CN105544089B - 无机纤维保温材料生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于无机纤维保温材料技术领域，提出了一种无机纤维保温材料生产工艺，将赤泥和/或金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照赤泥和/或金属镁废渣占总质量的60％～70％混合为酸度系数MK＝1.6～2.2的混合物，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物后，再经经过熔炉融化、高压离心吹拉成纤、捕纤机集棉、摆锤布棉、打皱机打皱、烤板机加热成型，从而生产出保温、隔热、防水、隔音的无机纤维保温材料，从而解决了现有技术中赤泥和金属镁废渣难以回收利用，赤泥和金属镁废渣废物利用率低，以及无机保温材料密度大、保温隔热效果差、生产成本高、资源整合效率低且不合理的技术问题。

Description

无机纤维保温材料生产工艺
技术领域
本发明属于无机纤维保温材料技术领域，涉及一种利用赤泥生产无机纤维保温材料的生产工艺。
背景技术
赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥，中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数千万吨。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。大量的赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响。
在生产金属镁时排出的工业废渣，很多镁厂都是作为废物丢掉，尤其是一些规模较小的生产企业。随着镁渣的大量排放堆积，不但占用了大量的土地资源，而且镁渣随着雨水的冲淋汇入江河湖泊对农作物和周围环境造成了极大的影响，严重危及到人类的身体健康及农作物的生长。
赤泥和金属镁废渣的回收利用仍然是世界性难题，为应对全球能源危机的现状，世界各国积极开发和应用各领域的节能技术。在建筑节能领域，墙体保温被各国政府和专家视为建筑节能最有效的手段和技术，所以大量的轻质保温材料被应用到墙体材料中。以聚苯乙烯、聚氨酯为代表的有机泡沫保温材料因其轻质、保温隔热等优点在墙体保温领域中得到了广泛的应用。然而，有机泡沫塑料保温材料很易燃烧，一旦局部点燃，火势就会迅速蔓延到整个保温层，引发建筑物火灾。近些年来，国内因建筑保温材料引发的火灾常见诸报端，已造成大量人员伤亡和巨大财产损失。相对于有机保温材料上述的弊端和缺陷，无机保温材料具有防火性好、抗老化性能强、性能稳定、施工简单、使用寿命长、工程造价低等特点。然而现有技术中无机保温材料比如岩棉，通过将玄武岩爆破粉碎后进行生产，需要浪费大量的人力物力资源从而使生产成本变高。
现有技术中，已有将赤泥和金属镁废渣应用于无机保温材料的工业生产，然而其多为辅料，并不能作为工业生产的主要原料，而且随着赤泥废物利用技术的不断发展，赤泥和金属镁废渣使用量有所提高，并将其作为主料来生产保温材料，然而生产出的产品使用范围及性能仍然有限，同时生产过程中熔融原料进行离心成纤时，高温熔融原料的不仅没有将其利用，其还对会离心设备造成很大的破坏，因此资源整合仍然不够高效合理。
发明内容
本发明提出一种无机纤维保温材料生产工艺，解决了现有技术中赤泥和金属镁废渣难以回收利用，赤泥和金属镁废渣废物利用率低，以及无机保温材料密度大、保温隔热效果差、生产成本高、资源整合效率低且不合理的技术问题。
本发明的的技术方案是这样实现的：
无机纤维保温材料生产工艺，包括以下步骤：
步骤一：将赤泥和/或金属镁废渣同白云石粉、硅粉混合为酸度系数MK＝1.6～2.2的混合物，其中赤泥和/或金属镁废渣占总质量的60％～70％，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
步骤二：成型物送至脱水系统脱去多余水分后送至熔炉与焦炭混合后由天然气加热，温度保持在1550℃，持续120min，从而形成液态流动物流出，其中熔炉产生的一氧化碳废气经旋风布袋除尘后将其送至燃烧机燃烧产生450～600℃的热量为换热器的一级换热提供热量；
步骤三：液态流动物送至高速离心机高压吹拉成纤喷吹上混合树脂胶后负压收集至捕纤机集为薄棉毡，液态流动物传递至离心机中离心辊上的热量以水蒸气方式为换热器的一级换热提供热量，捕纤机捕纤过程产生的粉尘经板尘除尘及脱硫处理后排出；
步骤四：薄棉毡传送至摆锤布棉机进行堆叠和摆铺成为多层的厚棉毡，厚棉毡输送至打皱机进行打皱，经打皱的厚棉毡送至烤板机加热同时加压，温度保持在180～260℃，持续70min后成型，烤板机所需全部热量由换热器的二级热换提供；
步骤五：成型后冷却20min，最后自动切割、自动包装为产品。
作为进一步的技术方案，所述步骤一具体为，将赤泥和/或金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照赤泥和/或金属镁废渣占总质量的65％混合为酸度系数MK＝1.8～2.0的混合物。
作为进一步的技术方案，所述步骤一中，赤泥化学组分及各组分质量含量为SiO218.68％、Al2O322.06％、CaO18.09％、Fe2O314.89％，其余为杂质；金属镁废渣化学组分及各组分质量含量为SiO239.86％、Al2O35.06％、MgO7.33％、CaO30.2％、FeO3.1％，其余为杂质。
作为进一步的技术方案，所述步骤一中，粘合剂具体为水玻璃。
作为进一步的技术方案，所述步骤三中，离心机成纤线速度稳定在125m/min。
作为进一步的技术方案，所述步骤三中，混合树脂胶由树脂、憎水剂、防尘油、氨水、尿素按照质量百分比10％：5％：3％：3％：5％组成，其余为水。
作为进一步的技术方案，捕纤机和自动切割产生的废料粉碎后均输送回捕纤机回收利用。
本发明的有益效果为：
1、本发明利用赤泥、金属镁废渣通过添加白云石粉、硅粉来生产无机纤维保温材料，可以使赤泥、金属镁废渣的使用率达到60％～70％，一吨赤泥或金属镁废渣可以生产出1.43吨～1.67吨的无机纤维保温材料，每条生产线一年可以处理更多达到4000吨的赤泥、金属镁废渣，同时生产出5720吨～6680吨的无机纤维保温材料，从而将原本每年几千万吨无法处理同时填埋污染环境的赤泥、金属镁废渣大量的处理掉，而且生产出的无机纤维隔音隔热保温防水效果好，适用范围广，可以应用于建筑保温、造纸厂造纸、电梯井道隔音、无土栽培等各个领域。
2、整个生产流程充分考虑到能源的高效整合，将压制产生散料送回成型机重复压制，捕纤机和自动切割产生的废料粉碎后均输送回捕纤机重复利用；熔炉产生的一氧化碳将其送至燃烧机燃烧，液态流动物传递至离心机离心辊的热量，两者均传热至换热器为烤板机提供出全部的热量，因此大大减少了能源的使用，多方面降低了生产成本，同时提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明工艺流程框线图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提出一种无机纤维保温材料生产工艺，包括以下步骤：
步骤一：将赤泥和/或金属镁废渣同白云石粉、硅粉混合为酸度系数MK＝1.6～2.2的混合物，其中赤泥和/或金属镁废渣占总质量的60％～70％，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
步骤二：成型物送至脱水系统脱去多余水分后送至熔炉与焦炭混合后由天然气加热，温度保持在1550℃，持续120min，从而形成液态流动物流出，其中熔炉产生的一氧化碳废气经旋风布袋除尘后将其送至燃烧机燃烧产生450～600℃的热量为换热器的一级换热提供热量；
步骤三：液态流动物送至高速离心机高压吹拉成纤喷吹上混合树脂胶后负压收集至捕纤机集为薄棉毡，液态流动物传递至离心机中离心辊上的热量以水蒸气方式为换热器的一级换热提供热量，捕纤机捕纤过程产生的粉尘经板尘除尘及脱硫处理后排出；
步骤四：薄棉毡传送至摆锤布棉机进行堆叠和摆铺成为多层的厚棉毡，厚棉毡输送至打皱机进行打皱，经打皱的厚棉毡送至烤板机加热同时加压，温度保持在180～260℃，持续70min后成型，烤板机所需全部热量由换热器的二级热换提供；
步骤五：成型后冷却20min，最后自动切割、自动包装为产品。
进一步，所述步骤一具体为，将赤泥和/或金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照赤泥和/或金属镁废渣占总质量的65％混合为酸度系数MK＝1.8～2.0的混合物。白云石粉中CaO、MgO的含量分别占30％、20％左右，硅粉中SiO2的含量占90％左右。
进一步，所述步骤一中，赤泥化学组分及各组分质量含量为SiO218.68％、Al2O322.06％、CaO18.09％、Fe2O314.89％，其余为杂质；金属镁废渣化学组分及各组分质量含量为SiO239.86％、Al2O35.06％、MgO7.33％、CaO30.2％、FeO3.1％，其余为杂质。因此赤泥的酸度系数MK＝1.24左右，金属镁废渣的酸度系数MK＝1.20左右。
进一步，所述步骤一中，粘合剂具体为水玻璃。粘合剂加入时控制其量可以将原料压制即可。
进一步，所述步骤三中，离心机成纤线速度稳定在125m/min。
进一步，混合树脂胶由树脂、憎水剂、防尘油、氨水、尿素按照质量百分比10％：5％：3％：3％：5％组成，其余为水。
进一步，捕纤机和自动切割产生的废料粉碎后均输送回捕纤机回收利用。
本发明利用赤泥、金属镁废渣通过添加白云石粉、硅粉来生产无机纤维保温材料，可以使赤泥、金属镁废渣的使用率达到60％～70％，一吨赤泥或金属镁废渣可以生产出1.43吨～1.67吨的无机纤维保温材料，每条生产线一年可以处理更多达到4000吨的赤泥、金属镁废渣，同时生产出5720吨～6680吨的无机纤维保温材料，从而将原本每年几千万吨无法处理同时填埋污染环境的赤泥、金属镁废渣大量的处理掉，而且生产出的无机纤维隔音隔热防水效果好，适用范围广，可以应用于建筑保温、造纸厂造纸、电梯井道隔音、无土栽培等各个领域。
整个生产流程充分考虑到能源的高效整合，将压制产生散料送回成型机重复压制，捕纤机和自动切割产生的废料粉碎后均输送回捕纤机重复利用；熔炉产生的一氧化碳将其送至燃烧机燃烧，液态流动物传递至离心机离心辊的热量，两者均传热至换热器为烤板机提供出全部的热量，因此大大减少了能源的使用，多方面降低了生产成本，同时提高了生产效率。
实施例1：
将赤泥同白云石粉、硅粉按照质量比例60：16.93：23.07混合，其酸度系数MK＝1.6，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例2：
将赤泥同白云石粉、硅粉按照质量比例60：13.81：26.19混合，其酸度系数MK＝1.8，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例3：
将赤泥同白云石粉、硅粉按照质量比例60：10.98：29.02混合，其酸度系数MK＝2.0，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例4：
将赤泥同白云石粉、硅粉按照质量比例60：8.46：31.54混合，其酸度系数MK＝2.2，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例5：
将赤泥同白云石粉、硅粉按照质量比例65：13.79：26.21混合，其酸度系数MK＝1.6，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例6：
将赤泥同白云石粉、硅粉按照质量比例65：10.77：24.23混合，其酸度系数MK＝1.8，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例7：
将赤泥同白云石粉、硅粉按照质量比例65：7.95：27.05混合，其酸度系数MK＝2.0，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例8：
将赤泥同白云石粉、硅粉按照质量比例65：5.41：29.59混合，其酸度系数MK＝2.2，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例9：
将赤泥同白云石粉、硅粉按照质量比例70：10.93：19.07混合，其酸度系数MK＝1.6，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例10：
将赤泥同白云石粉、硅粉按照质量比例70：7.76：22.24混合，其酸度系数MK＝1.8，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例11：
将赤泥同白云石粉、硅粉按照质量比例70：4.92：25.08混合，其酸度系数MK＝2.0，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例12：
将赤泥同白云石粉、硅粉按照质量比例70：2.36：27.64混合，其酸度系数MK＝2.2，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例13：
将金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例60：15.83：24.16混合，其酸度系数MK＝1.6，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例14：
将金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例60：12.44：27.56混合，其酸度系数MK＝1.8，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例15：
将金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例60：9.43：30.57混合，其酸度系数MK＝2.0，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例16：
将金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例60：6.71：33.29混合，其酸度系数MK＝2.2，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例17：
将金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例65：12.75：22.25混合，其酸度系数MK＝1.6，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例18：
将金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例65：9.31：25.69混合，其酸度系数MK＝1.8，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例19：
将金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例65：6.27：28.73混合，其酸度系数MK＝2.0，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例20：
将金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例65：3.52：31.48混合，其酸度系数MK＝2.2，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例21：
将金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例70：9.65：20.35混合，其酸度系数MK＝1.6，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例22：
将金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例70：6.18：23.82混合，其酸度系数MK＝1.8，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例23：
将金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例70：3.11：26.89混合，其酸度系数MK＝2.0，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例24：
将金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例70：0.32：29.68混合，其酸度系数MK＝2.2，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例25：
将赤泥、金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例30：30：11.59：28.41混合，其酸度系数MK＝1.6，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例26：
将赤泥、金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例30：30：6.25：33.75混合，其酸度系数MK＝1.8，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例27：
将赤泥、金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例30：30：1.47：38.53混合，其酸度系数MK＝2.0，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例28：
将赤泥、金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例50：10：8.16：31.84混合，其酸度系数MK＝2.2，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例29：
将赤泥、金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例32.5：32.5：8.15：26.85混合，其酸度系数MK＝1.6，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例30：
将赤泥、金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例32.5：32.5：2.6：32.4混合，其酸度系数MK＝1.8，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例31：
将赤泥、金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例55：10：7.7：27.3混合，其酸度系数MK＝2.0，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例32：
将赤泥、金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例55：10：5.12：29.88混合，其酸度系数MK＝2.2，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例33：
将赤泥、金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例35：35：4.7：25.3混合，其酸度系数MK＝1.6，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例34：
将赤泥、金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例60：10：7.54：22.46混合，其酸度系数MK＝1.8，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例35：
将赤泥、金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例60：10：4.66：25.34混合，其酸度系数MK＝2.0，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
实施例36：
将赤泥、金属镁废渣同白云石粉、硅粉按照质量比例60：10：2.07：27.93混合，其酸度系数MK＝2.2，混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
各实施例配方比例汇总如下表所示：
上述实施例可以看出，利用赤泥、金属镁废渣通过添加白云石粉、硅粉来生产无机纤维保温材料，不仅可以使赤泥、金属镁废渣的使用率达到60％～70％，将原本将其地下填埋同时污染环境的赤泥、金属镁废渣高效的利用，从而大大降低生产成本，同时能够保证生产出的无机纤维保温材料的酸度系数MK为1.6～2.2，与普通矿渣生产的酸度系数MK小于1.2的矿渣棉相比，结构更加稳定，防火性更好，抗老化性更强，隔音效果更有效。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.无机纤维保温材料生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将赤泥和/或金属镁废渣同白云石粉、硅粉混合为赤泥、金属镁废渣、白云石粉、硅粉的质量配比及酸度系数MK为如下的一种的混合物，
70％：0％：4.92％：25.08％，2.0，
70％：0％：2.36％：27.64％，2.2，
0％：70％：3.11％：26.89％，2.0，
0％：70％：0.32％：29.68％，2.2，
60％：10％：4.66％：25.34％，2.0，
60％：10％：2.07％：27.93％，2.2，
混合物中加入粘合剂输送至成型机压制成块状的成型物，产生散料运回成型机重复压制；
步骤二：成型物送至脱水系统脱去多余水分后送至熔炉与焦炭混合后由天然气加热，温度保持在1550℃，持续120min，从而形成液态流动物流出，其中熔炉产生的一氧化碳废气经旋风布袋除尘后将其送至燃烧机燃烧产生450～600℃的热量为换热器的一级换热提供热量；
步骤三：液态流动物送至高速离心机高压吹拉成纤喷吹上混合树脂胶后负压收集至捕纤机集为薄棉毡，液态流动物传递至离心机中离心辊上的热量以水蒸气方式为换热器的一级换热提供热量，捕纤机捕纤过程产生的粉尘经板尘除尘及脱硫处理后排出；
步骤四：薄棉毡传送至摆锤布棉机进行堆叠和摆铺成为多层的厚棉毡，厚棉毡输送至打皱机进行打皱，经打皱的厚棉毡送至烤板机加热同时加压，温度保持在180～260℃，持续70min后成型，烤板机所需全部热量由换热器的二级热换提供；
步骤五：成型后冷却20min，最后自动切割、自动包装为产品，
所述步骤一中，赤泥化学组分及各组分质量含量为SiO218.68％、Al2O322.06％、CaO18.09％、Fe2O314.89％，其余为杂质；金属镁废渣化学组分及各组分质量含量为SiO239.86％、Al2O35.06％、MgO7.33％、CaO30.2％、FeO3.1％，其余为杂质，
所述步骤一中，粘合剂具体为水玻璃，
所述步骤三中，离心机成纤线速度稳定在125m/min，
混合树脂胶由树脂、憎水剂、防尘油、氨水、尿素按照质量百分比10％：5％：3％：3％：5％组成，其余为水，
捕纤机和自动切割产生的废料粉碎后均输送回捕纤机回收利用。
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