CN107902899A - 一种岩棉废料的回收再利用工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种岩棉废料的回收再利用工艺及装置，属于保温材料制备技术领域。该工艺包括破碎工序、搅拌工序和压制成型工序，破碎工序用于将絮状岩棉破碎为10‑20mm的短纤维；搅拌工序用于将短纤维、水、其他粉状废料及粘合剂均匀混合；压制成型工序用于将混合均匀的物料压制成直径为8‑10cm、高度为15‑20cm的圆柱状料块，然后将圆柱状料块与玄武岩原料等一起加入到冲天炉中，熔融成为液体混合物，将液体混合物通过熔体流槽连续流入处于高速旋转的离心辊上，液体混合物在离心抛甩及空气冷却作用下，在纤维成型室凝结成丝状纤维丝，岩棉废料得到充分利用，避免废棉直接填埋造成环境污染问题；废棉团块的结构紧实，不易松垮。

Description

一种岩棉废料的回收再利用工艺及装置
技术领域
本发明属于保温材料制备技术领域，更具体地说，涉及一种岩棉废料的回收再利用工艺及装置。
背景技术
近年来，由于外墙外保温材料选择不当造成的火灾令人触目惊心，给人民群众生命财产安全造成极大的损失，岩棉制品以其优异的防火保温特性是国际上公认的“第五常规能源”中的主要节能材料。在建筑上每使用1吨岩棉制品进行保温，一年至少可节省相当于1吨石油的能量，符合低碳、节能、减排趋势，故作为理想的建筑保温材料-岩棉，正面临前所未有的发展机遇和挑战。
目前许多生产厂家生产岩棉产品，包括岩棉板、岩棉复合板等等，在岩棉板生产过程中，会产生很多岩棉，例如切边、辊压以及破损岩棉板，对于这些岩棉，可以将其进行综合利用，制成其他产品，比如岩棉砖等，但是岩棉砖用量小，如何处理废岩棉，人们已经提出了将其回收再利用的方案，例如专利文献1：中国专利CN201611056234.3公开了一种岩棉废料混合物再生处理的方法，第一步、将岩棉废料进行破碎；第二步、将原料投入三仓配料机中与添加剂A和添加剂B混合；第三步、加水搅拌；第四步、将搅拌均匀的物料经过上料输送机输送到再生岩棉原料成型机；第五步、成型；第六步、养护；第七步、存放。以该专利的方法生产的再生岩棉原料可以作为生产岩棉的主要原料，该专利生产的再生岩棉原料由于是复合材料，融化温度低，可以节省焦炭，产棉效率提高，解决岩棉原材料紧张的问题，但由于岩棉具有对水泥产生不利作用的有机化合物，因此有必要增加水泥的比例，以制备具有适当机械强度的团块，在超过1600℃的冲天炉中，这些用水泥压制的团块的硫排放率仍然很高，造成环境污染。
在专利文献1的基础上，专利文献2：中国专利CN201710223901.0公开了一种岩棉废料的粉碎回收再利用工艺及装置，包括一体式结构的搅料桶壳体、用于两个维度同步传动的加工组件以及用于收集粉碎后岩棉废料的回料桶，通过将团状的岩棉废料进行集中收集，并由回收装置内部的加工组件通过两个维度的搅拌方式对其进行切碎，并由振动筛筛选粉末状的岩棉废料，通过一定的比例将包括有焦炭粉和焙干的生物质岩棉的外来残余粉末的细粒进行配比，并添加硅酸钠粘合剂对其进行固化，以达到对岩棉废料回收再利用；同理，又如专利文献3：中国专利CN201380054981.1公开了一种用于生产岩棉的团块和用于生产所述团块的方法，其中，该团块含有：包括具有纤维形态的岩棉废料的原料；用于粘合原料的非纤维状无机粘合剂(例如硅酸钠)；以及加速团块原料的固化过程的活化剂。上述的两种工艺均是将废岩棉粉碎后用硅酸钠进行粘合，虽然减少了废棉团块的硫排放，但是硅酸钠的用量大，同时硅酸钠遇水溶解，即使采用活化剂进行固化，制作的废棉团块在南方水汽比较大的环境中，团块本身具有很多孔隙，具有很强的吸水性能，硅酸钠遇水后，团块极容易出现松垮现象，导致团块不易存放，且无法输送至冲天炉，废棉的利用率达不到要求。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有废棉回收制作团块使用大量的硅酸钠，由于硅酸钠吸水溶解，导致团块的结构松垮，一方面存放不方便，另一方面影响废棉的利用率的问题，本发明提供一种岩棉废料的回收再利用工艺，避免废棉直接填埋造成的环境污染问题，也进一步达到了资源再利用的目的，节约能源；此外，避免使用硅酸钠作为固化剂，废棉团块的结构紧实，不易松垮。
本发明的另一目的是提供一种上述岩棉废料的回收再利用工艺的装置，充分利用冲天炉的余热，进一步节约能源，制作得到的岩棉废块结构稳定，不易松垮，可以长时间存放；岩棉废块的直径满足冲天炉对颗粒料直径的要求(粒径为8-10cm)，岩棉生产顺利，岩棉纤维的质量得到保证。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明的岩棉废料的回收再利用工艺，该工艺包括破碎工序、搅拌工序和压制成型工序，其中，所述破碎工序用于将絮状岩棉破碎为10-20mm的短纤维；所述搅拌工序用于将短纤维、水、其他粉状废料及粘合剂均匀混合；所述压制成型工序用于将混合均匀的物料压制成直径为8-10cm、高度为15-20cm的圆柱状料块。
于本发明的一种可能实施方式中，所述絮状岩棉为纤维形态的岩棉废料，其含水率不超过0.5％，若含水率高于0.5％，通过甩干进行处理。
于本发明的一种可能实施方式中，所述其他粉状废料包括焦炭粉、煤炭粉、钢厂和铸造炉渣、铸造砂或玄武岩矿粉，其粒径分布不适合作为直接进炉料。
于本发明的一种可能实施方式中，所述短纤维、水、其他粉状废料及粘合剂按质量百分比为74-85％：0.3-0.4％：15-25％：0.5-0.6％。
于本发明的一种可能实施方式中，所述粘合剂为PVC粉料和环氧树脂，在压制成型工序中，利用冲天炉的废气余热对模具进行加热，粘合剂在废气余热的作用下快速融化，然后快速脱模冷却，在圆柱状料块的表面形成坚硬的外壳。
于本发明的一种可能实施方式中，所述PVC粉料和环氧树脂按质量百分比为97-99％：1-3％。
于本发明的一种可能实施方式中，所述PVC粉料的颗粒度为3-5微米。
本发明还提供了一种岩棉废料的回收再利用工艺的装置，包括破碎机、第一输送皮带、搅拌机、第二输送皮带和压力成型机，其中，所述破碎机具有下料斗；所述第一输送皮带与水平面呈30-40°角，其低端衔接下料斗，高端衔接搅拌机；所述搅拌机具有加料口，通过加料口添加其他粉料、水和粘合剂；所述第二输送皮带与水平面呈30-40°角，其尾部衔接搅拌机，头部衔接压力成型机；所述压力成型机包括模具，将第二输送皮带输送的混合料注入模具压制成型。
于本发明的一种可能实施方式中，所述压力成型机还包括加热平台，加热平台通过引管与冲天炉的废气余热管连接，加热平台上设置有若干个放置孔，模具置于放置孔内。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的岩棉废料的回收再利用工艺，该工艺包括破碎工序、搅拌工序和压制成型工序，其中，破碎工序用于将絮状岩棉破碎为10-20mm的短纤维；搅拌工序用于将短纤维、水、其他粉状废料及粘合剂均匀混合；压制成型工序用于将混合均匀的物料压制成直径为8-10cm、高度为15-20cm的圆柱状料块，然后将圆柱状料块与玄武岩原料等一起加入到冲天炉中，熔融成为液体混合物，将液体混合物通过熔体流槽连续流入处于高速旋转的离心辊上，液体混合物在离心抛甩及空气冷却作用下，在纤维成型室凝结成丝状的纤维丝，岩棉废料得到充分利用，避免废棉直接填埋造成的环境污染问题，也进一步达到了资源再利用的目的，节约能源；此外，使用粘合剂，废棉团块的结构紧实，不易松垮；
(2)本发明的岩棉废料的回收再利用工艺，絮状岩棉为纤维形态的岩棉废料，控制其含水率不超过0.5％，保证入破碎机的岩棉废料含水量少，避免粘附在破碎机的内表面；
(3)本发明的岩棉废料的回收再利用工艺，在岩棉废料中添加焦炭粉、煤炭粉、钢厂和铸造炉渣、铸造砂或玄武岩矿粉，其粒径分布不适合作为直接进炉料，充分利用这些废弃物，实现废弃物的再利用，达到保护环境的作用；
(4)本发明的岩棉废料的回收再利用工艺，短纤维、水、其他粉状废料及粘合剂按质量百分比为74-85％：0.3-0.4％：15-25％：0.5-0.6％，相比专利文献2、3，粘合剂的使用量大大减少，粘合剂的成本降低，但料块的结合强度并不会下降，相应的增加了1％左右；
(5)本发明的岩棉废料的回收再利用工艺，粘合剂为PVC粉料和环氧树脂，相比专利文献CN201210586327.2公开的岩棉废渣板及其制备方法，其中仅应用到岩棉树脂胶，而本发明在压制成型工序中，利用冲天炉的废气余热对模具进行加热，粘合剂在废气余热的作用下快速融化，然后快速脱模冷却，在圆柱状料块的表面形成坚硬的外壳，废棉和其他粉状废料被裹在壳体内，壳体不易破碎，保证了料块的整体强度，存放时间长；
(6)本发明的岩棉废料的回收再利用工艺的装置，结构简单，设计合理，易于制造，该装置设置有加热平台，可以充分利用冲天炉的余热，进一步节约能源，制作得到的岩棉废块结构稳定，不易松垮，可以长时间存放；岩棉废块的直径满足冲天炉对颗粒料直径的要求，岩棉生产顺利，岩棉纤维的质量得到保证。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1为本发明岩棉废料的回收再利用工艺的装置结构示意图；
图2为本发明岩棉废料的回收再利用工艺的装置压力成型机局部示意图。
图中：1、破碎机；110、下料斗；2、第一输送皮带；3、搅拌机；310、加料口；4、第二输送皮带；5、压力成型机；510、加热平台；520、模具。
具体实施方式
下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。
下文对本发明的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本发明的元件和特征由附图标记标识。
实施例1
本实施例的岩棉废料的回收再利用工艺，该工艺包括破碎工序、搅拌工序和压制成型工序，其中，破碎工序用于将絮状岩棉破碎为20mm的短纤维；搅拌工序用于将短纤维、水、其他粉状废料及粘合剂均匀混合，短纤维、水、其他粉状废料及粘合剂按质量百分比为84％：0.4％：15％：0.6％；压制成型工序用于将混合均匀的物料压制成直径为10cm、高度为15cm的圆柱状料块。
在本实施例中，絮状岩棉为纤维形态的岩棉废料，其含水率不超过0.5％，若含水率高于0.5％，通过甩干进行处理；控制其含水率不超过0.5％，保证入破碎机的岩棉废料含水量少，避免粘附在破碎机的内表面。
对于其粒径分布不适合作为直接进炉料，尤其是粉状物料，可以包括焦炭粉、煤炭粉、钢厂和铸造炉渣、铸造砂或玄武岩矿粉，这些物料可以直接作为添加物加入到料块中，一方面充分利用废弃物，另一方面这些成分可以提高纤维的韧性。
值得说明的是，发明人通过大量的试验和分析，摒弃目前采用硅酸钠作为粘合剂的方式，粘合剂为PVC粉料和环氧树脂，PVC粉料的颗粒度为3微米，PVC粉料和环氧树脂按质量百分比为99％：1％，在压制成型工序中，利用冲天炉的废气余热对模具进行加热，粘合剂在废气余热的作用下快速融化，然后快速脱模冷却，在圆柱状料块的表面形成坚硬的外壳，废棉和其他粉状废料被环氧树脂和PVC粘接且被裹在壳体内，壳体不易破碎，内部结构较为紧实，保证了料块的整体强度，存放时间长，在不断的搬运过程中，也不会松垮。
实施例2
本实施例的岩棉废料的回收再利用工艺，该工艺包括破碎工序、搅拌工序和压制成型工序，其中，破碎工序用于将絮状岩棉破碎为20mm的短纤维；搅拌工序用于将短纤维、水、其他粉状废料及粘合剂均匀混合，短纤维、水、其他粉状废料及粘合剂按质量百分比为84％：0.35％：15.1％：0.55％；压制成型工序用于将混合均匀的物料压制成直径为10cm、高度为15cm的圆柱状料块。
在本实施例中，絮状岩棉为纤维形态的岩棉废料，其含水率不超过0.5％，若含水率高于0.5％，通过甩干进行处理；控制其含水率不超过0.5％，保证入破碎机的岩棉废料含水量少，避免粘附在破碎机的内表面。
对于其粒径分布不适合作为直接进炉料，尤其是粉状物料，可以包括焦炭粉、煤炭粉、钢厂和铸造炉渣、铸造砂或玄武岩矿粉，这些物料可以直接作为添加物加入到料块中，一方面充分利用废弃物，另一方面这些成分可以提高纤维的韧性。
值得说明的是，发明人通过大量的试验和分析，摒弃目前采用硅酸钠作为粘合剂的方式，粘合剂为PVC粉料和环氧树脂，PVC粉料的颗粒度为4微米，PVC粉料和环氧树脂按质量百分比为97％：3％，在压制成型工序中，利用冲天炉的废气余热对模具进行加热，粘合剂在废气余热的作用下快速融化，然后快速脱模冷却，在圆柱状料块的表面形成坚硬的外壳，废棉和其他粉状废料被环氧树脂和PVC粘接且被裹在壳体内，壳体不易破碎，内部结构较为紧实，保证了料块的整体强度，存放时间长，在不断的搬运过程中，也不会松垮。
实施例3
本实施例的岩棉废料的回收再利用工艺，该工艺包括破碎工序、搅拌工序和压制成型工序，其中，破碎工序用于将絮状岩棉破碎为15mm的短纤维；搅拌工序用于将短纤维、水、其他粉状废料及粘合剂均匀混合，短纤维、水、其他粉状废料及粘合剂按质量百分比为78.6％：0.3％：20.6％：0.5％；压制成型工序用于将混合均匀的物料压制成直径为9cm、高度为17cm的圆柱状料块。
在本实施例中，絮状岩棉为纤维形态的岩棉废料，其含水率不超过0.5％，若含水率高于0.5％，通过甩干进行处理；控制其含水率不超过0.5％，保证入破碎机的岩棉废料含水量少，避免粘附在破碎机的内表面。
对于其粒径分布不适合作为直接进炉料，尤其是粉状物料，可以包括焦炭粉、煤炭粉、钢厂和铸造炉渣、铸造砂或玄武岩矿粉，这些物料可以直接作为添加物加入到料块中，一方面充分利用废弃物，另一方面这些成分可以提高纤维的韧性。
值得说明的是，发明人通过大量的试验和分析，摒弃目前采用硅酸钠作为粘合剂的方式，粘合剂为PVC粉料和环氧树脂，PVC粉料的颗粒度为5微米，PVC粉料和环氧树脂按质量百分比为98％：2％，在压制成型工序中，利用冲天炉的废气余热对模具进行加热，粘合剂在废气余热的作用下快速融化，然后快速脱模冷却，在圆柱状料块的表面形成坚硬的外壳，废棉和其他粉状废料被环氧树脂和PVC粘接且被裹在壳体内，壳体不易破碎，内部结构较为紧实，保证了料块的整体强度，存放时间长，在不断的搬运过程中，也不会松垮。
实施例4
如图1和图2所示，本实施例的一种岩棉废料的回收再利用工艺的装置，包括破碎机1、第一输送皮带2、搅拌机3、第二输送皮带4和压力成型机5，其中，破碎机1具有下料斗110；所述第一输送皮带2与水平面呈35°角，其低端衔接下料斗110，高端衔接搅拌机3；所述搅拌机3具有加料口310，通过加料口310添加其他粉料、水和粘合剂；所述第二输送皮带4与水平面呈35°角，其尾部衔接搅拌机3，头部衔接压力成型机5；所述压力成型机5包括模具520，将第二输送皮带4输送的混合料注入模具520压制成型。
结合图2，压力成型机5还包括加热平台510，加热平台510通过引管与冲天炉的废气余热管连接，加热平台510上设置有若干个放置孔，模具520置于放置孔内。
该装置设置有加热平台510，可以充分利用冲天炉的余热，进一步节约能源，制作得到的岩棉废块结构稳定，不易松垮，可以长时间存放；岩棉废块的直径满足冲天炉对颗粒料直径的要求，岩棉生产顺利，岩棉纤维的质量得到保证。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种岩棉废料的回收再利用工艺，其特征在于，该工艺包括破碎工序、搅拌工序和压制成型工序，其中，所述破碎工序用于将絮状岩棉破碎为10-20mm的短纤维；所述搅拌工序用于将短纤维、水、其他粉状废料及粘合剂均匀混合；所述压制成型工序用于将混合均匀的物料压制成直径为8-10cm、高度为15-20cm的圆柱状料块。
2.根据权利要求1所述的岩棉废料的回收再利用工艺，其特征在于，所述絮状岩棉为纤维形态的岩棉废料，其含水率不超过0.5％，若含水率高于0.5％，通过甩干进行处理。
3.根据权利要求2所述的岩棉废料的回收再利用工艺，其特征在于，所述其他粉状废料包括焦炭粉、煤炭粉、钢厂和铸造炉渣、铸造砂或玄武岩矿粉。
4.根据权利要求3所述的岩棉废料的回收再利用工艺，其特征在于，所述短纤维、水、其他粉状废料及粘合剂按质量百分比为74-85％：0.3-0.4％：15-25％：0.5-0.6％。
5.根据权利要求4所述的岩棉废料的回收再利用工艺，其特征在于，所述粘合剂为PVC粉料和环氧树脂，在压制成型工序中，利用冲天炉的废气余热对模具(520)进行加热，粘合剂在废气余热的作用下快速融化，然后快速脱模冷却，在圆柱状料块的表面形成坚硬的外壳。
6.根据权利要求5所述的岩棉废料的回收再利用工艺，其特征在于，所述PVC粉料和环氧树脂按质量百分比为97-99％：1-3％。
7.根据权利要求6所述的岩棉废料的回收再利用工艺，其特征在于，所述PVC粉料的颗粒度为3-5微米。
8.一种根据权利要求1至7任一项所述岩棉废料的回收再利用工艺的装置，包括破碎机(1)、第一输送皮带(2)、搅拌机(3)、第二输送皮带(4)和压力成型机(5)，其中，所述破碎机(1)具有下料斗(110)；所述第一输送皮带(2)与水平面呈30-40°角，其低端衔接下料斗(110)，高端衔接搅拌机(3)；所述搅拌机(3)具有加料口(310)，通过加料口(310)添加其他粉料、水和粘合剂；所述第二输送皮带(4)与水平面呈30-40°角，其尾部衔接搅拌机(3)，头部衔接压力成型机(5)；所述压力成型机(5)包括模具(520)，将第二输送皮带(4)输送的混合料注入模具(520)压制成型。
9.根据权利要求8所述的岩棉废料的回收再利用工艺的装置，其特征在于，所述压力成型机(5)还包括加热平台(510)，加热平台(510)通过引管与冲天炉的废气余热管连接，加热平台(510)上设置有若干个放置孔，模具(520)置于放置孔内。
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