TWI832700B - 回收耐火材再生利用的方法 - Google Patents
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Abstract
一種回收耐火材再生利用的方法，包含一前處理步驟、一篩分步驟、一預備步驟、一導入步驟，及一成型步驟。該前處理步驟是將一廢耐火材破碎後區分為一氧化鋁質回收料及一氧化鎂質回收料。該篩分步驟是進行粒徑篩選，取得一氧化鋁質待導入料及一氧化鎂質待導入料。該預備步驟是預備一水泥、一氧化鋁質骨材，及一氧化鎂質骨材。該導入步驟是將1~30%的該氧化鋁質待導入料，及1~10%的該氧化鎂質待導入料，導入5~12%的該水泥、26~44%的該氧化鋁質骨材，及11~23%的該氧化鎂質骨材。該成型步驟是使該半成料在高於250℃的溫度成型為一耐火材成品。
Description
本發明是有關於一種資源物再生利用的方法，特別是指一種回收耐火材再生利用的方法。
耐火材料普遍地應用於各種高溫的作業環境，涉及的相關產業也十分廣泛，因此有相當大的產量。然而，在製造耐火材料時，難免在一定的良率下產出不良品，在產能持續擴充的情況下，也就會產生更多的不良品。而在氧化鋁質、氧化鎂質的乾粉料混拌的過程中所產生的揚塵，也會透過集塵設備回收，此部分的集塵灰和所述耐火材料的不良品統稱為廢耐火材。
目前所述廢耐火材的處理方式，除了因耐火材料的體積、重量龐大而需要耗費相當的清運費用，後續的回收處理也必須花費相當的成本。除此之外，所述廢耐火材既已耗費天然資源、成本、能源而製成，但卻無法確實發揮預期的作用，對於環境保護以及永續經營的理念而言，也會產生或大或小的影響。因此，如何落實當今循環經濟、環境保護，以及資源永續利用的理念，針對所述廢耐火材有妥善的應用，則成為相關領域從事者亟欲解決的問題之一。
因此，本發明之目的，即在提供一種能落實循環經濟、環境保護，以及資源永續利用之回收耐火材再生利用的方法。
於是，本發明回收耐火材再生利用的方法，包含一前處理步驟、一篩分步驟、一預備步驟、一導入步驟，及一成型步驟。
該前處理步驟是將一廢耐火材破碎為一初碎料，並將該初碎料區分為一氧化鋁質回收料，及一氧化鎂質回收料。
該篩分步驟是對該氧化鋁質回收料及該氧化鎂質回收料進行粒徑篩選，以取得一氧化鋁質待導入料，及一氧化鎂質待導入料。
該預備步驟是預備一水泥、一氧化鋁質骨材，及一氧化鎂質骨材。
在該導入步驟中，以重量百分比計，是將1~30%的該氧化鋁質待導入料，及1~10%的該氧化鎂質待導入料，導入5~12%的該水泥、26~44%的該氧化鋁質骨材，及11~23%的該氧化鎂質骨材中，混合為一半成料。
該成型步驟是使該半成料在高於250℃的溫度成型為一耐火材成品。
本發明之功效在於：該廢耐火材在執行破碎及粒徑篩選後，無論是氧化鋁質或者氧化鎂質，都能在以特定比例導入該水泥、該氧化鋁質骨材，及該氧化鎂質骨材後，製成符合實際使用標準的該耐火材成品，藉此落實循環經濟、環境保護，以及資源永續利用的理念。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1，為本發明回收耐火材再生利用的方法之第一實施例，本第一實施例包含一前處理步驟11、一篩分步驟12、一預備步驟13、一導入步驟14，及一成型步驟15。要先說明的是，在本第一實施例中，概是以鋁質與鎂質之耐火材的實施情況來說明，但實際實施時所適用的耐火材，並不以鋁質或鎂質為限。
該前處理步驟11是將一廢耐火材破碎為一初碎料，並將該初碎料區分為一氧化鋁質回收料，及一氧化鎂質回收料。其中，該前處理步驟11包括一收集一粒徑為0.07~0.08毫米(約200mesh)之鋁集塵灰的收集子步驟111，而該鋁集塵灰除了可收集執行破碎時的粉塵，亦可取自既有之廠區集塵。
該篩分步驟12是對該氧化鋁質回收料及該氧化鎂質回收料進行粒徑篩選，以取得一氧化鋁質待導入料，及一氧化鎂質待導入料。其中，該氧化鋁質待導入料的粒徑為0.1~3.0毫米，且該氧化鎂質待導入料的粒徑為0.1~1.0毫米。在該篩分步驟12中所篩去之粒徑較大的部分，亦可重新執行該前處理步驟11，藉此破碎為所需的粒徑，以求徹底利用該廢耐火材。
該預備步驟13是預備一水泥、一氧化鋁質骨材、一氧化鎂質骨材、一粒徑為0.04~0.08毫米(約180~400mesh)的氧化鎂質微粉。其中，該水泥較佳是選用高鋁質水泥或耐火水泥。該氧化鋁質骨材包括一粒徑為0.04~0.08毫米(約180~400mesh)的第一微粉部、一粒徑為0.1~1.0毫米的第一細骨部，及一粒徑為1.0~3.0毫米的第一粗骨部。而該氧化鎂質骨材包括一粒徑為0.1~1.0毫米的第二細骨部。
在該導入步驟14中，以重量百分比計，是將1~30%的該氧化鋁質待導入料、1~10%的該氧化鎂質待導入料、1~10%的該鋁集塵灰，及至多5%的該氧化鎂質微粉，導入5~12%的該水泥、26~44%的該氧化鋁質骨材，及11~23%的該氧化鎂質骨材中，混合為一半成料。其中，導入的該氧化鋁質骨材包括16~22%的該第一微粉部、8~14%的該第一細骨部，及2~8%的該第一粗骨部。
表一：
| 物質 | 粒徑(毫米) | 重量百分比例(%) |
| 氧化鋁質待導入料 | 0.1~3.0 | 27 |
| 氧化鎂質待導入料 | 0.1~1.0 | 3 |
| 鋁集塵灰 | 0.07~0.08 | 9 |
| 氧化鎂質微粉 | 0.04~0.08 | 2 |
| 水泥 | -- | 10 |
| 氧化鋁質骨材 | 如表二 | 34 |
| 氧化鎂質骨材 | 0.1~1.0 | 15 |
表二：
| 氧化鋁質骨材 | 物質 | 粒徑(毫米) | 重量百分比例(%) |
| 第一微粉部 | 0.04~0.08 | 18 | |
| 第一細骨部 | 0.1~1.0 | 10 | |
| 第一粗骨部 | 1.0~3.0 | 6 | |
| 氧化鎂質骨材 | 第二細骨部 | 0.1~1.0 | 15 |
配合參閱如上所示之表一及表二，在將該氧化鋁質待導入料、該氧化鎂質待導入料，及集塵灰導入後而與適當水量均勻混合為該半成料後，即可灌注於模具中，在該成型步驟15以1200~1500℃的溫度煅燒該半成料，製成一耐火材成品。具體而言，該耐火材成品得以同時導入鋁質及鎂質的回收料，不需考量欲製成之該耐火材成品的主要材質；另外，利用粒徑較細小之該氧化鎂質微粉，以及鋁質的該第一微粉部，可幫助提高該半成料的流動性，在經過該成型步驟15後，使表面熔融，進而幫助鍵結而優化該耐火材成品的整體結構強度，確實可藉此製成品質良好的該耐火材成品。
另外，該成型步驟15亦可直接在250~350℃的溫度烘乾該半成料而形成該耐火材成品。即，該半成料單純在足夠高的溫度下烘乾，雖然未使得當中的微粉型態成分熔融，仍能使整體乾燥固結，以相對節能的方式製成可供後續利用的該耐火材成品。
參閱圖2，為本發明回收耐火材再生利用的方法之一第二實施例，本第二實施例與該第一實施例的差別在於：該成型步驟15包括一使該半成料與水混拌為一混拌料的混拌子步驟151、一在250~600℃的溫度使該混拌料乾燥的乾燥子步驟152，及一在1200~1500℃之溫度環境燒結而製成該耐火材成品的燒結子步驟153。在本第二實施例中，是因應該半成料為乾粉形式的情況，只要加入適量的水而充分混拌，接著在乾燥而初步定型後，即可續行燒結而製成該耐火材成品。
綜上所述，本發明回收耐火材再生利用的方法，所回收之該廢耐火材無論是鋁質或鎂質，只要在該篩分步驟12妥善處理而分配粒徑，並且在該導入步驟14導入適當比例，皆可在該成型步驟15中製成品質優異而能供正常使用的該耐火材成品，除了使得回收該廢耐火材的再生使用更加靈活，也落實了資源重新再生利用的環保理念。因此，確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
11:前處理步驟
111:收集子步驟
12:篩分步驟
13:預備步驟
14:導入步驟
15:成型步驟
151:混拌子步驟
152:乾燥子步驟
153:燒結子步驟
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：
圖1是一方塊流程圖，說明本發明回收耐火材再生利用的方法之一第一實施例；及
圖2是一方塊流程圖，說明本發明回收耐火材再生利用的方法之一第二實施例。
11:前處理步驟
111:收集子步驟
12:篩分步驟
13:預備步驟
14:導入步驟
15:成型步驟
Claims (10)
- 一種回收耐火材再生利用的方法，包含： 一前處理步驟，將一廢耐火材破碎為一初碎料，並將該初碎料區分為一氧化鋁質回收料，及一氧化鎂質回收料； 一篩分步驟，對該氧化鋁質回收料及該氧化鎂質回收料進行粒徑篩選，以取得一氧化鋁質待導入料，及一氧化鎂質待導入料； 一預備步驟，預備一水泥、一氧化鋁質骨材，及一氧化鎂質骨材； 一導入步驟，以重量百分比計，將1~30%的該氧化鋁質待導入料，及1~10%的該氧化鎂質待導入料，導入5~12%的該水泥、26~44%的該氧化鋁質骨材，及11~23%的該氧化鎂質骨材中，混合為一半成料；及 一成型步驟，使該半成料在高於250℃的溫度成型為一耐火材成品。
- 如請求項1所述回收耐火材再生利用的方法，其中，該前處理步驟包括一收集一粒徑為0.07~0.08毫米之鋁集塵灰的收集子步驟，在該導入步驟中，還導入1~10%的該鋁集塵灰。
- 如請求項1所述回收耐火材再生利用的方法，其中，在該預備步驟中，還預備一粒徑為0.04~0.08毫米的氧化鎂質微粉，而在該導入步驟中，還導入至多5%的該氧化鎂質微粉。
- 如請求項1所述回收耐火材再生利用的方法，其中，在該篩分步驟中，該氧化鋁質待導入料的粒徑為0.1~3.0毫米，且該氧化鎂質待導入料的粒徑為0.1~1.0毫米。
- 如請求項1所述回收耐火材再生利用的方法，其中，在該預備步驟中，該氧化鋁質骨材包括一粒徑為0.04~0.08毫米的第一微粉部、一粒徑為0.1~1.0毫米的第一細骨部，及一粒徑為1.0~3.0毫米的第一粗骨部。
- 如請求項5所述回收耐火材再生利用的方法，其中，在該導入步驟中，是導入16~22%的該第一微粉部、8~14%的該第一細骨部，及2~8%的該第一粗骨部。
- 如請求項1所述回收耐火材再生利用的方法，其中，在該導入步驟中，該氧化鎂質骨材包括一粒徑為0.1~1.0毫米的第二細骨部。
- 如請求項1所述回收耐火材再生利用的方法，其中，該成型步驟是在1200~1500℃的溫度燒結該半成料而形成該耐火材成品。
- 如請求項1所述回收耐火材再生利用的方法，其中，該成型步驟是在250~350℃的溫度烘乾該半成料而形成該耐火材成品。
- 如請求項1所述回收耐火材再生利用的方法，其中，該成型步驟包括一使該半成料與水混拌為一混拌料的混拌子步驟、一在250~600℃的溫度使該混拌料乾燥的乾燥子步驟，及一在1200~1500℃之溫度環境燒結而製成該耐火材成品的燒結子步驟。
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