EA022185B1

EA022185B1 - Способ обработки каменной ваты

Info

Publication number: EA022185B1
Application number: EA201270047A
Authority: EA
Inventors: Ян Мари Вильхельмус Кюйперс
Original assignee: Роквул Интернэшнл А/С
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2010-06-16
Publication date: 2015-11-30
Also published as: US9056789B2; CA2764547A1; EP2443074A1; WO2010146075A1; EA201270047A1; US20120183774A1

Abstract

Настоящее изобретение предлагает способ производства гранулированного изделия, причем данный способ включает использование отработанного изделия из каменной ваты, которое по меньшей мере на 90% имеет связную форму с минимальным размером, составляющим по меньшей мере 50 мм, и которое имеет содержание по меньшей мере 10% воды в расчете на массу отработанного изделия из каменной ваты; производство основного материала из каменной ваты путем превращения связной каменной ваты в измельченную форму таким образом, что по меньшей мере 80 мас.% основного материала находится в виде частиц, имеющих размер не более чем 40 мм, и имеет содержание воды не более чем 50 мас.% в расчете на измельченный основной материал; формование измельченного основного материала в гранулы, причем по меньшей мере 80 мас.% гранул имеют размер не более чем 40 мм, и обработку гранул спеканием при температуре в интервале от 900 до 1050°С для получения гранулированного изделия, причем по меньшей мере 80 мас.% гранулированного изделия находится в виде гранул, имеющих размер не более чем 40 мм, и при осуществлении данного способа не добавляют связующий материал. Настоящее изобретение также относится к изделию, получаемому описанным выше способом.

Description

Настоящее изобретение относится к способам производства изделий из отработанных подложек из каменной ваты, к изделию, полученному данными способами, и к новым изделиям, которые можно производить данными и другими способами. Оно также относится к применениям изделий, полученных данным способом, и новым изделиям.

Минеральную вату, в частности каменную вату и стекловату, используют в многочисленных применениях в разнообразных формах, например, для звукоизоляции, теплоизоляции, противопожарной защиты, в качестве строительных материалов и подложек в садоводстве.

Когда изделие больше не требуется, возникает необходимость в его утилизации соответствующим образом. Это является потенциально проблематичным в случае минеральной ваты, которую использовали в разнообразных применениях, и, в частности, в случае минеральной ваты, которую использовали в качестве подложек в садоводстве. Этот материал со временем приходит к концу своего срока службы и подлежит утилизации. Желательно повторное использование такого изделия каким-либо другим способом, чем, скажем, выбрасывать его на мусорную свалку. Однако это не так просто, потому что исчерпавшее свой ресурс изделие имеет высокие концентрации включающих воду питательных веществ и других компонентов, используемых садоводами, в том числе микроэлементов (часто более 10% от массы подложки), содержит органический растительный материал, его обычно окружает другой материал, часто органический, в том числе полимерная пленка.

В настоящее время общий способ утилизации такого материала заключается в его использовании в производстве кирпичей после отделения полимерной упаковки от подложек из минеральной ваты для садоводства. Известны другие способы обработки использованного материала из каменной ваты. Такие способы часто включают измельчение отработанного материала в присутствии жидкости, в том числе воды. Часто связующий материал (органический или неорганический) добавляют к основному материалу подложки. Из смеси можно получать разнообразные формы, и формованные изделия затем подлежат сушке. Например, японский патент 1Р 10279936 описывает способ повторного использования строительных отходов, включая бетон, каменную вату, древесные стружки и т.д. В этот способ включены: (а) извлечение отходов, (Ь) сортировка отходов, (с) измельчение и перемешивание отходов, (й) придание измельченному материалу желательного размера, (е) добавление связующего материала, который представляет собой цементное молоко в случае бетона или шлаковой ваты, и перемешивание композиции, (Г) формование под давлением формовочного материала, получаемого из смеси.

Согласно китайскому патенту СЛ1128243 отработанную шлаковую вату подвергают экструзии и режут на гранулы, которые сначала смешивают с цементом, порошком гипса или другим адгезионным (связующим) материалом и затем адсорбируют определенное количество воды, чтобы получить слой окружающей пленки на поверхности. Полученные таким способом гранулы из шлаковой ваты можно использовать в качестве строительного материала. Нагревание не упомянуто.

Во французском патенте РК2781701Л описана термическая обработка волоконных композитов различного происхождения на основе диоксида кремния и оксида магния, равномерно распределенных в органических материалах, в которую включены:

(a) перемешивание композита тщательным и однородным образом;

(b) нагревание смеси до 700-900°С и (c) одновременное и раздельное выделение газообразных продуктов сгорания и конечного инертного композита. Композит может представлять собой асбест, шлаковую вату, стекловату или смеси этих материалов. Этим способом получают изделие в виде керамического композита, который также заявлен вместе с установкой для внедрения данного способа в производство. В этом способе изготовления изделий не упомянута стадия гранулирования.

Японский патент 1Р9023743А описывает способ, в котором с измельченной отработанной шлаковой ватой смешивают воду и связующий материал, в том числе один или более материал из гуаровой смолы, карбоксиметилцеллюлозы (СМС) и крахмала, и смесь подвергают частичному обезвоживанию, чтобы снизить содержание воды до 20-50%. Частично обезвоженную смесь экструдируют и измельчают. Полученный гранулированный продукт обжигают при температуре от 1100 до 1190°С, чтобы получить пористый продукт, имеющий насыпную плотность от 0,3 до 0,5 г/см³ и пригодный для использования в качестве искусственной питательной среды.

Японская патентная заявка 1Р2002187751 описывает способ, в котором размолотую в порошок отработанную шлаковую вату гранулируют, используя неорганический гидравлический связующий материал и воду. Затем гранулы сушат. Содержание шлаковой ваты составляет от 85 до 98%.

Авторы других публикаций обсуждают повторное использование стекловаты.

Например, японская патентная заявка 1Р2002348181А предлагает материал из спеченной стекловаты, имеющий высокую полезность и способный эффективно уменьшать объем стекловаты и повторно использовать отработанные материалы, способ производства материала из спеченной стекловаты и некоторые виды обработанных материалов, содержащих материал из спеченной стекловаты. Материал из спеченной стекловаты получают спеканием стекловаты, в том числе использованной стекловаты. Желательно иметь плотность спеченного материала, составляющую 0,05 г/см³ или более. Спеченный материал

- 1 022185 производят термической обработкой стекловаты при температуре от 600 до 900°С. Желательно иметь время нагревания от 1 до 90 мин и объем стекловаты после спекания, составляющий 0,4 или менее по отношению к единичному объему до спекания. Спеченный материал используют для производства плитки, защищающих экосистемы материалов и наполнителей.

Патентная заявка США И82005242477 предлагает способ переработки больших количеств отработанного стекловолокна в полезные керамические изделия в процессе экономичного производства. Данный способ включает измельчение стекловолокна в стеклянный порошок; смешивание стеклянного порошка с добавками с получением композиции стекла и добавок; гранулирование композиции стекла и добавок в гранулированные частицы; формование из гранулированных частиц необожженного керамического изделия и нагревание необожженного керамического изделия для получения керамического изделия. В данную технологию можно включать воду и глину. Необходима только одна стадия обжига с низкой пиковой температурой обжига от приблизительно 700 до приблизительно 1000°С. Заявлено, что данный способ экономит энергию и природные ресурсы по сравнению с традиционным производством керамики на основе глины. Данное изобретение позволяет производить высококачественные сверхпрочные керамические изделия.

Однако желательно найти альтернативные способы повторного использования подложек из минеральной ваты, в частности, подложек из каменной ваты, особенно способы, которые пригодны для использования с водосодержащими подложками, в том числе теми, которые уже использовали в садоводстве.

Существует также постоянная потребность в новых изделиях на минеральной основе для применения в отрасли садоводства, а также в строительной и других отраслях промышленности. Таким образом, было бы желательно иметь возможность предложения способа, который не только позволяет повторно использовать отработанные подложки из каменной ваты, но также получить изделие, которое имеет разнообразные применения в нескольких областях, сегментах и рынках.

В своей одновременно рассматриваемой европейской патентной заявке РСТ/ЕР2008/068208 авторы описывают одно решение данной проблемы, для чего они описывают способ производства гранулированного изделия, причем данный способ включает использование основного материала в такой измельченной форме, что по меньшей мере 80 мас.% основного материала находится в виде частиц, имеющих размер не более чем 20 мм, и включает минеральную вату, имея содержание воды не более чем 50 мас.% в расчете на измельченный основной материал; смешивание измельченного основного материала со связующим материалом с образованием смеси основного и связующего материалов; формование смеси основного и связующего материалов в гранулы, в которых по меньшей мере 80 мас.% гранул имеют размер не более чем 40 мм; и сушку гранул; в результате чего по меньшей мере 80 мас.% изделия имеет форму гранул, размер которых составляет не более чем 40 мм. Сушку гранул осуществляют нагреванием при температуре в интервале от 700 до 1100°С.

В частности, отработанное изделие из минеральной ваты включает отработанную подложку для садоводства (обычно содержащую остатки растений и полимерную пленку), и основной материал производят, используя минеральную вату в связной форме с минимальным размером, составляющим по меньшей мере 50 мм, и содержанием по меньшей мере 10% воды от массы отработанного изделия; производство основного материала из отработанного изделия из минеральной ваты путем превращения связной минеральной ваты в измельченную форму таким образом, что по меньшей мере 80 мас.% основного материала находится в виде частиц, размер которых составляет не более чем 20 мм, и содержание воды составляет не более чем 50% в расчете на массу измельченного основного материала. По мнению авторов, данный способ предлагает ряд преимуществ.

Во-первых, это удобный способ повторного использования отработанной подложки из минеральной ваты, который применим даже в трудных случаях подложек, в том числе использованных в садоводстве и, следовательно, влажных и содержащих органический материал, в том числе остатки растений и продукты их разложения, а также полимерные пленочные упаковочные материалы. Такие подложки могут вызывать трудности при повторном использовании, даже известными способами, в том числе путем измельчения и последующего включения в брикеты для получения минерального расплава, потому что органические компоненты склонны к отрицательному воздействию на эффективность цементного связующего материала, обычно используемого для таких брикетов.

Кроме того, этим способом производят изделие, имеющее выгодные свойства и, следовательно, является полезным, даже если исходный материал не представляет собой отработанное (хотя использование отработанного изделия имеет экономические и экологические преимущества).

Однако авторы обнаружили, что обязательное включение связующего материала увеличивает затраты и вводит дополнительные технические ограничения на способ и требует использования дополнительных ресурсов (а именно связующего материала). Это нежелательно, особенно в контексте способа, который предназначен для предоставления возможности повторного использования отработанного изделия и, следовательно, для получения экологических преимуществ.

Соответственно, авторы настоящего изобретения предлагают способ производства гранулированно- 2 022185 го изделия, причем данный способ включает использование отработанного изделия из каменной ваты, имеющего содержание по меньшей мере 10% воды от массы отработанного изделия из каменной ваты, где по меньшей мере 90 мас.% отработанного изделия из каменной ваты находится в связной форме с минимальным размером, составляющим по меньшей мере 50 мм; производство основного материала из каменной ваты путем превращения связной каменной ваты с размером, составляющим по меньшей мере 50 мм, в измельченную форму таким образом, что по меньшей мере 80 мас.% основного материала находится в виде частиц с размером, составляющим не более чем 40 мм, и имеет содержание воды не более чем 50% в расчете на массу измельченного основного материала; формование измельченного основного материала в гранулы, где по меньшей мере 80 мас.% гранул имеют размер не более чем 40 мм, и обработку гранул спеканием при температуре в интервале от 900 до 1050°С для получения гранулированного изделия, причем по меньшей мере 80 мас.% гранулированного изделия находится в виде гранул, имеющих размер не более чем 40 мм.

Данный способ имеет преимущества, обсуждаемые в связи с одновременно рассматриваемой патентной заявкой РСТ/2008/068208 тех же авторов, но не имеет недостатков, связанных с использованием связующего материала. Таким образом, в настоящем изобретении никакой связующий материал не добавляют в процессе осуществления данного способа. То есть никакой связующий материал не соединяют с используемым исходным материалом в какой-либо момент времени до производства конечного гранулированного изделия. Неожиданно авторы обнаружили, что конечное изделие можно изготовить в надежной и универсальной форме, которую можно использовать в разнообразных применениях, в которых требуется сохранение ее структуры, несмотря на отсутствие связующего материала, путем обработки гранул при определенной температуре таким образом, чтобы обеспечить спекание, в случае применения исходных материалов из каменной ваты.

В способе согласно настоящему изобретению исходный материал включает отработанное изделие из каменной ваты, которое ранее использовали в одном из известных для каменной ваты применений и которое в целом достигло окончания своего срока службы в данном качестве. Такой отработанный материал часто получают как связное изделие в виде подложки, включая плиту, блок или ковер с минимальными размерами, составляющими по меньшей мере 50 мм, часто по меньшей мере 100 мм, таким образом, что данную отработанную минеральную вату требуется превращать в измельченную форму в способе согласно настоящему изобретению. Отработанная каменная вата может также включать изделия, которые уже имеют размер менее 50 мм, в том числе пробочные изделия, которые обычно имеют минимальный размер около 20 мм, но они обычно составляют не более чем 10% от общей массы отработанной каменной ваты. По меньшей мере 90 мас.% отработанного материала из каменной ваты находится в виде более крупных элементов (минимальный размер составляет по меньшей мере 50 мм), которые требуется измельчать, предпочтительно по меньшей мере на 95 мас.%.

В настоящем изобретении используют хорошо известный класс минеральных волокон на основе каменной ваты. Предпочтительно волокна на основе каменной ваты состоят из композиции, которая содержит, в расчете на массу оксидов по меньшей мере 15% суммы СаО, МдО и РеО (массу оксида железа пересчитывают и учитывают как РеО). Предпочтительно содержание оксидов щелочных металлов (сумма Να₂Ο и К₂О) составляет не более чем 10%, в частности, не более чем 7%, в том числе не более чем 3%. Например, каменная вата может состоять из композиции, имеющей содержание оксидов в следующих интервалах:

8Ю₂ от 30 до 60%

А1₂О₃ от 4 до 30%

СаО плюс МдО от 5 до 40%

СаО от 10 до 30%

МдО от 5 до 25%

РеО от 2 до 15% №-ьО плюс К₂О до 12% №-ьО до 6%

К2О до 6%

ТЮ₂ до 6%

Необязательно каменная вата состоит из композиции, которая содержит Р₂О₅ в количестве до 2%.

Предпочтительно отработанное изделие из каменной ваты включает отработанную подложку для садоводства.

Другую минеральную вату, в том числе стекловату, можно использовать помимо основного отработанного изделия из каменной ваты (в том числе подложки для садоводства). Как правило, эта другая минеральная вата также представляет собой отработанное изделие. Такую дополнительную отработанную вату можно использовать в любых известных для минеральной ваты применениях, в том числе для звукоизоляции, теплоизоляции, в качестве противопожарных и строительных материалов. Не бывшую в употреблении минеральную вату можно также использовать в дополнение к основному отработанному изделию из каменной ваты, но это не является предпочтительным, потому что настоящее изобретение особенно полезно тем, что в нем не требуется использование свежих ресурсов. Предпочтительно весь

- 3 022185 исходный материал на основе каменной ваты представляет собой отработанное изделие после некоторого другого применения.

Предпочтительно отработанное изделие из каменной ваты включает, главным образом, отработанные подложки для садоводства, в частности отработанные оранжерейные подложки из каменной ваты, включающие пластмассовую пленку, а также корни и другие части растений. В частности, оно обычно включает по меньшей мере 80% отработанного материала из каменной ваты в расчете на полную массу исходного материала в виде отработанных подложек для садоводства (включая любые содержащиеся в них полимерные пленки и остатки растений), предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% и предпочтительнее практически 100 мас.%. Настоящее изобретение является особенно полезным для переработки использованных подложек из каменной ваты, которые имеют содержание воды, составляющее, например, по меньшей мере 10 мас.% воды (в расчете на массу отработанной каменной ваты). Содержание воды в исходном материале на основе отработанной каменной ваты составляет предпочтительно по меньшей мере 40 или 50 мас.%. Оно может составлять до 70 мас.%, но предпочтительно составляет не более чем 60 мас.%. Подложки для садоводства обычно используют в таком виде, что когда они достигают окончания своего срока службы в данном качестве, они имеют содержание воды в указанных пределах. Подложки для садоводства, которые достигли окончания своего срока службы, обычно называют материалом, исчерпавшим свой ресурс.

Настоящее изобретение также является особенно полезным для обработки использованной каменной ваты, которая прочно связана с органическим материалом. В случае подложек для садоводства это может быть растительный материал, внедренный в саму каменную вату. Это может быть также полимерный упаковочный материал, окружающий отработанное плиточное изделие.

Отработанную каменную вату можно направлять на стадию разделения, где от каменной ваты отделяют, по меньшей мере, часть органического материала. Это можно осуществлять, например, измельчением, помолом, дроблением, струйным просеиванием или вращением.

В настоящем изобретении важно, чтобы основной материал находился в такой измельченной форме, что по меньшей мере 80 мас.% подложки из каменной ваты состоит из частиц с размером, составляющим не более чем 40 мм. Термин размер представляет собой максимальное изменение, и его можно определить известными способами, включая просеивание.

Основной материал включает отработанную каменную вату, но может также включать другой материал, обычно в сухом виде, при том условии, что связующий материал не добавляют. Другие материалы включают дополнительные отработанные или не бывшие в употреблении материалы из минеральной ваты, указанные выше, подложки для выращивания кокосовых пальм, опилки, перлит и пемзу. Предпочтительно по меньшей мере 30%, предпочтительнее по меньшей мере 40% и, в частности, по меньшей мере 50%, особенно по меньшей мере 70%, основного материала представляет собой каменная вата, в расчете на массу твердого материала. Предпочтительно каменная вата совсем не включает никаких добавок (важно, что в нее не включен связующий материал в качестве добавок).

Так как по меньшей мере 90 мас.% подложек из каменной ваты используют в виде отработанного изделия, которое имеет большой размер, в том числе в виде плиты, необходимо уменьшение его размера, чтобы можно было использовать его в измельченной форме. Это можно осуществлять путем измельчения, дробления, помола или каким-либо другим подходящим способом.

Это может само по себе привести к некоторой потере воды отработанной подложкой из каменной ваты. Предпочтительно эта стадия приводит к измельченному продукту, который имеет содержание воды, составляющее не более чем 60 мас.%, предпочтительнее не более чем 50 мас.%, наиболее предпочтительно не более чем 45 мас.%. Этот измельченный (предпочтительно грубоизмельченный) материал можно затем направлять на вторую стадию тонкого помола. Авторы обнаружили, что включение данной стадии тонкого помола приводит к получению гранул улучшенного качества. Предпочтительно стадия тонкого помола приводит к получению измельченного основного материала, в котором по меньшей мере 80 мас.% частиц имеют размер, составляющий не более чем 20 мм, предпочтительно не более чем 15 мм и предпочтительнее не более чем 10 мм.

Предпочтительно содержание воды в материале, который направляют на стадию тонкого помола, составляет не более чем 60 мас.%, предпочтительнее не более чем 50 мас.%, наиболее предпочтительно не более чем 45 мас.%. Если это содержание воды является неприемлемым, то консистенция основного материала не обеспечит эффективность тонкого помола. Основной материал может также содержать гранулированные изделия, полученные способом согласно настоящему изобретению и повторно использованные в данном способе.

В настоящем описании содержание воды (или влаги) оценивают на различных стадиях, подвергая навеску образца нагреванию при 105°С в течение достаточно продолжительного времени, чтобы обеспечить достижение постоянной массы (т. е. полное испарение любой влаги), и повторному взвешиванию для определения потери массы. Если отработанную подложку из каменной ваты используют в таком виде, что она уже имеет достаточно низкое содержание воды, то не требуется никакой обработки. Если ее используют в таком виде, что она имеет повышенное содержание воды, то ее, как правило, подвергают обработке, которая уменьшает содержание воды. Например, ее можно подвергать прессованию, сушке

- 4 022185 или центрифугированию.

Если уменьшение содержания воды включено в данный способ, его обычно осуществляют после какого-либо необходимого уменьшения размера частиц и превращения в измельченную форму, но его можно осуществлять и перед измельчением. Дополнительное обезвоживание, если оно требуется, может происходить до или после второй стадии измельчения (если используют две такие стадии).

В настоящем изобретении не добавляют связующий материал. То есть со стадии получения отработанного материала на основе каменной ваты до окончания получения готового изделия связующие материалы не добавляют. Неожиданно авторы обнаружили, что, несмотря на это, готовое изделие получают в виде гранул, которые являются достаточно устойчивыми для транспортировки, упаковки и последующего использования в разнообразных применениях, обсуждаемых ниже. По мнению авторов, это обусловлено выбором температуры нагревания, которая приводит к спеканию волокон каменной ваты и к последующему связыванию в структуре гранул готового изделия. Однако эту температуру устанавливают таким образом, что волокна плавятся только на своей поверхности, и полученные в результате гранулы сохраняют высокую степень пористости. Авторы сочли неожиданным это достижение без использования связующего материала. Стадия нагревания/спекания и его условия подробно обсуждаются ниже.

Связующие материалы могут быть неорганическими, включая глину, цемент, известь или гипс. Они могут также быть органическими, например, крахмал. Как и в случае других связующих материалов, их добавление исключено в процессе осуществления способа согласно настоящему изобретению.

Основной измельченный материал предпочтительно содержит только измельченную каменную вату (и воду, если она присутствует), так как обычно никакие другие компоненты не требуются, но он может также содержать пластмассовую пленку и остатки растений из исходного отработанного материала. Предпочтительно никакие добавки не включают в исходный материал на основе каменной ваты в процессе осуществления данного способа. Это имеет преимущество, так как сводит к минимуму использование дополнительных ресурсов в способе повторного использования согласно настоящему изобретению. Таким образом, обычно не вводят добавки тех типов, которые применяли на предшествующем уровне техники в способах повторного использования каменной ваты, в том числе расширяющие/пенообразующие агенты, а также связующие материалы.

Затем из основного материала получают гранулы. Это можно осуществлять любым известным способом для получения гранул, используя, в том числе, низкосдвиговые или высокосдвиговые смесители или, предпочтительно, гранулирующее устройство, включающее цилиндр или, предпочтительно, вращающийся диск. Часто бывает удобно добавлять воду на этой стадии, например, разбрызгиванием на движущуюся смесь.

Как правило, содержание воды в основном материале, подвергаемом гранулированию, составляет не более чем 60 мас.%, предпочтительно не более чем 50 мас.%. Оно может составлять по меньшей мере 35 мас.%.

Гранулы перед высокотемпературной стадией обычно имеют прочность, составляющую по меньшей мере 0,5 Н/мм², предпочтительно по меньшей мере 1 Н/мм², которую измеряют согласно нидерландскому и европейскому стандарту ΝΕΝ-ΕΝ1097.

Гранулы имеют размер по меньшей мере 80 мас.% частиц, составляющий не более чем 40 мм, предпочтительно не более чем 30 мм. В частности, размер по меньшей мере 80% частиц находится в интервале от 4 до 25 мм. Гранулы предпочтительно имеют насыпную плотность в интервале от 300 до 600, предпочтительно 350 до 500 кг/м³, и гранулы предпочтительно имеют физическую плотность в интервале от 550 до 900, предпочтительно в интервале от 600 до 800 кг/м³. В настоящем изобретении предпочтительно, чтобы перед стадией высокотемпературного спекания основной материал имел содержание воды в интервале от 20 до 50 мас.%, предпочтительнее по меньшей мере 25 мас.%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 35 мас.%.

Гранулы, получаемые гранулированием основного материала, направляют на стадию нагревания. Ее предпочтительно осуществляют без какой-либо промежуточной стадии сушки, то есть гранулы предпочтительно направляют из устройства для гранулирования прямо в нагревательное устройство. Температуры нагревания находятся в интервале от 900 до 1050°С, составляя предпочтительно по меньшей мере 950°С.

Время, требуемое для нагревания гранул, зависит от выбранной печи, но часто находится в интервале от 5 до 30 мин с момента их ввода в нагревательное устройство.

Предпочтительно осуществлять стадию нагревания в барабанной печи, но это можно также осуществлять, используя неподвижную печь, псевдоожиженный слой или любое другое подходящее оборудование. Важно, чтобы гранулы подвергали спеканию, но сохраняли пористый характер волоконных гранул таким образом, что готовое изделие остается в виде гранул.

Следовательно, нагревательное устройство не должно подвергать гранулы сжатию или осуществлять их формование. С другой стороны, важно, чтобы гранулы не образовывали расплав.

Если органические материалы, в том числе пластмассовая пленка, остатки растений или опилки, содержатся в основном материале, они обычно выгорают на стадии нагревания при высокой температу- 5 022185 ре. Это может привести к уменьшению полного энергопотребления (так как экзотермическое сгорание полимерной пленки и растительных остатков способствует сушке) или может привести к выделению энергии, которую возвращают на стадию предварительной сушки, если ее используют.

Считают, что стадия нагревания осуществляется в две фазы (в пределах одного нагревательного устройства). В первой фазе испаряют влагу. Во второй фазе сами гранулы нагревают и частично спекают. Согласно настоящему изобретению данный способ приводит к готовому изделию, которое имеет неожиданно высокую пористость и хорошие абсорбирующие свойства, что делает его подходящим для использования в разнообразных применениях.

Например, его можно использовать в качестве подложки для растений, в частности в промышленном садоводстве, для горшечных растений или для любительского садоводства или выращивания растений на крыше или в горшках, или в системах контейнеров для рассады, или в качестве материала для украшения растений, или в зимних садах, или в качестве фильтровального материала.

Его можно также использовать в тех применениях, где требуется поглощение текучей среды, например, в качестве наполнителя для кошачьего туалета или в качестве напольного покрытия, если на полу вероятна утечка текучих сред, в качестве дренажного слоя или заполнителя в определенных строительных применениях. Это изделие легкое и имеет низкую плотность, но высокую прочность, и, следовательно, его можно использовать в строительных применениях, в том числе в дорожном строительстве и в качестве заменителя гравия в производстве бетона. Его можно также использовать в применениях, в которых известно использование перлита, пемзы, диатомита, туфа или вулканического шлака.

Гранулированные изделия, в которых размер по меньшей мере 80% гранул находится в интервале от 4 до 8 мм, можно использовать в садоводстве. Материалы, в которых размер по меньшей мере 80% гранул находится от 4 до 8 мм или от 4 до 16 мм, можно использовать в качестве дренажных слоев.

Согласно настоящему изобретению, с использованием данного способа можно производить новое изделие, которое можно также производить другими способами. Это новое изделие представляет собой изделие в виде гранул, из которых по меньшей мере 80 мас.% имеют размер не более чем 40 мм, причем гранулы имеют содержание каменной ваты, составляющей по меньшей мере 50 мас.% гранул. Предпочтительно плотность гранул составляет от 650 до 850 кг/м³. Предпочтительно гранулы имеют прочность от 1 до 5 Н/мм². Предпочтительно гранулы имеют объем влагопоглощения от 35 до 55%.

Объем влагопоглощения измеряют согласно стандарту ΝΕΝ-ΕΝ1097-10.

Изделие предпочтительно имеет пористость в интервале от 35 до 55 об.%. Пористость определяют согласно стандарту ΝΕΝ-ΙδΟ 15901-1/31.

Пример 1.

В предпочтительном способе отработанную подложку для садоводства, включающую приблизительно 50% воды и содержащую приблизительно 4% органических компонентов, главным образом, термопластиковой оберточной пленки, подвергали грубому измельчению (дроблению) и затем направляли на первую стадию сушки, чтобы снизить содержание воды приблизительно до 20%. После этой стадии материал направляли на следующую стадию мелкого помола. Затем его подвергали гранулированию с добавлением воды на дисковом грануляторе. Полученные в процессе гранулирования гранулы, которые имели диаметр в интервале от 4 до 25 мм и влагосодержание около 50%, спекали при температуре от 950 до 1000°С.

В первой фазе спекания испаряется влага. Во второй фазе сама каменная вата нагревается и спекается, но не плавится. Так образуется гранулированное изделие.

Гранулированное изделие имеет прочность около 0,7-1,3 Н/мм². Оно имеет насыпную плотность в интервале от 350 до 540 кг/м³ (рыхлая упаковка) и от 370 до 570 кг/м³, обычно в интервале от 370 до 410 кг/м³. Физическая плотность гранул находится в интервале от 570 до 860 кг/м³, предпочтительно физическая плотность гранул находится в интервале от 660 до 780 кг/м³.

Гранулированные изделия имеют определенные значения первоначального насыщения и время погружения. Для первоначального насыщения образец гранул заданного объема погружают в воду на заданный период времени (достаточно несколько минут), затем воду из гранул сливают самотеком и гранулы взвешивают, получая количество (объем) абсорбированной воды, и выражают результаты в виде объемного процентного соотношения воды, поглощенной в объеме гранул исходного образца. Гранулы имеют значения первоначального насыщения в интервале от 44 (часто по меньшей мере 50) до 57%, но первоначальное насыщение может составлять до 70%.

Невозможность погружения определяют, насыпая образец гранул на поверхность воды и считая через несколько минут (обычно бывает достаточно 2 мин) число гранул, остающихся на поверхности. Вычисляют процентное соотношение остающихся на поверхности гранул. Для традиционных пористых частиц глины это значение является относительно высоким, составляя до 60% или более. Для гранул согласно настоящему изобретению отсутствуют гранулы, остающиеся на поверхности в данный момент времени, следовательно, данное значение равно нулю.

Эти значения сравнивали с аналогичными значениями, измеренными для имеющихся в продаже пористого глиняного изделия фирмы Агдех. Для гранул фирмы Агдех насыпная плотность (после трамбовки) составляет от 300 до 470 кг/м³; физическая плотность гранул составляет от 640 до 860 кг/м³;

- 6 022185 прочность составляет от 0,5 до 3,0 Н/мм²; первоначальное насыщение составляет от 21 до 57% и невозможность погружения составляет от 11 до 66%.

Гранулы согласно настоящему изобретению имеют хорошую возможность для использования в качестве среды для садоводства и используются в качестве грунта для выращивания садовых культур. В этом применении повышенные значения первоначального насыщения имеют преимущество для поддержания водяного буфера и ограничения риска недостатка воды.

Гранулы можно также использовать в качестве заменителя цемента в производстве изделий из бетона. В этом применении является ценным низкое значение невозможности погружения, потому что сводится к минимуму число гранул, которые остаются на поверхности цементного раствора, тем самым улучшая параметры перемешивания.

Пример 2.

Гранулы изготавливали в соответствии с общим способом, приведенным в примере 1, в определенных технологических условиях (время спекания/нагревания и температура спекания/нагревания), которые приведены ниже в таблице. Данная таблица также представляет значения прочности, потери массы при прокаливании, объема влагопоглощения и плотности конечных гранул.

Таблица

Номер экспе- римен та	Темпера- тура нагревания	Время нагревания	Прочность	Потеря массы при прокаливании	Водопоглощение	Плотность
	•с	(Мин)	( Н/мм² )	(%)	Д%) . . .	(кг/м³)
1	900	40	07	0 08	491	671
2	900	40	07	004	49 0	658
3	950	40	04	0 02	49 5	656
4	950	40	04	0 05	50 3	651
5	1000	40	06	0 05	49 7	651
6	1000	40	07	0 04	46 9	657
7	1000	20	06	002	50 2	649
а	1000	20	05	002	51 0	645
9	1000	20	05	ООО^-1	50 1	656
10	1000	20	06	0 02	531	608
11	1000	13	03	0 00	51 4	639
12	юоо	20	05	0 01	50 6	663
13	1000	20	06	0 01	49 6	671
14	1000	20	06	0 03	50 8	648
15	1000	20	08	0 05	50 7	660
16	1000	20	07	0 03	51 2	659

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims

1. Способ производства гранулированного изделия на основе каменной ваты, причем данный способ включает предоставление отработанного изделия из каменной ваты, которое по меньшей мере на 90% имеет связную форму с минимальным размером, составляющим по меньшей мере 50 мм, и которое имеет содержание по меньшей мере 10% воды в расчете на массу отработанного изделия из каменной ваты;

производство основного материала из каменной ваты путем превращения связной каменной ваты в измельченную форму таким образом, что по меньшей мере 80 мас.% основного материала находится в виде частиц, имеющих размер не более чем 40 мм, и имеет содержание воды не более чем 50 мас.% в расчете на измельченный основной материал;

формование измельченного основного материала в гранулы, причем по меньшей мере 80 мас.% гранул имеют размер не более чем 40 мм и обработку гранул спеканием путем нагревания при температуре в интервале от 900 до 1050°С для получения гранулированного изделия, причем по меньшей мере 80 мас.% гранулированного изделия находится в виде гранул, имеющих размер не более чем 40 мм, и при осуществлении данного способа не добавляют связующий материал.

2. Способ по п.1, в котором отработанное изделие из каменной ваты включает по меньшей мере 80 мас.% отработанной подложки для садоводства в расчете на полную массу изделия из каменной ваты.

3. Способ по п.2, в котором подложка для садоводства включает органический материал и, по меньшей мере, некоторую часть органического материала отделяют от каменной ваты перед направлением измельченного основного материала на стадию нагревания.

4. Способ по п.1, в котором гранулы основного материала имеют содержание воды, составляющее по меньшей мере 25 мас.% гранул.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором никакие добавки не вводят в каменную вату в процессе его осуществления.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором температура на стадии нагревания составляет по меньшей мере 950°С.

7. Применение изделия, полученного способом по любому из пп.1-6, в строительстве.