CN107586065A - 一种矿棉板及其制备方法和烧结法赤泥的应用 - Google Patents

Abstract

一种矿棉板，其中，所述矿棉板中的黏结剂为烧结法赤泥；相对于形成所述矿棉板的100重量份的矿棉纤维，所述烧结法赤泥的含量为15‑25重量份。一种矿棉板，其中，所述矿棉板中的黏结剂为烧结法赤泥和粘土；相对于形成所述矿棉板的100重量份的矿棉纤维，所述烧结法赤泥的含量为4‑17重量份；所述粘土的含量为4‑13.5重量份。还提供了上述矿棉板的制备方法和烧结法赤泥作为黏结剂在制备矿棉板中的应用。本申请提供的矿棉板具有与粘土作为黏结剂获得矿棉板相近的性能，同时实现了赤泥的高附加值综合利用，有利于保护环境，且节约了粘土资源。

Description

一种矿棉板及其制备方法和烧结法赤泥的应用

技术领域

本申请涉及但不限于一种矿棉板及其制备方法，以及烧结法赤泥在制备矿棉板中的应用。

背景技术

目前，在矿棉板的生产过程中，所使用的黏结剂多为凹凸棒粘土。随着凹凸棒粘土的不断开采开发，矿产资源相对紧缺，应用水平不断提高，其应用在不断向高附加值产品、高端产品方向发展，致使在建材这种低端应用中受到限制。因此，有必要寻求一种新的矿棉板用黏结材料，以取代凹凸棒粘土。

赤泥，作为一种氧化铝工业固体废弃物，由于现有技术有限，其综合利用水平相对较低。目前赤泥的处理方式是大量地在堆场堆存，对环境造成极大的压力，同时造成资源的极大浪费。

发明内容

本申请的发明人在实践经验的基础上经过大量研究分析后发现，烧结法赤泥具有较好的黏性，以烧结法赤泥作为黏结剂使用，可有效节约天然黏土矿物的使用，减少矿产资源开采，更能实现赤泥的综合利用，减少赤泥的环境污染问题，具有很好的社会与经济效应。

本申请提供了一种矿棉板，其中，所述矿棉板中的黏结剂为烧结法赤泥；相对于形成所述矿棉板的100重量份的矿棉纤维，所述烧结法赤泥的含量为15-25重量份。可选地，所述烧结法赤泥的含量为15-20重量份。

本申请的发明人经过大量的实验后发现，将固体废弃物烧结法赤泥用于完全替代作为黏结剂的紧缺型资源粘土制备矿棉板，能够获得和粘土制备的矿棉板相近的性能。

本申请中，烧结法赤泥指通过烧结法从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物。

在本申请的实施方式中，所述烧结法赤泥以干燥粉末的形态用作粘结剂来制备矿棉板。

在本申请的实施方式中，形成所述矿棉板的组分还可以包括淀粉、絮凝剂和防水剂。即，在本申请的实施方式中，所述矿棉板可以由矿棉纤维、烧结法赤泥、淀粉、絮凝剂、防水剂和水混合后制备。其中，相对于形成所述矿棉板的100重量份的矿棉纤维，所述淀粉的含量可以为5-8重量份；所述絮凝剂的用量可以为0.8-1.5重量份；所述防水剂的含量可以为0.5-2重量份。

在本申请的实施方式中，所述烧结法赤泥的含量可以为18-20重量份；所述淀粉的含量可以为6-7重量份；所述絮凝剂的含量可以为0.8-1.3重量份；所述防水剂的含量可以为0.8-1.2重量份。当各组分在上述范围内时，有利于获得密度和抗折强度更好的矿棉板。

本申请还提供了一种矿棉板，其中，所述矿棉板中的黏结剂为烧结法赤泥和粘土；相对于形成所述矿棉板的100重量份的矿棉纤维，所述烧结法赤泥的含量为4-17重量份；所述粘土的含量为4-13.5重量份。

在本申请中，将固体废弃物烧结法赤泥用于部分替代作为黏结剂的紧缺型资源粘土，即烧结法赤泥和粘土配合作为黏结剂用于制备矿棉板，能够获得和粘土制备的矿棉板相近甚至更好的性能。

在本申请的实施方式中，所述烧结法赤泥与所述粘土的重量比可以为1：0.5-2。当所述烧结法赤泥与所述粘土的重量比在上述范围内时，有利于获得密度和抗折强度较好的矿棉板。

在本申请的实施方式中，形成所述矿棉板的组分还可以包括淀粉、絮凝剂和防水剂。即，在本申请的实施方式中，所述矿棉板可以由矿棉纤维、烧结法赤泥、粘土、淀粉、絮凝剂和防水剂和水混合后制备。其中，相对于形成所述矿棉板的100重量份的矿棉纤维，所述淀粉的含量可以为7-9重量份；所述絮凝剂的含量可以为0.8-1.3重量份；所述防水剂的含量可以为0.8-1.2重量份。

在本申请的实施方式中，所述絮凝剂可以为硫酸铝、聚丙烯酰胺、氯化铁、硫酸亚铁和聚合氯化铝中的一种或几种。

在本申请的实施方式中，所述防水剂可以为本领域已知的防水剂。例如所述防水剂可以为乳化石蜡。

在本申请中，所述粘土主要指用于制备矿棉板的凹凸棒粘土。

本申请还提供了如上所述的矿棉板的制备方法，其中，将所述重量份的矿棉纤维、烧结法赤泥、淀粉、絮凝剂和防水剂加入水中搅拌均匀后过滤，成型并干燥，即得到所述矿棉板。

本申请还提供了如上所述的矿棉板的制备方法，其中，将所述重量份的矿棉纤维、烧结法赤泥、粘土、淀粉、絮凝剂和防水剂加入水中搅拌均匀后过滤，成型并干燥，即得到所述矿棉板。

在本申请的实施方式中，将所述重量份的矿棉纤维、烧结法赤泥、淀粉、絮凝剂和可选地粘土混合的顺序没有特别要求，可以以任意顺序添加。可选地，将矿棉纤维与水混合后，再与其他各组分进行混合。

另外，在上述两种方法中，水的用量可以根据本领域常规方法进行选择。可选地，水的用量可以为260-300重量份。对于混合材料的过滤，成型并干燥也可以参照现有技术进行。

在本申请的实施方式中，所述干燥的温度可以为180-200℃，时间可以为0.5-1h。

本申请还要求保护烧结法赤泥作为黏结剂在制备矿棉板中的应用。

与现有技术相比，本申请所获得的有益效果如下：

1、本申请利用生产氧化铝过程中所产生的大量堆积的固体废弃物烧结法赤泥为黏结剂生产矿棉板，实现了赤泥的高附加值综合利用，有利于保护环境。

2、本申请提供的矿棉板，采用烧结法赤泥部分或全部取代凹凸棒粘土用作黏结剂制备全矿棉体系矿棉板，有效节约了资源、能源，且板材具有原矿棉板相当的各项性能。

具体实施方式

下面将通过实施例对本发明作进一步的描述，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。本领域的技术人员应理解，对本发明技术特征所作的等同替换，或相应的改进，仍属于本发明的保护范围之内。

下述实施例中所采用的各原料除特别指出之外均可市售获得，相同的试剂来源相同。

对比例1

将115克矿棉纤维于3.0L水中搅拌分散，然后加入凹凸棒粘土20克、淀粉8克，防水剂乳化石蜡(文安县仁信塑料厂)2克，硫酸铝0.5克和聚丙烯酰胺1克，搅拌1分钟后过滤，成形，180℃干燥1小时后获得矿棉板，厚度为15mm。

实施例1

采用对比例1的方法制备矿棉板，不同的是，用20g烧结法赤泥(来自中国铝业山东分公司)代替20g凹凸棒粘土。

实施例2

采用对比例1的方法制备矿棉板，不同的是，用15g烧结法赤泥代替15g凹凸棒粘土。

实施例3

采用对比例1的方法制备矿棉板，不同的是，用10g烧结法赤泥代替10g凹凸棒粘土。

实施例4

采用对比例1的方法制备矿棉板，不同的是，用7g烧结法赤泥代替7g凹凸棒粘土。

实施例5

将115克矿棉纤维于3.0L水中搅拌分散，然后加入烧结法赤泥23克、淀粉8克，防水剂1.2克，硫酸铝0.5克和聚丙烯酰胺1克，搅拌1分钟后过滤，成形，180℃干燥1小时后获得矿棉板，厚度为15mm。

测试例

取实施例1-5和对比例1制备的矿棉板，依据GB/T 5480.3-2004测定其密度；抗折强度参照国标GB/T 25998-2010(矿物棉装饰板)测定；导热系数的测定参考标准GB/T10295-2008(绝热材料稳态热阻及有关特性的测定-热流计法)及ASTM C518-04(用热流计法测定稳态热通量和热传递特性的试验方法)，采用平板热流计法，用DRPL-I导热系数测试仪测定。其结果见表1。

表1

从表1可以看出，实施例1和5通过采用烧结法赤泥完全取代粘土作为矿棉板的黏结剂时，所获得的矿棉板的密度、抗折强度和导热系数均与现有技术使用粘土作为黏结剂时所获得的矿棉板的参数接近。另外，实施例2-4通过采用烧结法赤泥部分取代粘土作为矿棉板的黏结剂时，获得的矿棉板的密度、抗折强度和导热系数均与现有技术使用粘土作为黏结剂时所获得的矿棉板的参数也接近。并且当烧结法赤泥与粘土的比例在1：0.5-2时，获得的矿棉板的密度和抗折强度更好，特别是烧结法赤泥与粘土的比例在1：2时，已经超过了单纯采用粘土作为黏结剂时获得的矿棉板的密度和抗折强度。可见，本申请提供的使用烧结法赤泥作为制备矿棉板的黏结剂，能够有效的取代粘土，作为制备矿棉板的黏结剂，从而变废为宝，节约了生产成本，用于建筑行业具有较好的经济性和实用性。

另外，鉴于近来对建筑材料的环保性能要求越来越严格，使用废料烧结法赤泥制备的矿棉板能否满足产品要求，发明人对其进行了进一步的考察。根据国标GB 6566-2010的规定，A类装饰装修材料中天然放射性核素镭-226、钍-232、钾-40的放射性比活度同时满足内照射指数小于或等于1.0和外照射指数小于或等于1.3。根据GB 6566-2010方法测定(采用数字化高纯锗γ谱仪)，赤泥的内照射指数I_Ra＝0.55，外照射指数I_γ＝1.45。由于烧结法赤泥在使用时的量不多，因此当烧结法赤泥与其他原料混合后获得的矿棉板能够满足上述内照射指数小于或等于1.0和外照射指数小于或等于1.3的要求。且烧结法赤泥在A类装饰装修材料的安全用量可以达到68.9重量％。

综上所述，通过采用固体废弃物烧结法赤泥部分或者全部取代凹凸棒粘土用作黏结剂，能够获得满足A类装饰装修材料要求的合格矿棉板。且获得的矿棉板的各项性能接近或优于凹凸棒粘土作为黏结剂制备的矿棉板。可见，本申请实现了凹凸棒粘土的有效的替代，解决了凹凸棒粘土资源短缺的问题，降低了生产成本，同时实现了废物再利用。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种矿棉板，其特征在于，所述矿棉板中的黏结剂为烧结法赤泥；相对于形成所述矿棉板的100重量份的矿棉纤维，所述烧结法赤泥的含量为15-25重量份。

2.根据权利要求1所述的矿棉板，其中，形成所述矿棉板的组分还包括淀粉、絮凝剂和防水剂，所述淀粉的含量为5-8重量份；所述絮凝剂的含量为0.8-1.5重量份；所述防水剂的含量为0.5-2重量份。

3.根据权利要求2所述的矿棉板，其中，所述烧结法赤泥的含量为18-20重量份；所述淀粉的含量为6-7重量份，所述絮凝剂的含量为0.8-1.3重量份；所述防水剂的含量为0.8-1.2重量份。

4.一种矿棉板，其特征在于，所述矿棉板中的黏结剂为烧结法赤泥和粘土；相对于形成所述矿棉板的100重量份的矿棉纤维，所述烧结法赤泥的含量为4-17重量份；所述粘土的含量为4-13.5重量份。

5.根据权利要求4所述的矿棉板，其中，所述烧结法赤泥与所述粘土的重量比为1：0.5-2。

6.根据权利要求4或5所述的矿棉板，其中，形成所述矿棉板的组分还包括淀粉、絮凝剂和防水剂；所述淀粉的含量为7-9重量份；所述絮凝剂的含量为0.8-1.3重量份；所述防水剂的含量为0.8-1.2重量份。

7.一种如权利要求1-3中任一项所述的矿棉板的制备方法，其特征在于，将所述重量份的矿棉纤维、烧结法赤泥、淀粉、絮凝剂和防水剂加入水中搅拌均匀后过滤，成型并干燥，即得所述矿棉板。

8.一种如权利要求4-6中任一项所述的矿棉板的制备方法，其特征在于，将所述重量份的矿棉纤维、烧结法赤泥、粘土、淀粉、絮凝剂和防水剂加入水中搅拌均匀后过滤，成型并干燥，即得所述矿棉板。

9.烧结法赤泥作为黏结剂在制备矿棉板中的应用。