4)MgO；

(5)CaO；

将上述组分进行配比，然后粉碎，混合均匀，得到配料；其中配比时的各组分用量比，应使得最终所得矿物棉中的SiO₂质量百分含量为34％、Al₂O₃质量百分含量为26％、CaO质量百分含量为29％和MgO质量百分含量为6％。其它为杂质成分。

B、造球

向步骤A所得的配料中加入聚乙烯醇，其中聚乙烯醇的质量为配料质量的5％，造球后得到直径为5cm的球粒。

C、熔化、除铁除碳

将球粒加入到上述除铁除碳装置二中，其中三根熔融电极之间为120°夹角，通电熔融，使得熔融槽的温度为1300-1600℃之间，将球粒熔化、除铁除碳，得到高温熔融液。该操作可进行一次或多次，直至其中的碳质量含量小于0.1％、铁质量含量小于0.5％。

D、成纤

将步骤C的高温熔融液进行吹丝成纤，其中成纤温度为1400℃，喷吹风速300米/秒，得到最终产品矿物棉，命名为KWM5。

纤维检测

使用扫描电镜观察实施例1-5所得矿物棉的直径和形态，例如图3是KWM1的扫描电镜图，由该图可见：所得的矿物棉具有良好的物理形态，直径分布较为均匀。

同样，使用扫描电镜观察实施例2-5所得的矿物棉KWM2-KWM5，发现它们同样具有良好的物理形态，且直径分布较为均匀。

KWM1-KMW5的平均直径分布见下表1中。

纤维制品性能

1、平均直径

测量KWM1-KWM5的直径，见下表1。

表1.不同样品的平均直径

由表1可见，实施例1-5的矿物棉平均直径均符合国家标准(3-8μm)的要求，且直径分布范围更窄更均匀，从而可应用在多个具体领域中。

2、纤维力学性能测试

分别选择长度为6-8mm的上述KWM1-KWM5矿物棉，并使用JSF08型高精度短纤维力学性能测试仪来测量其力学性能：将矿物棉固定在所述测试仪的卡具中，以50mm/min的速度进行拉伸，记录矿物棉断裂时的力，从而得到其拉伸强度，结果见下表2。

表2.矿物棉的强度测试

由上表2可见，由本发明所得矿物棉具有良好的物理性能，完全符合国家标准。同时其具有良好的力学性能，拉伸强度高。

3、矿物棉高温使用性能测试

采用差热分析仪测量矿物棉的高温使用性能，采用空气气氛下，升温速率采用10℃/min，对案例所获得的KWM1-KWM5矿物棉进行分析，KWM1-KWM5矿物棉的玻璃转变温度见下表3。

表3.矿物棉的玻璃转变温度

结果表明，KWM1-KWM5矿物棉的玻璃转变温度均高于740℃，表明本发明方法所生产的矿物棉具有良好的高温使用性能，充分满足了工程应用角度所需求的矿物棉的长期使用温度应低于740℃的要求。

综上所述，通过使用本发明的所述方法，可由粉煤灰蒸压砖废品或用后砖制得高附加值的矿物棉，从而为粉煤灰蒸压砖废品或用后砖的高附加值利用开拓了新的应用领域，并极大地保护了环境，具有良好的社会效益和经济价值。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种利用粉煤灰蒸压砖废品或用后砖制备矿物棉的方法，所述方法包括如下步骤：

A、配料

分别称取如下组分(1)-(5)：

(1)粉煤灰蒸压砖废品或用后砖；

(2)SiO₂或含SiO₂矿物；

(3)Al₂O₃或含Al₂O₃矿物；

(4)MgO或含MgO矿物；

(5)CaO或含CaO矿物，进行配比，然后粉碎，混合均匀，得到配料；

B、造球

将配料进行造球，得到球粒；

C、熔化、除铁除碳

将球粒熔化、除铁除碳，得到高温熔融液；

D、成纤

将高温熔融液吹丝或甩丝成纤，得到最终产品矿物棉；

在步骤C中进行熔化、除铁除碳操作时使用除铁除碳装置，所述除铁除碳装置包括熔融槽，所述熔融槽顶部敞口，所述熔融槽的槽底倾斜设置，所述槽底的中部位置设有出料口，所述槽底的最低位置设有铁液出口，所述熔融槽内设有三根用于加热所述熔融槽内物料的熔融电极，三根所述熔融电极之间互成60-120°夹角。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤A中将组分(1)-(5)进行配比时的各组分用量比，应使得最终所得矿物棉中的SiO₂质量百分含量为28-42％、Al₂O₃质量百分含量为15-30％、CaO质量百分含量为20-35％和MgO质量百分含量为3-8％。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤A中，所述含SiO₂矿物为石英、废玻璃、铁尾矿中的任何一种或多种；所述含Al₂O₃矿物为铝矾土、煤矸石中的任何一种或多种；所述含MgO矿物为菱镁矿；所述含CaO矿物为石灰石。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤B中，在造粒时加入有机粘结剂，所述有机粘结剂为配料质量的1-5％。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述熔融槽内设有若干横向布置且由陶瓷材料制成的曝气管，所述曝气管上开设有若干通气孔，所述曝气管贯穿所述熔融槽且所述曝气管一端封闭，另一端连接压缩空气源。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤C的除铁除碳操作后的所得熔融体中的碳质量含量小于0.1％、铁质量含量小于0.5％。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：进行步骤C的所述除铁除碳操作时，熔融槽的温度控制在1300-1600℃之间。

8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在步骤D中，成纤温度为1350-1550℃。

9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在步骤D中，当吹丝成纤时，喷吹风速≥200米/秒；当甩丝成纤时，甩丝机的转速为6000-7200转/分钟。