RU2407708C2 - Method of preparing mixture for producing mineral fibre - Google Patents

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to production of mineral fibre. Mineral cotton production wastes are ground to 8-50 mcm particles. Unprocessed wastes are mixed with the ground fraction in amount of 20-50%. Binder is added to the obtained mixture of components in amount of 5-10 pts. wt per 100 pts. wt, mixed and thermally treated.

EFFECT: wider base of raw materials, reduced materials consumption of the mixture and labour input during its preparation, as well as high strength of the obtained briquettes.

1 cl, 2 ex, 1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов и может быть использовано в промышленности строительных материалов.The invention relates to the production of heat-insulating materials and can be used in the building materials industry.

Известен способ приготовления шихты для расплава в вагранке с целью получения минерального волокна (М.Ф.Сухарев. Производство теплоизоляционных материалов и изделий. М.: Высшая школа, 1973, с.42). По этому способу расплав получают из шихты, компоненты, которой подвергаются предварительной сортировке на фракции. Куски сырья и кокса фракции 40-100 мм подаются в вагранку для получения расплава и дальнейшей переработки в волокно. Фракция сырья и кокса менее 40 мм в производстве не используется и идет в отходы. При переработке расплава в волокно (ваграночный процесс) образуются отходы корольки, волокна ваты и неволокнистые включения. Корольки - стекловидные частицы размером 1-7 мм, образуются в момент волокнообразования на центрифуге - охлажденные капельки расплава. Отходы ваграночного процесса в производстве не используются.A known method of preparing a mixture for melt in a cupola with the aim of obtaining mineral fibers (MF Sukharev. Production of heat-insulating materials and products. M: Higher school, 1973, p. 42). According to this method, the melt is obtained from the mixture, the components, which are pre-sorted into fractions. Pieces of raw materials and coke fractions of 40-100 mm are fed into a cupola for receiving the melt and further processing into fiber. The fraction of raw materials and coke less than 40 mm is not used in production and goes to waste. During the processing of the melt into fiber (cupola process), korole waste, cotton fiber and non-fibrous inclusions are formed. Kings are glassy particles 1–7 mm in size; cooled droplets of the melt are formed at the time of fiber formation in a centrifuge. Waste cupola process in production is not used.

Недостатком этого способа является образование отходов сырья и кокса фракции менее 40 мм, а также невозможность использовать отходы ваграночного процесса -волокна ваты, корольки и неволокнистые включения, которые не используются без их дополнительной переработки для повторного расплава и получения из него минераловатного волокна.The disadvantage of this method is the generation of waste raw materials and coke fractions of less than 40 mm, as well as the inability to use waste from the cupola process — wool fibers, beads and non-fibrous inclusions that are not used without further processing to re-melt and obtain mineral wool from it.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению (прототипом) является патент RU 2234473 C1, Кл. C03C 6/10, опубл. 20.08.2004. Шихта для производства минеральной ваты. Состав шихты, мас.%: отходы минераловатного производства с размером частиц менее 7 мм 75-86; угольная пыль - отход коксохимического производства с размером частиц 0,071 мм 10-19; жидкое стекло 4-6; ЛСТ или ПВС 0,5-1,0 мас.% от массы отхода минераловатного производства. Процесс приготовления состава шихты включает этапы: дозирование, предварительную подготовку компонентов шихты, смешение и формование шихты в брикеты.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed solution (prototype) is the patent RU 2234473 C1, CL. C03C 6/10, publ. 08/20/2004. The mixture for the production of mineral wool. The composition of the charge, wt.%: Waste mineral wool production with a particle size of less than 7 mm 75-86; coal dust - waste of coke production with a particle size of 0.071 mm 10-19; liquid glass 4-6; LST or PVA 0.5-1.0 wt.% From the mass of waste mineral wool production. The process of preparing the composition of the mixture includes the steps of: dosing, preliminary preparation of the components of the mixture, mixing and forming the mixture into briquettes.

Недостатками этого способа являются:The disadvantages of this method are:

- использование отходов ваграночного процесса натуральных размеров без дополнительной переработки;- the use of wastes of cupola process of natural sizes without additional processing;

- неиспользование отходов ваграночного процесса, превышающих размер более 7 мм;- non-use of waste cupola process exceeding the size of more than 7 mm;

- неиспользование отходов основной шихты - отсев фракции менее 40 мм;- non-use of the waste of the main charge - screening fraction less than 40 mm;

- использование отходов других производств, стоимость которых значительно превышает стоимость основных компонентов исходной шихты;- the use of waste from other industries, the cost of which significantly exceeds the cost of the main components of the initial charge;

- сложность предварительной подготовки компонентов шихты;- the complexity of the preliminary preparation of the components of the charge;

- низкая механическая прочность получаемых брикетов.- low mechanical strength of the resulting briquettes.

Целью изобретения является расширение сырьевой базы, снижение материалоемкости шихты и трудоемкости ее приготовления, повышение прочности получаемых брикетов.The aim of the invention is the expansion of the raw material base, reducing the material consumption of the charge and the complexity of its preparation, increasing the strength of the resulting briquettes.

Поставленная цель достигается тем, что в способе приготовления шихты для производства минерального волокна, включающем дозирование отходов, согласно рецепту предварительную подготовку компонентов шихты, смешение отходов минераловатного производства со связующим и другими веществами, формование шихты в брикеты, согласно изобретению отходы минераловатного производства измельчают до получения частиц крупностью 8-50 мкм, смешивают с необработанными отходами и со связующим в соотношении на 100 мас.ч. измельченных и необработанных отходов 5-10 мас.ч. связующего в жидком состоянии, например жидкого стекла, увлажненную смесь перемешивают, после формования проводят тепловую обработку при температуре 120-200°С.This goal is achieved by the fact that in the method of preparing the charge for the production of mineral fiber, which includes dosing waste, according to the recipe, the preliminary preparation of the components of the mixture, mixing waste mineral wool production with binders and other substances, molding the mixture into briquettes, according to the invention, the mineral wool production waste is crushed to particles fineness of 8-50 microns, mixed with raw waste and with a binder in a ratio of 100 parts by weight crushed and unprocessed waste 5-10 wt.h. a binder in a liquid state, for example, liquid glass, the moistened mixture is mixed, after molding heat treatment is carried out at a temperature of 120-200 ° C.

С целью снижения трудоемкости при подготовке шихты необработанные отходы смешивают с измельченной фракцией в количестве 20-50%. Указанное соотношение необработанных и измельченных отходов объясняется тем, что измельченная фракция способствует получению более плотных брикетов за счет заполнения межзерновых пустот, обеспечивая тем самым повышение их прочности. Наличие измельченной фракции увеличивает площадь контакта между зернами, при этом увеличивается интенсивность протекания химических твердофазовых реакций между тонкомолотой фракцией и жидким стеклом, тем самым снижается температура плавления шихты, повышается производительность вагранки.In order to reduce the complexity in the preparation of the charge, the raw waste is mixed with the crushed fraction in an amount of 20-50%. The specified ratio of untreated and crushed waste is explained by the fact that the crushed fraction contributes to more dense briquettes by filling intergranular voids, thereby increasing their strength. The presence of the crushed fraction increases the contact area between the grains, while the intensity of chemical solid-phase reactions between the finely ground fraction and liquid glass increases, thereby reducing the melting temperature of the charge, and increasing cupola productivity.

С целью повышения термической прочности брикетов производят повторный нагрев до 600-700°С.In order to increase the thermal strength of the briquettes, re-heating is carried out to 600-700 ° C.

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежом, где схематично показан процесс приготовления шихты для производства минерального волокна.The essence of the proposed method is illustrated in the drawing, which schematically shows the process of preparing the mixture for the production of mineral fibers.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Пример 1 выполнения способа.Example 1 of the method.

Отходы переработки расплава в минеральное волокно - вата, корольки, неволокнистые включения и волокна ваты - отводятся скребковый транспортером 1 от центрифуги или со склада отходов (не показаны) в накопительный бункер 2. Из накопительного бункера отходы подаются питателем 3 в объемный дозатор необработанных отходов 5 и в вибрационную дробилку 4 и в дозатор измельченных отходов 5. В зависимости от принятого технологического процесса материалы дозируются объемными дозаторами 5 и подаются в смеситель 6, также в смеситель подается связующее из дозатора 5. Полученная смесь формуется в форме 7, уплотняется на вибростенде 8. Формы с уплотненной смесью устанавливаются в камеру 9 для проведения тепловой обработки. Формы с затвердевшими брикетами распалубливаются на посту 10. Брикеты складируются в контейнер 11и подаются в вагранку (не показано) для получения расплава и минерального волокна или на склад 12.Wastes from processing the melt into mineral fiber — cotton, kings, non-fibrous inclusions and cotton fibers — are discharged by a scraper conveyor 1 from a centrifuge or from a waste storage (not shown) to a storage bin 2. From the storage bin, the waste is fed by a feeder 3 to a volumetric raw waste dispenser 5 and into a vibratory crusher 4 and a shredded waste doser 5. Depending on the accepted technological process, the materials are dosed by volumetric batchers 5 and fed into the mixer 6, also a binder from dispenser 5. The resulting mixture is molded in form 7, sealed on a vibrating stand 8. Forms with a compacted mixture are installed in the chamber 9 for heat treatment. Forms with hardened briquettes are redistributed at station 10. The briquettes are stored in a container 11 and fed to a cupola (not shown) to obtain melt and mineral fiber or to a warehouse 12.

Пример 2 выполнения способа (не показан).An example 2 of the method (not shown).

Процесс использования отходов сырья и ваграночного процесса, при котором подготовленные к использованию компоненты шихты, высушенные и измельченные, при необходимости, подаются в накопительные бункера. Из накопительных бункеров, каждая фракция отходов, в том числе и отходы в виде ваты, выдаются дозаторами на общий транспортер, который подает смесь в бункер с устройством для предварительного перемешивания отходов, полученная смесь компонентов шихты подается транспортером в объемный дозатор и далее в смеситель, в который также подается связующее.The process of using waste raw materials and cupola process, in which the components of the mixture prepared for use, dried and crushed, if necessary, are fed into storage bins. From storage bins, each fraction of waste, including waste in the form of cotton wool, is dispensed by dispensers to a common conveyor, which feeds the mixture into a hopper with a device for pre-mixing the waste, the resulting mixture of charge components is fed by the conveyor to the volumetric batcher and then to the mixer, into which is also served by a binder.

Готовая смесь подается в вибропресс. Отформованные брикеты выпрессовываются из вибропресса на поддоны. Поддоны с отформованными брикетами подаются в камеру для тепловой обработки. После тепловой обработки брикеты складируются в контейнер и подаются в вагранку для получения расплава и минерального волокна или на склад сырья.The finished mixture is fed into a vibrating press. Molded briquettes are pressed from a vibrating press onto pallets. Molded briquettes pallets are fed into the chamber for heat treatment. After heat treatment, the briquettes are stored in a container and fed to a cupola for receiving melt and mineral fiber or to a raw material warehouse.

Шихта, полученная по этому способу, обладает рядом положительных свойств. Имея однородный фракционный состав 100% отходов собственного производства, прошедших стадию нагрева - плавления, способствует ритмичной работе вагранки, повышается ее производительность. Шихта, полученная из расплавленного однородного материала, имеет пониженную температуру плавления относительно основного состава, не требует дополнительных затрат энергии для ее гомогенизации, содержит измельченную фракцию, имеет плотную упаковку и необходимую прочность. При этом способе полностью утилизируются все отходы минераловатного производства, в том числе отходы сырьевых материалов фракции менее 40 мм, без применения дополнительных сырьевых материалов других производств.The mixture obtained by this method has a number of positive properties. Having a homogeneous fractional composition of 100% of domestic waste that has passed the heating - melting stage, it contributes to the rhythmic operation of the cupola, and its productivity increases. The mixture obtained from the molten homogeneous material has a lower melting temperature relative to the basic composition, does not require additional energy for its homogenization, contains a crushed fraction, has a dense packaging and the necessary strength. With this method, all waste from mineral wool production is completely utilized, including waste from raw materials of a fraction of less than 40 mm, without the use of additional raw materials from other industries.

Примеры реализации способа и составы шихты представлены в таблице.Examples of the method and the composition of the charge are presented in the table.

Содержание компонентов шихты, масс.%, и показатели качестваThe content of the components of the mixture, wt.%, And quality indicators Обозначение состава шихтыThe composition of the mixture предлагаемый способthe proposed method прототипprototype 1one 22 33   Отходы минераловатного производстваMineral wool production waste         корольки и неволокнистые включения (без измельчения), фр. 1-5 ммkings and non-fibrous inclusions (without grinding), fr. 1-5 mm -- 66,566.5 47,547.5 7575           корольки, неволокнистыеnon-fibrous kings 9090 28,528.5 47,547.5 -- включения, минеральная ватаmineral wool         (после измельчения), фр. 8-50 мкм(after grinding), fr. 8-50 microns         угольная пыльcoal dust -- -- -- 1919 жидкое стеклоliquid glass -- -- 55 -- ССБPRS 1010 55 -- -- Влажность смеси, %Humidity,% 8-158-15 8-158-15 -- 66 Способ формованияMolding method прессованиеpressing прессованиеpressing прессованиеpressing прессованиеpressing Прочность брикетов послеThe strength of briquettes after         тепловой обработки, кг/см² heat treatment, kg / cm ²         При 120°СAt 120 ° C       4,24.2 При 200°СAt 200 ° C 128128 108,4108,4 90,590.5   При 700°СAt 700 ° C -- 31,631.6 127,2127.2 --

Полученные брикеты шихты имеют однородную структуру, состоят на 100% из отходов собственного производства, не требуют затраты энергии на гомогенизацию, имеют оптимальный фракционный состав шихты, необходимый для расплава в вагранке, имеют достаточную термическую прочность, что повышает производительность вагранки, позволяют снизить выбросы пыли при расплаве шихты.The resulting briquettes of the charge have a homogeneous structure, consist of 100% of domestic waste, do not require energy for homogenization, have the optimal fractional composition of the charge necessary for melt in a cupola, have sufficient thermal strength, which increases the productivity of the cupola, and reduces dust emissions when melt charge.

При этом отпадает необходимость применять дополнительные сырьевые материалы, снижаются трудозатраты по их переработке.At the same time, there is no need to use additional raw materials, labor costs for their processing are reduced.

Предлагаемый способ обеспечивает создание условий для безотходного минераловатного производства.The proposed method provides the creation of conditions for waste-free mineral wool production.

Claims (1)

Способ приготовления шихты для производства минерального волокна, включающий смешивание отходов минераловатного производства со связующим веществом, их последующее формование и тепловую обработку, отличающийся тем, что отходы минераловатного производства измельчают до получения частиц крупностью 8-50 мкм, необработанные отходы смешивают с измельченной фракцией в количестве 20-50%, полученную смесь компонентов в соотношении на 100 мас.ч. берут 5-10 мас.ч. связующего, полученную смесь компонентов смешивают, после формования подвергают тепловой обработке. A method of preparing a charge for the production of mineral fiber, comprising mixing the waste of mineral wool production with a binder, their subsequent molding and heat treatment, characterized in that the waste of mineral wool production is ground to obtain particles with a particle size of 8-50 microns, the raw waste is mixed with the ground fraction in an amount of 20 -50%, the resulting mixture of components in a ratio of 100 parts by weight 5-10 parts by weight are taken binder, the resulting mixture of components is mixed, after molding subjected to heat treatment.

Images