具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种岩棉的制备方法，所述方法包括：

S1.将石墨化炉收尘粉、白云石、玄武岩、废瓷片和回料进行混合，获得第一混合物；以质量份数计，所述第一混合物的成分包括：石墨化炉收尘粉90-110份、白云石120-140份、玄武岩350-390份、废瓷片140-160份和回料90-110份；所述回料包括所述岩棉的边角料和不能形成固定形状的岩棉；

石墨化炉收尘粉的具体成分包括：Na₂SO₄、Na₂SiF₆、SiO₂、K₂NaAlF₆、Ca₂AlF₇、Na₂SiO₃，控制石墨化炉收尘粉的质量份为90-110份的原因是能够调节酸度系数保障正常范围内，该质量份取值过大的不利影响是导致岩棉酸度系数过大，过小的不利影响是达不到资源综合利用的目的。优选的，石墨化炉收尘粉的质量份为100份。

白云石的作用是作为耐火介质，控制白云石的质量份为120-140份的原因是耐火程度，该质量份取值过大会使岩棉纤维变粗，过小对熔体粘度影响，影响纤维性能。优选的，白云石的质量份为130份。

玄武岩的作用是制备岩棉的基本原料，控制玄武岩的质量份为350-390份的原因是玄武岩具有极强的抗压性和耐候性，该质量份取值过大的不利影响是使熔化困难，过小的不利影响是达不到岩棉的抗压性能和耐候性。优选的，玄武岩的质量份为370份。

废瓷片的作用是调节酸度系数，控制废瓷片的质量份为140-160份的原因是能够调节石墨化炉收尘粉带来的酸度系数过高问题，该质量份取值过大的不利影响是成本过高，过小的不利影响是无法调节酸度系数，致使生产岩棉不合格。优选的，废瓷片的质量份为150份。

回料的作用是处置生产过程中废料，不产生固废，控制回料的质量份为90-110份的原因是根据生产过程中生产成品产生量控制。优选的，回料的质量份为100份。

具体而言，各原料比重按白云石、玄武岩、回料、废瓷片、石墨化炉收尘粉进行混合后粉碎成1-5mm颗粒。其中，玄武岩粒度6-10mm，超范围量不大于10％；白云石粒度4-6mm，超范围量不大于10％；石墨化炉收尘粉为从石墨化炉各收尘口收集的粉状物质，是采用石墨化炉生产碳质材料时候经过高温气化，降温回收后的工业废弃物，以硫酸钠和硅酸钠为主要成分，我国碳材料资源丰富，是世界主要碳材料的产地，每生产一吨碳材料，会产生15kg收尘粉；废瓷片是生产陶瓷产品过程中产生废料；回料为生产的岩棉边角料以及不能够形成固定形状的岩棉。

S2.将焦炭和所述第一混合物混合，获得第二混合物；

具体而言，在第一混合物混合过程中或混合完成后，加入颗粒为5-8mm焦炭140-160份比重一起混合得到第二混合料，优选的，焦炭的质量份为150份。

S3.将第二混合物进行预热，获得预热混合物；

作为一种可选的实施方式，预热混合物的温度为450-550℃，具体而言，利用助燃空气经预热至450-550℃，并混入一部分空气。

S4.将所述预热混合物进行加热，获得热熔体；

作为一种可选的实施方式，将预热混合物加入温度为1200-1280℃的冲天炉，使混合物形成热熔态，热熔态的混合物继续向下流动与继续由炽热的焦炭提供热量被加热到1500℃以上，形成热熔体，热熔体通过冲天炉虹吸口处流出。具体而言，冲天炉采用的燃料为焦炭或无烟煤或焦炭和优质无烟煤的混合物。并辅予黄磷尾气作为辅助燃料；将主要燃料焦炭或优质无烟煤或焦炭和优质无烟煤的混合物与收尘粉、白云石、玄武岩、废瓷片粉的混合料一同送入冲天炉；并辅助燃料黄磷尾气经燃烧产生的高温空气鼓入冲天炉内熔制物料。

S5.将所述热熔体进行离心成纤，获得纤维；

作为一种可选的实施方式，热熔体流落入转速7000r/min以上的高速离心力，经高压罗茨风机流入离心成纤机的高温溶体被离心辊的离心力和由风环喷出的气流将之牵伸成纤维，喷吹到纤维成型室内，喷吹过程同时喷入酚醛树脂材料制成的粘结剂，具体而言，粘结剂的成分为质量比为1:2的酚醛树脂和水混合液体；渣球被分离，纤维被吹入集棉机内；渣球落入渣坑，定期清理运走废渣，返回生产。

S6.将所述纤维进行集棉收集，获得初棉层；

作为一种可选的实施方式，通过集棉机负压方式将带有粘结剂的纤维进行收集；含有粘结剂的纤维在集棉机的负压风机抽吸作用下均匀沉降到高速运行的集棉带上，形成初棉层，抽吸风机采用变频调节，根据成毡情况随时进行调节；通过改变集棉鼓的转速调节初棉毡的压强以控制产品质量。

S7.将所述初棉层进行铺棉，获得棉毡；

作为一种可选的实施方式，初棉层在摆锤机的摆锤带往复摆动作用下，根据成型要求布置的成形输送机上形成多层折叠结构形式的均匀棉毡，将棉毡经过加压后进入固化炉内固化处置。

S8.将所述棉毡进行固化切割，获得岩棉。

作为一种可选的实施方式，在成型机上成型的多层棉毡经加压后进入固化炉。毡层在固化炉内受到上下链板加压和热风穿透固化，形成一定厚度、容重的岩棉墙体板、毡，鼓入220-250℃的热风穿过毡层，使其中粘结剂固化并形成具有一定厚度和强度的连续棉板或棉毡，将从固化炉出来的棉板或棉毡经过冷却、切割后即可得到岩棉制品。具体而言，固化炉内温度为220-250℃，其热风由沸腾炉提供，并采用黄磷尾气、烟煤、无烟煤或可利用的劣质煤作为燃料。

根据本发明另一种典型的实施方式，还提供了一种岩棉，所述岩棉采用如上提供的岩棉的制备方法制得。

根据本发明另一种典型的实施方式，还提供了一种岩棉的制备装置，所述装置包括：

混合单元，用以将石墨化炉收尘粉、白云石、玄武岩、废瓷片和回料进行混合，获得第一混合物和将焦炭和所述第一混合物混合，获得第二混合物；

预热单元，用以将第二混合物进行预热，获得预热混合物；所述预热单元连通所述混合单元，用以接收所述第二混合物；

加热单元，将所述预热混合物进行加热，获得热熔体；所述加热单元连通所述预热单元，用以接收所述预热混合物；

成纤单元，用以将所述热熔体进行离心成纤，获得纤维；所述成纤单元包括离心单元、喷吹单元和纤维成型室，所述离心单元连通所述纤维成型室，用以将离心成的纤维送入所述纤维成型室；所述喷吹单元连通所述纤维成型室，用以将粘结剂喷吹入所述纤维成型室；

集棉单元，用以将所述纤维进行集棉收集，获得初棉层，所述集棉单元连通所述纤维成型室，用以接收所述纤维；

铺棉单元，用以将所述初棉层进行铺棉，获得棉毡；所述铺棉单元连通所述集棉单元，用以接收所述初棉层；

固化切割单元，用以将所述棉毡进行固化切割，获得岩棉；所述固化切割单元连通所述铺棉单元，用以接收所述棉毡。

下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的岩棉及其制备方法和制备装置进行详细说明。

实施例1

一种岩棉的制备方法，请参阅图2，所述方法包括：

粉碎混合：石墨化炉收尘粉W11、白云石W12、玄武岩W13、废瓷片W14、焦炭W15和回料W16等为原料制备而成，各原料比重按白云石130份、玄武岩370份，回料100份，废瓷片150份，收尘粉100份进行混合后粉碎成1-5mm颗粒。

高温熔融：混料W2由皮带输送机自岩棉熔化炉上方加入，送入熔化炉加热熔化进入熔体流槽，岩棉熔化炉采用焦炭为燃料，助燃空气经预热至450℃，并混入一定比例的空气。1200℃物料开始软化，开始复杂的物理化学反应，形成热熔体W3。热熔体W3继续向下流动与炽热的焦炭W15和烟气相接触被加热到1500℃以上，通过岩棉熔化炉的虹吸口处流出，通过溜槽进入离心机成纤W4。熔化带必须保持一层发光的炽热焦炭层(底焦)，以防止熔体在底部凝结。

离心成纤：热熔体W3流落入转速7000r/min以上的高速离心力，经高压罗茨风机流入离心成纤机的热溶体W3被离心辊的离心力和由风环喷出的气流将之牵伸成纤维，喷吹到纤维成型室内，喷吹过程同时喷入酚醛树脂材料制成的粘结剂，所用的是市场酚醛树脂通过加入水来调节一般为1:2；渣球被分离，纤维被吹入集棉机内；渣球落入渣坑，定期清理回收废渣，返回生产。离心机辊轮采用强制水冷却，轴承采用油气润滑。

集棉收集：通过集棉机负压方式将带有粘结剂的纤维W4进行收集；含有粘结剂的纤维在集棉机的负压风机抽吸作用下均匀沉降到高速运行的集棉带上，形成初棉层，定期清理回收废渣；抽吸风机采用变频调节，根据成毡情况随时进行调节；通过改变集棉鼓的转速(转速为60r/min)调节初以控制产品质量，达到产品的要求。

摆锤铺棉：初棉层在摆锤机的摆锤带往复摆动作用下，根据成型要求布置的成形输送机上形成多层折叠结构形式的均匀棉毡W5，将棉毡经过加压后进入固化炉内固化处置，定期清理回收废渣。

固化切割：在成型机上成型的多层棉毡经加压后进入固化炉。毡层在固化炉内受到上下链板加压和热风穿透固化，形成一定厚度、容重的岩棉W6，鼓入220℃的热风穿过毡层，使其中粘结剂固化并形成具有一定厚度和强度的连续棉板或棉毡，将从固化炉出来的棉板或棉毡经过冷却、(根据棉的固化状态进行调节)对固化后的制品进行分切，切割后即可得到岩棉制品W7，定期清理回收废渣。

实施例2

一种岩棉的制备方法，请参阅图2，所述方法包括：

粉碎混合：石墨化炉收尘粉W11、白云石W12、玄武岩W13、废瓷片W14、焦炭W15和回料W16等为原料制备而成，各原料比重按白云石120份、玄武岩350份，回料90份，废瓷片140份，收尘粉90份进行混合后粉碎成1-5mm颗粒。

高温熔融：混料W2由皮带输送机自岩棉熔化炉上方加入，送入熔化炉加热熔化进入熔体流槽，岩棉熔化炉采用焦炭为燃料，助燃空气经预热至450℃，并混入一定比例的空气。1200℃物料开始软化，开始复杂的物理化学反应，形成热熔体W3。热熔体W3继续向下流动与炽热的焦炭W15和烟气相接触被加热到1500℃以上，通过岩棉熔化炉的虹吸口处流出，通过溜槽进入离心机成纤W4。熔化带必须保持一层发光的炽热焦炭层(底焦)，以防止熔体在底部凝结。

离心成纤：热熔体W3流落入转速7000r/min以上的高速离心力，经高压罗茨风机流入离心成纤机的热溶体W3被离心辊的离心力和由风环喷出的气流将之牵伸成纤维，喷吹到纤维成型室内，喷吹过程同时喷入酚醛树脂材料制成的粘结剂，所用的是市场酚醛树脂通过加入水来调节一般为1:2；渣球被分离，纤维被吹入集棉机内；渣球落入渣坑，定期清理回收废渣，返回生产。离心机辊轮采用强制水冷却，轴承采用油气润滑。

集棉收集：通过集棉机负压方式将带有粘结剂的纤维W4进行收集；含有粘结剂的纤维在集棉机的负压风机抽吸作用下均匀沉降到高速运行的集棉带上，形成初棉层，定期清理回收废渣；抽吸风机采用变频调节，根据成毡情况随时进行调节；通过改变集棉鼓的转速(转速为60r/min)调节初以控制产品质量，达到产品的要求。

摆锤铺棉：初棉层在摆锤机的摆锤带往复摆动作用下，根据成型要求布置的成形输送机上形成多层折叠结构形式的均匀棉毡W5，将棉毡经过加压后进入固化炉内固化处置，定期清理回收废渣。

固化切割：在成型机上成型的多层棉毡经加压后进入固化炉。毡层在固化炉内受到上下链板加压和热风穿透固化，形成一定厚度、容重的岩棉W6，鼓入220℃的热风穿过毡层，使其中粘结剂固化并形成具有一定厚度和强度的连续棉板或棉毡，将从固化炉出来的棉板或棉毡经过冷却、(根据棉的固化状态进行调节)对固化后的制品进行分切，切割后即可得到岩棉制品W7，定期清理回收废渣。

实施例3

一种岩棉的制备方法，请参阅图2，所述方法包括：

粉碎混合：石墨化炉收尘粉W11、白云石W12、玄武岩W13、废瓷片W14、焦炭W15和回料W16等为原料制备而成，各原料比重按白云石140份、玄武岩390份，回料110份，废瓷片160份，收尘粉110份进行混合后粉碎成1-5mm颗粒。

高温熔融：混料W2由皮带输送机自岩棉熔化炉上方加入，送入熔化炉加热熔化进入熔体流槽，岩棉熔化炉采用焦炭为燃料，助燃空气经预热至450℃，并混入一定比例的空气。1200℃物料开始软化，开始复杂的物理化学反应，形成热熔体W3。热熔体W3继续向下流动与炽热的焦炭W15和烟气相接触被加热到1500℃以上，通过岩棉熔化炉的虹吸口处流出，通过溜槽进入离心机成纤W4。熔化带必须保持一层发光的炽热焦炭层(底焦)，以防止熔体在底部凝结。

离心成纤：热熔体W3流落入转速7000r/min以上的高速离心力，经高压罗茨风机流入离心成纤机的热溶体W3被离心辊的离心力和由风环喷出的气流将之牵伸成纤维，喷吹到纤维成型室内，喷吹过程同时喷入酚醛树脂材料制成的粘结剂，所用的是市场酚醛树脂通过加入水来调节一般为1:2；渣球被分离，纤维被吹入集棉机内；渣球落入渣坑，定期清理回收废渣，返回生产。离心机辊轮采用强制水冷却，轴承采用油气润滑。

集棉收集：通过集棉机负压方式将带有粘结剂的纤维W4进行收集；含有粘结剂的纤维在集棉机的负压风机抽吸作用下均匀沉降到高速运行的集棉带上，形成初棉层，定期清理回收废渣；抽吸风机采用变频调节，根据成毡情况随时进行调节；通过改变集棉鼓的转速(转速为60r/min)调节初以控制产品质量，达到产品的要求。

摆锤铺棉：初棉层在摆锤机的摆锤带往复摆动作用下，根据成型要求布置的成形输送机上形成多层折叠结构形式的均匀棉毡W5，将棉毡经过加压后进入固化炉内固化处置，定期清理回收废渣。

固化切割：在成型机上成型的多层棉毡经加压后进入固化炉。毡层在固化炉内受到上下链板加压和热风穿透固化，形成一定厚度、容重的岩棉W6，鼓入220℃的热风穿过毡层，使其中粘结剂固化并形成具有一定厚度和强度的连续棉板或棉毡，将从固化炉出来的棉板或棉毡经过冷却、(根据棉的固化状态进行调节)对固化后的制品进行分切，切割后即可得到岩棉制品W7，定期清理回收废渣。

对比例1

一种岩棉的制备方法，请参阅图2，所述方法包括：

粉碎混合：石墨化炉收尘粉W11、白云石W12、玄武岩W13、废瓷片W14、焦炭W15和回料W16等为原料制备而成，各原料比重按白云石170份、玄武岩450份，回料150份，废瓷片120份，收尘粉120份进行混合后粉碎成1-5mm颗粒。

高温熔融：混料W2由皮带输送机自岩棉熔化炉上方加入，送入熔化炉加热熔化进入熔体流槽，岩棉熔化炉采用焦炭为燃料，助燃空气经预热至450℃，并混入一定比例的空气。1200℃物料开始软化，开始复杂的物理化学反应，形成热熔体W3。热熔体W3继续向下流动与炽热的焦炭W15和烟气相接触被加热到1500℃以上，通过岩棉熔化炉的虹吸口处流出，通过溜槽进入离心机成纤W4。熔化带必须保持一层发光的炽热焦炭层(底焦)，以防止熔体在底部凝结。

离心成纤：热熔体W3流落入转速7000r/min以上的高速离心力，经高压罗茨风机流入离心成纤机的热溶体W3被离心辊的离心力和由风环喷出的气流将之牵伸成纤维，喷吹到纤维成型室内，喷吹过程同时喷入酚醛树脂材料制成的粘结剂，所用的是市场酚醛树脂通过加入水来调节一般为1:2；渣球被分离，纤维被吹入集棉机内；渣球落入渣坑，定期清理回收废渣，返回生产。离心机辊轮采用强制水冷却，轴承采用油气润滑。

集棉收集：通过集棉机负压方式将带有粘结剂的纤维W4进行收集；含有粘结剂的纤维在集棉机的负压风机抽吸作用下均匀沉降到高速运行的集棉带上，形成初棉层，定期清理回收废渣；抽吸风机采用变频调节，根据成毡情况随时进行调节；通过改变集棉鼓的转速(转速为60r/min)调节初以控制产品质量，达到产品的要求。

摆锤铺棉：初棉层在摆锤机的摆锤带往复摆动作用下，根据成型要求布置的成形输送机上形成多层折叠结构形式的均匀棉毡W5，将棉毡经过加压后进入固化炉内固化处置，定期清理回收废渣。

固化切割：在成型机上成型的多层棉毡经加压后进入固化炉。毡层在固化炉内受到上下链板加压和热风穿透固化，形成一定厚度、容重的岩棉W6，鼓入220℃的热风穿过毡层，使其中粘结剂固化并形成具有一定厚度和强度的连续棉板或棉毡，将从固化炉出来的棉板或棉毡经过冷却、(根据棉的固化状态进行调节)对固化后的制品进行分切，切割后即可得到岩棉制品W7，定期清理回收废渣。

对比例2

一种岩棉的制备方法，请参阅图2，所述方法包括：

粉碎混合：石墨化炉收尘粉W11、白云石W12、玄武岩W13、废瓷片W14、焦炭W15和回料W16等为原料制备而成，各原料比重按白云石90份、玄武岩300份，回料50份，废瓷片170份，收尘粉70份进行混合后粉碎成1-5mm颗粒。

高温熔融：混料W2由皮带输送机自岩棉熔化炉上方加入，送入熔化炉加热熔化进入熔体流槽，岩棉熔化炉采用焦炭为燃料，助燃空气经预热至450℃，并混入一定比例的空气。1200℃物料开始软化，开始复杂的物理化学反应，形成热熔体W3。热熔体W3继续向下流动与炽热的焦炭W15和烟气相接触被加热到1500℃以上，通过岩棉熔化炉的虹吸口处流出，通过溜槽进入离心机成纤W4。熔化带必须保持一层发光的炽热焦炭层(底焦)，以防止熔体在底部凝结。

离心成纤：热熔体W3流落入转速7000r/min以上的高速离心力，经高压罗茨风机流入离心成纤机的热溶体W3被离心辊的离心力和由风环喷出的气流将之牵伸成纤维，喷吹到纤维成型室内，喷吹过程同时喷入酚醛树脂材料制成的粘结剂，所用的是市场酚醛树脂通过加入水来调节一般为1:2；渣球被分离，纤维被吹入集棉机内；渣球落入渣坑，定期清理回收废渣，返回生产。离心机辊轮采用强制水冷却，轴承采用油气润滑。

集棉收集：通过集棉机负压方式将带有粘结剂的纤维W4进行收集；含有粘结剂的纤维在集棉机的负压风机抽吸作用下均匀沉降到高速运行的集棉带上，形成初棉层，定期清理回收废渣；抽吸风机采用变频调节，根据成毡情况随时进行调节；通过改变集棉鼓的转速(转速为60r/min)调节初以控制产品质量，达到产品的要求。

摆锤铺棉：初棉层在摆锤机的摆锤带往复摆动作用下，根据成型要求布置的成形输送机上形成多层折叠结构形式的均匀棉毡W5，将棉毡经过加压后进入固化炉内固化处置，定期清理回收废渣。

固化切割：在成型机上成型的多层棉毡经加压后进入固化炉。毡层在固化炉内受到上下链板加压和热风穿透固化，形成一定厚度、容重的岩棉W6，鼓入220℃的热风穿过毡层，使其中粘结剂固化并形成具有一定厚度和强度的连续棉板或棉毡，将从固化炉出来的棉板或棉毡经过冷却、(根据棉的固化状态进行调节)对固化后的制品进行分切，切割后即可得到岩棉制品W7，定期清理回收废渣。

相关实验：

将实施例1-3和对比例1-2制得的岩棉进行检测，结果如下表所示：

表中，短期吸水量是指进入10mm，24h的吸水量；渣球含量计算的为粒径大于0.25mm渣球；压缩强度为变形10％的压缩强度。

由表可得，采用本方法制备的岩棉的效果有能够符合《绝热用岩棉、矿渣及制品》GB/T11835-2016；通过对比例和实施例的数据对比可得，当混合物的各配比不在本方法提供的范围内时，会出现纤维变粗、抗压强度差、酸度系数不合格的问题。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：

(1)本发明实施例提供的方法以石墨化炉收尘粉为原料制备岩棉，该方法能够完全利用石墨化产生的固体废弃物收尘粉，达到处置石墨化炉产生的固体废弃物，并且生产出岩棉，该方法解决的了石墨化炉产生过程中产生的固体废弃物的问题；

(2)本发明实施例提供的方法以石墨化炉收尘粉为原料来制备岩棉，解决了石墨化炉产生固体废弃物收尘粉的堆存难处置的难题。利于解决石墨化炉产生的污染问题；达到了资源综合利用的目的；

(3)本发明实施例提供的岩棉的化学稳定性好；酸度系数为1.7，抗拉强度为9.6kPa，短期吸水量(变化浸入10mm,24h)为0.1kg/m²，密度为83kg/m³，持续燃烧时间为0，憎水率达到99.5％，渣球含量(粒径大于0.25mm)为3.7％，导热系数为0.034W/(m·k)。对该保温岩棉板的性能进行测试，纤维平均直径为4.7μm，最高使用温度640-650℃，抗拉强度为9.4kPa，压缩强度为65kPa(变形10％)。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。