TWI415945B - 乾磨式快速安定化之轉爐渣資源化處理方法 - Google Patents

Description

乾磨式快速安定化之轉爐渣資源化處理方法

本發明是關於一種轉爐渣資源化處理方法，特別是一種乾磨式快速安定化之轉爐渣資源化處理方法。

轉爐渣是由多種礦物組成的固熔體，其內成份具有不穩定性之物質，其中，以游離氧化鈣(f-CaO)及游離氧化鎂(f-MgO)水化後產生氫氧化鈣及氫氧化鎂會伴隨著大量體積膨脹，當然含有游離氧化鈣(f-CaO)及游離氧化鎂(f-MgO)的轉爐渣是處於不穩定性狀態，只有當游離氧化鈣(f-CaO)、游離氧化鎂(f-MgO)水化消解完成時才會穩定。

因此，習知轉爐渣出場後，先行放置於推渣場並進行灑水作業，以使該轉爐渣產生安定化反應，即待f-CaO、f-MgO完全水化消解後，再做其他用途，惟，此方法其安定化處理時間是非常冗長，且推置於推渣場底層或內部之轉爐渣仍無法接觸至該水氣，造成無法有效控管安定化時間外，並於處理過程需具備龐大的土地與水資源，如此耗時耗成本卻又無法完全將該轉爐渣進行完全安定化，相當不經濟。

參閱圖1，習知另一種轉爐渣資源化處理方法，其包含有一備料步驟11，一破碎磁選步驟12，一研磨步驟13，一烘乾步驟14及一出料步驟15；其中，該備料步驟11係備置有一未安定化之塊狀轉爐渣，而後將該塊狀轉爐渣置放入一破碎機進行破碎作業，以便篩選出不同粒徑大小規格之轉爐渣，而對於粒徑較小之轉爐渣，即再進入一磁選機將轉爐渣內所含之金屬成分予以去除(即破碎磁選步驟12)，而後再將前述所得之轉爐渣混合特定比例的安定化助劑131，並置入具有攪磨機反應槽內進行攪拌及研磨動作，以使該轉爐渣其內所含之游離氧化鈣(f-CaO)，游離氧化鎂(f-MgO)與所產生的熱能及該安定化助劑131反應，以形成安定化的碳酸鈣(CaCO₃ )、碳酸鎂(MgCO₃ )沉澱與氫氧化鈉(NaOH)，使該轉爐渣於研磨成粉狀之過程中一併完成安定化反應(即研磨步驟13)，而後再將該設備輸入一烘乾裝置，以便將該安定化助劑131所產生之水氣予以去除(即烘乾步驟14)，最後將上述烘乾裝置烘乾過後之粉狀轉爐渣進行包裝出貨(即出料步驟15)。

然，實際使用後發現，前述轉爐渣資源化處理方法為有如下之缺失，茲詳述如下：

1.鑒於研磨步驟13中，必須加入一定比例之安定化助劑後131，除造成費用成本的提高外，且加入安定化助劑並需經由一段時間的攪拌動作才可使該安定化助劑131與該轉爐渣均勻混合，更容易造成處理時間的拉長，作業效率的降低。。

2.仍續前述，由於該安定化助劑131之影響，其研磨過後之粉狀爐渣通常含水量過高，因此必須還要額外增加一道烘乾步驟14，如此反而會造成作業時間的拉長，同時烘乾過程必須燃燒燃料以產生熱能，除更加造成成本上的增加、能源的浪費外，且燃燒燃料又會造成大量二氧化碳排放，也將造成環境的威脅，更不符合節能減碳之經濟效益。

因此，本發明之目的，是在提供一種乾磨式快速安定化之轉爐渣資源化處理方法，除可有效縮短作業時間，以降低作業成本外，同時兼具環保且低耗能之節能減碳功效。

於是，本發明乾磨式快速安定化之轉爐渣資源化處理方法，其依序包含有備料步驟、研磨安定化步驟及出料步驟；其中，該備料步驟中經未安定化之轉爐渣直接進形研磨(即研磨安定化步驟)，且將該轉爐渣研磨呈顆粒之粉狀，同時於研磨過程中再加入一蒸氣，以利用該蒸氣促使該轉爐渣產生安定化反應，以形成一可再利用且穩定之粉狀爐石；是以，利用該蒸氣中所含之熱能與水氣，使該轉爐渣於研磨過程中，快速進行安定化反應，除可有效縮短安定化作業時間、降低作業成本外，同時兼具環保且低耗能之節能減碳功效。

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。

在本發明被詳細描述前，要注意的是，在以下的說明中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2，本發明之第一較佳實施例，本實施例乾磨式快速安定化之轉爐渣資源化處理方法3主要包含有一備料步驟31、一研磨安定化步驟32及一出料步驟33；其中，該備料步驟31係備置經煉鋼處理後所產生且未經安定化之轉爐渣；另，該研磨安定化步驟32則是將前述步驟所得之該等轉爐渣進行一研磨動作，同時於研磨過程中並導入一蒸氣321，以利用該蒸氣321中所含之水氣與熱能，使該轉爐渣研磨成粉狀顆粒之過程中，利用該熱能促進該水氣與轉爐石中之游離氧化鈣(f-CaO)、游離氧化鎂(f-CaO)快速進行反應，以形成穩定性質之安定化碳酸鈣(CaCO₃ )、碳酸鎂(MgCo₃ )，以使該轉爐渣直接於研磨過程中完成安定化動作，當然前述該蒸氣321可使用煉鋼中所產生之廢熱蒸氣資源回收所得，所以費用成本低，亦可避免其廢熱蒸氣對環境之污染；最後，該出料步驟33係將上述步驟中安定化完成之粉狀爐石進行包裝，以供不同領域之業界進行處理運用。

另外，本實施例之研磨安定化步驟32前可另增設有一初步磁選步驟34，以去除混雜於該轉爐渣中具磁性之金屬物質，使該轉爐渣研磨安定化步驟32中，不至於受到該金屬物質硬度之干擾，避免該轉爐渣研磨不完全；再者，當該轉爐渣研磨成粉末狀並完成安定化之爐石時，可將原摻雜於該轉爐渣中內的具磁性之金屬物質再次分離出來，因此完成安定化呈粉狀之爐石內，仍會含有部份少量之金屬物質，因此於該研磨安定化步驟32後亦可適時另設有一磁選步驟35，以磁選該粉末之爐石中所含之金屬物質，避免後續該粉狀之爐石中含有具磁性之金屬物質，使該出料後該粉狀之爐石能順利的利用。

參閱圖2，本實施例操作時，備置煉鋼處理後所產生且未經安定化之轉爐渣(即備料步驟31)，將前述備料步驟31中之轉爐渣中所含之具磁性的金屬物質加以磁選去除(即初步磁選步驟34)，而後將該轉爐渣研磨成粉末，並與研磨過程中導入該蒸氣321，以利用該蒸氣321內所含之熱能與水氣，使該轉爐渣能快速於研磨過程進行安定化反應，以形成一可再利用且呈粉狀之爐石(即研磨安定化步驟32)，而後在將摻雜於該轉爐渣中內的具磁性之金屬物質再次磁選去除(即磁選步驟35)，最後再將上述步驟中以所得成粉狀之爐石，直接運用於水泥或混凝土之添加材料上，當然亦可適時的做一包裝，以供不同領域進行處理運用(即出料步驟33)。

是以，該未安定化之轉爐渣，可直接於該研磨安定化步驟32中，於研磨過程使該轉爐渣磨碎成粉末之過程時，利用該蒸氣321中之熱能與水氣，亦可快速促使該轉爐渣產生安定化反應，除可縮短其反應時間外，更可避免佔用到龐大的土地與水資源地浪費，降低作業成本外，同時，該蒸氣321皆利用資源回收後之廢氣體再次利用，因此又兼具環保之節能減碳等功效。

參閱圖3，本發明之第二較佳實施例，本實施例所運用之方法及達成之功效皆同於第一實施例，不再詳述，特別在於本實施例中該進料步驟後另增設有一初步安定化步驟36，以及一椄續該初步安定化步驟36後之篩分步驟37；其中，該初步安定化步驟36其備置有一內部承裝有水之水槽(圖中未示出)，以將該進料步驟中之轉爐渣置入該水槽內，以使該轉爐渣與水反應產生崩解與初步安定化反應；另，該篩分步驟37係將前述步驟所得未完全安定化之轉爐渣依粒徑大小進行等級分選，而所分選出較大粒徑之該等轉爐渣先行進行一破碎步驟38處理，以再降低該轉爐渣之粒徑縮小，以便再進入該篩分步驟37持續進行分選。

另外，本實施例於該研磨安定化步驟32中，另可導入二氧化碳322之氣體，以便利用該二氧化碳322氣體使研磨過後之粉狀爐石可以迅速將其內水氣去除，而本實施例中所運用之該二氧化碳322氣體，則可使用煉鋼中所產生之廢棄氣體(二氧化碳322)，加以回收並導入該研磨安定化步驟32中，所以除能減省成本外，更可減少二氧化碳322的整體排放量。

是以，後續當該轉爐渣於該研磨安定化步驟32時，該轉爐渣已經完成部份安定化反應，同時該轉爐渣顆粒也經該破碎步驟38縮小其顆粒粒徑，可有效縮短該研磨安定化步驟32所需之研磨、安定化反應時間，更加提升該其作業效率。

由上述之說明，本發明確實具有以下所列之優點與功效：

1.鑒於研磨安定化步驟32中，直接導入煉鋼後所產生廢熱之蒸氣321，即可於研磨過程中，直接利用該蒸氣321中所含之熱能與水氣，促使該轉爐渣於磨成粉狀之過程中，不需任何攪拌動作即可完成安定化反應，因此可有效縮短其處理時間、提昇作業效率。

2.仍續前述，再者研磨過程中並未加入任何安定化助劑，因此並不會造成費用成本提高，即使另外添加之蒸氣321與二氧化碳322等皆可適時導引煉鋼過程中所產生之廢棄物再次回收使用，有效抑制減少廢熱之蒸氣321與二氧化碳322的排放，避免環境污染。

3.最後，本發明之使用蒸氣321促進該轉爐渣產生安定化反應，該轉爐渣內所含之水氣並非像習知添加安定化助劑那麼高，故當研磨完成後，不需額外增加一道烘乾步驟，如此就不需燃燒燃料以產生熱能，除了減少能源的消耗外，亦可減少二氧化碳322之排放，更能達到環保、節能減碳等功效。

歸納前述，本發明乾磨式快速安定化之轉爐渣資源化處理方法，主要係將未安定化之轉爐渣直接經由該研磨安定化步驟將該轉爐渣研磨成顆粒之粉狀，同時於研磨過程中加入一蒸氣，以直接利用該蒸氣內所含之熱能與水氣，不須經由任何攪拌動作即可促使該轉爐渣快速進行安定化反應，以形成一可再利用且穩定之粉狀爐石，除可有效縮短作業時間、降低作業成本外，同時兼具環保且低耗能之節能減碳等功效，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等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

3．．．乾磨式快速安定化之轉爐渣資源化處理方法

31．．．備料步驟

32．．．研磨安定化步驟

33．．．出料步驟

34．．．初步磁選步驟

35．．．磁選步驟

36．．．初步安定化步驟

37．．．篩分步驟

38．．．破碎步驟

321．．．蒸氣

322．．．二氧化碳

圖1是習知轉爐渣資源化處理方法之流程圖；

圖2是本發明第一較佳實施例之流程圖；及

圖3是本發明第二較佳實施例之流程圖。

3．．．乾磨式快速安定化之轉爐渣資源化處理方法

31．．．備料步驟

32．．．研磨安定化步驟

33．．．出料步驟

34．．．初步磁選步驟

35．．．磁選步驟

321．．．蒸氣

Claims (6)

1. 一種乾磨式快速安定化之轉爐渣資源化處理方法，其依序包含有：一備料步驟，其係備置有經煉鋼處理後所產生且未經安定化之轉爐渣；一研磨安定化步驟，其將前述步驟所得之該等轉爐渣進行研磨且呈顆粒之粉狀，並於研磨的過程中配合一蒸氣倒入，以使該蒸氣中所含之水分與熱能使該等轉爐渣直接產生安定化反應，以形成穩定安定化之粉狀爐石；及一出料步驟，係將該研磨步驟所得之該等粉狀爐石進行包裝，以供不同領域添加使用。
2. 依據申請專利範圍第1項所述乾磨式快速安定化之轉爐渣資源化處理方法，其中，該研磨安定化步驟進行時可另外導入二氧化碳。
3. 依據申請專利範圍第1項所述乾磨式快速安定化之轉爐渣資源化處理方法，該研磨安定化步驟前另設有一初步磁選步驟，以去除混雜於該轉爐石中具磁性之金屬物質。
4. 依據申請專利範圍第1項所述乾磨式快速安定化之轉爐渣資源化處理方法，該研磨安定化步驟後另設有一磁選步驟，以去除混雜於該粉狀爐石中具磁性之金屬物質。
5. 依據申請專利範圍第1項所述乾磨式快速安定化之轉爐渣資源化處理方法，該進料步驟後可另增設有一初步安定化步驟，其備置有一內部承裝有水之水槽，以將該進料步驟中之轉爐渣置入該水槽內，以使該轉爐渣與水反應產生崩解與初步安定化反應。
6. 依據申請專利範圍第5項所述乾磨式快速安定化之轉爐渣資源化處理方法，其中，該初步安定化步驟後另增設有一篩分步驟，係將前述步驟所得未完全安定化之轉爐渣依粒徑大小進行等級分選，而所分選出較大粒徑之該等轉爐渣先行進行一破碎步驟處理，以在降低該轉爐渣之粒徑縮小，以便再進入該篩分步驟持續進行分選。