CN107311215A - 氟化钙污泥再利用系统 - Google Patents

Abstract

一种氟化钙污泥再利用系统，其采用二次搅拌与二次压球方式，利用多次加压的物理原理以提升氟化钙污泥的密度与结构强度，并将氟化钙污泥内含的液态物质挤压至人造萤石球的表面再进行干燥固化，使氟化钙污泥可在不需使用黏着剂或仅使用单一种少量的黏着剂的情况下制造出具有高结构强度的人造萤石球；且本发明所述的人造萤石系统系采用封闭式系统，并于每个装置及输送带上皆设置有抽气设备与粉尘回收设备，以将系统运作时所产生的粉尘回收再作为原料利用，以解决粉尘问题并达到废弃物回收再利用的环保功效。

Description

氟化钙污泥再利用系统

技术领域

本发明为一种氟化钙污泥再利用系统；尤指一种将电子、机械、化学、零件制造等工业所产生的具有高氟化钙成分的无机污泥，经过特殊的干燥与二次搅拌压球等造粒程序，并配合污染防治设备及粉尘回收等设备，以制造出可供钢厂炼钢使用或其它工业使用的人造萤石的资源回收再利用系统。

背景技术

现有的将氟化钙污泥回收再制成人造萤石的技术，如本申请发明人先前所申请的中国台湾发明公开第1524934号「一种人造萤石及其制法」与中国台湾新型第M467518号「使用氟化钙污泥制备萤石球之设备」，皆是将干燥处理后的氟化钙粉末，经由添加多种黏着剂并搅拌均匀后直接压制成球，以供钢厂炼钢使用。

然而，上述上述现有的造萤石的制备与成品皆有许多问题，分述如下：

第一，已知干燥炉所干燥后的污泥是直接输送至轮辗单元以与水及黏着剂搅拌，并于该轮辗单元的计量筒内计算各成分的含量，以确认该等材料是否达到造粒标准。然而，现有技术都忽略了不同来源或不同批次的氟化钙污泥的氟化钙含量与干燥后的含水量皆不相同，且每批氟化钙污泥的氟化钙的干基含量皆可能与所需标准值(氟化钙干基含量≧75％)约有％的误差，其各批次干燥后污泥的含水率也会与标准值(含水率＜％)有些许的误差，由于每批材料之间的差异可能会很大，若直接将所有干燥炉干燥后的污泥与水及黏着剂搅拌，则部分搅拌后的材料会与一开始计算的结果产生差异，进而影响后续压球作业的进行及萤石球产品的结构强度，并产生萤石球不良率增高的问题。

第二，现有的造萤石制粒设备皆是连贯式作业，即入料→干燥→搅拌→制粒→烘干→成品，但实际上每个流程的作业时间皆不相同，例如污泥干燥的速度、制粒速度与成品烘干的速度都非常快，相对的搅拌作业就显得非常慢，若以单一连贯式作业，则缓慢的搅拌过程将使得萤石球的生产速度变慢，且搅拌设备在运作中需要调配水和黏着剂的比例，因此会托慢了整个制程的速度，而不具经济效益。

第三，现有的造萤石采用一次压制成形的原因是因为氟化钙污泥在搅拌过程中会添加多种且大量的黏着剂，使烘干后的人造萤石球可提升结构强度。然而，过多的黏着剂相对的也影响到萤石球的成分比例，使得萤石球中氟化钙的比例下降，且过多的非氟化钙物质也会对炼钢质量有一定的影响；例如已知的黏着剂中所添加的水玻璃，即是由二氧化硅所构成，该二氧化硅成分虽然可提升人造萤石球的结构强度，但相对的该二氧化硅成分也会影响炼钢质量，使得炼钢质量变差，且其它非氟化钙成分的黏着剂亦会对炼钢质量有一定的影响，因此要如何减少或不使用黏着剂以制造出具有高结构强度与氟化钙成分的人造萤石球则是当前最需改进的部分，如此即可提升人造萤石球的实用性，并完全取代天然萤石。

第四，现有的造萤石系统仅于干燥炉中设置空污防治单元，而忽略了氟化钙污泥干燥后的粉末或所制成的萤石球在各制程的运送过程中皆会产生大量的粉尘问题，因此造成厂房粉尘污染严重的问题，进而影响工作人员的健康与厂房附近空气质量等环保相关问题。

为此，本发明者，针对前述的现有造萤石系统所存在的问题，积多年资源环保回收再利用的研究与实务经验，而发明本案。

发明专利内容

本发明的目的，是采用二次搅拌与二次压球方式，利用多次加压的物理原理以提升氟化钙污泥的密度与结构强度，并将氟化钙污泥内含的液态物质挤压至人造萤石球的表面再进行干燥固化，使氟化钙污泥可在不需使用黏着剂或仅使用单一种少量的黏着剂的情况下制造出具有高结构强度的人造萤石球；且利用多计量桶的混合配置以确保每颗人造萤石球质量的稳定与一致，再辅以多台搅拌机的设置，以提升搅拌程序的速度并可使人造萤石产品的生产不间断，也不会受到搅拌机的故障问题而影响生产进度；再者，本发明的人造萤石系统采用封闭式系统，并于每个装置及输送带上皆设置有抽气设备与粉尘回收设备，再将系统运作时所产生的粉尘回收再作为原料利用，以解决粉尘问题也不会浪费可再利用的材料，达到废弃物回收再利用的环保功效，创造绿色地球。

本发明所述的氟化钙污泥再利用系统，系包括储料设备、第一搅拌机、第一压球机、第二搅拌机、第二压球机与烘干机；前述储料设备是用以储存氟化钙污泥粉末；前述第一搅拌机是透过输送带连接前述储料设备，以输入氟化钙污泥粉末与添加剂至第一搅拌机内进行搅拌；前述第一压球机透过输送带连接前述第一搅拌机，以将第一搅拌机搅拌过的材料进行第一次压球，并使松散的粉料增加紧实度；前述第二搅拌机是透过输送带连接前述第一压球机，并将第一压球机所加压的材料进行第二次搅拌，以获得具有高紧实度的粉料；前述第二压球机是透过输送带连接前述第二搅拌机，并将具有高紧实度的粉料直接压制成多个紧实的萤石球；前述烘干机是透过输送带连接前述第二压球机，并将第二压球机所压出的萤石球进行烘干处理，并获得多个人造萤石成品。

本发明所述的氟化钙污泥再利用系统，得设置过筛器；或旋窑设备；或旋窑设备与过筛器，端视使用需求而定。

本发明所述的氟化钙污泥再利用系统，其中前述过筛器是用以将预先干燥后的氟化钙污泥粉末进行颗粒筛选，以筛选出符合计量标准的氟化钙污泥颗粒；前述过筛器设置破碎机，以将未被过筛器筛选的氟化钙颗粒粉末进行破碎。

本发明所述的氟化钙污泥再利用系统，其中该旋窑设备是用以将氟化钙污泥块搅拌干燥，使氟化钙污泥块形成具有不同颗粒大小的粉末。

本发明所述的氟化钙污泥再利用系统，其中前述储料设备设多个暂存桶，以分别储存不同批的氟化钙污泥粉末；前述储料设备设多个计量桶，该计量桶分别对应各暂存桶设置，并透过输送带连接，使前述各暂存桶的氟化钙污泥粉末得分别输送至各计量桶内，且各计量桶是分别透过输送带连接至第一搅拌机，以便于搅拌机混合调配材料。

本发明所述的氟化钙污泥再利用系统，其中前述第一压球机的压球粒径系大于第二压球机的压球粒径。

本发明所述的氟化钙污泥再利用系统，其中前述各设备与各设备之间互相连接的输送带皆为封闭式结构，以避免系统在运作过程中有大量粉尘溢出，并于各设备与各输送带皆设置有抽气设备，以搜集所有的粉尘，降低空气污染，并可将粉尘回收再作为原料使用。

附图说明

图1是本发明所述的氟化钙污泥再利用系统的实施例(一)的方块图。

图2是本发明所述的氟化钙污泥再利用系统的实施例(二)的方块图。

图3是本发明所述的氟化钙污泥再利用系统的实施例(三)的方块图。

图4是本发明所述的氟化钙污泥再利用系统的实施例(四)的方块图。

【主要元件符号说明】

旋窑设备1

过筛器2 输送带A1

储料设备3 输送带A2

第一搅拌机4 输送带A3

第一压球机5 输送带A4

第二搅拌机6 输送带A5

第二压球机7 输送带A6

烘干机8 输送带A7

抽气设备9

具体实施方式

为了更进一步地了解本发明，最佳的氟化钙污泥再利用系统的实施方式如图式1-4的四个实施例所示，至少包含：

旋窑设备1，用以将电子、机械、化学、零件制造等工厂的氟化钙污泥块搅拌干燥，使氟化钙污泥块形成具有不同颗粒大小的粉末(如图3及4所示)；由于每批氟化钙污泥块的成分比例皆不相同，因此每批氟化钙污泥块在送入旋窑设备1前会先进行氟化钙含量、二氧化硅含量及含水量的取样化验，以获得该批氟化钙污泥的氟化钙含量、二氧化硅含量及含水量等原料信息。当然，若原料为干燥后的氟化钙污泥粉末，亦可不设置旋窑设备1(如图1及2所示)，均无不可。

过筛器2，其是透过输送带A1连接前述旋窑设备1，并将前述氟化钙污泥粉末进行颗粒筛选(如图4所示)，或得直接将其它预先干燥后的氟化钙污泥粉末进行颗粒筛选(如图2所示)，端视使用的需求而定。由于将氟化钙污泥制球的目的是为了方便钢厂炼钢使用或其它工业使用的计量，因此无论将氟化钙污泥制成圆球、楕圆球、锥形球、立方体球、正多面体球或不规则球等等，只要能够方便计量使用，均无不可。如此，当过筛器2筛选出符合计量标准的氟化钙污泥颗粒时，即可将该符合标准的颗粒直接做为成品使用，而其它不符合标准的颗粒(例如颗粒太大或太小)则送往破碎机进行破碎，再将破碎后的粉末与前述过筛器2筛选后的粉末一并送至储料设备3中储存。当然，若原料为符合使用标准的干燥氟化钙污泥粉末；或旋窑设备1所干燥后的氟化钙污泥粉末颗粒大小皆符合可使用标准时，也可以不设置过筛器2，均无不可。

储料设备3，其是透过输送带A2连接前述过筛器2(如图2及4所示)，或得直接透过输送带A2连接前述旋窑设备1(如图3所示)，或直接用于储存已预先干燥的氟化钙污泥粉末(如图1所示)，端视使用需求而定。前述储料设备3设多个暂存桶，以分别储存不同批的氟化钙污泥粉末，该暂存桶设置的目的是用以提供旋窑处理后的氟化钙污泥粉末的散热及水气的蒸散。前述储料设备3设多个计量桶，使前述各暂存桶散热后的氟化钙污泥粉末得以分别输送至各计量桶内，再透过含水量的检测，使各计量筒内的氟化钙污泥粉末具有完整的氟化钙含量、二氧化硅含量及含水量数据，以便于后续搅拌作业的进行。

第一搅拌机4，其是透过输送带A3连接前述储料设备3的计量筒，前述第一搅拌机4得设置有多台，以提升搅拌程序的速度与效率，并可交替使用，以避免第一搅拌机4故障或维修时对整体制程的影响，前述第一搅拌机4在进行搅拌作业前，操作者得根据每个计量筒的氟化钙污泥数据进行材料搭配；举例来说，若欲制造氟化钙干基含量≧75％的人造萤石球，则得将一氟化钙干基含量≧75％的计量筒内的氟化钙污泥混合另一氟化钙干基含量≦75％的计量筒内的氟化钙污泥，以调配出氟化钙干基含量≧75％的材料，再计算该混合材料的含水量以添加适当的添加剂，例如仅添加水，或水与些许树脂，或水与多种黏着剂等，以进行搅拌程序并将所有材料搅拌均匀。前述第一搅拌机4所搅拌完的材料即可集中送入一存放桶内储存以供第一压球机5进行第一次压球作业。

第一压球机5，其是透过输送带A4连接前述第一搅拌机4的存放桶，前述第一压球机5得设置有多台，并将存放桶内的材料进行第一次压球，透过第一压球机5的加压效果使松散的粉料增加紧实度。

第二搅拌机6，其是透过输送带A5连接前述第一压球机5，并将第一压球机5所加压的材料进行第二次搅拌，以获得具有高紧实度的粉料(即具有紧实小碎块的粉料)。前述第二搅拌机6所搅拌完的材料即可集中送入一存放桶内储存以供第二压球机7进行第二次压球作业

第二压球机7，其是透过输送带A6连接前述第二搅拌机6，并将具有高紧实度的粉料直接压制成多个紧实的萤石球；由于压球机的压球粒径愈大，材料被加压的效果愈好，且压球机的压球粒径愈小，其所压制的颗粒愈不容易破碎，因此当前述第一压球机5的压球粒径大于第二压球机7的压球粒径时，即可使第一压球机5充分的压缩并增加材料的紧实度，而第二压球机7所压出的萤石球结构则较为紧密且不易破碎，以达到在不添加黏结剂或仅加入少量黏结剂的情况下压制出具有高结构强度的萤石球的功效。当然，将第一压球机5的压球粒径设置为等于或小于第二压球机7的压球粒径，亦无不可，其差异仅在于加压效率与萤石球结构较差而已。

烘干机8，其是透过输送带A7连接前述第二压球机7，并将第二压球机7所压出的萤石球进行烘干处理，并获得多个人造萤石成品；本发明所采用的两次压球技术，其原理是透过初压凝聚与次压紧密的两次物理加压方式使材料内的孔隙可被充分填满，并使孔隙内的液态物质与空气被挤压到萤石球的表面，而形成一表面包覆有液态泥浆的萤石球，再透过烘干机8的烘干处理，即可使该萤石球表面的泥浆固化，提升萤石球的聚合力且不易破碎；当然，若要再提高萤石球的密度，也得以设置三组以上的搅拌与压球设备，经本案发明人多次的试验，三次以上的搅拌与压球作业对于萤石球结构的提升并无太大影响，反之，搅拌愈紧密的萤石球所需耗费的时间更多，设备成本与空间需求也会增加，故三次以上的搅拌与压球制程所花费的时间和成本不符合经济效益成，因此考虑前述压球粒径的特性、搅拌机可否将二次以上压制的萤石球充分搅拌的问题、制造成本与生产效率，二次搅拌与二次压球为最佳的实施施方式。

再者，前述旋窑设备1、过筛器2、储料设备3、第一搅拌机4、第一压球机5、第二搅拌机6、第二压球机7、烘干机8与各设备之间互相连接的输送带A1～A7皆为封闭式结构，以避免系统在运作过程中有大量粉尘溢出，并于各设备与各输送带皆设置有抽气设备9，以搜集所有的粉尘，减少对厂内空气的污染，该抽气设备得为袋式集尘器、旋风集尘器或湿式涡流洗涤塔，或得为袋式集尘器、旋风集尘器与湿式涡流洗涤塔的混合系统，端视使用需求而定。前述抽气设备9所搜集的粉尘是回收再作为原料使用，以充分发挥资源回收利用的环保精神。

如此，本发明采用二次搅拌与二次压球方式，利用多次加压的物理原理以提升材料密度，使氟化钙污泥可在不需使用黏着剂或仅使用单一种少量的黏着剂的情况下制造出具有高结构强度的人造萤石球；且利用多计量桶的混合配置以确保氟化钙污泥质量的稳定，确保每颗人造萤石产品的质量皆一致，再辅以多台搅拌机的设置，以提升搅拌程序的速度并可使人造萤石产品的生产不间断，亦不会受到搅拌机的故障问题而影响生产进度；再者，本发明所术的人造萤石系统系采用封闭式系统，并于每个装置及输送带上皆设置有抽气设备与粉尘回收设备，使系统运作时所产生的粉尘皆可被回收再作为原料利用，以解决粉尘问题也不会浪费可再利用的原料，达到废弃物回收再利用的环保功效，创造绿色地球，为本案的组成。

前述的实施例或图式并非限定本发明的态样或使用方式，任何所属技术领域中具有通常知识者的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (10)

1.一种氟化钙污泥再利用系统，其特征在于，至少包含：

储料设备，用以储存氟化钙污泥粉末；

第一搅拌机，其是透过输送带连接前述储料设备，以输入氟化钙污泥粉末与添加剂至第一搅拌机内进行搅拌；

第一压球机，其是透过输送带连接前述第一搅拌机，以将第一搅拌机搅拌过的材料进行第一次压球，并使松散的粉料增加紧实度；

第二搅拌机，其是透过输送带连接前述第一压球机，并将第一压球机所加压的材料进行第二次搅拌，以获得具有高紧实度的粉料；

第二压球机，其是透过输送带连接前述第二搅拌机，并将具有高紧实度的粉料直接压制成多个紧实的萤石球；

烘干机，其是透过输送带连接前述第二压球机，并将第二压球机所压出的萤石球进行烘干处理，并获得多个人造萤石成品。

2.如权利要求1所述的氟化钙污泥再利用系统，其特征在于，所述氟化钙污泥再利用系统设置过筛器，该过筛器用以将预先干燥后的氟化钙污泥粉末进行颗粒筛选，以筛选出符合计量标准的氟化钙污泥颗粒；前述过筛器设置破碎机，以将未被过筛器筛选的氟化钙颗粒粉末进行破碎，再将破碎后的氟化钙粉末透过输送带连接至储料设备储存。

3.如权利要求1所述的氟化钙污泥再利用系统，其特征在于，所述氟化钙污泥再利用系统设置旋窑设备，该旋窑设备是用以将氟化钙污泥块搅拌干燥，使氟化钙污泥块形成具有不同颗粒大小的粉末，并将旋窑设备透过输送带连接至储料设备。

4.如权利要求1所述的氟化钙污泥再利用系统，其特征在于，所述氟化钙污泥再利用系统设置旋窑设备与过筛器，前述旋窑设备用以将氟化钙污泥块搅拌干燥，使氟化钙污泥块形成具有不同颗粒大小的粉末，并将旋窑设备透过输送带连接至过筛器；前述过筛器是用以将旋窑设备处理过的氟化钙颗粒粉末进行颗粒筛选，以筛选出符合计量标准的氟化钙污泥颗粒，且前述过筛器设置破碎机，以将未被过筛器筛选的颗粒粉末进行破碎，再将破碎后的粉末透过输送带连接至储料设备储存。

5.如权利要求1-4中任一项权利要求所述的氟化钙污泥再利用系统，其特征在于，前述储料设备设多个暂存桶，以分别储存不同批的氟化钙污泥粉末，且各暂存桶是透过输送带连接至第一搅拌机。

6.如权利要求1-4中任一项权利要求所述的氟化钙污泥再利用系统，其特征在于，前述储料设备设多个暂存桶，以分别储存不同批的氟化钙污泥粉末；前述储料设备设多个计量桶，该计量桶分别对应各暂存桶设置，并透过输送带连接，使前述各暂存桶的氟化钙污泥粉末得分别输送至各计量桶内，且各计量桶分别透过输送带连接至第一搅拌机，以便于搅拌机混合调配材料。

7.如权利要求1-4中任一项权利要求所述的氟化钙污泥再利用系统，其特征在于，前述第一压球机的压球粒径大于第二压球机的压球粒径。

8.如权利要求1-4中任一项权利要求所述的氟化钙污泥再利用系统，其特征在于，前述第一压球机的压球粒径等于或小于第二压球机的压球粒径。

9.如权利要求1-4中任一项权利要求所述的氟化钙污泥再利用系统，其特征在于，前述各设备与各设备之间互相连接的输送带皆为封闭式结构，以避免系统在运作过程中有大量粉尘溢出，并于各设备与各输送带皆设置有抽气设备，以搜集所有的粉尘，降低空气污染，并可将粉尘回收再作为原料使用。

10.如权利要求1-4中任一项权利要求所述的氟化钙污泥再利用系统，其特征在于，前述抽气设备是由袋式集尘器、旋风集尘器与湿式涡流洗涤塔所构成的混合系统。