專利名稱：具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顆粒狀玻璃材料的制造方法，特別系指一種具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法。
時下環(huán)保意識高漲，各種廢棄物的材料回收已成為資源回收的重要課題，其中，廢玻璃就是一種可以完全再生及再利用的材質(zhì)，以臺灣為例，目前每年都產(chǎn)生極大量的廢玻璃，這些廢玻璃若能有效加以回收利用，則對環(huán)境保護(hù)與資源運(yùn)用的效率皆有極大的幫助。然而，玻璃焚化不易融成灰盡，也無法生物分解，但由于玻璃性質(zhì)與砂石極為接近，故已有許多將玻璃回收再利用于瓷磚、地磚、輕量骨材或建材、道路鋪裝、人造大理石等土木建材、或作為玻璃制品原材料的例子。
在廢玻璃處理工藝中，必須先按照廢玻璃來源的屬性進(jìn)行分色處理，這是因為，最后所得的玻璃顆粒材料必須具有顏色的單一性方才具備較高的經(jīng)濟(jì)價值。這些廢玻璃的回收利用，其處理方式一般皆在對廢玻璃來源進(jìn)行初步的分類與分色后，再將其中的雜質(zhì)(鐵、鋁、陶瓷等)去除，接著，將其碾碎與清洗，并稍加以初步的利角磨鈍，即可獲得可在利用的廢玻璃顆粒，這是最基本的廢玻璃處理過程，其要點(diǎn)僅在于分類、分色、與清洗的過程。此外，為讓回收的廢玻璃能盡可能擴(kuò)大其利用價值，在初步處理之后，可再施以傳統(tǒng)窯爐熔解的方式，即，將回收的廢玻璃搗碎后，先進(jìn)行初步的分類與分色處理，再將其以高溫熔解。此類現(xiàn)有的處理方法不外乎將分類過后的碎玻璃塊經(jīng)由加熱、混合或揉作、冷卻、以及搗碎等工藝。這些現(xiàn)有工藝可簡述如下加熱，將碎玻璃塊置入融熔爐中，將其加熱至約達(dá)攝氏千度以上的高溫，以使玻璃塊成一流體融熔狀的玻璃漿。
混合或揉作，將藉由高溫狀下的漿體溫度，使置入的玻璃塊能快速的熔化成流體狀，此時，可依所需的成品顏色置入不同顏色的玻璃塊，接著，并將混合流動混合好的玻璃漿進(jìn)一步融合，且進(jìn)行不規(guī)則的快速揉作與攪拌，以便揉制成半硬化狀態(tài)。
徐冷，將成形后的玻璃放置在適當(dāng)溫度的室內(nèi)徐徐冷卻，以防止或除去應(yīng)變。
一般用做工業(yè)材料與建材的玻璃原料是以塊狀的形式販?zhǔn)?，故這些由廢玻璃所制成的玻璃原材料還必須經(jīng)過成型與切割的過程，最后才分成不同的尺寸與顏色販?zhǔn)刍蛘?，或者，配合玻璃的用途，亦可將這些玻璃加以搗碎分制成細(xì)塊或顆粒狀的小塊體。
在上述現(xiàn)有方法中，使用傳統(tǒng)窯爐熔解的后制處理方式往往使得廢玻璃的回收成本過高，因為這些熔融工藝不僅步驟繁復(fù)而耗時，且其消耗的能量與設(shè)備成本亦十分高昂，故相對于使用非廢玻璃的原料來制作玻璃材料，使用廢玻璃所制成的玻璃材料在價格上無法具備充分的競爭力。若為降低廢玻璃回收后工藝的成本，而將后續(xù)的熔融工藝省去，則其所得的顆粒狀玻璃材料往往具有極為鋒利的銳角，極易造成使用者的割傷，故在應(yīng)用上亦十分不實用與安全。
所以，亟需針對此一情形提出一改善的廢玻璃回收的后工藝，以便能達(dá)成資源回收的最高目標(biāo)。本發(fā)明的目的是提供一種具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法，以便降低回收成本，并能提供實用的回收后玻璃材料。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法，其可將分類分色好、并已先行初步處理過的玻璃材料進(jìn)行進(jìn)一步的處理，以利回收廢玻璃的資源再利用，該方法包括以下步驟(1)將玻璃材料先加以初步碾碎成玻璃顆粒；(2)以震動與撞擊的方式初步去除玻璃顆粒的銳角，其中，玻璃顆粒系與一具有足夠硬度的耐火塊材料相混合，以便藉由其相互的碰撞而鈍化各玻璃顆粒的銳角；(3)加入一分離劑于玻璃顆粒之中并將一起攪拌，以便區(qū)隔各個玻璃顆粒使其不致于在后續(xù)之一加熱過程中相互沾粘或互熔；(4)對玻璃顆粒進(jìn)行一熱處理，以使玻璃顆粒已初步磨鈍的銳角能進(jìn)一步收縮；以及(5)將已收縮銳角的玻璃顆粒風(fēng)干與徐冷以強(qiáng)化玻璃顆粒的硬度。
利用本發(fā)明所提供的玻璃顆粒的處理工藝，可將回收的廢玻璃顆粒有效地去除銳角，如此所得的廢玻璃顆粒完全可作為各種建材與工藝用品等用途，充分達(dá)到廢玻璃資源回收的目標(biāo)。而且，采用本發(fā)明所提供的廢玻璃處理工藝，可完全舍棄傳統(tǒng)窯爐熔融的廢玻璃處理工藝，故可大為簡化廢玻璃的處理過程，其處理的成本也大為降低，故廢玻璃的回收再利用能合乎經(jīng)濟(jì)而大為可行，極有利于資源回收的推行。
下面結(jié)合附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。附圖中

圖1的流程圖說明廢玻璃從回收開始的處理過程一直到本發(fā)明所提供的廢玻璃顆粒的處理工藝。
附圖標(biāo)號說明1～前置處理工藝 2～玻璃顆粒處理工藝11～分類12～去除雜質(zhì)13～碾碎14～清洗21～碾碎22～去除銳角23～篩選/分類 24～攪拌原物料25～收縮銳角26～二次篩選27～水洗28～熱風(fēng)干與徐冷如圖1所示，本發(fā)明所提供的廢玻璃顆粒制造方法指將廢玻璃先行處理之后所得的玻璃顆粒進(jìn)一步的處理方法。一般而言，回收的廢玻璃必須先經(jīng)過分類與分色的處理，此一廢玻璃回收的前置處理工藝1即如圖1所示，例如，這些廢玻璃的回收來源可為顯象管玻璃或特定顏色的飲料瓶等等。這些經(jīng)過步驟11而分類分色好的廢玻璃材料(如平板、瓶屑、或顯象管破片等)為大小參差不齊的大塊碎片或碎塊，故尚需進(jìn)一步在步驟12中過濾其中的雜質(zhì)或雜物，這些雜質(zhì)或雜物主要是一些摻雜其中的鐵、鋁等金屬物質(zhì)或陶瓷碎片等，接著，在步驟13中，再將這些大塊的玻璃碎片或碎塊進(jìn)一步加以粗碎化，以方便后續(xù)的處理，經(jīng)過清洗步驟14后，即可將所得的廢玻璃顆粒進(jìn)行后續(xù)處理。根據(jù)本發(fā)明的實施例，一玻璃顆粒處理工藝2即是將這些由回收廢玻璃所制成的玻璃顆粒在經(jīng)過上述的前置處理工藝1后，進(jìn)一步加以加工與修整，以便能符合作為顆粒狀玻璃材料的要求。
如圖1所示，在玻璃顆粒處理工藝2中，首先，在步驟21中，將前置處理工藝1中所得的玻璃顆粒加以初步的碾碎，將這些玻璃破片以一粗碎機(jī)(Jaw Crusher)加以粗略碾碎至直徑約為1-12mm的顆粒狀或塊狀玻璃。然后，在步驟22中，將這些粗碎后的玻璃顆粒與一耐火塊組成的材料相混合，并以一諸如震動機(jī)的機(jī)器藉由相互碰撞而鈍化各玻璃碎片的尖銳銳角。這是因為由前置處理工藝1所得的玻璃顆粒通常皆具備極為尖銳的銳角，且其形狀參差不齊，該耐火塊直徑約50-100mm并具有足夠的硬度，其與待處理的玻璃顆粒充分混合后，即可藉由與玻璃顆粒的相互碰撞而將其銳角磨鈍，所以，此步驟可將待處理的玻璃顆粒尺寸加以初步地平均化。接著，在步驟23中，將這些初步碾碎的玻璃顆粒以震動的方式(例如，利用一震動機(jī))篩選不同尺寸的玻璃顆粒，在經(jīng)過步驟21與22的處理后，由于玻璃顆粒的尺寸變小，故較有利于后續(xù)的熱處理，此乃因尺寸較小的玻璃顆粒其表面積也較小，故相應(yīng)的熔點(diǎn)也較低，故熱處理的加熱溫度即不必過高，因為過高的加熱溫度不但耗費(fèi)能源，且容易造成各個玻璃顆粒的相互粘結(jié)。接著在步驟23中則依照顏色等條件進(jìn)一步將玻璃顆粒加以分類，并將分類好的玻璃顆粒置入儲存桶中，以待后續(xù)的處理。
接著，在步驟24中，將以上所得的玻璃顆粒摻入一如煅燒白土的分離劑，并在室溫下將其攪拌于一攪拌機(jī)中，其目的在于利用分離劑能使各玻璃顆粒不致直接接觸的效果。在本實施例中，所使用的玻璃顆粒與煅燒白土以1∶1的重量比進(jìn)行攪拌，而且，在優(yōu)選的條件下，將總重300kg左右的玻璃顆粒與煅燒白土連續(xù)攪拌達(dá)5分鐘以上，以便使煅燒白土能充分混合于各玻璃顆粒之間，以有效達(dá)到間隔各玻璃顆粒而使其不相直接接觸的目的，如此一來，在進(jìn)行此一步驟的熱處理時，即可盡量降低各玻璃顆粒互粘的幾率。
然后，步驟25將與煅燒白土充分混合的玻璃顆粒加以進(jìn)一步的熱處理，在被加熱的玻璃顆粒中，凡是具有尖銳外形的部位由于其表面積小而熔點(diǎn)較高，故極易因加熱而熔化，而玻璃顆粒較為圓滑的部位因熔點(diǎn)較高則不致熔化，如此即可進(jìn)一步收縮各玻璃顆粒的銳角而獲致使玻璃顆粒具有圓滑外形的效果。而且，由于在步驟24中已將玻璃顆粒充分混合以煅燒白土，故在加熱的過程中，不致因為局部的溫度過高而造成各玻璃顆粒的相互沾粘、或因互熔而相結(jié)合成另一尺寸較大的顆粒。然而即便如此，此步驟的加熱溫度仍不宜過高，在本實施例中，將待處理的玻璃顆粒輸送于一螺旋加熱機(jī)或感應(yīng)加熱爐中，根據(jù)實驗的結(jié)果，該螺旋加熱機(jī)的優(yōu)選溫度控制大約可分成(600±50)、(850±50)、(1050±50)、(800±50)℃四個加熱區(qū)段，受加熱處理的該玻璃顆粒系以540±50kg/hr的速率連續(xù)通過該四溫度區(qū)段，若送入螺旋加熱機(jī)中的玻璃顆粒的量過多，則會影響對其加熱的均勻度，玻璃顆粒的銳角即無法充分的收縮，此外，其加熱的總長度最好不要小于4米以下，以提供足夠的加熱時間。在收縮銳角之后，各玻璃顆粒的收縮程度各有不同，故所形成的顆粒大小亦有所不同，所以，在步驟26中，則以一震動機(jī)進(jìn)行第二次的尺寸篩選。此外，在進(jìn)行二次的尺寸篩選之前，剛從螺旋加熱機(jī)出來的玻璃顆粒并需先經(jīng)過一保溫的輸送過程，此過程需要適度地將剛加熱完畢的玻璃顆粒保持在一定的溫度下，以免玻璃顆粒因驟冷而破碎。
接著，在步驟27中，將玻璃顆粒以一水洗機(jī)加以沖水清洗，以去除先前工藝所摻加的諸如煅燒白土等材料，該水洗機(jī)以溫度約為40-50℃的溫水沖洗其中的玻璃顆粒。然后，在步驟28中，將玻璃顆粒在一徐冷爐中進(jìn)行一熱風(fēng)干與徐冷的過程。在此熱風(fēng)干與徐冷的過程中，徐冷爐的溫度基本上需高于室溫而低于步驟25的熱處理溫度，根據(jù)實驗的結(jié)果，在本實施例中，徐冷爐的溫度大約維持在30℃左右。藉由此一過程，可進(jìn)一步強(qiáng)化加熱后玻璃顆粒的硬度。至此，即完成本實施例的一玻璃顆粒處理工藝，接著，將這些玻璃顆粒送入儲存桶中并進(jìn)行后續(xù)的包裝即可。
利用本發(fā)明所提供的廢玻璃顆粒的后置處理工藝，可將回收的廢玻璃碎片或碎塊加工成有極高工業(yè)運(yùn)用價值的玻璃顆粒，而且，其所制成的玻璃顆粒皆具有極為圓滑的表面與規(guī)格劃一的尺寸，故完全可符合工業(yè)、營造、與工藝等用途的需求。而且，采用本發(fā)明所提供的廢玻璃處理工藝，即可完全舍棄傳統(tǒng)窯爐以熔融方式進(jìn)行的廢玻璃處理工藝，故可大為簡化廢玻璃的處理流程，其處理成本亦大為降低，因此，亦大為增進(jìn)廢玻璃回收的經(jīng)濟(jì)效益，極有利于資源回收的推行。
本發(fā)明的所制成的玻璃顆粒原料可廣泛運(yùn)用于各個領(lǐng)域，例如，在建材方面，可用于建筑物的里外墻、室內(nèi)外地面、與柏油路面等；在園藝方面，可應(yīng)用于庭園造景、與盆載等；其它則可應(yīng)用于工藝品的制作、與魚缸內(nèi)裝飾等等。
以上藉由實施例所做的描述，是為方便說明本發(fā)明的內(nèi)容，而非將本發(fā)明狹義地限制于該實施例。凡未背離本發(fā)明的精神所做的任何變更，皆屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法，其將分類分色好、并已先行初步處理過的玻璃材料進(jìn)行進(jìn)一步的處理，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)將該玻璃材料先加以初步碾碎成玻璃顆粒；(2)以震動與撞擊的方式初步去除該玻璃顆粒的銳角，其中，該玻璃顆粒與一具有足夠硬度的耐火塊材料相混合，以便藉由其相互的碰撞而鈍化各玻璃顆粒的銳角；(3)加入一分離劑于該玻璃顆粒之中并一起攪拌，以便區(qū)隔各個玻璃顆粒，使其不致于在后續(xù)的一加熱過程中相互沾粘或互熔；(4)對該玻璃顆粒進(jìn)行一熱處理，以使該玻璃顆粒已初步磨鈍的銳角能進(jìn)一步收縮；以及(5)將已收縮銳角的該玻璃顆粒進(jìn)行一熱風(fēng)與徐冷的過程以強(qiáng)化該玻璃顆粒。
2.如權(quán)利要求1所述的具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法，其中，在步驟(1)中，該初步的碾碎是以一粗碎機(jī)將該玻璃材料粗碎至直徑約1-12mm左右的顆粒。
3.如權(quán)利要求1所述的具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法，其中，在進(jìn)行步驟(3)之前尚有一篩選步驟，以對已初步去除銳角的該玻璃顆粒進(jìn)行尺寸的篩選。
4.如權(quán)利要求3所述的具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法，其中，在該篩選步驟中，是以震動的方式進(jìn)行該玻璃的篩選。
5.如權(quán)利要求1所述的具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法，其中，在步驟(3)中，該分離劑包括煅燒白土。
6.如權(quán)利要求1所述的具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法，其中，在步驟(3)中，是將該玻璃顆粒與該分離劑大致上以1∶1的重量比加以持續(xù)攪拌。
7.如權(quán)利要求6所述的具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法，其中，在步驟(3)中，包括將大致上300kg重的該玻璃顆粒與該分離劑連續(xù)攪拌達(dá)5分鐘以上。
8.如權(quán)利要求1所述的具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法，其中，在步驟(4)中，該熱處理的加熱長度共將其溫度大致上分成(600±50)、(850±50)、(1050±50)、(800±50)℃四個溫度區(qū)段。
9.如權(quán)利要求8所述的具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法，其中，該加熱長度的總長不小于4米。
10.如權(quán)利要求1所述的具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法，其中，在步驟(4)中，受加熱處理的該玻璃顆粒以540±50kg/hr的速率連續(xù)通過該四溫度區(qū)段。
11.如權(quán)利要求1所述的具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法，其中，在步驟(4)之后，經(jīng)過熱處理完畢的玻璃顆粒接著并經(jīng)過一保溫的輸送過程。
12.如權(quán)利要求1所述的具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法，其中，該熱風(fēng)干與徐冷過程的環(huán)境溫度高于室溫且低于步驟(4)的加熱溫度。
13.如權(quán)利要求1所述的具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法，其中，該熱風(fēng)干與徐冷過程的環(huán)境溫度大約保持在30℃左右。
14.如權(quán)利要求1所述的具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法，其中，在進(jìn)行步驟(5)之前尚有一篩選步驟，該步驟系以震動方式進(jìn)行該玻璃顆粒的尺寸篩選。
15.如權(quán)利要求1所述的具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法，其中，在步驟(5)之前，尚有一水洗過程，以去除上述各工藝中所添加的材料，且該水洗過程的水溫維持在大致40-50℃。
全文摘要
一種具有圓滑表面的顆粒狀玻璃材料的制造方法,包括:(1)將玻璃材料先加以初步碾碎成玻璃顆粒;(2)以震動與撞擊的方式初步去除玻璃顆粒的銳角,其中,該玻璃顆粒系與一具有足夠硬度的耐火塊材料相混合,以便藉由其相互的碰撞而鈍化各玻璃顆粒的銳角;(3)加入一分離劑于玻璃顆粒之中并將一起攪拌,以便區(qū)隔各個玻璃顆粒使其不致于在后續(xù)的一加熱過程中相互沾粘或互熔;(4)對玻璃顆粒進(jìn)行一熱處理,以使其已初步磨鈍的銳角能進(jìn)一步收縮;及(5)將已收縮銳角的玻璃顆粒風(fēng)干與徐冷以強(qiáng)化玻璃顆粒的硬度。
文檔編號B09B3/00GK1374155SQ01111240
公開日2002年10月16日 申請日期2001年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月8日
發(fā)明者吳春池 申請人:吳春池