CN108080396A - 一种原生渣土再生利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种原生渣土再生利用方法，所述原生渣土来源于包括但不限于矿山尾矿、地铁隧道、建筑地基建设中挖掘出来的渣土，原生渣土的主要成分包括石块、砂石、砂泥、半风化物及泥土，所述方法包括以下步骤：步骤一、原生渣土经湿式筛分处理成石块、砂石进入破碎设备；砂石、半风化物及砂泥进入脱泥设备；泥浆混合物进入固液分离；步骤二、砂石、半风化物及砂泥经脱泥设备处理后，实现半风化物的完全粉化、砂和泥完全分离；步骤三、砂的精细处理；步骤四、固液分离得到的液体经水处理设备处理后进行水循环利用。分离得到的建筑用砂可以在建筑工业中再生利用，分离得到的陶瓷土可以制成烧制砖使用，使原生渣土实现真正的再生综合利用。
Description
技术领域
本发明涉及矿山、城市环保技术领域，具体涉及一种原生渣土再生利用方法。
背景技术
伴随着城市建设速度不断加快，城市更新、轨道交通等大型市政设施的建设中必然会产生了大量挖掘出来的原生渣土，由于原生渣土未达到直接使用的标准，目前，处理这些原生渣土的方法是填埋。一方面大量的原生渣土未能有效回收利用，另一方面规划建设的渣土受纳场地被快速填埋，供需矛盾日益增加，使得城市面临严峻的渣土排放危机。
公开号为“CN107234126A”，名称为“建筑渣土无公害处理及再生利用的方法”的中国发明专利，公开了一种建筑渣土无公害处理及再生利用的方法，包括步骤为：S1、向待处理建筑渣土内加水，搅拌混合均匀后通过泵洗法将渣和泥浆分离；S2、将泥浆通过脱水压滤进行固液分离，固液分离出的泥再利用或者填埋处理，固液分离出的水再利用或者外排处理。步骤S1中，渣浆分离得到的渣按照颗粒大小进一步分离成包括青石或砾石的粗骨科、以及为沙子的细骨料后可以进一步重新在建筑生产中再利用，泥浆固液分离的泥进一步制作成粘土砖。
原生渣土主要包括石块、砂石、砂泥、半风化物及泥土，采用上述公开的泵洗法仅能将部分的砂石和泥分离，而砂粒表面附着的泥以及半风化物无法去除，所得到的渣含有含泥砂石和大量的半风化物，含泥量必然无法达到《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》JGJ52-2011的规定，因此仍不能真正实现渣土的再生综合利用，另外，上述公开方法中采用脱水压滤进行固液分离，是不能实现的，因为当泥浆中50％以上物料的粒度大于500目时，无法直接使用压滤进行固液分离，而需要使用化学药剂如絮凝剂进行处理后才能使用压滤设备进行固液分离，不仅经济成本高，而且会对水和泥产生严重的化学药剂污染。
因此，如何处理城市建设(包括但不限于矿山尾矿、地铁隧道、建筑地基建设)所产生的原生渣土，使其真正达到再生综合利用是人们急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种将原生渣土中的石块、砂石、砂泥、半风化物及泥土完全分离的原生渣土再生利用方法，用以解决现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种原生渣土再生利用方法，其中，所述原生渣土来源于包括但不限于矿山尾矿、地铁隧道、建筑地基建设中挖掘出来的渣土，原生渣土的主要成分包括石块、砂石、砂泥、半风化物及泥土，所述方法包括以下步骤：
步骤一、采用第一筛分设备对原生渣土进行湿式筛分处理，其中，第一筛分设备包括第一筛面和第二筛面，第一筛面允许粒径小于第一粒径的砂石、砂泥、半风化物及泥浆混合物通过，粒径大于或等于第一粒径的石块、砂石从第一筛面排料口排出，第二筛面允许粒径小于第二粒径的泥浆混合物通过，粒径大于或等于第二粒径的砂石、半风化物及砂泥从第二筛面排料口排出；
步骤二、经第二筛面分离得到的砂石、半风化物及砂泥被送至脱泥设备，其中，脱泥设备至少包括两个轴向设置的破碎腔、设置在破碎腔内的多叶轮体、与每个多叶轮体相对应且水平方向设置的反击块、以及设置在相邻反击块中间的无动力筛分装置，无动力筛分装置进一步包括上端弹簧组、无动力筛分装置筛面、无动力筛分装置反击块及下端弹簧组，经脱泥设备处理后，半风化物被完全粉化，并得到砂和泥完全分离的混合物；
步骤三、经脱泥设备处理得到的混合物被送至第二筛分设备进行湿式筛分处理，其中，第二筛分设备包括第三筛面和第四筛面，第三筛面允许粒径小于第三粒径的砂和泥浆混合物通过，粒径大于或等于第三粒径的砂从第三筛面排料口排出，并被送至制砂设备进行精细处理而制成建筑用砂，第四筛面允许粒径小于第二粒径的泥浆混合物通过，粒径大于或等于第二粒径的建筑用砂从第四筛面排料口排出；
步骤四、经第一筛分设备和第二筛分设备处理得到的泥浆混合物进行固液分离处理，所得到的液体经水处理设备处理后进入第一筛分设备和第二筛分设备进行水循环利用。
进一步地，经第一筛面分离得到的石块、砂石被送至破碎设备进行处理，破碎后的混合物被送至第三筛分设备，第三筛分设备包括第五筛面和第六筛面，第五筛面允许粒径小于第一粒径的砂通过，粒径大于或等于第一粒径的石块、砂石从第五筛面排料口排出并再次进入破碎设备进行处理，第六筛面允许粒径小于第三粒径的建筑用砂通过，粒径大于或等于第三粒径的砂从第六筛面排料口排出，被送至制砂设备进行精细处理而得到建筑用砂。
进一步地，所述第一粒径范围为：20～25mm。
进一步地，所述第二粒径范围为：0.1～0.25mm。
进一步地，所述第三粒径范围为：1～5mm。
进一步地，所述泥浆混合物采用多孔纳米陶瓷过滤板进行固液分离。
进一步地，所述泥浆混合物经固液分离处理后得到陶瓷土，所述陶瓷土进一步被制成烧制砖，所述烧制砖的制作方法为：对陶瓷土进行脱水陈化处理；在所得到的陈化陶瓷土中加入纤维成孔材料及增强剂，并强力搅拌直到纤维成孔材料和增强剂均匀混合在陈化陶瓷土中；定型；高温烧制。
进一步地，所述纤维成孔材料的加入量为陈化陶瓷土重量的0.5～10％，纤维成孔材料的直径为0.001～1mm，纤维成孔材料的长度为1～20mm；所述增强剂的加入量为陈化陶瓷土重量的0.1～10％。
进一步地，其中，所述纤维成孔材料的加入量为陈化陶瓷土重量的2～3％，所述纤维成孔材料包括竹纤维、麻纤维、聚丙烯纤维中的一种或多种；所述增强剂的加入量为陈化陶瓷土重量的3～5％，所述增强剂为无水硫酸钙晶须。
进一步地，所述多叶轮体上安装有叶轮体锤头，无动力筛分装置的无动力筛面倾斜角为40～60度。
本发明具有以下优点：
原生渣土采用第一筛分设备进行湿式处理去掉大粒径的石块和砂石、以及泥浆混合物，得到粒径在处理范围内的砂石、半风化物及砂泥经脱泥设备处理后，实现了半风化物的完全粉化、砂和泥的完全分离，其中，分离得到的砂及砂的含泥量都符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》JGJ52-2011的规定，可以在建筑工业中再生利用，分离得到的泥可以制成烧制砖使用，固液分离得到的液体经水处理设备处理后可以进入筛分设备中进行水循环利用，使原生渣土实现真正的再生综合利用。
附图说明
图1为本发明的原生渣土再生利用方法的流程示意图。
图2为本发明的脱泥设备局部示意图。
图3为本发明的脱泥设备的无动力筛分装置的结构示意图。
图4为深圳中心公园富华路开挖隧道未经处理的原生渣土。
图5为图4中的原生渣土经洗砂机处理后的产物，从图中可以看到，表面附有大量的泥和黄色的半风化物。
图6为图4的原生渣土经本发明的第一筛分设备进行湿式筛分处理后，从第二筛面分离得到的混合物。
图7为图6中的混合物经脱泥设备、第二筛分设备处理后，从第三筛面分离得到的砂。
图8为图7中的砂经制砂设备进行精细处理而制得的建筑用砂。
其中，附图标记为：
1、第一反击块；2、第二反击块；3、上端弹簧组；4、无动力筛分装置筛面；5、无动力筛分装置反击块；6、下端弹簧组；7、锤头；8、第一叶轮体；9、第二叶轮体。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
参见图1，图1为本发明的原生渣土再生利用方法的流程示意图。其中，所述原生渣土来源于包括但不限于矿山尾矿、地铁隧道、建筑地基建设中挖掘出来的渣土，原生渣土的主要成分包括石块、砂石、砂泥、半风化物及泥土，包括以下步骤：
步骤一、采用第一筛分设备对原生渣土进行湿式筛分处理，其中，第一筛分设备包括第一筛面和第二筛面，第一筛面允许粒径小于第一粒径的砂石、砂泥、半风化物及泥浆混合物通过，粒径大于或等于第一粒径的石块、砂石从第一筛面排料口排出，第二筛面允许粒径小于第二粒径的泥浆混合物通过，粒径大于或等于第二粒径的砂石、半风化物及砂泥从第二筛面排料口排出，其中，第一粒径范围为20～25mm，第二粒径范围为0.1～0.25mm，第一筛面筛孔直径在20～25mm之间，第二筛面筛孔直径在0.1～0.25mm之间，这样，直径大于或等于第一粒径的石块、砂石从第一筛面排料口排出，直径大于或等于第二粒径的砂石、半风化物及砂泥从第二筛面排料口排出。
步骤二、经第二筛面分离得到的砂石、半风化物及砂泥被送至脱泥设备，其中，脱泥设备至少包括两个轴向设置的破碎腔、设置在破碎腔内的多叶轮体、与每个多叶轮体相对应且水平方向设置的反击块、以及设置在相邻反击块中间的无动力筛分装置，无动力筛分装置进一步包括上端弹簧组、无动力筛分装置筛面及无动力筛分装置反击块、下端弹簧组，经脱泥设备处理后，半风化物被完全粉化，并得到砂和泥完全分离的混合物，其中，多叶轮体上安装有叶轮体锤头，无动力筛分装置的无动力筛面倾斜角为40～60度。
参见图2～图3，砂石、半风化物及砂泥进入脱泥设备通过下面的方式实现砂、泥完全分离：物料送到第一叶轮体8，并被高速甩出撞击位于第一破碎腔内第一反击块1，经过第一次破碎后的物料自由下落，经无动力筛分装置筛面4，由于筛面安装倾斜度为40～60度，且因下端设置的无动力筛分装置反击块5不断被撞击而使得筛面不断震动，可以保障物料被筛分并下行顺畅，位于第二破碎腔内的第二叶轮体9上的锤头7在第二叶轮体9高速转动时，锤击从无动力筛分装置筛面4滚落下来的粗物料，同时，未被锤头7击中的物料落到第二叶轮体9上被高速甩出，撞击无动力筛分装置反击块5，另一部分则与无动力筛分装置筛下自由下落的细物料高速摩擦和撞击，在锤击、摩擦和撞击过程中实现砂石脱泥和粉化半风化物。
步骤三、经脱泥设备处理得到的混合物被送至第二筛分设备进行湿式筛分处理，其中，第二筛分设备包括第三筛面和第四筛面，第三筛面允许粒径小于第三粒径的砂和泥浆混合物通过，粒径大于或等于第三粒径的砂从第三筛面排料口排出，第四筛面允许粒径小于第二粒径的泥浆混合物通过，粒径大于或等于第二粒径的砂从第四筛面排料口排出，经第三筛面分离得到砂被送至制砂设备进行精细处理而制成建筑用砂，其中，第三粒径范围为1～5mm，第三筛面筛孔直径在1～5mm之间，第二粒径范围为0.1～0.25mm，第四筛面筛孔直径在0.1～0.25mm之间，这样，直径大于或等于第三粒径的砂从第三筛面排料口排出，直径大于或等于第二粒径的砂从第四筛面排料口排出。
步骤四、经第一筛分设备和第二筛分设备处理得到的泥浆混合物进行固液分离处理，所得到的液体经水处理设备处理后进入第一筛分设备和第二筛分设备进行水循环利用。
本实施例中，经第一筛面分离得到的石块、砂石被送至破碎设备进行处理，破碎后的混合物被送至第三筛分设备，第三筛分设备包括第五筛面和第六筛面，第五筛面允许粒径小于第一粒径的砂通过，粒径大于或等于第一粒径的石块、砂石从第五筛面排料口排出并再次进入破碎设备进行处理，第六筛面允许粒径小于第三粒径的砂通过，粒径大于或等于第三粒径的砂从第六筛面排料口排出，所得到的砂被送至制砂设备进行精细处理而得到建筑用砂，其中，第一粒径范围为20～25mm，第五筛面筛孔直径在20～25mm之间，第三粒径范围为1～5mm，第六筛面筛孔直径在1～5mm之间，这样，直径大于或等于第一粒径的石块、砂石从第五筛面排料口排出并再次进入破碎设备，直径大于或等于第三粒径的砂从第六筛面排料口排出进入制砂设备进行精细处理制成建筑用砂。
实施例2
经第一筛分设备和第二筛分设备处理得到的泥浆混合物采用多孔纳米陶瓷过滤板进行固液分离得到陶瓷土，陶瓷土进一步被制成烧制砖。
本实施例的烧制砖的制作方法步骤如下：对陶瓷土进行脱水陈化处理；在所得到的陈化陶瓷土中加入纤维成孔材料及增强剂，并强力搅拌直到所有的纤维成孔材料和增强剂都均匀混合在陈化陶瓷土中；定型；高温烧制，纤维成孔材料包括竹纤维、麻纤维、聚丙烯纤维中的一种或多种，增强剂为无水硫酸钙晶须。
其中，纤维成孔材料的加入量为陈化陶瓷土重量的0.5％，纤维成孔材料的直径为0.001mm，纤维成孔材料的长度为1mm；增强剂的加入量为陈化陶瓷土重量的10％。
实施例3
本实施例的烧制砖的制作方法同实施例2。
其中，纤维成孔材料的加入量为陈化陶瓷土重量的10％，纤维成孔材料的直径为1mm，纤维成孔材料的长度为20mm；增强剂的加入量为陈化陶瓷土重量的0.1％。
实施例4
本实施例的烧制砖的制作方法同实施例2。
其中，纤维成孔材料的加入量为陈化陶瓷土重量的2％，纤维成孔材料的直径为0.05mm，纤维成孔材料的长度为10mm；增强剂的加入量为陈化陶瓷土重量的3％。
实施例5
本实施例的烧制砖的制作方法同实施例2。
其中，纤维成孔材料的加入量为陈化陶瓷土重量的3％，纤维成孔材料的直径为0.5mm，纤维成孔材料的长度为10mm；增强剂的加入量为陈化陶瓷土重量的5％。
实施例2～5制作的烧制砖添加竹纤维成孔材料，竹纤维成孔材料高温碳化后，留下大量的毛细管孔和碳化竹纤维，同时产生的气体外逸，使烧制砖表面的釉面涂层产生大量微小的气孔，所制得的烧制砖具有调节室内空气温度、湿度、吸附有害气体、保持空气清新功能。与此同时，烧制砖的原料成分中没有添加水泥灰等粘合剂，能够循环使用。
实施例6
本实施例用于说明原生渣土依次经本发明公开的第一筛分设备、脱泥设备处理后，可以实现完全粉化半风化物、砂和泥完全分离。
图4为深圳中心公园富华路开挖隧道未经过处理的原生渣土。图5为图4中的原生渣土经洗砂机处理的产物，从图中可以看到，表面附有大量的泥和黄色的半风化物。图6为图4中的原生渣土经第一筛分设备进行湿式筛分处理后，从第二筛面分离得到的混合物。图7为图6中的混合物经脱泥设备、第二筛分设备处理后，从第三筛面分离得到的砂。图8为图7的砂经过制砂设备进行精细处理而制成建筑用砂。
原生渣土先后经第一筛分设备、脱泥设备处理后的含泥量与原生渣土经洗砂设备处理后的含泥量对比数据见表1。
表1
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种原生渣土再生利用方法，其中，所述原生渣土来源于包括但不限于矿山尾矿、地铁隧道、建筑地基建设中挖掘出来的渣土，原生渣土的主要成分包括石块、砂石、砂泥、半风化物及泥土，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一、采用第一筛分设备对原生渣土进行湿式筛分处理，其中，第一筛分设备包括第一筛面和第二筛面，第一筛面允许粒径小于第一粒径的砂石、砂泥、半风化物及泥浆混合物通过，粒径大于或等于第一粒径的石块、砂石从第一筛面排料口排出，第二筛面允许粒径小于第二粒径的泥浆混合物通过，粒径大于或等于第二粒径的砂石、半风化物及砂泥从第二筛面排料口排出；
步骤二、经第二筛面分离得到的砂石、半风化物及砂泥被送至脱泥设备，其中，脱泥设备至少包括两个轴向设置的破碎腔、设置在破碎腔内的多叶轮体、与每个多叶轮体相对应且水平方向设置的反击块、以及设置在相邻反击块中间的无动力筛分装置，无动力筛分装置进一步包括上端弹簧组、无动力筛分装置筛面、无动力筛分装置反击块及下端弹簧组，经脱泥设备处理后，半风化物被完全粉化，并得到砂和泥完全分离的混合物；
步骤三、经脱泥设备处理得到的混合物被送至第二筛分设备进行湿式筛分处理，其中，第二筛分设备包括第三筛面和第四筛面，第三筛面允许粒径小于第三粒径的砂和泥浆混合物通过，粒径大于或等于第三粒径的砂从第三筛面排料口排出，被送至制砂设备进行精细处理而制成建筑用砂，第四筛面允许粒径小于第二粒径的泥浆混合物通过，粒径大于或等于第二粒径的建筑用砂从第四筛面排料口排出；
步骤四、经第一筛分设备和第二筛分设备处理得到的泥浆混合物进行固液分离处理，所得到的液体经水处理设备处理后进入第一筛分设备和第二筛分设备进行水循环利用。
2.根据权利要求1所述的原生渣土再生利用方法，其特征在于，经第一筛面分离得到的石块、砂石被送至破碎设备进行处理，破碎后的混合物被送至第三筛分设备，第三筛分设备包括第五筛面和第六筛面，第五筛面允许粒径小于第一粒径的砂通过，粒径大于或等于第一粒径的石块、砂石从第五筛面排料口排出并再次进入破碎设备进行处理，第六筛面允许粒径小于第三粒径的建筑用砂通过，粒径大于或等于第三粒径的砂从第六筛面排料口排出，被送至制砂设备进行精细处理而得到建筑用砂。
3.根据权利要求1所述的原生渣土再生利用方法，其特征在于，所述第一粒径范围为：20～25mm。
4.根据权利要求1所述的原生渣土再生利用方法，其特征在于，所述第二粒径范围为：0.1～0.25mm。
5.根据权利要求1所述的原生渣土再生利用方法，其特征在于，所述第三粒径范围为：1～5mm。
6.根据权利要求1所述的原生渣土再生利用方法，其特征在于，所述泥浆混合物采用多孔纳米陶瓷过滤板进行固液分离。
7.根据权利要求6所述的原生渣土再生利用方法，其特征在于，所述泥浆混合物经固液分离处理后得到陶瓷土，所述陶瓷土进一步被制成烧制砖，所述烧制砖的制作方法为：对陶瓷土进行脱水陈化处理；在所得到的陈化陶瓷土中加入纤维成孔材料及增强剂，并强力搅拌直到纤维成孔材料和增强剂均匀混合在陈化陶瓷土中；定型；高温烧制。
8.根据权利要求7所述的原生渣土再生利用方法，其特征在于，所述纤维成孔材料的加入量为陈化陶瓷土重量的0.5～10％，纤维成孔材料的直径为0.001～1mm，纤维成孔材料的长度为1～20mm；所述增强剂的加入量为陈化陶瓷土重量的0.1～10％。
9.根据权利要求8所述的原生渣土再生利用方法，其特征在于，其中，所述纤维成孔材料的加入量为陈化陶瓷土重量的2～3％，所述纤维成孔材料包括竹纤维、麻纤维、聚丙烯纤维中的一种或多种；所述增强剂的加入量为陈化陶瓷土重量的3～5％，所述增强剂为无水硫酸钙晶须。
10.根据权利要求1所述的原生渣土再生利用方法，其特征在于，所述多叶轮体上安装有叶轮体锤头，无动力筛分装置的无动力筛面倾斜角为40～60度。
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