TWI861981B - 將鋁渣、鋁集塵灰轉變為建材原料粉體的製作方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係在提供一種將鋁渣、鋁集塵灰轉變為建材原料粉體的製作方法，包含：將未處理鋁渣、鋁集塵灰混和；投入旋轉窯爐於空氣中進行氧化；出料後取出粉體即為預氧化鋁渣、鋁集塵灰；將該預氧化鋁渣、鋁集塵灰與該未處理鋁渣、鋁集塵灰混和；加入黏結劑及水；再進行混和攪拌；取出放置於整粒機成型；投入該旋轉窯爐鍛燒；出料後形成安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團；再將該安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團研磨製成再生之建材原料粉體；如此，該建材原料粉體可應用於燒結成磁磚，達到磁磚不會膨脹破裂。
Description
本發明係有關於一種將鋁渣、鋁集塵灰轉變為建材原料粉體的製作方法，主要係將回收廢棄物之未處理鋁渣、鋁集塵灰製成再生之建材原料粉體，該建材原料粉體可應用於燒結成磁磚，達到磁磚不會膨脹破裂。
目前在全球循環經濟與節能減碳的氛圍下，再生鋁取代原生鋁是鋁工業欲達成零碳排目標的積極做法，當進口鋁錠或回收鋁材進行二次煉鋁，會利用一高溫爐將原料鋁熔成金屬熔湯，並添加還原劑、助熔劑及其他助劑去抓取原料鋁中的雜質，此時雜質及鹽類多浮於金屬熔湯表面，形成浮渣層，可隔絕空氣使金屬熔湯減少氧化，此浮渣層經定期耙除或傾倒，冷卻後之混合廢棄物即為鋁渣（Aluminum Dross, AD），而高溫爐之煙道集塵系統亦會有鋁集塵灰之排出，鋁渣（AD）可分為鋁含量高的塊狀原鋁渣 (Primary Aluminum Dross, PAD)及鋁含量低的顆粒狀二次鋁渣 (Secondary Aluminum Dross, SAD)，鋁渣（AD）除了含有雜質與少量金屬鋁，尚有氧化鋁(Al
2O
3)，也容易與氮氣形成氮化鋁(AlN)，若將其存放在有水氣的環境下，則容易反應產生氨氣而有刺鼻臭味，具有惡臭、化性不穩定、具燃燒性等不易處理特性，因此隨意堆置會造成環境問題，而回收處理業者主要以掩埋方式為主，然而，掩埋方式仍會嚴重污染大氣、土壤和水，引發諸多安全隱憂，破壞生態環境平衡，在先進國家中已逐漸被禁止。
一般將鋁渣、鋁集塵灰轉變為建材原料粉體的製作方法，請參閱第一圖所示，包含：將回收廢棄物之未處理鋁渣、鋁集塵灰混和；加入重量為粉體總重1%之黏結劑及粉體總重30%之水；進行混和攪拌十分鐘；取出放置整粒機成型，該整粒機篩網為4目；出料後投入旋轉窯爐鍛燒，該旋轉窯爐溫度為三區段，其中第一區段溫度500℃〜600℃，第二區段溫度1000℃〜1200℃，第三區段溫度1000℃〜1200℃，並調整該旋轉窯爐轉速與傾斜角，通過該旋轉窯爐時間為30分鐘；出料後形成未安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團；再將該未安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團研磨到200目以下，製成再生之建材原料粉體，並測得氮含量為3.7%；加入磁磚原料混和摻配百分比2%，並進行成形於溫度1230℃燒結，即可製成磁磚，但是此種磁磚容易膨脹破裂，可由該未處理鋁渣、鋁集塵灰結晶相分析圖得知，請參閱第二圖所示，該未處理鋁渣、鋁集塵灰中主要含有金屬鋁，另外均有一定含量之氮化鋁、尖晶石、氧化鋁及石墨，在空氣環境經過高溫燒結過程時，由於該氮化鋁會氧化形成氧化鋁，這個時候的晶相轉變會造成體積膨脹，因此若要應用於磁磚，必須妥適的將該氮化鋁氧化，透過X射線螢光分析儀(XRF)分析其氮含量可以間接確認該氮化鋁的含量，所以氮含量過高的鋁渣、鋁集塵灰摻配到磁磚中，進行燒結後會因為膨脹而造成磁磚的破裂。
本發明之主要目的，係將回收廢棄物之未處理鋁渣、鋁集塵灰製成再生之建材原料粉體，該建材原料粉體可應用於燒結成磁磚，達到磁磚不會膨脹破裂。
本發明將鋁渣、鋁集塵灰轉變為建材原料粉體的製作方法，包含：將未處理鋁渣、鋁集塵灰混和；投入旋轉窯爐於空氣中進行氧化；出料後取出粉體即為預氧化鋁渣、鋁集塵灰；將該預氧化鋁渣、鋁集塵灰與該未處理鋁渣、鋁集塵灰混和；加入黏結劑及水；再進行混和攪拌；取出放置於整粒機成型；投入該旋轉窯爐鍛燒；出料後形成安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團；再將該安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團研磨製成再生之建材原料粉體。
本發明將鋁渣、鋁集塵灰轉變為建材原料粉體的製作方法，其中，該預氧化鋁渣、鋁集塵灰係在溫度500℃〜1000℃空氣中氧化0.5小時〜2小時，該預氧化鋁渣、鋁集塵灰添加量為15%〜30%，該未處理鋁渣、鋁集塵灰添加量為85%〜70%。
本發明將鋁渣、鋁集塵灰轉變為建材原料粉體的製作方法，其中，該黏結劑係為甲基纖維素、乙基纖維素或聚乙烯醇，該黏結劑係佔整體粉體含量0.1%〜3%，添加水為粉體重量之0.1倍〜1倍，鍛燒溫度為500℃〜1200℃，通過該旋轉窯爐時間為30分鐘，該安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團之氮含量小於1%。
本發明將鋁渣、鋁集塵灰轉變為建材原料粉體的製作方法，其中，該安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團係研磨到200目以下，加入磁磚原料混和摻配百分比1%〜10%，燒結成磁磚之溫度1000℃〜1300℃。
本發明將鋁渣、鋁集塵灰轉變為建材原料粉體的製作方法，其優點係在：將回收廢棄物之未處理鋁渣、鋁集塵灰製成再生之建材原料粉體，該建材原料粉體可應用於燒結成磁磚，達到磁磚不會膨脹破裂。
有關本發明為達上述之使用目的與功效，所採用之技術手段，茲舉出較佳可行之實施例，並配合圖式所示，詳述如下：
本發明係一種將鋁渣、鋁集塵灰轉變為建材原料粉體的製作方法，請參閱第三〜五圖所示，包含：將回收廢棄物之未處理鋁渣、鋁集塵灰混和；投入旋轉窯爐於空氣中進行氧化，該旋轉窯爐溫度為三區段，其中第一區段溫度500℃〜600℃，第二區段溫度800℃〜1000℃，第三區段溫度800℃〜1000℃，並調整該旋轉窯爐轉速與傾斜角，通過該旋轉窯爐時間為1小時；出料後取出粉體即為預氧化鋁渣、鋁集塵灰；將25%重量比之預氧化鋁渣、鋁集塵灰與75%重量比之未處理鋁渣、鋁集塵灰混和；加入重量為粉體總重1%之黏結劑及粉體總重30%之水，該黏結劑係為甲基纖維素、乙基纖維素或聚乙烯醇；再進行混和攪拌10分鐘；取出放置於整粒機成型，該整粒機篩網為4目；出料後投入該旋轉窯爐鍛燒，其中第一區段溫度500℃〜600℃，第二區段溫度1000℃〜1200℃，第三區段溫度1000℃〜1200℃，並調整該旋轉窯爐轉速與傾斜角，通過該旋轉窯爐時間為30分鐘；出料後形成安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團；再將該安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團研磨到200目以下，製成再生之建材原料粉體，並測得氮含量為0.1%；加入磁磚原料混和摻配百分比2%，並進行成形於溫度1230℃燒結，測得磁磚收縮率3.2%，即可燒結成不會膨脹破裂之磁磚。
本發明調整該預氧化鋁渣、鋁集塵灰添加量為15%，該未處理鋁渣、鋁集塵灰添加量為85%，該安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團研磨後，測得氮含量0.6%；調整該預氧化鋁渣、鋁集塵灰添加量為20%，該未處理鋁渣、鋁集塵灰添加量為80%，該安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團研磨後，測得氮含量0.5%；調整該預氧化鋁渣、鋁集塵灰添加量為25%，該未處理鋁渣、鋁集塵灰添加量為75%，該安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團研磨後，測得氮含量0.1%；調整該預氧化鋁渣、鋁集塵灰添加量為30%，該未處理鋁渣、鋁集塵灰添加量為70%，該安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團研磨後，測得氮含量0.1%；因此，只要調整該預氧化鋁渣、鋁集塵灰添加量為15%〜30%，該未處理鋁渣、鋁集塵灰添加量為85%〜70%，該安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團研磨後，會測得氮含量0.6%〜0.1%，只要氮含量小於1%，而該預氧化鋁渣、鋁集塵灰係在溫度500℃〜1000℃空氣中氧化0.5小時〜2小時，該黏結劑係佔整體粉體含量0.1%〜3%，添加水為粉體重量之0.1倍〜1倍，鍛燒溫度為500℃〜1200℃，即可作為建材原料粉體；另該安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團研磨係研磨到200目以下，加入磁磚原料混和摻配百分比1%〜10%，燒結成磁磚之溫度1000℃〜1300℃。
本發明由安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團結晶相分析圖得知，請參閱第四圖所示，該安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團結晶相留存尖晶石、氧化鋁及鈣長石，沒有觀察到氮化鋁，透過X射線螢光分析儀(XRF)分析其氮含量小於1%，所以該安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團研磨製成再生之建材原料粉體，再加入磁磚原料混和摻配，進行燒結成磁磚後，該磁磚不會膨脹破裂。
本發明由建材原料粉體摻配磁磚原料測試圖得知，請參閱第五圖所示，當該建材原料粉體加入磁磚原料混和摻配百分比2%，燒結成磁磚之溫度1230℃，該磁磚收縮率3.2%。
綜上所述，本發明確實已達到所預期之使用目的與功效，且更較習知者為之理想、實用，惟，上述實施例僅係針對本發明之較佳實施例進行具體說明而已，該實施例並非用以限定本發明之申請專利範圍，舉凡其它未脫離本發明所揭示之技術手段下所完成之均等變化與修飾，均應包含於本發明所涵蓋之申請專利範圍中。
(無)
第一圖所示係為習知將鋁渣、鋁集塵灰轉變為建材原料粉體之製作流程圖。
第二圖所示係為習知未處理鋁渣、鋁集塵灰結晶相分析圖。
第三圖所示係為本發明實施例將鋁渣、鋁集塵灰轉變為建材原料粉體之製作流程圖。
第四圖所示係為本發明實施例安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團結晶相分析圖。
第五圖所示係為本發明實施例建材原料粉體摻配磁磚原料測試圖。
Claims (2)
- 一種將鋁渣、鋁集塵灰轉變為建材原料粉體的製作方法，包含：將未處理鋁渣、鋁集塵灰混和；投入旋轉窯爐於空氣中進行氧化；出料後取出粉體即為預氧化鋁渣、鋁集塵灰，該預氧化鋁渣、鋁集塵灰係在溫度500℃~1000℃，空氣中氧化0.5小時~2小時；將該預氧化鋁渣、鋁集塵灰與該未處理鋁渣、鋁集塵灰混和，該預氧化鋁渣、鋁集塵灰添加量為15%~30%，該未處理鋁渣、鋁集塵灰添加量為85%~70%；加入黏結劑及水，該黏結劑係為甲基纖維素、乙基纖維素或聚乙烯醇，該黏結劑係佔整體粉體含量0.1%~3%，添加水為粉體重量之0.1倍~1倍；再進行混和攪拌；取出放置於整粒機成型；投入該旋轉窯爐鍛燒，鍛燒溫度為500℃~1200℃，通過該旋轉窯爐時間為30分鐘；出料後形成安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團，該安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團之氮含量小於1%；再將該安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團研磨製成再生之建材原料粉體。
- 如請求項1所述將鋁渣、鋁集塵灰轉變為建材原料粉體的製作方法，其中，該安定化鋁渣、鋁集塵灰顆粒團係研磨到200目以下，加入磁磚原料混和摻配百分比1%~10%，燒結成磁磚之溫度1000℃~1300℃。
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