БРИКЕТ МИНЕРАЛЬНОГО ЗАГРУЗОЧНОГО СЫРЬЯ В ВАГРАНОЧНУЮ ПЕЧЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКОН МИНЕРАЛЬНОЙ ВАТЫ Российский патент 2023 года по МПК C03B1/02 C03B37/00 C03C13/06 

Настоящее изобретение относится к брикетам, способу их получения и применению брикетов в качестве минерального загрузочного сырья для получения волокон минеральной ваты и последующего получения изоляционных продуктов из волокон минеральной ваты.

Согласно одному аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ получения брикета, как определено в пункте 1. Согласно другому аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ получения брикета как определено в пункте 4. Зависимые пункты раскрывают альтернативные или предпочтительные варианты осуществления. Согласно другому аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ получения изоляционного продукта из волокон минеральной ваты как определено в пункте 13.

Неожиданно было обнаружено, что можно получить по истечении не менее 3 дней требуемую прочность на сжатие брикетов, когда формовочная смесь для образования брикетов содержит сахар (сахара), которая содержит по меньшей мере 10 мас. частей по сухой массе сахара (сахаров) на 100 мас. частей по сухой массе цемента.

Когда формовочная смесь содержит рециклизованные отходы минеральной ваты, выбранные из i) отходов минеральной ваты, содержащих неотвержденное связующее, содержащее сахар, ii) отходов минеральной ваты, содержащих отвержденное связующее, iii) отходов минеральной ваты без связующего и iv) их комбинации, количество i) отходов минеральной ваты, содержащих неотвержденное связующее, содержащее сахар, может быть адаптировано таким образом, чтобы содержалось по меньшей мере 10 мас. частей по сухой массе сахара (сахаров) на 100 мас. частей по сухой массе цемента.

Альтернативно, когда формовочная смесь содержит отходы минеральной ваты, содержащие неотвержденное связующее, содержащее сахар, где содержится менее 10 мас. частей по сухой массе сахара (сахаров) на 100 мас. частей по сухой массе цемента, дополнительный сахар (сахара) могут быть добавлены, чтобы содержалось по меньшей мере 10 мас. частей по сухой массе сахара (сахаров) на 100 мас. частей по сухой массе цемента.

Альтернативно, когда формовочная смесь содержит отходы минеральной ваты, где состав отходов минеральной ваты не известен, и/или где количество сахара (сахаров) в отходах минеральной ваты, содержащих неотвержденное связующее, содержащее сахар, не известно, сахар (сахара) могут быть добавлены, чтобы содержалось по меньшей мере 10 мас. частей по сухой массе сахара (сахаров) на 100 мас. частей по сухой массе цемента.

Неожиданно обнаружено, что присутствие или добавление сахара (сахаров) для того, чтобы содержалось по меньшей мере 10 мас. частей по сухой массе сахара (сахаров) на 100 мас. частей по сухой массе цемента в формовочной смеси, позволяет получить надежную прочность на сжатие в течение не менее 3 дней, поскольку сахар, как известно, является замедлителем схватывания цемента, как раскрыто в WO 2012/013780. Для решения проблемы недопустимого времени отверждения цемент-содержащих брикетов, когда отходы MMVF содержат неотвержденное или частично отвержденное связующее, содержащее сахар, из минеральной ваты, в WO 2012/013780 предлагается, чтобы содержащее сахар связующее MMVF дополнительно содержало продукт реакции компонента поликарбоновой кислоты и аминного компонента.

По сравнению с решением, предложенным в WO 2012/013780, в котором продукт (продукты) реакции компонента поликарбоновой кислоты и аминного компонента должен быть добавлен к связующему MMVF, предлагаемый раствор добавления сахара (сахаров) в формовочную смесь представляет собой простое решение, совместимое с любым типом рециклизованных отходов минеральной ваты. Более того, сахара представляют собой соединения, с которыми можно манипулировать без особых мер предосторожности, так что это простое и безопасное решение.

На заводе, состоящем из нескольких производственных линий изоляционного продукта из волокон минеральной ваты, где для некоторых из указанных производственных линий используются различные связующие, отходы минеральной ваты с разных производственных линий можно индифферентно комбинировать, когда в последующем добавляют дополнительный сахар (сахара) в формовочную смесь, чтобы содержалось по меньшей мере 10 мас. частей по сухой массе сахара (сахаров) на 100 мас. частей по сухой массе цемента. Например, на заводе, включающем линию волокна минеральной ваты с использованием фенолформальдегидного связующего и другую линию волокна минеральной ваты с сахаросодержащим связующим, отходы обеих линий могут быть объединены без какого-либо дополнительного воздействия, кроме добавления дополнительного сахара (сахаров) в формовочную смесь, так чтобы содержалось по меньшей мере 10 мас. частей по сухой массе сахара (сахаров) на 100 мас. частей по сухой массе цемента.

Способ получения волокна минеральной ваты из минерального загрузочного сырья, содержащего брикеты, произведенные в соответствии с настоящим изобретением, описан далее более подробно.

Способ получения волокна минеральной ваты включает введение минерального загрузочного сырья в плавильник, плавление минерального загрузочного сырья с обеспечением расплава и размочаливание расплава с образованием волокна минеральной ваты.

Минеральное загрузочное сырье, вводимое в плавильник, может содержать первичное сырье и рециклизованный материал. Минеральное загрузочное сырье может содержать материал, выбранный из базальта, габбро, доломита, кальцинированного оксида алюминия и рециклизованных материалов, включая волокна каменной ваты и шлак.

При производстве продуктов из минеральной ваты возникают отходы минеральной ваты, например, отходы обрезки, отходы прядения, дроби и отбросы волокна минеральной ваты. Эти отходы могут быть отброшены или предпочтительно рециклизованы как часть минерального загрузочного сырья для производства последующего волокна минеральной ваты. Эти отходы минеральной ваты могут быть переработаны и уплотнены цементом в брикеты. Брикет могут составлять ≥ 10 мас.%, ≥ 15 мас.%, ≥ 20 мас.% или ≥ 25 мас.%; и/или ≤ 80 мас.%, ≤ 70 мас.%, ≤ 60 мас.% или ≤ 50 мас.% минерального загрузочного сырье, введенного в плавильник.

В контексте настоящего изобретения термин мас.% означает % по массе.

Брикеты содержат а) отходы минеральной ваты, образованные при производстве изделий из минерального волокна, и b) цемент. Брикеты также могут содержать один или несколько минеральных наполнителей; минеральные наполнители могут включать первичное сырье меньшего размера, мелкий кокс. В зависимости от стадии производства, на которой образуются отходы минеральной ваты, отходы минеральной ваты могут содержать неотвержденное связующее, отвержденное связующее, частично отвержденное связующее или вообще не содержать связующее. Например, отходы минеральной ваты от прядения содержат неотвержденное связующее, а отброшенные продукты волокна минеральной ваты содержат отвержденное связующее.

Было обнаружено, что когда формовочная смесь содержит по меньшей мере 10 мас. частей по сухой массе сахара (сахаров) на 100 мас. частей по сухой массе цемента, можно получить требуемую прочность на сжатие брикета через по меньшей мере 3 дня.

Сахара (сахара) в формовочной смеси может происходить из:

- отходов минеральной ваты, содержащих неотвержденное связующее, содержащее сахар, и/или

- дополнительного сахара (сахаров).

Дополнительный сахар (сахара) и сахар (сахара) из неотвержденного связующего, содержащего сахар, могут быть одинаковыми или разными.

Сахар (сахара) содержат предпочтительно восстанавливающий сахар или углеводное соединение, имеющее эквивалент декстрозы, равный по меньшей мере около 50, по меньшей мере около 60, по меньшей мере около 70, по меньшей мере около 80 или по меньшей мере около 90 или их смеси. Восстанавливающий сахар может содержать моносахарид в его альдозной или кетозной форме. Сахар может включать: дисахарид, полисахарид, триозу, тетрозу, пентозу, ксилозу, гексозу, декстрозу, фруктозу, гептозу, патоку, сахарозу, крахмал, гидролизат крахмала, гидролизаты целлюлозы, продукт (продукты) их реакции или их смеси. Предпочтительно сахар (сахара) включает сахар (сахара), выбранный из группы, состоящей из декстрозы, фруктозы, сахарозы, HFCS (кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы) и их комбинаций.

Согласно предпочтительному варианту осуществления в соответствии с получением брикета согласно настоящему изобретению, формовочная смесь может содержать от 10 до 40 мас. частей по сухой массе, предпочтительно от 15 до 30 мас. частей по сухой массе, более предпочтительно от 17.5 до 25 мас. частей по сухой массе, сахара (сахаров) на 100 мас. частей по сухой массе цемента для получения брикета с желаемой механической прочностью. Формовочная смесь может содержать более 10, 12.5, 15, 17.5 или 20 мас. частей по сухой массе и/или менее 40, 35, 30 или 25 мас. частей по сухой массе сахара (сахаров) на 100 мас. частей по сухой массе цемента.

Цемент, используемый для брикетов согласно настоящему изобретению, может содержать цемент, выбранный из группы, состоящей из портландцемента, глиноземного цемента, шлакопортландцемента, цемента с добавкой зольной пыли, пуццоланового цемента, цемента с добавлением кремнезема, шлакового цемента, шлакоизвесткового цемента и цемента без гипса. Предпочтительно цемент содержит портландцемент.

Формовочная смесь может содержать более 5 мас.%, 10 мас.%, 15 мас.%, или 20 мас.%; и/или менее 40 мас.%, 35 мас.%, 30 мас.%, или 25 мас.% по сухой массе цемента на основе общей сухой массы формовочной смеси для получения брикета с желаемой механической прочностью.

Формовочная смесь может содержать более 30, 40, 50, или 60 мас.%, по сухой массе и/или менее 90, 85, 80, 75 или 70 мас.% по сухой массе рециклизованных отходов минеральной ваты на основе общей сухой массы формовочной смеси.

Формовочная смесь может содержать более 1, 5, или 10 мас.% по сухой массе и/или менее 35, 30, 25, 20 или 15 мас.%, по сухой массе минерального наполнителя (наполнителей) на основе общей сухой массы формовочной смеси. Минеральные наполнители могут содержать первичное сырье меньшего размера, малый кокс. Минеральный наполнитель может, в частности, содержать боксит.

Брикет может быть получен посредством способа, включающего:

- объединение рециклизованных отходов минеральной ваты, цемента и возможно дополнительного сахара (сахаров) с образованием формовочной смеси, где формовочная смесь содержит по меньшей мере 10 мас. частей по сухой массе сахара на 100 мас. частей по сухой массе цемента, и

- формование и отверждение формовочной смеси.

Отходы минеральной ваты и/или минеральный наполнитель (наполнители) могут быть раздроблены и/или изрублены, и/или измельчены перед смешиванием с цементом и возможным дополнительным сахаром (сахарами).

Стадия смешивания отходов минеральной ваты с цементом и дополнительным сахаром (сахарами) включает добавление воды. Водное соотношение воды и цемента может быть больше 0,3, или 0,5, или 0,7, или и/или меньше 1,4, или 1,2, или 1,0. Содержание воды в формовочной смеси может быть больше 5, 7 или 10 мас.% и/или меньше 20, 18 или 15 мас.% от общей массы формовочной смеси.

Формовочная смесь может быть введена в формы и может быть впоследствии спрессована и/или отверждена одновременно или последовательно с получением брикетов. Брикеты, полученные в результате формования и отверждения формовочной смеси в соответствии с настоящим изобретением, могут иметь высоту более 3 см, 4 см, 5 см, 6 см или 7 см и/или менее 20 см, 15 см, 12 см или 10 см; и максимальный размер (ширина и/или глубина), перпендикулярный их высоте, который больше 3 см, 4 см, 5 см, 6 см или 7 см и/или меньше 20 см, 15 см, 12 см или 10 см. Брикет может иметь гексагональное поперечное сечение, перпендикулярное его высоте.

Формованная формовочная смесь может быть прессована под давлением, которое может составлять более 20 кПа, или 25 кПа, или 30 кПа, или 35 кПа и/или менее 60 кПа, или 55 кПа, или 50 кПа, или 45 кПа.

Отверждение и/или сушка формовочной смеси может быть проведена при температуре, которая может составлять более 10°C, или 15°C, или 20°C, или 25°C, и/или менее 55°C, или 50°C, или 45°C, или 40°C при влажности, которая может составлять более 50%, или 55%, или 60% и/или менее 90%, или 85%, или 80%.

Отверждение формовочной смеси может происходить в течение по меньшей мере 12 часов, 24 часов, 36 часов или 48 часов и/или менее 144 часов, 120 часов, или 94 часов, или 72 часов.

Брикеты могут быть высушены перед введение в плавильник, а именно оставлены для сушки в течение периода времени, который составляет ≥ 2 дней или ≥ 3 дней и/или ≤ 10 дней или ≤ 6 дней. Брикеты, а именно при введении в плавильник, могут иметь прочность на сжатие, которая может составлять более 1.5 МПа, 2 МПа, 2.5 МПа, 3 МПа или 3.5 МПа; и/или менее 20 МПа, 15 МПа, 10 МПа, 7.5 МПа или 6 МПа. Прочность на сжатие предпочтительно составляет от 3 до 6 МПа.

Брикеты, полученные в соответствии с настоящим изобретением, затем могут применяться в качестве минерального загрузочного сырья для получения изоляционного продукта из волокон минеральной ваты.

Способ получения изоляционного продукта из волокон минеральной ваты может включать последовательность стадий:

- получение минерального расплава посредством плавления в печи минерального загрузочного сырья, содержащего брикеты;

- формование волокна минеральной ваты из минерального расплава,

- распыление раствора связующего, а именно водного раствора связующего, на минеральные волокна

- сбор минеральных волокон, на которые был нанесен раствор связующего, с образованием полотна минеральных волокон; и

- отверждение раствора связующего посредством пропускания полотна минеральных волокон через отверждающую печь.

Отходы волокон минеральной ваты, возникшие в ходе получения изоляционного продукта из волокон минеральной ваты, могут быть затем рециклизованы и применяться для производства брикетов.

Волокна минеральной ваты согласно настоящему изобретения могут представлять собой волокна каменной ваты, они могут иметь химический состав, включающий:

от 30 до 55 мас.% SiO₂, и

от 10 до 30 мас.% Al₂O₃, и

от 20 до 35 мас.% комбинации CaO и MgO, и

от 4 до 14 мас.% общего железа, выраженного как Fe₂O₃, и

менее 8 мас.% комбинации Na₂O и K₂O, и предпочтительно

щелочное/щелочноземельное соотношение, которое составляет < 1.

Количество SiO₂ в волокнах минеральной ваты может составлять ≥ 35 мас.% или ≥ 38 мас.% и/или ≤ 50 мас.%, или ≤ 45 мас.%. Количество Al₂O₃ в волокнах минеральной ваты может составлять ≥ 12 мас.% или ≥ 15 мас.% и/или ≤ 25 мас.% или ≤ 20 мас.%. Количество комбинации CaO и MgO в волокнах минеральной ваты может составлять ≥ 25 мас.% и/или ≤ 30 мас.%. Количество комбинации Na₂O и K₂O в волокнах минеральной ваты может составлять ≥ 1 мас.% или ≥ 2 мас.% или ≥ 4 мас.% и/или ≤ 5 мас.% или ≤ 4 мас.%. Общее содержание железа, выраженного как Fe₂O_3, в волокнах минеральной ваты может составлять ≥ 5 мас.% или ≥ 6 мас.% и/или ≤ 12 мас.% или ≤ 10 мас.%.

Волокна минеральной ваты предпочтительно являются биорастворимыми; в частности, волокна минеральной ваты предпочтительно удовлетворяют требованиям согласно Note Q в EU Directive 67/548/EEC, за исключением положений этой директивы в отношении классификации, упаковки и маркировки.

Перед отверждением минеральные волокна, на которые был нанесен раствор связующего, могут быть собраны с образованием первичного полотна из минеральных волокон, которое впоследствии складывают, например, с помощью маятникового механизма, с получением вторичного полотна, содержащего наложенные друг на друга слои первичного полотна.

Содержание твердых веществ в растворе связующего, нанесенном на минеральные волокна, может составлять ≥ 4 мас.% или ≥ 6 мас.% или ≥ 10 мас.% или ≥ 12 мас.% и/или ≤ 25 мас.% или ≤ 20 мас.%. % или ≤ 18 мас.%. В контексте настоящего изобретения термин «сухая масса раствора связующего» означает массу всех компонентов раствора связующего, кроме любой воды, которая присутствует (будь то в форме жидкой воды или в форме воды кристаллизации).

Предпочтительно раствор связующего не содержит добавленного формальдегида. Он может быть «по существу свободным от формальдегида», то есть выделять менее 5 частей на миллион формальдегида в результате сушки и/или отверждения (или соответствующих тестов, имитирующих сушку и/или отверждение); более предпочтительно он «не содержит формальдегида», то есть выделяет менее 1 части на миллион формальдегида в таких условиях.

Предпочтительно раствор связующего представляет собой связующее, содержащее сахар.

Раствор связующего может содержать восстанавливающий сахар (сахара), а именно в количестве, которое составляет a) ≥ 30%, ≥ 40%, ≥ 50%, ≥ 60%, ≥ 70% или ≥ 80% по сухой массе связующего раствора и/или b) ≤ 97% или ≤ 95 % по сухой массе связующего раствора.

Восстанавливающий сахар (сахара) может быть выбран из одного или нескольких моносахарида, моносахарида в форме альдозы или кетозы, дисахарида, полисахарида, триозы, тетрозы, пентозы, ксилозы, гексозы, декстрозы, фруктозы, гептозы. Восстанавливающий сахар (сахара) может быть получен in situ из углеводного соединения (соединений), особенно кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы (HFCS), патоки, гидролизата крахмала, гидролизатов целлюлозы, сахарозы и их смесей. Восстанавливающий сахар (сахара) может иметь эквивалент декстрозы, равный по меньшей мере около 50, по меньшей мере около 60, по меньшей мере около 70, по меньшей мере около 80 или по меньшей мере около 90.

Раствор связующего может содержать азотсодержащее соединение (соединения), особенно в количестве, которое: а) ≥ 2,5%, ≥ 5% или ≥ 10% по сухому массе связующего раствора и/или b) ≤ 50%, ≤ 40%, ≤ 30% или ≤ 25% по сухой массе связующего раствора. Азотсодержащее соединение (соединения) может быть выбрано из одного или нескольких: NH₃, неорганического амина, органического амина, содержащего по меньшей мере одну первичную аминогруппу и/или их солей, неорганической и органической аммониевой соли, сульфата аммония, фосфата аммония, фосфата диаммония, цитрата аммония, диамина, полиамина, первичного полиамина (т.е. органического соединения, имеющего две или более первичных аминогрупп (-NH₂)), 1,6-диаминогексана (гексаметилендиамина, HMDA), 1,5-диамино-2-метилпентана ( 2-метилпентаметилендиамина), 4-(аминометил)-1,8-октандиамина.

Раствор связующего может содержать, по сухой массе, (i) ≥ 25%, ≥ 40%, ≥ 50% или ≥ 60% комбинации: (a) восстанавливающего сахара (сахаров) и азотсодержащего соединения (соединений) и/или (b) отверждаемого продукта (продуктов) реакции восстанавливающего сахара (сахаров) и азотсодержащего соединения (соединений). Азотсодержащее соединение (соединения) и восстанавливающий сахар (сахара) (или их продукт (продукты) реакции) предпочтительно реагируют с образованием продуктов реакции Майяра, а именно меланоидинов при отверждении. Отверждение связующего может содержать или по существу состоять из реакции (реакций) Майяра. Предпочтительно отвержденное связующее состоит по существо из продуктов реакции Майяра. Отвержденное связующее может содержать меланоидин-содержащий и/или азотсодержащий полимер (полимеры). Связующее может содержать связующую композицию, как описано в любой из WO 2007/014236, WO 2009/019232, WO 2009/019235, WO 2011/138458, WO 2011/138459 или WO 2013/150123, каждая из которых включена в настоящую заявку посредством ссылки. Связующее может включать сложноэфирное и/или полиэфирное соединение. Отвержденное связующее может содержать более 2% и/или менее 8% азота по массе, как определено элементным анализом.

Температура и время для отверждения полотна из волокон минеральной ваты могут быть выбраны в зависимости от плотности и/или толщины продукта. Отверждающая печь может иметь множество зон нагрева, имеющих температуры в интервале от 200°C до 350°C (обычно от 230°C до 300°C). Тонкий продукт с низкой плотностью (12 кг/м³ или меньше) можно отверждать, пропуская через отверждающую печь всего за 20 секунд; толстый продукт с высокой плотностью (80 кг/м³ или более) может потребовать 15 минут и более в отверждающей печи. Полотно из волокон минеральной ваты может достигать температуры в интервале 180°C - 220°C в ходе процесса отверждения. Продолжительность прохода полотна через отверждающую печь может составлять ≥ 0.5 минут, ≥ 1 минут, ≥ 2 минут, ≥ 5 минут или ≥ 10 минут и/или ≤ 50 минут, ≤ 40 минут или ≤ 30 минут.

Количество отвержденного связующего в отвержденном полотне из волокна минеральной ваты может составлять ≥ 1%, ≥ 2%, ≥ 2.5%, ≥ 3%, ≥ 3.5% или ≥ 4% и/или ≤ 10% или ≤ 8%. Это может быть измерено посредством потери на прокаливание (LOI).

Отвержденное полотно из волокна минеральной ваты может иметь одно или несколько из следующих свойств:

- плотность более 15, 20 или 25 кг/м³ и/или менее 220, 200 или 180 кг/м³;

- теплопроводность λ, измеренную при 10°C, которая составляет ≤ 40 мВт/м.K и/или ≥ 20 мВт/м.K, а именно при измерении в соответствии с ISO 8301;

- содержит менее 99 мас.% и/или более 80 мас.% минеральных волокон;

- толщина более 10 мм, 15 мм или 20 мм и/или менее 400 мм, 350 мм или 300 мм;

- длина, которая составляет ≥ 90 см, ≥120 см, ≥150 см и/или ≤ 220 см или ≤180 см;

- ширина, которая составляет ≥50 см, ≥70 см и/или ≤100 см или ≤90 см.

Изоляционный продукт из волокон минеральной ваты, в частности когда он представляет собой продукт низкой плотности или продукт средней плотности, может иметь

- номинальную толщину в интервале 60-260 мм; и/или

- термическую стойкость R, равную R ≥ 3 м²K/Вт, предпочтительно R≥ 4 м²K/Вт при толщине или 200 мм; и/или

плотность в интервале 5-40 кг/м³, в частности 5-18 кг/м³ или 7-12 кг/м³.

Изоляционный продукт из волокон минеральной ваты, в частности когда он представляет собой изоляционную плиту или продукт с высокой плотностью, может иметь

- номинальную толщину в интервале от 20 до 200 мм; и/или

- термическую стойкость R, равную R≥1.7 м²K/Вт, предпочтительно R≥2 м²K/Вт при толщине или 100мм; и/или

- плотность в интервале от 100 до 200 кг/м³, в частности от 130 до 190 кг/м³.

Настоящее изобретение далее пояснено более подробно посредством неограничивающих примеров, приведенных ниже.

Оценка упрощенного брикета:

Чтобы оценить влияние присутствия/количества сахара относительно цемента, измеряли прочность на сжатие (CS) через 1, 2, 6 и 8 дней хранения в условиях окружающей среды (между 20-25°C) после обработки, для упрощенных брикетов, содержащих различные количества сахара и портландцемента CEM I 42.5N. Здесь под упрощенными брикетами подразумеваются брикеты, состоящие из цемента, сахара и воды. Упрощенные брикеты имеют цилиндрическую форму диаметром около 3 см и высотой около 5 см. Значения прочности на сжатие, приведенные в таблицах, являются средними значениями для трех образцов.

Прочность на сжатие упрощенных брикетов измеряли путем разрушения упрощенных брикетов в машине для испытаний на сжатие. Прочность на сжатие рассчитывается путем деления разрушающей нагрузки на площадь поперечного сечения, выдерживающего нагрузку, и выражается в мегапаскалях (МПа).

Таблица 1 и таблица 2

В Таблице 1 показано количество различных компонентов, используемых для производства упрощенных брикетов. Таблица 2 показывает прочность на сжатие для различных смесей. В этой первой серии экспериментов в качестве сахарного компонента использовался моногидрат декстрозы (в концентрации 90%). Для смесей 1 - 9, цемент и моногидрат декстрозы смешивали в течение 30 секунд в смесителе перед добавлением воды и затем перемешивали в течение 60 секунд в смесителе. Образцы были изготовлены из предварительно приготовленной смеси.

Таблица 3 и Таблица 4

В таблице 3 показаны количества различных компонентов, использованных для производства упрощенных брикетов для последующих серий испытаний. Таблица 4 показывает прочность на сжатие для различных смесей. В этой второй серии экспериментов в качестве сахарного компонента использовали сахарозу (в концентрации 99,9%). Смеси 10 - 12 готовили по тому же протоколу, что и смеси 1 - 9.

Таблица 5 и Таблица 6

В таблице 5 показаны количества различных компонентов, использованных для производства упрощенных брикетов для другой серии испытаний. Таблица 6 показывает прочность на сжатие для различных смесей. В этой третьей серии экспериментов в качестве сахарного компонента использовали HFCS (кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы) (в концентрации 75%). Для смесей 13-16 в цемент добавляли смесь HFCS с водой, и затем смесь перемешивали в течение 60 с в смесителе. Образцы были получены.

Для результатов, полученных в таблицах 2, 4 и 6, интерес представляет не само значение, а изменение прочности на сжатие между разными образцами. Как видно из таблиц 2, 4 и 6, когда количество сахара увеличивается в упрощенных брикетах, прочность на сжатие также увеличивается, показывая, что сахар больше не действует как замедлитель для цемента, когда количество сахара относительно цемента увеличивается.

Таблица 7. Получение брикетов

Брикеты получали следующим образом:

Портландцемент CEM I 42.5N, отходы минеральной ваты; боксит, моногидрат декстрозы (моногидрат декстрозы с концентрацией 90%) и воду (для достижения общего отношения воды к цементу 0,7 (включая 10% влажность отходов) тщательно перемешивали.

Смесь формовали, прессовали и отверждали. Затем брикет хранили в течение 3 дней в обычных условиях. Затем измеряли прочность на сжатие.

В экспериментах 17, 19, 20 и 21 на 100 мас. частей по сухому массе цемента приходилось 20 мас. частей по сухому массе дополнительной декстрозы. В эксперименте 18 на 100 мас. частей по сухому массе цемента приходится 16,9 мас. частей по сухому массе дополнительной декстрозы.

Как видно из Таблицы 7, все изготовленные брикеты имеют прочность на сжатие по меньшей мере 3,5 МПа через 3 дня и подходят для использования в качестве минерального загрузочного сырья для дальнейшего производства изоляционного продукта из минеральной ваты.

Достигается достаточная механическая прочность для брикетов при прочности на сжатие более 3,5 МПа. Прочность на сжатие, превышающая 3,5 МПа, бесполезна, но и не вредна для брикетов.

Группа изобретений относится к получению минерального сырья из волокон минеральной ваты для изготовления изоляционных продуктов. Техническим результатом является повышение механической прочности брикетов минерального сырья при прочности на сжатие более 3,5 МПа. В частности, заявлен способ получения брикета, подходящего для применения в качестве минерального загрузочного сырья в ваграночной печи для получения волокон минеральной ваты. Указанный способ включает объединение компонентов a) рециклизованных отходов минеральной ваты, выбранных, b) цемента и c) дополнительного сахара или сахаров с образованием формовочной смеси, формование и отверждение формовочной смеси с образованием брикета. При этом формовочная смесь содержит по меньшей мере 10 мас. частей по сухой массе сахара или сахаров из: отходов минеральной ваты, содержащих неотвержденное связующее, содержащее сахар, и/или дополнительного сахара или сахаров на 100 мас. частей по сухой массе цемента. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 табл.

1. Способ получения брикета, подходящего для применения в качестве минерального загрузочного сырья в ваграночной печи для получения волокон минеральной ваты, причем указанный способ включает:

- объединение:

a) рециклизованных отходов минеральной ваты, выбранных из i) отходов минеральной ваты, содержащих неотвержденное связующее, содержащее сахар, ii) отходов минеральной ваты, содержащих отвержденное связующее, iii) отходов минеральной ваты без связующего и iv) их комбинации,

b) цемента и

c) дополнительного сахара или сахаров

с образованием формовочной смеси, где формовочная смесь содержит по меньшей мере 10 мас. частей по сухой массе сахара или сахаров из: отходов минеральной ваты, содержащих неотвержденное связующее, содержащее сахар, и/или дополнительного сахара или сахаров на 100 мас. частей по сухой массе цемента, и

- формование и отверждение формовочной смеси с образованием брикета.

2. Способ получения брикета, подходящего для применения в качестве минерального загрузочного сырья в ваграночной печи для получения волокон минеральной ваты, причем указанный способ включает:

- образование формовочной смеси, содержащей

a) рециклизованные отходы минеральной ваты,

b) цемент, и

c) по меньшей мере 10 мас. частей по сухой массе сахара или сахаров на 100 мас. частей по сухой массе цемента; и

- формование и отверждение формовочной смеси с образованием брикета.

3. Способ по любому из предшествующих пунктов, где формовочная смесь содержит от 10 до 40 мас. частей по сухой массе, предпочтительно от 15 до 30 мас. частей по сухой массе, более предпочтительно от 17,5 до 25 мас. частей по сухой массе сахара или сахаров на 100 мас. частей по сухой массе цемента.

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, где цемент выбран из группы, состоящей из портландцемента, глиноземного цемента и их смеси.

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, где сахар или сахара из:

- отходов минеральной ваты, содержащих неотвержденное связующее, содержащее сахар, и/или

- дополнительного сахара или сахаров

содержат один или несколько сахаров, выбранных из группы, состоящей из декстрозы, фруктозы, сахарозы и кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, где рециклизованные отходы минеральной ваты содержат отходы минеральной ваты, содержащие неотвержденное связующее, содержащее сахар, где неотвержденное связующее, содержащее сахар, содержит a) восстанавливающий сахар или сахара и азотсодержащее соединение или соединения и/или b) отверждаемый продукт или продукты реакции восстанавливающего сахара или сахаров и азотсодержащего соединения или соединений.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, где рециклизованные отходы минеральной ваты содержат отходы минеральной ваты, содержащие неотвержденное связующее, где отвержденное связующее содержит азотсодержащий полимер, где отвержденное связующее содержит более 2 мас.% и менее 8 мас.% азота, в частности, где отвержденное связующее содержит меланоидины.

8. Способ по любому из предшествующих пунктов, где формовочная смесь содержит от 5 до 30 мас.% по сухой массе, предпочтительно от 10 до 20 мас.% по сухой массе цемента на основе общей сухой массы формовочной смеси.

9. Способ по любому из предшествующих пунктов, где формовочная смесь содержит от 30 до 85 мас.% по сухой массе, предпочтительно от 40 до 75 мас.% по сухой массе, более предпочтительно от 55 до 70 мас.% по сухой массе рециклизованных отходов минеральной ваты на основе общей сухой массы формовочной смеси.

10. Брикет минерального загрузочного сырья в ваграночную печь для получения волокон минеральной ваты, полученный из формовочной смеси, содержащей:

a) рециклизованные отходы минеральной ваты, выбранные из i) отходов минеральной ваты, содержащих неотвержденное связующее, содержащее сахар, ii) отходов минеральной ваты, содержащих отвержденное связующее, iii) отходов минеральной ваты без связующего и iv) их комбинации,

b) цемент и

c) дополнительный сахар или сахара,

где формовочная смесь содержит по меньшей мере 10 мас. частей по сухой массе сахара или сахаров из: отходов минеральной ваты, содержащих неотвержденное связующее, содержащее сахар, и/или дополнительного сахара или сахаров на 100 мас. частей по сухой массе цемента.

11. Способ получения изоляционного продукта из волокон минеральной ваты, включающий:

- получение минерального расплава посредством плавления в печи минерального загрузочного сырья, содержащего брикеты по п. 10, полученные способом по любому из пп. 1–9,

- формование волокна минеральной ваты из минерального расплава,

- нанесение раствора связующего на волокна минеральной ваты,

- сбор минеральных волокон, на которые был нанесен раствор связующего, с образованием полотна,

- пропускание полотна через отверждающую печь с отверждением раствора связующего с образованием изоляционного продукта из волокон минеральной ваты.