CN102826775A - 海砂离心注水净化方法及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种海砂离心注水净化方法，通过海砂分批次进行注水活化处理，进入筛网去除杂质，通过高速打磨机将海砂表面的胶体磨破及残余的贝壳打碎，同时本发明还提供一种离心注水净化机，通过海砂离心注水净化机采用离心注水方式将海砂内部的氯离子及有害物甩出，最后脱水并将成品海砂分批检验，采用此方法可自动化生产每小时可生产成品砂80～150M3,大大提高产量，氯离子含量降为（%）≤0.00，完全胜于国家规定建筑用砂的相关技术要求；另外本发明方法将废料、贝壳、污泥等再次有效利用，具有循环节能、海砂净化效率高等优点。
Description
技术领域
本发明公开一种海砂离心注水净化方法及其设备，按国际专利分类表(IPC)划分属于海砂净化技术领域，尤其涉及一种采用离心注水方式净化海砂的工艺及相关装置。
背景技术
随着我国经济的发展及建设规模的扩大，特别是城市进程的快速推进，导致很多沿海城市面临河砂资源枯竭的困境。由于运输成本的限制、建筑用砂一般靠本地资源供给，因此，在沿海地区合理利用海砂资源，以缓解河砂资源不足的局面显得日益迫切。我国很多沿海地区都储存大量的海砂资源，然而，海砂在建筑行业的应用往往受到一定限制，主要是因为海砂中含有多种盐类及有害物质会对混凝土产生不利的影响，海砂中盐类以氯离子与硫酸根离子对钢筋混凝土危害最大：如氯离子成分超标的话，经混凝土搅拌后用在工程建设中会对钢筋有严重的腐蚀作用；而硫酸根会与水泥水化产物C—A—H(水化铝酸钙)结合生成钙矾石，导致混凝土体积膨胀，产生裂纹，从而影响混凝土的耐久性。因此，在2004年国家建设部颁发的“关于严格建筑用海砂管理的意见”建标(2004)143号文件中明确规定：建筑工程中采用的海砂必须是进行经过专门处理的淡化海砂。
我国浙江省最早研制海砂淡化设备，但设备简单，选用水冲洗，淡化后氯离子含量高，运行用水量大等缺点。目前国外日本、荷兰等及国内有关海砂处理技术往往是采用浸泡和机械冲水简单作法，生产量低，其浸泡的做法，生产时间长，用水量大，每立方海砂需0.2吨水，氯离子及有害物都没法处理，质量不达标，在后序检测中发现海砂内部的氯离子及有害物无法清除，海砂表面胶体未处理。
中国专利文献CN201010236206.6公开一种淡化海砂的方法及利用该方法淡化海砂所使用的装置，文献中淡化海砂的方法是将浸渍和冲洗海砂结合起来，利用砂渗透性大的原理，在已浸渍过的海砂上部或下部注入淡水，在海砂体上部或下部人为附加水压力，挤压因浸渍而氯离子含量增大的浸渍水，将其逐步挤压、剥离出海砂体，并对海砂表面的氯离子形成反复冲洗，从而达到淡化海砂的效果，但海砂内部的氯离子及有害物质没有处理出来。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种海砂离心注水净化方法，通过对海砂离心注水的方式胜于国家对海砂应用于工程建筑行业的要求。
同时，本发明还提供一种海砂离心注水净化机，通过该设备将海砂内部的氯离子及有害物甩出达到工程应用目的。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种海砂离心注水净化方法，包括如下步骤：
(1)、将海砂分批次进行注水活化处理；
(2)、活化处理的海砂进入筛网将泥渣、贝壳、石子分筛去除；
(3)、分筛后海砂脱水后通过高速打磨机将海砂表面的胶体磨破及残余的贝壳打碎，再加入水通过机械脱水机进行砂、水分离；
(4)、分离后海砂通过离心注水净化机采用离心注水方式将海砂内部的氯离子及有害物甩出；
(5)、最后脱水并将成品海砂分批检验。
步骤(5)中检测海砂中氯离子含量降为≤0.001%，实际通过本方法制得的海砂氯离子含量为0.00%。
步骤(1)中活化处理用的水为其他步骤的回收用水，所述将海砂通过分批，每批次为1500M3左右，不需要浸泡，所述各批次海砂对应后序所采用的处理设备，一般各批次在1500M3基础上下浮动500 M 3。
步骤(2)中海砂采用0.5㎜×0.5㎜钢网进行分筛，分筛出的泥渣、贝壳、石子回收制成水泥砂砖。
步骤(4)中海砂通过两级离心注水净化机，其中第一级离心注水净化机对海砂进行粗处理，第二级离心注水净化机对第一级处理后海砂再进行精处理，以最大程度的将海砂内部的氯离子及有害物甩出。
在上述海砂离心注水净化方法中所用的离心注水净化机包括机架和安装在其上的搅拌桶、离心轮及进料斗，搅拌桶内安装离心轮，进料斗落下的海砂正对着离心轮，所述的进料斗和离心轮分别由驱动机构带动而实现进料和高速转动，搅拌桶内连接有进水管道，沿搅拌桶周侧环设水槽，搅拌桶周壁设有若干通孔，离心轮在高速转动及离心力作用下将海砂内部的氯离子及有害物甩出，其中的氯离子及有害物随水穿过搅拌桶壁进入到水槽中，搅拌桶下面为出料斗。
进一步，所述的驱动机构为两台电机，其中一电机与进料斗通过皮带相连并驱动进料斗转动进料至离心轮上，另一电机驱动离心轮高速转动以实现海砂去除氯离子及有害物目的。
进一步，所述的进水管道从搅拌桶外进入到离心轮的中心腔内，在进水管顶端水平向外形成出水管路，且出水口喷洒出的水在离心轮与搅拌桶之间旋转的海砂上。
进一步，所述的离心轮周侧设有螺旋绞叶，该螺旋绞叶的最大直径小于搅拌桶内径。
海砂氯离子含量较高，海砂中一般氯离子的含量在（%）≤16～20，在海砂离开海水后经过几小时后再注入水，海砂的表面再吸收到水，但由于海砂表面的吸收作用，这种注水可将海砂再次吸水，就产生吸附作用自然活化，就会将海砂表面胶体自然脱皮，氯离子可减少4%－5%。
本发明离心注水的原理就是将海砂淡水混合物进入一个旋转的滚筒，进行离心脱水，快速将溶解在水里面的氯离子及有害物质让水带走。同时，螺旋排砂装置内装有注水器进行第二次注水，使滚筒内的海砂得到第二次注水后再脱水，将氯离子及有害物质更彻底地抛出去。本发明通过离心注水海砂净化机的方法可将细砂停留在机器内部，细砂不会往外跑出。本发明将海砂表面胶体打磨后通过离心注水海砂净化机进行处理，将海砂内部离子及有害物甩出能缩短氯离子在海砂中停留的时间，有利于自动化工艺生产，提高产量，每小时可生产成品砂80-150立方米。
附图说明
图1是本发明工艺流程图；
图2是本发明离心注水净机示意图；
图3是本发明净化砂检测报告表一；
图4是本发明净化砂检测报告表二。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例：请参阅图1，一种海砂离心注水净化方法，包括如下步骤：
(1)、将海砂分批次进行注水活化处理，活化处理用的水为其他步骤的回收用水，所述将海砂通过分批，每批次为1500M3左右，不需要浸泡，所述各批次海砂对应后序所采用的处理设备，一般各批次在1500M3基础上下浮动500 M 3；
(2)、活化处理的海砂进入筛网将泥渣、贝壳、石子分筛去除，海砂采用0.5㎜×0.5㎜钢网进行分筛，分筛出的泥渣、贝壳、石子回收制成水泥砂砖；
(3)、分筛后海砂脱水后通过高速打磨机将海砂表面的胶体磨破及残余的贝壳打碎，再加入水通过机械脱水机进行砂、水分离；
(4)、分离后海砂通过离心注水净化机采用离心注水方式将海砂内部的氯离子及有害物甩出，本发明净化海砂通过两级离心注水净化机，其中第一级离心注水净化机对海砂进行粗处理，第二级离心注水净化机对第一级处理后海砂再进行精处理，以最大程度的将海砂内部的氯离子及有害物甩出；本发明离心注水净化机的工作过程是将砂及水混合物输入机械设备入口斗后进入滚筒，通过内外滚筒进行.砂自然跳动后再将砂滚动，利用离心叶片将水中氯离子和有害物质让水带走，再通过下道工序再注入清水进行清洗，再次将海砂水中的氯离子及有害物质让水带走；
(5)、最后脱水并将成品海砂分批检验，检测海砂中氯离子含量降为≤0.001%。在对福建省厦门市的海砂采用本发明方法进行处理，其海砂氯化物含量经有资质的试验单位检测为0.00％，处理效果好，优于国家建筑用砂标准一级品氯化物含量0.01％的要求，海砂氯化物含量远低于我国2011年通过审查的《海砂混凝土应用技术规范》0.03％的要求。我国浙江最早进行海砂净化，在建筑工程及混凝土使用，采用国家规定的0.03%标准，在2011年8月在宁波的建筑工程发现有严重的质量问题，宁波政府关闭全部的海砂净化工厂，禁止使用。
在上述海砂离心注水净化方法中所用的离心注水净机，如图2所示，该设备包括机架1和安装在其上的搅拌桶2、离心轮3及进料斗4，搅拌桶2内安装离心轮3，进料斗4落下的海砂正对着离心轮3，所述的进料斗4和离心轮3分别由驱动机构带动而实现进料和高速转动，上述驱动机构为两台电机51、52，其中一电机51与进料斗4通过皮带相连并驱动进料斗转动进料至离心轮3上，另一电机52驱动离心轮3高速转动以实现海砂去除氯离子及有害物目的。搅拌桶2内连接有进水管道6，沿搅拌桶周侧环设水槽7，搅拌桶周壁设有若干通孔，离心轮3在高速转动及离心力作用下将海砂内部的氯离子及有害物甩出，其中的氯离子及有害物随水穿过搅拌桶壁进入到水槽7中，搅拌桶2下面为出料斗8。离心注水净机的进水管道6从搅拌桶外进入到离心轮3的中心腔内，在进水管顶端水平向外形成出水管路61，且出水口喷出的水洒在离心轮与搅拌桶之间旋转的海砂上。离心轮3周侧设有螺旋绞叶(离心叶片)31，该螺旋绞叶的最大直径小于搅拌桶内径。
图3是福建省建筑工程质量检测中心对本发明方法制得的建设用砂进行抽样检测并形成检测报告，抽样地点本公司成品砂堆场，生产批号2012032003，结论是：依据CB/T 14684-2011<建设用砂>，该样品为2区中砂，含汤匙、含量、坚固性、云母含量、氯离子含量、和贝壳含量检测结果均符合I类技术要求，静观密度、松散堆积密度等检测结构均符合技术要求，放射性检测结果符合建筑主体材料技术要求，使用范围不受限制。
图4是福建省建筑工程质量检测中心对本发明方法制得的建设用砂进行抽样检测并形成检测报告表二，结论是：各检测项目符合技术要求，其中的氯离子含量百分比为0.00。
本发明涉及一种新工艺海砂净化处理的工艺，它的特征在于通过净化处理，使海砂净化超过国家建筑用砂的要求，达到氯离子为（%）≤0.00，步骤如下：
①将海砂堆放在工厂进行活化处理，用回收的废水注入海砂，分批次每批次为1500M3，不需要浸泡；②活化处理的海砂通过输送带进入筛网将泥渣、贝壳、石子分筛采用0.5㎜×0.5㎜钢网进行分筛，筛选好的海砂加入清水通过机械脱水机将泥、砂分离；③完成后通过高速打磨机将海砂表面的胶体磨破及贝壳打碎，再加入清水通过机械脱水机进行砂、水分离；④通过离心注水净化机采用离心注水海砂净化方法将海砂内部的氯离子及有害物甩出，采用此方法可自动化生产每小时可生产成品砂80～150 M3,大大提高产量，氯离子含量降为（%）≤0.00；⑤本方法还有利于将废料、贝壳、污泥利用，具有循环节能、海砂净化效率高等优点。
以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。
Claims (10)
1.一种海砂离心注水净化方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)、将海砂分批次进行注水活化处理；
(2)、活化处理的海砂进入筛网将泥渣、贝壳、石子分筛去除；
(3)、分筛后海砂脱水后通过高速打磨机将海砂表面的胶体磨破及残余的贝壳打碎，再加入水通过机械脱水机进行砂、水分离；
(4)、分离后海砂通过离心注水净化机采用离心注水方式将海砂内部的氯离子及有害物甩出；
(5)、最后脱水并将成品海砂分批检验。
2.根据权利要求1所述的海砂离心注水净化方法，其特征在于：步骤(5)中检测海砂中氯离子含量降为≤0.001%。
3.根据权利要求2所述的海砂离心注水净化方法，其特征在于：所述海砂氯离子含量为0.00%。
4.根据权利要求1所述的海砂离心注水净化方法，其特征在于：步骤(1)中活化处理用的水为其他步骤的回收用水，所述将海砂通过分批，每批次为1500M3基础上下浮动500 M 3，不需要浸泡。
5.根据权利要求1所述的海砂离心注水净化方法，其特征在于：步骤(2)中海砂采用0.5㎜×0.5㎜钢网进行分筛，分筛出的泥渣、贝壳、石子回收制成水泥砂砖。
6.根据权利要求1所述的海砂离心注水净化方法，其特征在于：步骤(4)中海砂通过两级离心注水净化机，其中第一级离心注水净化机对海砂进行粗处理，第二级离心注水净化机对第一级处理后海砂再进行精处理，以最大程度的将海砂内部的氯离子及有害物甩出。
7.一种离心注水净化机，其特征在于：包括机架和安装在其上的搅拌桶、离心轮及进料斗，搅拌桶内安装离心轮，进料斗落下的海砂正对着离心轮，所述的进料斗和离心轮分别由驱动机构带动而实现进料和高速转动，搅拌桶内连接有进水管道，沿搅拌桶周侧环设水槽，搅拌桶周壁设有若干通孔，离心轮在高速转动及离心力作用下将海砂内部的氯离子及有害物甩出，其中的氯离子及有害物随水穿过搅拌桶壁进入到水槽中，搅拌桶下面为出料斗。
8.权利要求7所述的离心注水净化机，其特征在于：所述的驱动机构为两台电机，其中一电机与进料斗通过皮带相连并驱动进料斗转动进料至离心轮上，另一电机驱动离心轮高速转动以实现海砂去除氯离子及有害物目的。
9.权利要求7所述的离心注水净化机，其特征在于：所述的进水管道从搅拌桶外进入到离心轮的中心腔内，在进水管顶端水平向外形成出水管路，且出水口喷出的水洒在离心轮与搅拌桶之间旋转的海砂上。
10.权利要求7至9之一所述的离心注水净化机，其特征在于：所述的离心轮周侧设有螺旋绞叶，该螺旋绞叶的最大直径小于搅拌桶内径。
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