TWI679286B - 脫硫渣去除石墨亮片等物質之資源化處理系統 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種脫硫渣去除石墨亮片等物質之資源化處理系統，其主要針對經磁選後且具有多粉體之石墨亮片的脫硫渣加以處理，主要是利用水力漩流之沉降輕離的特性，大量且快速分選出大、小粒徑不同的脫硫渣並分別予以集收，粒徑大之該脫硫渣經沉降後便可直接集收使用，而後透過一高氧產生機的配合，進一步針對輕離所集收之粒徑小脫硫渣，利用注入的氧氣與水、脫硫渣形成撞擊產生複數氣泡供脫落的石墨亮片附著，有利分別加以回收再資源化使用，故整體資源化處理流程得以呈一貫式處理，利用大量處理以有效縮短處理製程、降低處理成本，更具機動性，確實達到廢棄物資源化再利用的有效經濟價值提升等效益。

Description

脫硫渣去除石墨亮片等物質之資源化處理系統

本發明是有關於一種資源化處理系統設計，特別是一種脫硫渣去除石墨亮片等物質之資源化處理系統。

查，脫硫渣為煉鋼廠一貫作業產出的副產物，其為高爐鐵水經脫硫冷卻後所形成的固體，其雖為煉鋼後的下腳料，但該脫硫渣中所含之成分仍具有再利用的價值，而該脫硫渣主要結晶相為α-鐵、石墨、氫氧化鈣、矽酸鈣類、赤鐵礦、磁鐵礦等，其中該矽酸鈣類含量約佔脫硫渣總量的一半，而含總鐵量約30%~40%，而含石墨量約3%~4%左右，因此當大量該脫硫渣經磁選並將其中之大量鐵成分回收再重新當為煉鐵原料，磁選後之該等脫硫渣的利用價值便小於鐵成分的回收，亦即會被當廢料堆積於空地上，亦或進行掩埋，如此不但不切實際，同時更不符合經濟效益，且更因當大量磁選後之該等脫硫渣堆置於空礦場地時，在長時間的曝曬下，其混雜於其中且具有質輕特性的石墨亮片便會隨風飛揚，而導致污染空氣，倘若以掩埋方式進行，長期下該脫硫渣中之其它物質同樣會對地下水源與掩埋處的土壤造成污染，雖已有許多業者為針對可減少工業廢物及資源化再利用加以研發處理，但仍無法有效大量處理且快速進行，實有待改進，因此為有效針對前述該脫硫渣所衍生之問題進行改善，且亦符合快速處理之經濟效益，故有本發明之研發。

因此，本發明之目的，是在提供一種脫硫渣去除石墨亮片等物質之資源化處理系統，其可大量快速進行不同粒徑的分選，更能有效將有害物質予以去除，以降低環境污染，大大提升資源化處理之效益。

於是，本發明脫硫渣去除石墨亮片等物質之資源化處理系統包含有一進料裝置、一水力漩流分選裝置、一分選集收裝置及一氣體產生裝置；其中，透過該水力漩流分選裝置得以針對該等脫硫渣進行水力漩流分選作業，即先利用該水力漩流分選裝置之攪拌機以攪拌方式使該脫硫渣與水混合，再由該水力漩流分選裝置之分離機承接前述與水混合之該等脫硫渣，以採水力漩流方式，將該等脫硫渣在水力漩流的沉降輕浮過程中，以漩流方式分離出大小粒徑不同的脫硫渣，而後分別由該分選集收裝置之第一集料部及第二集料部針對分選後之大小粒徑的脫硫渣集收，並利用該氣體產生裝置係設於該第二集料部一側，以針對集收於內之質輕且小粒徑的脫硫渣做處理，即透過該氣體產生裝置於該第二集料部中注入一高氧之氣體，使得該等小粒徑脫硫渣、水於該氣體注入時互相產生撞擊並形成複數氣泡，進而使該等脫硫渣上的石墨亮片因撞擊而脫落且附著於該等氣泡上，如此一來，透過該資源化處理系統之水力漩流分選，以及藉由氣泡撞擊所產生浮選的一貫式處理流程，能得以有效確實分選出該等脫硫渣的大小粒徑、以及脫硫渣與石墨亮片的分離，同時更能進行大批量的處理以有效縮短處理時效，不但具有機動性外，使得處理成本更能有效大大降低，更確實提升廢棄物資源化再利用的有效經濟價值。

(本發明)

3‧‧‧脫硫渣去除石墨亮片等物質之資源化處理系統

31‧‧‧進料裝置

32‧‧‧水力漩流分選裝置

33‧‧‧分選集收裝置

34‧‧‧氣體產生裝置

321‧‧‧攪拌機

3211‧‧‧容器

3212‧‧‧作動件

3213‧‧‧輸送管

322‧‧‧分離機

3221‧‧‧錐型本體

3222‧‧‧容置空間

3223‧‧‧入口

3224‧‧‧集收管

3225‧‧‧承接部

331‧‧‧第一集料部

332‧‧‧第二集料部

341‧‧‧高氧產生機

342‧‧‧導引管

圖1是本發明一較佳實施例之示意圖。

圖2是該較佳實施例之局部構件示意圖。

圖3及圖4是該較佳實施例之水力漩流分選裝置分選出大小粒徑之脫硫渣粒徑範圍分析圖。

圖5是該較佳實施例之實作氣體產生裝置之氣泡包覆態樣照片示意圖。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的明白。

參閱圖1，本發明之一較佳實施例，該脫硫渣去除石墨亮片等物質之資源化處理系統3包含有一進料裝置31，一水力漩流分選裝置32，一分選集收裝置33及一氣體產生裝置34；其中，該進料裝置31集收有複數經煉鋼處理後所產生之脫硫渣，且該等脫硫渣為已經磁選過後之具有形狀大小不一之粒料，同時該等脫硫渣上具有多粉體之石墨亮片等雜物特性，因此，該等脫硫渣在事前已經磁選，所以該等脫硫渣中的鐵成分已大幅降至最低。

請配合參閱圖2，該水力漩流分選裝置32具有一攪拌機321，以及一與該攪拌機321連結之分離機322；其中，該攪拌機321包括有一容器3211，一伸置於該容器3211內之作動件3212，以及一設於該容器3211底端用以與該分離機322連接之輸送管3213，而前述該容器3211可供該進料裝置31所集收之該等脫硫渣以分批方式置入，同時於該容器3211內置入適當比例的水量，透過該作動件3212的攪拌以使該等脫硫渣與水混合，同時在該作動件3212的作業過程中，可適時於該容器3211內輸入一氣體(圖中未示)，利用該氣體的輸入而於該容器3211中形成一壓力，使與水混合之該等脫硫渣在該壓力的影響下透過該輸送管3213往 該分離機322處輸送；另，該分離機322具有一呈上寬下窄且內部開設有一容置空間3222之錐形本體3221，一設於該錐形本體3221上且與該輸送管3213連接之入口3223，一設於該錐形本體3221上方且一端伸入該錐形本體3221內之集收管3224，以及一設於該錐形本體3221下方之承接部3225，而藉由該入口3223承接該輸送管3213，可使該等脫硫渣與水被輸入至該容置空間3222內，該等脫硫渣與水進入時即會順沿該錐形本體3221的特殊型態以使與水混合之該脫硫渣進入的瞬間形成高速漩流現象，使該等脫硫渣中之大小粒徑即在漩流時因高速漩流的離心力作用，形成沉降輕離的分選效果，即使大粒徑之該脫硫渣沉降至該承接部3225處，而小粒徑之該脫硫渣隨離心力作用而進入該集收管3224處。

至於，該分選集收裝置33分別具有一第一集料部331與一第二集料部332，而前述該第一集料部331係與該承接部3225連接，以集收由該承接部3225輸出之大粒徑的該等脫硫渣，而該第二集料部332則與該集收管3224銜接，以集收由該集收管3224輸出之具小粒徑的該等脫硫渣與水，同時該第一、第二集料部331、332的設置可視使用者的設置型態為採固定式槽體設置，亦或為採機動式之具有一具體容積量的容器設置；最後，該氣體產生裝置34設於該第二集料部332的一側，而該氣體產生裝置34具有一高氧產生機341，以及一二端分別與該高氧產生機341、第二集料部332連接之導引管342，該高氧產生機341可產生具有高度氧氣的氣體，並透過該導引管342的導引以供該高氧氣體進入該第二集料部332中，使該氣體進入時與水、小粒徑之該脫硫渣產生高速撞擊而形成複數氣泡，俾使小粒徑之該脫硫渣猶如再進行另一次的分選態樣。

參閱圖1至圖2，處理時，將已經過磁選後之脫硫渣加以集 收，且以分批之方式置入於該攪拌機321之該容器3211中，同時對應該等脫硫渣之重量置入相對比例的水，而後啟動該作動件3212工作，俾開始於該容器3211中進行混拌行程，利用該作動件3212於該容器3211中不斷攪拌，以使該等脫硫渣與水產生充分混合，同時更可於攪拌過程中於該容器3211中輸入一氣體(圖中未示)，利用該氣體的加入來增加該容器3211內的壓力，使得混合之該脫硫渣與水在藉由氣體壓力的助力下經該輸送管3214往該錐形本體3221流動，藉由該氣體的壓力作用下即會以高流速方式進入該容置空間3222內，此時與水混合之等脫硫渣在進入該錐形本體3221內時，便會再受到該錐形本體3221之上寬下窄之特殊設計影響，使得該等脫硫渣與水進入後便會產生強烈之高流速的漩流，同時於高流速的作用下順由該錐形本體3221的設計，進一步形成一具有離心力的水力漩流作用，藉由在水力漩流離心力與高流速的雙重作用所形成之離沉下降力量，進而使該等脫硫渣中的大粒徑與小粒徑顆粒因水力漩流的作用中，即在受水力漩流之速度影響而使脫硫渣區分出大小粒徑，即具大粒徑且重量較重之脫硫渣便會往該錐型本體3221之底部沉降，使得沉降後之大粒徑脫流渣經該承接部3225輸出，請參圖3為該水力漩流分裝置所分選出之大粒徑脫硫渣之粒徑範圍分析圖所示，而小粒徑之該脫硫渣以及附著於上的石墨亮片、粉體等因為質輕，即會隨著水力漩流上升方向往該集收管3224處流動，請參圖4之分選出之小粒徑脫硫渣之粒徑範圍分析圖所示，而沉降後之大粒徑脫流渣經該承接部3225輸出後即受到該第一集料部331的集收，同時鑒於大粒徑之該等脫硫渣上已無含有金屬物質的存在，因此經由水力漩流所分選出之大粒徑的脫硫渣可直接有效進行資源化的使用。

仍續前述，往該集收管處3224流動之小粒徑該等脫硫渣、 質輕物等，即會在水力漩流的作動下經由該集收管3224向外輸出，這時與該集收管3224銜接之該第二集料部332便會直接予以承接，當小粒徑該等脫硫渣、質輕物等進入到該第二集料部332後，這時該高氧產生機341便會產生出一具有高度氧氣的氣體，經由該導引管342導入至該第二集料部332中，且該氣體於輸入時便會與該等脫硫渣、水等相互產生撞擊，以使原本附著於該脫硫渣上之石墨亮片，在撞擊過程中產生分離且飄浮水面上層，而該氣體更會因撞擊作用而形成無數浮出水面上的氣泡，以便自該脫硫渣分離而流出之質輕物，如多粉體與石墨亮片等，可受包覆於該等氣泡中，即圖5之實作照片所示，這時便可藉用一去除工具(圖中未示)將該等包覆有石墨亮片等質輕物之氣泡去除，以使該石墨亮片等質輕物得以完全受到額外集收，使得該石墨亮片經集收純化處理後可成為石墨原料，亦或用在其它有效益的用途，進而有利該石墨亮片可回收再資源化使用，至於徹底與該石墨亮片分離後之具小粒徑的該等脫硫渣便會集中於該第二集料部332，進而得以在其它不同領域中運用；是以，在本發明之處理系統中，係以初步透過該水力漩流分選裝置32，俾先針對大量置入的已磁選過後的脫硫渣與水混拌，再以水力漩流配置使得該等脫硫渣進行不同粒徑的分離篩選，得以於短時間內在一貫化之作業中大量的進行，同時分選後更藉由該氣體產生裝置的配合設置，利用注入氣體產生撞擊以形成氣泡來將石墨亮片予以包覆之浮選作業，以分別完全將小粒徑之脫硫渣與石墨亮片獨立篩選出，以進行後續處理，如此不但具有機動性外，使處理成本更能有效大大降低，以確實達到廢棄物資源化再利用的有效經濟價值的提升。

歸納前述，本發明脫硫渣去除石墨亮片等物質之資源化處理系統，藉由進料裝置、水力漩流分選裝置、分選集收裝置及氣體產生 裝置之連結配置，使脫硫渣之處理作業流程得以呈一貫化之方式實施，且能有效將該等脫硫渣中之大小粒徑分離篩選，及令小粒徑之脫硫渣與石墨亮片有效分離，不但具有機動性外，使得處理成本更能有效大大降低，更能有效提升煉鋼後之廢棄物的資源再利用的效益，故確實能達到本發明之目的。

惟以上所述者，僅為說明本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (2)

1. 一種脫硫渣去除石墨亮片等物質之資源化處理系統，其針對鋼鐵煉製過程中所產生之脫硫渣進行處理，該資源化處理系統包含有一進料裝置，一水力漩流分選裝置，一分選集收裝置及一氣體產生裝置；其中，該進料裝置用於集收煉鋼處理後所產生之脫硫渣，且該等脫硫渣為已經磁選過後之大小粒料，同時該等脫硫渣上具有多粉體之石墨亮片等雜物特性；該水力漩流分選裝置具有一攪拌機與一與該攪拌機連結之分離機，而前述該攪拌機內部盛裝有水分且可供該進料裝置之該等脫硫渣分批置入，以便利用攪拌方式使該脫硫渣與水進行混合，該分離機承接來自該攪拌機之前述與水混合之該等脫硫渣，該分離機採水力漩流模式，以利用水力漩流方式，將該等脫硫渣在水力漩流的沉降輕浮中，以進行分離出大小粒徑不同的脫硫渣之分選作業；該分選集收裝置與該水力漩流分選裝置連接，用於針對該分離機所分選後之大小粒徑的脫硫渣做集收，而該分選集收裝置具有一第一集料部及一內部備置有水之第二集料部，該第一、二集料部分別連接於該分離機之不同位置處，使該第一集料部可針對分選後之大粒徑的脫硫渣集收，而該第二集料部針對質輕且粒徑小之該脫硫渣進行集收；該氣體產生裝置係設於該第二集料部一側，其具有一產生具高度氧氣的氣體之高氧產生機，以及一二端分別與該高氧產生機、第二集料部連接之導引管，該氣體產生機之具高度氧氣的氣體經該導引管進入該第二集料部中，以使該等小粒徑脫硫渣上之質輕、石墨亮片等雜物附著於該高氧氣體上，以供後續予以去除。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之脫硫渣去除石墨亮片等物質之資源化處理系統，其中，該攪拌機有一容器，一伸置於該容器內之作動件，以及一設於該容器底端用以與該分離機連接之輸送管；另，該分離機具有一呈上寬下窄且內部開設有一容置空間之錐形本體，一設於該錐形本體上且與該輸送管連接之入口，一設於該錐形本體上方且一端伸入該錐形本體內之集收管，以及一設於該錐形本體下方之承接部，而前述該錐形本體可供來自該攪拌機之與水混合之脫硫渣進入，使該集收管可集收較輕與小粒徑的脫硫渣，而承接部可承接大粒徑的脫硫渣。