一种岩/矿棉制品及其制备方法与流程

本发明涉及一种岩/矿棉制品及其制备方法。

背景技术：

本申请涉及建筑及工业节能环保、装饰吸声领域，具体涉及利用镍铁热熔渣为原料，粉煤灰做调质料采用显热新一步法生产岩（矿）棉。具体包括：镍铁热熔渣的获取及酸度系数和黏度测试；调质电炉内粉煤灰对镍铁热熔渣进行调质，改变酸度系数和黏度；调节好的热熔渣进入出料口，进入矿棉生产系统进行甩丝生产岩（矿）棉。该技术与现有的技术相比较好的利用热熔渣的显热，实现了资源的可持续利用和能耗的大幅度降低，利用粉煤灰做辅料进一步降低了岩（矿）棉的生产成本，相比玄武岩、石英砂解决了辅料运输成本高的问题，具有成本低，取材方便，工业固体废弃物最大资源化的优点。

目前岩矿棉生产主要有两种工艺：冲天炉工艺和显热生产工艺（新一步法）。传统的冲天炉工艺采用冷渣（高炉矿渣）再熔融的方法，只有温度达到1300℃以上，才会流速稳定，流动性较好。熔渣的显热被白白浪费掉的同时，冷渣在冲天炉熔融过程中又需要大量的焦炭，这造成能源的双重浪费。显热法生产矿棉避开了传统矿棉工艺中先冷却、破碎、筛选，再加热熔化成高温熔体的弊端，可以充分利用热熔渣的显然实现能源的最合理利用。

2018年《中华人民共和国环境保护税法》开始施行。在新的税法的监督下，冲天炉法制备岩矿棉属于高能耗、高污染产业渐渐被取缔，2019年国家发改办44号文件将镍铁渣的治理列为固废重点治理的对象，利用镍铁渣的显热生产矿棉可以有效生产高炉热态熔渣直接生产矿棉技术将矿棉生产与热态熔渣显热回收相结合，获得低成本、低能耗、低污染的矿棉，实现了矿棉与冶金企业的双赢，资源和环境的可持续发展。

技术实现要素：

本发明旨在解决上述问题，提供了一种岩/矿棉制品及其制备方法，它以粉煤灰作为调质料，解决了镍铁渣调质后制备高质量矿棉难以成功的问题，修正酸度系数mk*=1.5-1.6，调质后的镍铁热熔渣黏度在10-1pa·s时，对应温度在1380-1460℃，显长渣属性，采用显热新一步法工艺制备的岩（矿）棉燃烧性能符合标准gb8624-2012中平板状建筑材料及制品a（a1）级不燃材料（制品）的技术要求，外观、尺寸及允许偏差、尺寸稳定性、导热系数、渣球含量、质量吸湿率、憎水率、短期浸水率、酸度系数均符合建筑外墙保温用岩/矿棉制品gb/t25975-2010岩棉板的技术要求，其采用的技术方案如下：

一种岩/矿棉制品，其特征在于:主要由以下成分按质量份数组成：sio235-55份，al2o39-18份，cao8-16份，mgo11-20份，mno1-2份，tfe5-10份，k2o1-2份。

优选的，岩/矿棉制品主要由以下成分按质量份数组成：sio243-47份，al2o313-17份，cao10-15份，mgo13-18份，mno1-2份，tfe5-8份，k2o1-2份。

优选的，所述岩/矿棉制品的修正酸度系数mk*为1.3—1.8；

修正酸度系数mk*计算公式如下：

wsio2为sio2的重量；wal2o3为al2o3的重量；wcao为cao的重量；wmgo为mgo的重量；wmno为mno的重量；wtfe为tfe的重量；wk2o为k2o的重量。

优选的，所述岩/矿棉制品的修正酸度系数mk*选择1.5-1.6。

一种制备上述岩/矿棉制品的方法，其特征在于：将热熔渣通过钢包流入调质电炉里加入粉煤灰调质料升温至1350-1550℃后保温均化一定时间，优选升温至1380-1460℃保温均化一定时间，流至离心机，经离心机的高速运转形成一次纤维，再经过高速火焰和粘结剂的喷吹，在集棉机上形成棉毡，进入矿棉生产线，经打褶打压等，在固化炉内加热烘干压制成型，切割打包，即可得到岩棉成品。

其中优选的，所述镍铁合金热熔渣主要由以下成分按质量份数组成：sio242-52份，al2o35-10份，cao2-7份，mgo25-35份，tfe5-15份，mno1-2份,k2o0-1份，nio少于0.1份。

其中优选的，所述粉煤灰调质料主要由以下成分按质量份数组成：sio245-55份，al2o325-35份，cao5-15份，mgo0-2份，k2o0-2份。

本发明的有益效果为：新提出的修正酸度系数和调质料（粉煤灰）对产品调质效果明显，利用显热新一步法制备岩（矿）棉板，燃烧性能符合标准gb8624-2012中平板状建筑材料及制品a（a1）级不燃材料（制品）的技术要求，外观、尺寸及允许偏差、尺寸稳定性、导热系数、渣球含量、质量吸湿率、憎水率、短期浸水率、酸度系数均符合建筑外墙保温用岩/矿棉制品gb/t25975-2010岩棉板的技术要求。

附图说明

图1（1a、1b、1c、1d、1e）为实施例4的检测报告；

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：

本实施例的一种岩（矿）棉制品，其特征在于:主要由以下成分按质量份数组成：sio235-39份，al2o39-13份，cao12-17份，mgo16-20份，mno1-2份，tfe7-10份，k2o1-2份，所述岩（矿）棉制品的修正酸度系数mk*为1.3，其黏度在10-1pa·s时，对应温度在1320-1380℃，显短渣属性；

修正酸度系数mk*计算公式如下：

wsio2为sio2的重量；wal2o3为al2o3的重量；wcao为cao的重量；wmgo为mgo的重量；wmno为mno的重量；wtfe为tfe的重量；wk2o为k2o的重量。

一种制备上述岩/矿棉制品的方法，其特征在于：将热熔渣通过钢包流入调质电炉里加入粉煤灰调质料升温至1350-1550℃后保温均化一定时间，流至离心机，经离心机的高速运转形成一次纤维，再经过高速火焰和粘结剂的喷吹，在集棉机上形成棉毡，进入矿棉生产线，经打褶打压等，在固化炉内加热烘干压制成型，切割打包，即可得到岩（矿）棉成品。

优选的，所述镍铁合金热熔渣主要由以下成分按质量份数组成：sio242-52份，al2o35-10份，cao2-7份，mgo25-35份，tfe5-15份，mno1-2份,k2o0-1份，nio少于0.1份。

优选的，所述粉煤灰调质料主要由以下成分按质量份数组成：sio245-55份，al2o325-35份，cao5-15份，mgo0-2份，k2o0-2份。

实施例2：

本实施例的一种岩（矿）棉制品，其特征在于:主要由以下成分按质量份数组成：sio237-41份，al2o310-14份，cao11-16份，mgo15-19份，mno1-2份，tfe6-9份，k2o1-2份，所述岩（矿）棉制品的修正酸度系数mk*为1.4，其黏度在10-1pa·s时，对应温度在1340-1400℃，显短渣属性；

修正酸度系数mk*计算公式如下：

wsio2为sio2的重量；wal2o3为al2o3的重量；wcao为cao的重量；wmgo为mgo的重量；wmno为mno的重量；wtfe为tfe的重量；wk2o为k2o的重量。

一种制备上述岩/矿棉制品的方法，其特征在于：将热熔渣通过钢包流入调质电炉里加入粉煤灰调质料升温至1350-1550℃后保温均化一定时间，流至离心机，经离心机的高速运转形成一次纤维，再经过高速火焰和粘结剂的喷吹，在集棉机上形成棉毡，进入矿棉生产线，经打褶打压等，在固化炉内加热烘干压制成型，切割打包，即可得到岩（矿）棉成品。

优选的，所述镍铁合金热熔渣主要由以下成分按质量份数组成：sio242-52份，al2o35-10份，cao2-7份，mgo25-35份，tfe5-15份，mno1-2份,k2o0-1份，nio少于0.1份。

优选的，所述粉煤灰调质料主要由以下成分按质量份数组成：sio245-55份，al2o325-35份，cao5-15份，mgo0-2份，k2o0-2份。

实施例3：

本实施例的一种岩（矿）棉制品，其特征在于:主要由以下成分按质量份数组成：sio239-43份，al2o311-15份，cao10-15份，mgo14-18份，mno1-2份，tfe5-8份，k2o1-2份，所述岩（矿）棉制品的修正酸度系数mk*为1.5，其黏度在10-1pa·s时，对应温度在1350-1410℃，显长渣属性；

修正酸度系数mk*计算公式如下：

wsio2为sio2的重量；wal2o3为al2o3的重量；wcao为cao的重量；wmgo为mgo的重量；wmno为mno的重量；wtfe为tfe的重量；wk2o为k2o的重量。

一种制备上述岩/矿棉制品的方法，其特征在于：将热熔渣通过钢包流入调质电炉里加入粉煤灰调质料升温至11350-1550℃后保温均化一定时间，流至离心机，经离心机的高速运转形成一次纤维，再经过高速火焰和粘结剂的喷吹，在集棉机上形成棉毡，进入矿棉生产线，经打褶打压等，在固化炉内加热烘干压制成型，切割打包，即可得到岩（矿）棉成品。

熔体出炉黏度的改变主要是通过成分配比（修正酸度系数）和熔化温度的改变而改变。酸度系数（或修正酸度系数）越大，在同等温度下黏度越大，熔化温度越高黏度越低。

优选的，所述镍铁合金热熔渣主要由以下成分按质量份数组成：sio242-52份，al2o35-10份，cao2-7份，mgo25-35份，tfe5-15份，mno1-2份,k2o0-1份，nio少于0.1份。

优选的，所述粉煤灰调质料主要由以下成分按质量份数组成：sio245-55份，al2o325-35份，cao5-15份，mgo0-2份，k2o0-2份。

实施例4：

本实施例的一种岩（矿）棉制品，其特征在于:主要由以下成分按质量份数组成：sio243-47份，al2o313-17份，cao10-15份，mgo13-18份，mno1-2份，tfe5-8份，k2o1-2份，所述岩（矿）棉制品的修正酸度系数mk*为1.6，其黏度在10-1pa·s时，对应温度在1360-1420℃，显长渣属性，修正酸度系数越高，也就是硅铝含量越高，玻璃网状结构越稳定，岩棉质量相对更高,为最优配比；

修正酸度系数mk*计算公式如下：

wsio2为sio2的重量；wal2o3为al2o3的重量；wcao为cao的重量；wmgo为mgo的重量；wmno为mno的重量；wtfe为tfe的重量；wk2o为k2o的重量；通过成分的配比来改变修正酸度系数mk*。

黏度的改变主要是通过成分配比（修正酸度系数）和熔化温度的改变而改变。酸度系数（或修正酸度系数）越大，在同等温度下黏度越大，熔化温度越高黏度越低。

一种制备上述岩/矿棉制品的方法，其特征在于：将热熔渣通过钢包流入调质电炉里加入粉煤灰调质料升温至1380-1460℃后保温均化一定时间，流至离心机，经离心机的高速运转形成一次纤维，再经过高速火焰和粘结剂的喷吹，在集棉机上形成棉毡，进入矿棉生产线，经打褶打压等，在固化炉内加热烘干压制成型，切割打包，即可得到岩（矿）棉成品。

优选的，所述镍铁合金热熔渣主要由以下成分按质量份数组成：sio242-52份，al2o35-10份，cao2-7份，mgo25-35份，tfe5-15份，mno1-2份,k2o0-1份，nio少于0.1份。

优选的，所述粉煤灰调质料主要由以下成分按质量份数组成：sio245-55份，al2o325-35份，cao5-15份，mgo0-2份，k2o0-2份。

实施例5：

本实施例的一种岩（矿）棉制品，其特征在于:主要由以下成分按质量份数组成：sio246-50份，al2o314-18份，cao8-13份，mgo11-16份，mno1-2份，tfe4-7份，k2o1-2份，所述岩（矿）棉制品的修正酸度系数mk*为1.7，其黏度在10-1pa·s时，对应温度在1440-1520℃，显短渣属性，为最优配比；

修正酸度系数mk*计算公式如下：

wsio2为sio2的重量；wal2o3为al2o3的重量；wcao为cao的重量；wmgo为mgo的重量；wmno为mno的重量；wtfe为tfe的重量；wk2o为k2o的重量。

一种制备上述岩/矿棉制品的方法，其特征在于：将热熔渣通过钢包流入调质电炉里加入粉煤灰调质料升温至11350-1550℃后保温均化一定时间，流至离心机，经离心机的高速运转形成一次纤维，再经过高速火焰和粘结剂的喷吹，在集棉机上形成棉毡，进入矿棉生产线，经打褶打压等，在固化炉内加热烘干压制成型，切割打包，即可得到岩（矿）棉成品。

优选的，所述镍铁合金热熔渣主要由以下成分按质量份数组成：sio242-52份，al2o35-10份，cao2-7份，mgo25-35份，tfe5-15份，mno1-2份,k2o0-1份，nio少于0.1份。

优选的，所述粉煤灰调质料主要由以下成分按质量份数组成：sio245-55份，al2o325-35份，cao5-15份，mgo0-2份，k2o0-2份。

实施例6：

本实施例的一种岩（矿）棉制品，其特征在于:主要由以下成分按质量份数组成：sio250-55份，al2o314-18份，cao8-13份，mgo11-16份，mno1-2份，tfe2-5份，k2o1-2份，所述岩（矿）棉制品的修正酸度系数mk*为1.8，其黏度在10-1pa·s时，对应温度在1480-1550℃，显短渣属性，为最优配比；

修正酸度系数mk*计算公式如下：

wsio2为sio2的重量；wal2o3为al2o3的重量；wcao为cao的重量；wmgo为mgo的重量；wmno为mno的重量；wtfe为tfe的重量；wk2o为k2o的重量。

一种制备上述岩/矿棉制品的方法，其特征在于：将热熔渣通过钢包流入调质电炉里加入粉煤灰调质料升温至1350-1550℃后保温均化一定时间，流至离心机，经离心机的高速运转形成一次纤维，再经过高速火焰和粘结剂的喷吹，在集棉机上形成棉毡，进入矿棉生产线，经打褶打压等，在固化炉内加热烘干压制成型，切割打包，即可得到岩（矿）棉成品。

优选的，所述镍铁合金热熔渣主要由以下成分按质量份数组成：sio242-52份，al2o35-10份，cao2-7份，mgo25-35份，tfe5-15份，mno1-2份,k2o0-1份，nio少于0.1份。

优选的，所述粉煤灰调质料主要由以下成分按质量份数组成：sio245-55份，al2o325-35份，cao5-15份，mgo0-2份，k2o0-2份。

其中，黏度范围选择在10-1pa·s时的主要原因是在长期产业化的过程中，最佳的出炉黏度是在此范围内，高了和低了都对后续离心机喷吹工艺以及棉的质量有很大影响，在一般工业生产中，偏向于控制好出炉的黏度也就是在10-1pa·s这个范围内。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。