CN1143739C - 将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法 - Google Patents

Abstract

一种将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法，包括：(1)将玻璃材料先加以初步碾碎成玻璃颗粒；(2)将该玻璃颗粒与一具有足够硬度的耐火块材料相混合，以便藉由其相互的碰撞而钝化各玻璃颗粒的锐角；(3)加入一分离剂于玻璃颗粒之中，以便区隔各个玻璃颗粒使其不致于在后续的一加热过程中相互沾粘或互熔；(4)对玻璃颗粒进行一热处理，以使其已初步磨钝的锐角能进一步收缩；及(5)将已收缩锐角的玻璃颗粒风干与徐冷以强化玻璃颗粒的硬度。利用本方法可将废玻璃加工成有极高工业运用价值的玻璃颗粒，且因舍弃了传统窑炉的熔融处理而降低成本，大大提高了废玻璃回收的经济效益而有利于资源回收的推行。

Description

将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法

技术领域

本发明涉及一种废玻璃回收利用的方法，特别系指一种将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法。

背景技术

时下环保意识高涨，各种废弃物的材料回收已成为资源回收的重要课题，其中，废玻璃就是一种可以完全再生及再利用的材质，以台湾为例，目前每年都产生极大量的废玻璃，这些废玻璃若能有效加以回收利用，则对环境保护与资源运用的效率皆有极大的帮助。然而，玻璃焚化不易融成灰尽，也无法生物分解，但由于玻璃性质与砂石极为接近，故已有许多将玻璃回收再利用于瓷砖、地砖、轻量骨材或建材、道路铺装、人造大理石等土木建材、或作为玻璃制品原材料的例子。

在废玻璃处理工艺中，必须先按照废玻璃来源的属性进行分色处理，这是因为，最后所得的玻璃颗粒材料必须具有颜色的单一性方才具备较高的经济价值。这些废玻璃的回收利用，其处理方式一般皆在对废玻璃来源进行初步的分类与分色后，再将其中的杂质(铁、铝、陶瓷等)去除，接着，将其碾碎与清洗，并稍加以初步的利角磨钝，即可获得可在利用的废玻璃颗粒，这是最基本的废玻璃处理过程，其要点仅在于分类、分色、与清洗的过程。此外，为让回收的废玻璃能尽可能扩大其利用价值，在初步处理之后，可再施以传统窑炉熔解的方式，即，将回收的废玻璃捣碎后，先进行初步的分类与分色处理，再将其以高温熔解。此类现有的处理方法不外乎将分类过后的碎玻璃块经由加热、混合或揉作、冷却、以及捣碎等工艺。这些现有工艺可简述如下：

加热，将碎玻璃块置入融熔炉中，将其加热至约达摄氏千度以上的高温，以使玻璃块成一流体融熔状的玻璃浆。

混合或揉作，将藉由高温状下的浆体温度，使置入的玻璃块能快速的熔化成流体状，此时，可依所需的成品颜色置入不同颜色的玻璃块，接着，并将混合流动混合好的玻璃浆进一步融合，且进行不规则的快速揉作与搅拌，以便揉制成半硬化状态。

徐冷，将成形后的玻璃放置在适当温度的室内徐徐冷却，以防止或除去应变。

一般用做工业材料与建材的玻璃原料是以块状的形式贩售，故这些由废玻璃所制成的玻璃原材料还必须经过成型与切割的过程，最后才分成不同的尺寸与颜色贩售或者，或者，配合玻璃的用途，亦可将这些玻璃加以捣碎分制成细块或颗粒状的小块体。

在上述现有方法中，使用传统窑炉熔解的后制处理方式往往使得废玻璃的回收成本过高，因为这些熔融工艺不仅步骤繁复而耗时，且其消耗的能量与设备成本亦十分高昂，故相对于使用非废玻璃的原料来制作玻璃材料，使用废玻璃所制成的玻璃材料在价格上无法具备充分的竞争力。若为降低废玻璃回收后工艺的成本，而将后续的熔融工艺省去，则其所得的颗粒状玻璃材料往往具有极为锋利的锐角，极易造成使用者的割伤，故在应用上亦十分不实用与安全。

所以，亟需针对此一情形提出一改善的废玻璃回收的后工艺，以便能达成资源回收的最高目标。

发明内容

本发明的目的是提供一种将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法，以便降低回收成本，并能提供实用的回收后玻璃材料。

为实现上述目的，本发明提供一种将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法，其可将分类分色好、并已先行初步处理过的玻璃材料进行进一步的处理，以利回收废玻璃的资源再利用，该方法包括以下步骤：(1)将玻璃材料先加以初步碾碎成玻璃颗粒；(2)以震动与撞击的方式初步去除玻璃颗粒的锐角，其中，玻璃颗粒系与一具有足够硬度的耐火块材料相混合，以便藉由其相互的碰撞而钝化各玻璃颗粒的锐角；(3)加入一分离剂于玻璃颗粒之中并将一起搅拌，以便区隔各个玻璃颗粒使其不致于在后续之一加热过程中相互沾粘或互熔；(4)对玻璃颗粒进行一热处理，以使玻璃颗粒已初步磨钝的锐角能进一步收缩；以及(5)将已收缩锐角的玻璃颗粒风干与徐冷以强化玻璃颗粒的硬度。

利用本发明所提供的玻璃颗粒的处理工艺，可将回收的废玻璃颗粒有效地去除锐角，如此所得的废玻璃颗粒完全可作为各种建材与工艺用品等用途，充分达到废玻璃资源回收的目标。而且，采用本发明所提供的废玻璃处理工艺，可完全舍弃传统窑炉熔融的废玻璃处理工艺，故可大为简化废玻璃的处理过程，其处理的成本也大为降低，故废玻璃的回收再利用能合乎经济而大为可行，极有利于资源回收的推行。

附图说明

下面结合附图来描述本发明的优选实施例。附图中：

图1的流程图说明废玻璃从回收开始的处理过程一直到本发明所提供的废玻璃颗粒的处理工艺。

附图标号说明：

1～前置处理工艺    2～玻璃颗粒处理工艺

11～分类           12～去除杂质

13～碾碎           14～清洗

21～碾碎           22～去除锐角

23～筛选/分类      24～搅拌原物料

25～收缩锐角       26～二次筛选

27～水洗           28～热风干与徐冷

具体实施方式

如图1所示，本发明所提供的废玻璃颗粒制造方法指将废玻璃先行处理之后所得的玻璃颗粒进一步的处理方法。一般而言，回收的废玻璃必须先经过分类与分色的处理，此一废玻璃回收的前置处理工艺1即如图1所示，例如，这些废玻璃的回收来源可为显象管玻璃或特定颜色的饮料瓶等等。这些经过步骤11而分类分色好的废玻璃材料(如平板、瓶屑、或显象管破片等)为大小参差不齐的大块碎片或碎块，故尚需进一步在步骤12中过滤其中的杂质或杂物，这些杂质或杂物主要是一些掺杂其中的铁、铝等金属物质或陶瓷碎片等，接着，在步骤13中，再将这些大块的玻璃碎片或碎块进一步加以粗碎化，以方便后续的处理，经过清洗步骤14后，即可将所得的废玻璃颗粒进行后续处理。根据本发明的实施例，一玻璃颗粒处理工艺2即是将这些由回收废玻璃所制成的玻璃颗粒在经过上述的前置处理工艺1后，进一步加以加工与修整，以便能符合作为颗粒状玻璃材料的要求。

如图1所示，在玻璃颗粒处理工艺2中，首先，在步骤21中，将前置处理工艺1中所得的玻璃颗粒加以初步的碾碎，将这些玻璃破片以一粗碎机(Jaw Crusher)加以粗略碾碎至直径约为1-12mm的颗粒状或块状玻璃。然后，在步骤22中，将这些粗碎后的玻璃颗粒与一耐火块组成的材料相混合，并以一诸如震动机的机器藉由相互碰撞而钝化各玻璃碎片的尖锐锐角。这是因为由前置处理工艺1所得的玻璃颗粒通常皆具备极为尖锐的锐角，且其形状参差不齐，该耐火块直径约50-100mm并具有足够的硬度，其与待处理的玻璃颗粒充分混合后，即可藉由与玻璃颗粒的相互碰撞而将其锐角磨钝，所以，此步骤可将待处理的玻璃颗粒尺寸加以初步地平均化。接着，在步骤23中，将这些初步碾碎的玻璃颗粒以震动的方式(例如，利用一震动机)筛选不同尺寸的玻璃颗粒，在经过步骤21与22的处理后，由于玻璃颗粒的尺寸变小，故较有利于后续的热处理，此乃因尺寸较小的玻璃颗粒其表面积也较小，故相应的熔点也较低，故热处理的加热温度即不必过高，因为过高的加热温度不但耗费能源，且容易造成各个玻璃颗粒的相互粘结。接着在步骤23中则依照颜色等条件进一步将玻璃颗粒加以分类，并将分类好的玻璃颗粒置入储存桶中，以待后续的处理。

接着，在步骤24中，将以上所得的玻璃颗粒掺入一如煅烧白土的分离剂，并在室温下将其搅拌于一搅拌机中，其目的在于利用分离剂能使各玻璃颗粒不致直接接触的效果。在本实施例中，所使用的玻璃颗粒与煅烧白土以1∶1的重量比进行搅拌，而且，在优选的条件下，将总重300kg左右的玻璃颗粒与煅烧白土连续搅拌达5分钟以上，以便使煅烧白土能充分混合于各玻璃颗粒之间，以有效达到间隔各玻璃颗粒而使其不相直接接触的目的，如此一来，在进行此一步骤的热处理时，即可尽量降低各玻璃颗粒互粘的几率。

然后，步骤25将与煅烧白土充分混合的玻璃颗粒加以进一步的热处理，在被加热的玻璃颗粒中，凡是具有尖锐外形的部位由于其表面积小而熔点较高，故极易因加热而熔化，而玻璃颗粒较为圆滑的部位因熔点较高则不致熔化，如此即可进一步收缩各玻璃颗粒的锐角而获致使玻璃颗粒具有圆滑外形的效果。而且，由于在步骤24中已将玻璃颗粒充分混合以煅烧白土，故在加热的过程中，不致因为局部的温度过高而造成各玻璃颗粒的相互沾粘、或因互熔而相结合成另一尺寸较大的颗粒。然而即便如此，此步骤的加热温度仍不宜过高，在本实施例中，将待处理的玻璃颗粒输送于一螺旋加热机或感应加热炉中，根据实验的结果，该螺旋加热机的优选温度控制大约可分成(600±50)、(850±50)、(1050±50)、(800±50)℃四个加热区段，受加热处理的该玻璃颗粒系以540±50kg/hr的速率连续通过该四温度区段，若送入螺旋加热机中的玻璃颗粒的量过多，则会影响对其加热的均匀度，玻璃颗粒的锐角即无法充分的收缩，此外，其加热的总长度最好不要小于4米以下，以提供足够的加热时间。在收缩锐角之后，各玻璃颗粒的收缩程度各有不同，故所形成的颗粒大小亦有所不同，所以，在步骤26中，则以一震动机进行第二次的尺寸筛选。此外，在进行二次的尺寸筛选之前，刚从螺旋加热机出来的玻璃颗粒并需先经过一保温的输送过程，此过程需要适度地将刚加热完毕的玻璃颗粒保持在一定的温度下，以免玻璃颗粒因骤冷而破碎。

接着，在步骤27中，将玻璃颗粒以一水洗机加以冲水清洗，以去除先前工艺所掺加的诸如煅烧白土等材料，该水洗机以温度约为40-50℃的温水冲洗其中的玻璃颗粒。然后，在步骤28中，将玻璃颗粒在一徐冷炉中进行一热风干与徐冷的过程。在此热风干与徐冷的过程中，徐冷炉的温度基本上需高于室温而低于步骤25的热处理温度，根据实验的结果，在本实施例中，徐冷炉的温度大约维持在30℃左右。藉由此一过程，可进一步强化加热后玻璃颗粒的硬度。至此，即完成本实施例的一玻璃颗粒处理工艺，接着，将这些玻璃颗粒送入储存桶中并进行后续的包装即可。

利用本发明所提供的废玻璃颗粒的后置处理工艺，可将回收的废玻璃碎片或碎块加工成有极高工业运用价值的玻璃颗粒，而且，其所制成的玻璃颗粒皆具有极为圆滑的表面与规格划一的尺寸，故完全可符合工业、营造、与工艺等用途的需求。而且，采用本发明所提供的废玻璃处理工艺，即可完全舍弃传统窑炉以熔融方式进行的废玻璃处理工艺，故可大为简化废玻璃的处理流程，其处理成本亦大为降低，因此，亦大为增进废玻璃回收的经济效益，极有利于资源回收的推行。

本发明的所制成的玻璃颗粒原料可广泛运用于各个领域，例如，在建材方面，可用于建筑物的里外墙、室内外地面、与柏油路面等；在园艺方面，可应用于庭园造景、与盆栽等；其它则可应用于工艺品的制作、与鱼缸内装饰等等。

以上藉由实施例所做的描述，是为方便说明本发明的内容，而非将本发明狭义地限制于该实施例。凡未背离本发明的精神所做的任何变更，皆属本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法，其将分类分色好、并已先行初步处理过的玻璃材料进行进一步的处理，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将该玻璃材料先加以初步碾碎成玻璃颗粒；

(2)以震动与撞击的方式初步去除该玻璃颗粒的锐角，其中，该玻璃颗粒与一具有足够硬度的耐火块材料相混合，以便藉由其相互的碰撞而钝化各玻璃颗粒的锐角；

(3)加入一分离剂于该玻璃颗粒之中并一起搅拌，以便区隔各个玻璃颗粒，使其不致于在后续的一加热过程中相互沾粘或互熔；

(4)对该玻璃颗粒进行一热处理，以使该玻璃颗粒已初步磨钝的锐角能进一步收缩；以及

(5)将已收缩锐角的该玻璃颗粒进行一热风干与徐冷的过程以强化该玻璃颗粒。

2.如权利要求1所述的将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法，其中，在步骤(1)中，该初步的碾碎是以一粗碎机将该玻璃材料粗碎至直径1-12mm的颗粒。

3.如权利要求1所述的将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法，其中，在进行步骤(3)之前尚有一筛选步骤，以对已初步去除锐角的该玻璃颗粒进行尺寸的筛选。

4.如权利要求3所述的将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法，其中，在该筛选步骤中，是以震动的方式进行该玻璃的筛选。

5.如权利要求1所述的将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法，其中，在步骤(3)中，该分离剂包括煅烧白土。

6.如权利要求1所述的将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法，其中，在步骤(3)中，是将该玻璃颗粒与该分离剂以1∶1的重量比加以持续搅拌。

7.如权利要求6所述的将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法，其中，在步骤(3)中，包括将300kg重的该玻璃颗粒与该分离剂连续搅拌达5分钟以上。

8.如权利要求1所述的将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法，其中，在步骤(4)中，该热处理的加热长度共将其温度分成(600±50)、(850±50)、(1050±50)、(800±50)℃四个温度区段。

9.如权利要求8所述的将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法，其中，该加热长度的总长不小于4米。

10.如权利要求1所述的将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法，其中，在步骤(4)中，受加热处理的该玻璃颗粒以540±50kg/hr的速率连续通过该四温度区段。

11.如权利要求1所述的将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法，其中，在步骤(4)之后，经过热处理完毕的玻璃颗粒接着并经过一保温的输送过程。

12.如权利要求1所述的将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法，其中，该热风干与徐冷过程的环境温度高于室温且低于步骤(4)的加热温度。

13.如权利要求1所述的将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法，其中，该热风干与徐冷过程的环境温度保持在30℃。

14.如权利要求1所述的将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法，其中，在进行步骤(5)之前尚有一筛选步骤，该步骤系以震动方式进行该玻璃颗粒的尺寸筛选。

15.如权利要求1所述的将废玻璃制成具有圆滑表面的颗粒状玻璃材料的回收方法，其中，在步骤(5)之前，尚有一水洗过程，以去除上述各工艺中所添加的材料，且该水洗过程的水温维持在40-50℃。

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