專利名稱：防止石棉釋出飄浮微粒的方法
相關(guān)參考資料本專利申請要求享有本申請人在2002.04.22申請的美國臨時專利申請60/376,925的優(yōu)先權(quán)。
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種石棉的熱處理方法，特別是一種防止石棉釋出飄浮微粒的方法。
本發(fā)明的背景石棉是天然生成的六種纖維硅酸鹽礦的特殊組群的總稱，下分兩個子群蛇紋巖子群和閃石子群，蛇紋巖子群只包括一種型式的石棉即纖蛇紋巖(溫石棉)，而閃石子群則包括下列五種型式的石棉即青石棉(鈉閃石)、鐵石棉(鐵直閃石)、斜方角閃石、透閃石和陽起石(石棉狀角閃石)。這兩子群石棉的晶體結(jié)構(gòu)不同蛇紋巖具有片狀或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)，而閃石具有鏈狀結(jié)構(gòu)。纖蛇紋巖是迄今為止世界上最普遍采掘的石棉型式。
石棉可被有效地使用在多個重要的工業(yè)用途上，如屋頂、熱和電的絕緣、水泥管和片、地坪、墊料、摩擦材料、覆蓋層、塑料、紡織品、紙張和多個其他制品。它的特殊成分連同它是唯一天然生成的纖維礦物質(zhì)，使它成為極其有用而且通用的組分。
但石棉有一重大的特點如果石棉微粒以很小的閾值量被吸入時，它會招來疾病。因為石棉是脆弱的材料，它會釋出飄浮的微粒，這些石棉微粒在特定的環(huán)境下會被吸入相當(dāng)大的數(shù)量。
下面是由于吸入石棉而可引起的一些疾病石棉沉著病，這種病使肺組織傷痕累累，導(dǎo)致呼吸困難；肺癌，這是支氣管覆蓋物的惡性肺腫瘤；和間皮瘤，這是一種胸膜內(nèi)壁的癌。但人們注意到在飲用水內(nèi)即使發(fā)現(xiàn)有比例相當(dāng)大的石棉微粒而吃下去，并沒有察覺會發(fā)生與這石棉微粒相關(guān)的癌或其他疾病。
因此應(yīng)該知道，對于那些暴露在飄浮著石棉纖維的空氣中的工人們，采集石棉可能是危險的，長期從事這項工作甚至是致命的。而且，如果一個由含有石棉的材料制成的物體在使用過程中被毀壞，它就會將石棉微粒釋放到空中，接近該物體的人們就可能吸入石棉微粒。例如，工人們在毀壞一座房屋式建筑結(jié)構(gòu)而其墻壁及/或屋頂內(nèi)含有石棉時，就可能被暴露在濃度相當(dāng)大的飄浮石棉微粒中而招致與石棉有關(guān)的疾病。
本發(fā)明的綜述本發(fā)明涉及一種防止浸泡的石棉釋出飄浮微粒的方法，該方法包括下列順次進行的、影響石棉周圍溫度的步驟a)用125°F(52℃)和175°F(79℃)之間的第一周圍溫度值加熱石棉，并使石棉保持在這第一周圍溫度值一直到石棉變成均勻的淡褐紅色；b)將周圍溫度從所說第一溫度值增加到225°F(107℃)和275°F(135℃)之間的第二溫度值，并使石棉保持在這第二周圍溫度值一直到石棉變成均勻的深褐紅色；c)將周圍溫度從所說第二溫度值增加到325°F(163℃)和375°F(191℃)之間的第三溫度值，并使石棉保持在這第三周圍溫度值一直到石棉變成均勻的深橙色；d)將周圍溫度從所說第三溫度值增加到在425°F(218℃)和475°F(246℃)之間的第四溫度值，并使石棉保持在這第四周圍溫度值一直到石棉變成均勻的紅色；e)將周圍溫度從所說第四溫度值增加到525°F(274℃)和575°F(302℃)之間的第五溫度值，并使石棉保持在這第五周圍溫度值一直到石棉變成均勻的灰色；f)將周圍溫度從所說第五溫度值增加到625°F(329℃)和675°F(357℃)之間的第六溫度值，并使石棉保持在這第六周圍溫度值一直到石棉變成均勻的不透明白色；及g)將周圍溫度從所說第六溫度值降低到室溫值。
本發(fā)明還涉及一種防止石棉釋放飄浮微粒的方法，該方法包括首先用水浸泡石棉，然后順次進行影響石棉周圍溫度的下列步驟a)用125°F(52℃)和175°F(79℃)之間的第一周圍溫度值的范圍內(nèi)加熱石棉，并使石棉保持在這第一周圍溫度值一直到石棉變成均勻的淡褐紅色；b)將周圍溫度從所說第一溫度值增加到225°F(107℃)和275°F(135℃)之間的第二溫度值，并使石棉保持在這第二周圍溫度值一直到石棉變成均勻的深褐紅色；c)將周圍溫度從所說第二溫度值增加到325°F(163℃)和375°F(191℃)之間的第三溫度值，并使石棉保持在這第三周圍溫度值一直到石棉變成均勻的深橙色；d)將周圍溫度從所說第三溫度值增加到在425°F(218℃)和475°F(246℃)之間的第四溫度值，并使石棉保持在這第四周圍溫度值一直到石棉變成均勻的紅色；e)將周圍溫度從所說第四溫度值增加到525°F(274℃)和575°F(302℃)之間的第五溫度值，并使石棉保持在這第五周圍溫度值一直到石棉變成均勻的灰色；f)將周圍溫度從所說第五溫度值增加到625°F(329℃)和675°F(357℃)之間的第六溫度值，并使石棉保持在這第六周圍溫度值一直到石棉變成均勻的不透明白色；及g)將周圍溫度從所說第六溫度值降低到室溫值。
在有一實施例中，該方法在步驟(f)和(g)之間還包括下列步驟ff)將周圍溫度降低到一個位在225°F(107℃)和325°F(163℃)之間的溫度值。
在有一實施例中，其中下列步驟是在步驟(a)之前完成將石棉分成小塊，該小塊的最大尺寸基本上等于普通磚的最大尺寸。
在有一實施例中，按照步驟(a)到(g)處理的石棉天然地與其他礦物自然混和，并形成礦物團塊，其中下列步驟是在步驟(a)之前完成z)將礦物團塊分成小塊，該小塊的最大尺寸基本上等于普通磚的最大尺寸。
在有一實施例中，步驟(z)是將礦物團塊放置在一對軸向平行相互隔開并按相反方向旋轉(zhuǎn)的軋輥間破碎，以得到所說小塊。
在有一實施例中，石棉的浸泡是將石棉浸沒在水中并在按照步驟(a)到(g)增加周圍溫度之前將石棉從水中取出。
按照有一個實施例，在步驟(g)將周圍溫度從所說第六溫度值降低到所說室溫值是通過將石棉轉(zhuǎn)移到一個具有所說室溫值的區(qū)域內(nèi)來做到的。
附圖的說明在附圖中

圖1A和1B為完成本發(fā)明的方法而使用的破碎機和窯爐的組合件的展開圖的兩半部分，這兩半部分分別較具體地示出組合件中的破碎機及在其下面的窯爐。
實施例的詳細說明本發(fā)明公開一種防止石棉釋出飄浮微粒的方法，借以防止石棉對人類的危害。如果不再有飄浮的石棉微粒，那么這些微粒就不再會被人類吸入，石棉就可安全地被使用。
按照本發(fā)明，從礦場內(nèi)取出的石棉，不管是露天礦還是巷道內(nèi)在采掘時必須用水浸泡。這可用任何一種合適的方式，例如在采掘石棉時用合適的水龍帶以高流率來噴射水。按照有一個實施例，石棉在采掘時的浸泡是把它浸沒在水中。在任何情況下，必須使用大量的水來確保正在或即將與周圍空氣接觸的石棉得到適當(dāng)?shù)慕荨?br> 從礦場采掘的石棉取回時的形式是尺寸多變的礦物團塊，這些礦物團塊由石棉和自然混合在一起的其他礦物構(gòu)成。例如，其他礦物可能是傳統(tǒng)的巖石。
在含有石棉的礦物團塊從礦場被取回后，它們就被帶往熱處理場所。在這攜帶操作中，石棉要始終保持在浸泡狀態(tài)，例如把它浸沒在水中或定期用水噴灑。
在石棉保持被浸泡時，在石棉上的水可防止石棉將飄浮微粒釋放到空中。
熱處理場所可以是一個設(shè)有如圖1A和1B概略地示出的破碎機和窯爐組合件10的工場。破碎機和窯爐組合件10包括破碎機12(圖1A)和在它下面的窯爐14(圖1B)，它們互相串聯(lián)在一起。
圖1A示出，含有石棉的礦物團塊P通過頂部的進入口18被倒入破碎機12的內(nèi)室16內(nèi)。破碎機內(nèi)室16還具有一個底部出口20，該出口可有選擇地被液密而絕熱樞支的門22密封地封閉，該門在其上表面上具有豎起的突緣23，當(dāng)它們被閉合時可以形成一個礦物容器。破碎機12還具有一個連接在水源上可任意控制的進水管24和一個可任意控制的排水管26。有一篩網(wǎng)設(shè)在排水管26的上游端，這樣當(dāng)從破碎機內(nèi)室16排放水時便可防止礦物通過該管流失。在破碎機內(nèi)室進水管的正下方設(shè)有一對在軸向上平行、互相間隔開而在相反方向上旋轉(zhuǎn)的動力軋輥30。
破碎機出口20通過一個中間通道28可以連到窯爐14，更具體點說是連到窯爐內(nèi)室40，在該內(nèi)室上設(shè)有加熱設(shè)施如燒嘴42。窯爐14還設(shè)有一個在內(nèi)部的可旋轉(zhuǎn)的輪子44，該輪子44可卸除地攜帶著多個在圓周上間隔開的槽盆46，這些槽盆在任何時候總是朝向上方，這樣它們的內(nèi)含物就不會濺出。窯爐的取出口48使各槽盆46可有選擇地從窯爐14內(nèi)取出。有一門50可有選擇地封閉窯爐的取出口48。可驅(qū)動動力風(fēng)扇52以加速窯爐14內(nèi)的冷卻程序。
使用時，通過進入口18將礦物團塊倒入部分充有水W的破碎機內(nèi)室16內(nèi)。軋輥30、32之間的間隔和軋輥30、32的尺寸均經(jīng)校正以便確保所有含有石棉的礦物團塊P都能在兩個軋輥30、32之間通過，這樣至少尺寸大地預(yù)定最大尺寸的所有礦物團塊將被軋輥30、32破碎成含有石棉的礦物亞團塊S。對亞團塊S所設(shè)的預(yù)定最大尺寸基本上等于普通磚的尺寸。一旦在門頂22上的礦物亞團塊達到所需的數(shù)量，例如可由一藏在門22內(nèi)的秤(未示出)來確定，水W便可通過管26從內(nèi)室16排放出去然后門22被開啟使亞團塊S倒入窯14內(nèi)一個在下面的槽46內(nèi)。此后門22重新被關(guān)閉，上述步驟被重復(fù)一直到所有槽46都被充滿為止，這些槽是在轉(zhuǎn)動當(dāng)門22開啟時陸續(xù)被充滿的。
一旦所有槽46都被含有石棉的礦物亞團塊S充滿，礦物的熱處理便可開始。
按照本發(fā)明，可永久防止浸泡石棉釋出飄浮微粒的方法包括下列影響石棉周圍溫度的，按序進行的步驟a)用125°F(52℃)和175°F(79℃)之間的第一周圍溫度值加熱石棉，并使石棉保持在這第一周圍溫度值一直到石棉變成均勻的淡褐紅色(或淡古銅色)；b)將周圍溫度從所說第一溫度值增加到225°F(107℃)和275°F(135℃)之間的第二溫度值，并使石棉保持在這第二周圍溫度值一直到石棉變成均勻的深褐紅色(或深古銅色)；c)將周圍溫度從所說第二溫度值增加到325°F(163℃)和375°F(191℃)之間的第三溫度值，并使石棉保持在這第三周圍溫度值一直到石棉變成均勻的深橙色；
d)將周圍溫度從所說第三溫度值增加到在425°F(218℃)和475°F(246℃)之間的第四溫度值，并使石棉保持在這第四周圍溫度值一直到石棉變成均勻的紅色；e)將周圍溫度從所說第四溫度值增加到525°F(274℃)和575°F(302℃)之間的第五溫度值，并使石棉保持在這第五周圍溫度值一直到石棉變成均勻的灰色；f)將周圍溫度從所說第五溫度值增加到625°F(329℃)和675°F(357℃)之間的第六溫度值，并使該石棉保持在該溫度值一直到石棉變成均勻的不透明白色；及g)將周圍溫度值從所說第六溫度值降低到室溫值。
石棉在加熱前需要被浸泡。這樣上述方法如果要用來處理未浸泡的石棉，還應(yīng)增添地包括浸泡石棉的步驟。
應(yīng)該知道周圍溫度是按照附圖所示實施例的窯爐內(nèi)室的溫度。但其他非窯爐裝置地也可替代地用來提供所需的周圍溫度。而且，在步驟(g)內(nèi)的室溫值可將石棉從窯內(nèi)轉(zhuǎn)移到一個具有室溫值的區(qū)域內(nèi)如從窯內(nèi)取出石棉來得到。應(yīng)該注意到室溫被認為是在125°F(52℃)以下的任何溫度，從而石棉將不受這個周圍溫度的影響。
在步驟(a)到(g)中每一步驟，窯內(nèi)溫度都可在給定溫度上停留約18.5分鐘到21.5分鐘。
按照有一個實施例，該方法在步驟(f)和(g)之間還可包括下列步驟ff)將周圍溫度降低到位在225°F(107℃)和375°F(163℃)之間的一個溫度值。
步驟(ff)可任選地用風(fēng)扇52來較快地完成。
可以將石棉保持在窯內(nèi)使石棉周圍溫度逐漸冷卻，或?qū)⑹拗苯訌母G內(nèi)取出使它冷卻到變成不透明的白色，在任何一種情況下都應(yīng)牢記在步驟(f)當(dāng)石棉已經(jīng)變成不透明的白色時，不要讓它時間過長地留在熱窯內(nèi)。
石棉在熱處理后可保持其不透明的白色。
重要的是應(yīng)該注意到在上述方法的每一步，所有在窯內(nèi)的石棉都必須達到確定的顏色。如果某些石棉團塊沒有達到這顏色，那么它們以后還會釋出飄浮微粒。這樣，應(yīng)至少設(shè)有一個攝像機(未示出)或至少設(shè)有一個窗口如在門50上的窗口，讓人能用視覺證實窯14內(nèi)石棉顏色的變遷。
應(yīng)該知道所有在窯14內(nèi)的其他礦物也被同時加熱。石棉一旦冷卻便可用傳統(tǒng)的方法從其他礦物中取出。這樣，本發(fā)明的方法就可被用來處理純石棉或包含在其他礦物結(jié)構(gòu)中與其混和的石棉。
按照上述熱處理方法處理的石棉將不會釋放飄浮微粒。實際上本發(fā)明的熱處理方法會影響纖維的極性，從而發(fā)展成磁性，使纖維互相吸引。這樣，由于其內(nèi)在的磁性吸引力，石棉纖維就不再松散脆弱。另外，石棉纖維由于具有新的調(diào)整的極性，對地的內(nèi)在吸引力增加，因此如果它們被礦物團塊釋出，它們會掉向地面，而不是飄浮在空中。這樣，不僅石棉纖維不容易從礦物團塊上釋出，而且即使從礦物團塊上釋出，也不會侵入人體，因為它們會掉向地面，而不是留在空中。再者，該熱處理方法并不損傷石棉纖維及其外廓，因此石棉纖維可保持其柔韌性、電阻、耐用性及其他使石棉纖維有用的物理特性。
權(quán)利要求
1.用來防止浸泡的石棉釋放飄浮微粒的方法包括下列影響石棉周圍溫度的順序步驟a)用125°F(52℃)和175°F(79℃)之間的第一周圍溫度值加熱該石棉，并使該石棉保持在該第一周圍溫度值一直到該石棉變成均勻的淡褐紅色；b)將周圍溫度從所說第一溫度值增加到225°F(107℃)和275°F(135℃)之間的第二溫度值，并使該石棉保持在該第二周圍溫度值一直到該石棉變成均勻的深褐紅色；c)將周圍溫度從所說第二溫度值增加到325°F(163℃)和375°F(191℃)之間的第三溫度值，并使該石棉保持在該第三周圍溫度值一直到該石棉變成均勻的深橙色；d)將周圍溫度從所說第三溫度值增加到425°F(218℃)和475°F(246℃)之間的第四溫度值，并使該石棉保持在該第四周圍溫度值一直到該石棉變成均勻的紅色；e)將周圍溫度從所說第四溫度值增加到525°F(274℃)和575°F(302℃)之間的第五溫度值，并使該石棉保持在該第五周圍溫度值一直到石棉變成均勻的灰色；f)將周圍溫度從所說第五溫度值增加到625°F(329℃)和675°F(357℃)之間的第六溫度值，并使該石棉保持在該第六周圍溫度值一直到石棉變成均勻的不透明白色；及g)將周圍溫度從所說第六溫度值降低到室溫值。
2.用來防止石棉釋出飄浮微粒的方法，包括首先用水浸泡石棉纖維，然后完成下列影響石棉周圍溫度的順序步驟a)用125°F(52℃)和175°F(79℃)之間的第一周圍溫度值加熱石棉，并使該石棉保持在該第一周圍溫度值一直到石棉變成均勻的淡褐紅色；b)將周圍溫度從所說第一溫度值增加到225°F(107℃)和275°F(135℃)之間的第二溫度值，并使該石棉保持在這第二周圍溫度值一直到該石棉變成均勻的深褐紅色；c)將周圍溫度從所說第二溫度值增加到325°F(163℃)和375°F(191℃)之間的第三溫度值，并使石棉保持在該第三周圍溫度值一直到石棉變成均勻的深橙色；d)將周圍溫度從所說第三溫度值增加到在425°F(218℃)和475°F(246℃)之間的第四溫度值，并使該石棉保持在該第四周圍溫度值一直到石棉變成均勻的紅色；e)將周圍溫度從所說第四溫度值增加到525°F(274℃)和575°F(302℃)之間的第五溫度值，并使該石棉保持在該第五周圍溫度值一直到石棉變成均勻的灰色；f)將周圍溫度從所說第五溫度值增加到625°F(329℃)和675°F(357℃)之間的第六溫度值，并使石棉保持在該第六周圍溫度值一直到石棉變成均勻的不透明白色；及g)將周圍溫度從所說第六溫度值降低到室溫值。
3.權(quán)利要求2的方法，其特征在于在步驟(f)和(g)之間還包括下列步驟ff)將周圍溫度降低到225°F(107℃)和275°F(135℃)之間的一個溫度值。
4.權(quán)利要求2的方法，其特征在于下列步驟是在步驟(a)之間完成將石棉分成塊，其最大尺寸基本上等于普通的尺寸。
5.權(quán)利要求2的方法，其特征在于按照步驟(f)和(g)處理的石棉與其他礦物自然混和，并形成礦物塊，其中下列步驟是在步驟(a)之前完成z)將礦物塊分成亞團塊，其最大尺寸基本上等于普通磚的尺寸。
6.權(quán)利要求5的方法，其特征在于步驟(z)包括將礦物塊在一對軸向平行而間隔且按相反方向旋轉(zhuǎn)的軋輥之間破碎，以獲得所說亞團塊。
7.權(quán)利要求2的方法，其特征在于將石棉浸沒在水中浸泡，并在按照步驟(a)到(g)增加周圍溫度之前從水中取出。
8.權(quán)利要求1的方法，其特征在于在步驟(g)中通過將石棉傳輸?shù)骄哂兴f室溫溫度值的區(qū)域而將周圍溫度從所說第六溫度值降低到室溫。
全文摘要
用來防止石棉釋出飄浮微粒的方法。該方法包括在下列周圍溫度值的范圍內(nèi)按順序加熱石棉并將石棉保持這些周圍溫度值一直到石棉變成下列相應(yīng)的顏色a)在125°F(52℃)和175°F(79℃)之間一直到石棉變成均勻的淡褐紅色；b)在225°F(107℃)和275°F(135℃)之間一直到石棉變成均勻的深褐紅色；c)在325°F(163℃)和375°F(191℃)之間一直到石棉變成均勻的深橙色；d)在425°F(218℃)和475°F(246℃)之間一直到石棉變成均勻的紅色；e)在525°F(274℃)和575°F(302℃)之間一直到石棉變成均勻的灰色；及在625°F(329℃)和675°F(357℃)之間一直到石棉變成均勻的不透明白色。一旦所有石棉都達到不透明白色，便可將周圍溫度降低到室溫。
文檔編號B09B3/00GK1646196SQ03808987
公開日2005年7月27日 申請日期2003年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月22日
發(fā)明者盧克·布查德, 利舍特·沃伊賽恩 申請人:盧克·布查德, 利舍特·沃伊賽恩