TWI501941B - 一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法 - Google Patents

Description

一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法

本發明係有關於一種一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，尤指一種製程簡便成本低、無污染，且可製作出呈鹼性且含豐富次微量元素液態肥料之製造方法。

按，現今農作物大都施用大量化肥與農藥，以提高單位面積農作物產量。然，大量化肥與農藥的使用係會造成環境的破壞，如：造成土壤酸化及肥力降低、土壤有機質減少、抗藥性害蟲數量增加及環境污染，進而導致農產量下降損害，再加上現代大量工業廢氣中含有氮化物與硫化物，當接觸到空氣中濕氣，便會生成酸性雨水，酸雨現象更加速土壤酸化、貧瘠化。另於現今農業中，液態肥料被認為是一較佳的施肥形式，液態肥料可供植物的根、葉與莖等快速地吸收，而有效提高農作物對於肥料的吸收率與利用率，減少肥料在土壤中的殘留量，進而降低土壤酸化的現象。

又於研究魚塭漁業養殖，為改善養殖池的魚蝦類病毒感染及養殖池底泥惡化、水質惡化等問題採用農用生石灰，更新養殖池的底泥等手段仍無法有效處理養殖池水中生態及底泥惡化的問題，隨著魚類成 長過程，排泄物及魚料在水池中惡化水質及底泥但以大量投藥及造成藥物殘留對人的傷害性，與病毒抗藥性的問題，反而用更毒配方的藥物來投藥手段，對土壤自然環境與人造成更長期的傷害。

另於研究中發現次微量元素有利於植物之生長，因此，乃有業者進行含有次微量元素的液態肥料之研發與製造，而現有含有次微量元素的液態肥料之製造方式，其原料主要取自於礦石，其製程中須將礦石經高溫鍛燒後，將其粉碎、磨成粉末經離心化處理，方可使礦石溶於水中，故其製造過程中係須耗用諸多能源，同時於將礦石粉碎、磨成粉末的過程中，更會造成環境粉塵污染，而空氣中微細粉塵係會對人體呼吸器官產生嚴重傷害，另微細粉塵更會隨著空氣飄散，而加大其污染範圍。又有業者採用強酸萃取方式，以由礦物中取得植物生長所需的氧化鈣、氧化鎂、鐵離子等重要成分，然其加入的強酸液的廢水於排放入土壤和河川後，更會造成土壤和河川污染，經年累月下整體環境生態，係會遭到嚴重的破壞。

緣是，本案發明人有鑑於現有製造含有次微量要素的液態肥料，不僅成本高且於製造過程中更會對人體及環境造成嚴重損害，乃藉其多年於相關領域的製造及設計經驗和知識的輔佐，並經多方巧思，針對現有含有次微量要素的液態肥料製造方法進行研發改良，而研創出本發明。

本發明係有關於一種一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，其主要目的係為了提供一種製程簡便成本低、無污染，且可製作出呈鹼性且含豐富次微量元素液態肥料之製造方法。

為了達到上述實施目的，本案發明人乃研擬如下一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，其實施步驟係包含：A.高爐渣水洗處理：將一貫作業煉鋼廠於煉鋼後產出之高爐渣進行水洗處理，並將該高爐渣經水洗後產生之泥水，輸往泥水分離槽過濾；B.泥水過濾處理：該輸往泥水分離槽之泥水係會於泥水分離槽中分離出沉澱於下方之精細料及位於上方之澄清液；C.製肥前置處理：繼將泥水分離槽中之澄清液取出，該澄清液即可提供作為液態肥料萃取之用；D.液態肥料萃取濃縮處理：續將澄清液經由萃取濃縮方式，即可由澄清液分離出具鹼性且含有高濃度次微量元素之液態肥料。

如上所述之一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，其中，該製肥前置處理步驟中係進一步將該泥水分離槽中沉澱之精細料取出，並使該精細料經乾燥處理後，形成具鹼性且含有豐富次微量元素之粉狀固態肥料。

如上所述之一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，其中，該精細料製成之粉狀固態肥料係可進一步添加入該液態肥料中，以增加其次微量元素濃度及鹼性濃度。

如上所述之一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，其中，該泥水分離槽中係進一步設有間隔牆，以將該泥水分離槽分隔出第一分離槽及第二分離槽，而該輸往泥水分離槽之泥水係會於該第一分離槽進行初步沉澱，以沉澱出細料，另輕浮物質則會隨著泥水越過該間隔牆進入該第二分離槽中，以於該第二分 離槽進行第二階段沉澱，而於該第二分離槽中分離出該精細料及該澄清液。

如上所述之一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，其中，該高爐渣中係至少含有脫硫渣或高爐石其中之一。

如上所述之一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，其中，該次微量元素係至少包含氧化鈣、氧化矽、氧化鎂、氧化鉀、硼、鐵、錳、鉬、磷酐、銅、鋅及氮其中之一次微量元素。

藉此，本發明之一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法係主要採取過濾沉澱方式，由高爐渣萃取出液態肥料，故製程中不僅耗能低、製造成本低，且不會有損害人體及污染環境等情況，並可將原須廢棄的高爐渣進一步有效利用，以避免物料資源的浪費，及節省昂貴的固化掩埋成本，而創造更高經濟收益，另可製造出呈鹼性且含有豐富次微量元素之液態肥料以及粉狀固態肥料等，可依養殖面積大小，依適當間隔時間及施放比例直接灑在土壤表面，以增加其次微量元素濃度及鹼性濃度，提升土壤對pH值的緩衝作用，以利植物根、葉與莖快速吸收，及有助於植物的生長，更可控制其含鹼濃度，以於滲入土壤後，有效改善土壤酸化、貧瘠化等情況者。

據此，即可將本案發明人先前申請之第97120389號、第97119809號、第98127048號、第100125725號等專利前案所產出之經濟價值較低，而含大量鹼性鹽基的水經由污水處理合格後納管排放之副產物，在僅運用於養殖業土堤維護與表層土壤維護等較低經濟價值的產業用途外，經本發明技術手段處理後，更進一步將含有豐富有益礦物質鹼 性鹽基的微米、奈米微粒等爐碴微粒液體有效資源再生，提昇為具高經濟附加價值的液體肥料，以增進其副產物之經濟價值者。

(1)‧‧‧泥水分離槽

(11)‧‧‧間隔牆

(12)‧‧‧第一分離槽

(13)‧‧‧第二分離槽

(2)‧‧‧細料

(3)‧‧‧精細料

(4)‧‧‧澄清液

第一圖：本發明之流程圖

第二圖：本發明之泥水過濾處理實施狀態圖(一)

第三圖：本發明之泥水過濾處理實施狀態圖(二)

而為令本發明之技術手段及其所能達成之效果，能夠有更完整且清楚的揭露，茲詳細說明如下，請一併參閱揭露之圖式及圖號：首先，請參閱第一圖所示，為本發明之一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，其實施步驟係包含：A.高爐渣水洗處理：將一貫作業煉鋼廠於煉鋼後產出之高爐渣進行水洗處理，而該高爐渣中係至少含有脫硫渣或高爐石等其中之一成分，該脫硫渣及高爐石等係含強鹼性及含有氧化鈣、氧化矽、氧化鎂、氧化鉀、硼、鐵、錳、鉬、磷酐、銅、鋅及氮等諸多次微量元素，該高爐渣經水洗後其中所含泥沙會混合於水中，而形成泥水，再將該泥水輸往泥水分離槽(1)過濾；B.泥水過濾處理：該泥水分離槽(1)係由間隔牆(11)分隔出第一分離槽(12)及第二分離槽(13)，而該輸往泥水分離槽(1)之泥水係會於第一分離槽(12)中進行初步沉澱，而沉澱出細料(2)，另輕浮物質則會隨著泥水越過間隔牆(11)進入第二分離槽(13)中【如第二圖所示】，而於第二分離槽(13)進行第二階段沉澱作業，以於第二分離槽(13)中分離出沉澱於第二 分離槽(13)下方之精細料(3)，及位於第二分離槽(13)上方之澄清液(4)【如第三圖所示】；C.製肥前置處理：繼將泥水分離槽(1)其第二分離槽(13)中之精細料(3)及澄清液(4)分別取出，其中精細料(3)係輸送至曬乾床進行乾燥，於乾燥後即會形成細微粉末，該粉末係呈具為鹼性，且於其中至少含有氧化鈣、氧化矽、氧化鎂、氧化鉀、硼、鐵、錳、鉬、磷酐、銅、鋅及氮等其中之一次微量元素，可提供作為粉狀固態肥料使用，另澄清液(4)中亦富含有該諸多次微量元素，可作為液態肥料萃取之用；D.液態肥料高壓低溫萃取濃縮處理：續將澄清液(4)經由高壓低溫萃取濃縮處理方式，將澄清液(4)進一步分離出純水及液態肥料，該液態肥料中係呈具為鹼性且於其中含有豐富的氧化鈣、氧化矽、氧化鎂、氧化鉀、硼、鐵、錳、鉬、磷酐、銅、鋅及氮等次微量元素。

據此，由本發明之液態肥料製造方法可知，本發明之液態肥料製程主要係採取過濾沉澱方式，以逐步將液態肥料由一貫作業煉鋼廠其煉鋼後產出之高爐渣萃取而出，故其製程中不須經過高溫鍛燒等須消耗大量能源的步驟，亦無須經過會引發粉塵飛揚，傷害人體呼吸器官的碎化程序，更不會有以強酸萃取次微量元素，所造成土壤、河川污染，整體環境生態遭受破壞的情況。

另由本發明由高爐渣萃取出的液態肥料係含有氧化鈣、氧化矽、氧化鎂、氧化鉀、硼、鐵、錳、鉬、磷酐、銅、鋅及氮等次微量元素，不僅利於植物根、葉與莖快速吸收，更有助於植物的生長，且不會有化學肥料會造成土壤酸化、鹽化之環境污染與化學物殘留之食安危 險，另本發明由高爐渣萃取出的液態肥料及由精細料(3)製成之粉狀固態肥料係呈鹼性，可直接適量混合摻配在土壤表層作為土壤土質改善及土壤肥力改善，而該含有豐富次微量元素且呈鹼性之液態肥料於滲入土壤深層後，更可以有效提高土壤pH值，並補充鹽基性物質，以緩和土壤酸化作用，改善現今土壤酸化、貧瘠化的情況，而對土壤的活性化及整體環境生態的保護，產生極佳的功效。於此，即可將本案發明人先前申請之第97120389號、第97119809號、第98127048號及第100125725號等專利前案產出之經濟價值較低，而含大量鹼性鹽基的水經由污水處理合格後納管排放之副產物，再經本發明技術手段處理後為有效資源再生，以提昇其副產物高經濟價值。

前述之實施例或圖式並非限定本發明之一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法實施樣態，凡所屬技術領域中具有通常知識者所為之適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法專利範疇。

由上述結構及實施方式可知，本發明係具有如下優點：

1.本發明之一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法係主要採取過濾沉澱方式，由高爐渣萃取出液態肥料，故製程中不僅耗能低、製造成本低，且不會有損害人體及污染環境等情況。

2.本發明之一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法係將原須廢棄的高爐渣進一步有效利用後段處理所產生的石灰泥及含有益的礦物質鹽基微粒離子液體成份，高壓低溫萃取濃縮含有大量鹼性鹽基肥料的液體，調整再製成符合農糧署所規範 的次量微量要素肥料標準規範品目第4-42號，除可以避免肥料資源的浪費，及節省昂貴的固化掩埋成本外，更可創造經濟收益者。

3.本發明之一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法係可製造出呈鹼性且含有豐富次微量元素之液態肥料，經適當比例稀釋後直接噴灑在農作物枝葉根植物本體表面，不僅可利於植物根、葉與莖快速吸收，更有助於植物的生長，並於滲入土壤後有效改善土壤酸化、貧瘠化等情況者，提昇液態肥料使用效能。

4.本發明之一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法其液態肥料可直接依適當比例加入養殖魚池內，直接提昇水質的pH值，減緩池水優氧化的惡化，因具有高度氧化特性，其中氧化鈣、氧化矽、氧化鎂、鐵等離子成份提供氧化還原緩衝的能力並減少還原性毒性物質如抑制底泥中氨氮、亞硝酸、硫化氫、立即直接穩定水質，其中鐵離子可完全阻礙水中、底泥中劇毒的硫化氫產生，以及水中鈣離子與磷離子充份鍵結，造成底泥磷酸鹽不易釋出等減少底泥化學性等巨變，由於高爐石及脫硫碴係高溫燃燒的產物，不含有機質，故更無生物污染(病原)之虞。

5.本發明之一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法其液態肥料可定期投入養殖池內，提昇並維持水質的pH值，不會有氮磷肥殘留水中過量的問題，使水質與底泥表層不惡化，亦可防止病源如病毒、微生物的大量繁殖。而擴散在水中的礦物質如鈣、鎂、矽等直接解離成離子狀態，水中的魚及蝦類與甲殼類等均能直接吸收，可避免蝦等甲殼類的軟殼病症發生，並可快速補回水中因養殖大量魚蝦所耗用的礦物質成份，維持養殖池中的生態平衡。經由投料三至四個月的蝦池在放養高密度(60尾/M2)，其存活率達總平 均76%以上，由此可解決在處理大雨期間與蝦類成長期增加飼料投料所產生養殖池水質急化惡化等造成病毒快速傳播等問題。

6.本發明之一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法其液態肥料可依適當比例，取代石灰水直接噴撒或清洗家禽飲食之飼料槽及飲水槽，以抑制減少球蟲繁殖，改善家禽類腸胃道的發病率，提昇家禽的體質健康。

7.本發明之一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法其液態肥料可直接作為洗滌及浸泡種子表面細菌、病毒、蟲卵等取代生石灰水泡水洗種子之用途。

8.本發明之一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法其液態肥料可提供藻類所需要的豐富微量礦物質，直接改善藻類良好繁殖生態環境，藻類即可吸收水中硝酸鹽類及水中微量礦物質，協助養殖池水中水質pH值平衡。

綜上所述，本發明之實施例確能達到所預期功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

Claims (10)

1. 一種一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，其實施步驟係包含：A.高爐渣水洗處理：將一貫作業煉鋼廠於煉鋼後產出之高爐渣進行水洗處理，並將該高爐渣經水洗後產生之泥水，輸往泥水分離槽過濾；B.泥水過濾處理：該輸往泥水分離槽之泥水係會於泥水分離槽中分離出沉澱於下方之精細料及位於上方之澄清液；C.製肥前置處理：繼將泥水分離槽中之澄清液取出，該澄清液即可提供作為液態肥料萃取之用；D.液態肥料萃取濃縮處理：續將澄清液經由萃取濃縮方式，即可由澄清液分離出具鹼性且含有高濃度次微量元素之液態肥料。
2. 如申請專利範圍第1項所述一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，其中，該製肥前置處理步驟中係進一步將該泥水分離槽中沉澱之精細料取出，並使該精細料經乾燥處理後，形成具鹼性且含有高濃度次微量元素之粉狀固態肥料。
3. 如申請專利範圍第2項所述一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，其中，該精細料製成之粉狀固態肥料係可進一步添加入該液態肥料中，以增加其次微量元素濃度及鹼性濃度。
4. 如申請專利範圍第3項所述一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，其中，該泥水分離槽中係進一步設有間隔牆，以將該泥水分離槽分隔出第一分離槽及第二分離槽，而該 輸往泥水分離槽之泥水係會於該第一分離槽進行初步沉澱，以沉澱出細料，另輕浮物質則會隨著泥水越過該間隔牆進入該第二分離槽中，以於該第二分離槽進行第二階段沉澱，而於該第二分離槽中分離出該精細料及該澄清液。
5. 如申請專利範圍第4項所述一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，其中，該高爐渣中係至少含有脫硫渣或高爐石其中之一。
6. 如申請專利範圍第2項所述一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，其中，該泥水分離槽中係進一步設有間隔牆，以將該泥水分離槽分隔出第一分離槽及第二分離槽，而該輸往泥水分離槽之泥水係會於該第一分離槽進行初步沉澱，以沉澱出細料，另輕浮物質則會隨著泥水越過該間隔牆進入該第二分離槽中，以於該第二分離槽進行第二階段沉澱，而於該第二分離槽中分離出該精細料及該澄清液。
7. 如申請專利範圍第2項所述一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，其中，該高爐渣中係至少含有脫硫渣或高爐石其中之一。
8. 如申請專利範圍第1項所述一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，其中，該泥水分離槽中係進一步設有間隔牆，以將該泥水分離槽分隔出第一分離槽及第二分離槽，而該輸往泥水分離槽之泥水係會於該第一分離槽進行初步沉澱，以沉澱出細料，另輕浮物質則會隨著泥水越過該間隔牆進入該第二分離槽中，以於該第二分離槽進行第二階段沉澱，而於該第二分離槽中分離出該精細料及該澄清液。
9. 如申請專利範圍第1項所述一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，其中，該高爐渣中係至少含有脫硫渣或高爐石其中之一。
10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項所述一貫作業煉鋼廠之高爐渣水洗處理產出次微量元素液態肥料製造方法，其中，該次微量元素係至少包含氧化鈣、氧化矽、氧化鎂、氧化鉀、硼、鐵、錳、鉬、磷酐、銅、鋅及氮其中之一次微量元素。