CN108373280A - 一种用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺。本发明属于混凝土垃圾技术领域。用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺：1)外循环立磨分离：采用外循环立磨对废弃混凝土加工，实现骨料和水泥水化物的分离；2)组合式分离选粉：采用静态选粉机和动态选粉机进行分离选粉；静态选粉机进行外循环立磨后粗料与粉料的分离；动态选粉机进行粗粉料和细粉料的分离；3)偏心振动磨：偏心振动磨对静态选粉机分选出来的骨料进行圆形度修正以及表面粘附的胶凝材料的进一步去除；4)分级、水洗：偏心振动磨处理后的骨料经过分级筛进行分级和水洗，得到粗骨料和细骨料。本发明最大程度回收骨料和水泥水化物，实现了循环利用的绿色环保理念。

Description

一种用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺

技术领域

本发明属于混凝土垃圾技术领域，特别是涉及一种用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺。

背景技术

建筑固体废弃物是指在建筑物拆除、维修、建设等过程中产生的垃圾，主要包括废弃混凝土、碎砖瓦、废钢筋、废竹木、废玻璃、废弃土、废沥青等。建筑固体废弃物是城市垃圾的主要组成部分，约占城市垃圾的30-40％；废弃混凝土占建筑固体废弃物10％－60％，每年待处理量巨大。

废弃混凝土处理技术有低等级利用、中等级利用和高等级利用3种方式。

(1)低等级利用

废弃混凝土的低等级利用为填埋，废弃混凝土经过破碎、筛分等工艺处理后，可直接用于地基加固、低等级道路垫层等部位。填埋是目前废弃混凝土资源化利用的最主要方式，近90％的废弃混凝土通过此种方式得到了处理，但资源化程度不高。

(2)中等级利用

废弃混凝土的中等级利用为制造再生砌块，废弃混凝土经过破碎、筛分、清洗和干燥等工艺处理后制备出再生骨料，经加入硅酸盐水泥、工业废料、天然砂、外加剂等其他材料，经搅拌加工成型后，制成再生砌块。目前，已有一些厂家开始制造再生砌块应用于工程实际中。

(3)高等级利用

废弃混凝土的高等级利用为制造再生混凝土，废弃混凝土经过破碎、筛分、清洗和干燥等工艺处理后制备出再生粗、细骨料，用于代替部分天然粗、细骨料生产再生混凝土。此种方法一是减排，减少了废弃混凝土的排出；二是节能，减少了对天然资源的索取。但是目前再生混凝土材料的耐久性、抗氯离子渗透性等性能与同原料、同配比普通混凝土相比还存在一定差距，全面推广应用还处于探索阶段。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺。

本发明的目的是提供一种采用全部外循环立磨作为分离设备，组合式分离选粉，最大程度的回收粗骨料和细骨料，水泥水化物成为高品质的混合材；具有废弃混凝土全部回收利用，实现循环利用的绿色环保理念等特点的用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺。

本工艺主要为废弃混凝土的高等级利用提供技术方案；利用研磨压力可调的全部外循环立磨作为主要分离设备实现粗骨料、细骨料与水泥水化物的分离的同时，最大限度的保证粗骨料、细骨料不被破碎，最大程度的回收粗骨料和细骨料，这样也保证了粗骨料和细骨料最小程度的被磨细进入后水泥水化物，从而保证回收的水泥水化物的主要成分是水泥水化物(水泥中有30％左右未水化的水泥)，使其加工成高品质的混合材成为可能；

另外，利用静态选粉机、“陷阱式”分选器、实心橡胶球为研磨介质的偏心振动磨、水洗机等实现了回收骨料的形状、表面光洁度、杂质含量、可溶盐含量达到Ⅰ级再生骨料的要求；高品质的混合材、Ⅰ级再生骨料的回收利用，实现了废弃混凝土的高等级利用。

本发明用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺：废弃混凝土中骨料为天然硬质石材其易磨性较差，而胶凝材料为水泥水化产物空隙较多，易磨性较好；利用研磨压力可调的特殊设计全部外循环立磨作为主要分离设备，利用其对不同硬度、易磨性物料的选择性粉磨的原理，实现难磨的骨料和易磨的多孔的水泥水化物的分离，通过磨辊与磨盘的速差，以及物料的多次循环实现被粉磨物料的多次剪切、多次压碎，以达到骨料和水泥水化物彻底分离，从而得到高品质的骨料，对分离后水泥水化物进行磨细可作为水泥和混凝土搅拌站很好的混合材，实现的废弃混凝土的全部回收利用，实现循环利用的绿色环保理念。

1.全部外循环立磨进行了特殊设计，特殊设计主要体现在：

1)废旧混凝土块粒度差异大，形状不规则，与天然岩石原料相比，流动性较差；因此外循环立磨设计时，磨盘角度沿磨盘中心向外倾斜5-10℃，以保证废弃混凝土块料能很好的分布在磨盘上，磨辊为圆柱形；这种磨辊磨盘形式的设计可保证流动性较差的混凝土块均匀分布在磨盘上，同时磨辊、磨盘的压力分布均匀，更利于骨料形貌的保持，另外也更利于减小磨辊的磨损，以及料层分布不均引起的磨机的震动；

2)在磨盘对应中心对应下料管位置处，设置圆弧形导料板，加强强制卸料，导料板从磨盘中心开始至衬板的边缘，高度从磨盘中心开始逐渐降低，最高点100mm，最低点0mm；

3)磨辊加压框架为十字型+圆环形，圆环中心处预留通孔，通孔为中心下料管预留；

4)磨盘上对称设置两台皮带式除铁器，在研磨过程中把金属铁除去，以达到除杂和保护磨盘、磨辊不受损坏的作用。

2.利用特殊设计组合式多分离选粉机，特殊设计主要体现在：

1)组合式多分离选粉机中的静态选粉机采用半蜗壳式设计，倾斜50°-60°下料，下料处设置多级打散板，三级风量调节，可实现喂料处风速的调节、打散过程中风速的调节、出料口清洗风速的调节；另外出风处设置内筒及耐磨导流板，实现了流场的均匀分部，杜绝大颗粒因局部风速高而被带出静态选粉机；

2)静态选粉机下料处设置管道“陷阱式”分选器，利用流动性的差异，分选器实现了“圆形度好、表面洁净”的骨料与“圆形度差、表面粗糙”的骨料的分离。

3.偏心振动磨：利用实心橡胶球为研磨介质的偏心振动磨对管道“陷阱式”分选器分选出来的“圆形度好、表面洁净”的骨料进行进一步的圆形度修正以及表面粘附的胶凝材料的进一步去除。应用了以上特殊设备实现了废弃混凝土中骨料和胶凝材料的高品质回收。

本发明用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺所采取的技术方案是：

一种用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺，其特征是：用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺包括以下生产过程：

1)外循环立磨分离：采用外循环立磨对废弃混凝土加工，实现难磨的骨料和易磨的多孔的水泥水化物的分离；

2)组合式分离选粉：采用静态选粉机和动态选粉机进行分离选粉；静态选粉机进行外循环立磨后粗料与粉料的分离；动态选粉机进行粗粉料和细粉料的分离；

3)偏心振动磨：偏心振动磨对静态选粉机分选出来的骨料进行圆形度修正以及表面粘附的胶凝材料的进一步去除；

4)分级、水洗：偏心振动磨处理后的骨料经过分级筛进行分级和水洗，得到粗骨料和细骨料。

本发明用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺还可以采用如下技术方案：

所述的用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺，其特点是：外循环立磨分离时，采用全部外循环立磨作为分离设备，通过磨辊与磨盘的速差，剪切、压碎，实现骨料和水泥水化物彻底分离，水泥水化物进行磨细作为水泥和混凝土搅拌站的混合材。

所述的用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺，其特点是：磨盘角度沿磨盘中心向外倾斜5－10℃，以保证废弃混凝土块料能很好的分布在磨盘上，磨辊为圆柱形；在磨盘对应中心对应下料管位置处，设置圆弧形导料板，加强强制卸料，导料板从磨盘中心开始至衬板的边缘，高度从磨盘中心开始逐渐降低，最高点100mm，最低点0mm。

所述的用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺，其特点是：磨辊加压框架为十字型+圆环形，圆环中心处预留通孔，通孔为中心下料管预留。

所述的用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺，其特点是：磨盘上对称设置两台皮带式除铁器，在研磨过程中把金属铁除去，有除杂和保护磨盘、磨辊不受损坏的作用。

所述的用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺，其特点是：静态选粉机采用半蜗壳式设计，倾斜50－60°下料，下料处设置数级打散板，三级风量调节，可实现喂料处风速的调节、打散过程中风速的调节、出料口清洗风速的调节；另外出风处设置内筒及导流板；静态选粉机下料处设置管道分选器，利用流动性的差异，实现骨料分离。

所述的用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺，其特点是：水洗时，经过分级筛进行分级的骨料进入振动式水洗机进行水洗，通过水洗来去除再生骨料中水溶性盐类，水洗后废水进入沉降池沉降后重复利用，池底沉降物经压滤机压滤后掩埋处理。

本发明具有的优点和积极效果是：

用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明的生产工艺采用特殊设计的全部外循环辊式立磨、特殊设计的组合式多分离选粉机、采用橡胶球为研磨介质的偏心振动磨、除铁器、水洗机、沉降池等主机设备达到回收废弃混凝土中骨料和水泥水化物的目的，并使骨料达到国家标准要求。

附图说明

图1是本发明用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺流程示意图；

图2是图1中全部外循环立磨的结构示意图；

图3是图2全部外循环立磨的磨辊加压框架俯视结构示意图；

图4是图2的A－A剖视结构示意图；

图5是图2的B－B剖视结构示意图；

图6是图2的C－C剖视结构示意图；

图7是图1中静态选粉机结构示意图；

图8是图7的A－A剖视结构示意图；

图9是图7的B－B剖视结构示意图。

图中，1—全部外循环立磨，1.1－磨盘，1.2－磨辊，1.3－磨辊加压框架，1.4－液压系统，1.5－中心进料管，1.6－皮带式除铁器，1.7－波纹式导料板，2—自动排铁皮带式除铁器，3—胶带式输送机，4—自动排铁皮带式除铁器，5—提升机，6—静态选粉机，6.1－进料溜子，6.2－冲击打散板，6.3－一次风进风口，6.4－二次风进风口，6.5－二次风进风口，6.6－二次风进风口，6.7－加速管道，6.8－陷井式分离器，6.9－三次风进风口，6.10－出风口及内筒，6.11－导流板。7—动态选粉机，8—除尘器，9—排风机，10—拉链机，11—细粉库，12—中粗粉库，13—粗粉库，14—库底卸料阀及斜槽，15—提升机，16—喂料仓，17—偏心振动磨，18—振动给料机，19—多层分级筛，20—粗骨料振动水洗机，21—可移动皮带式堆料机，22—细骨料振动水洗机，23—可移动皮带式堆料机，24—沉降池，25—板框压滤机，26—袋式除尘器，27—除尘器风机。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

参阅附图1至图9。

实施例1

一种用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺，包括以下生产工艺过程：

1、外循环立磨分离：采用外循环立磨对废弃混凝土加工，实现难磨的骨料和易磨的多孔的水泥水化物的分离；

2、组合式分离选粉：采用静态选粉机和动态选粉机进行分离选粉；静态选粉机进行外循环立磨后粗料与粉料的分离；动态选粉机进行粗粉料和细粉料的分离；

3、偏心振动磨：偏心振动磨对静态选粉机分选出来的骨料进行圆形度修正以及表面粘附的胶凝材料的进一步去除；

4、分级、水洗：偏心振动磨处理后的骨料经过分级筛进行分级和水洗，得到粗骨料和细骨料。

本实施例设备及具体实施过程：

1.全部外循环立磨

全部外循环立磨如图1所示结构形式，圆柱形磨辊与从磨盘中心向磨盘边缘向下5°－10°的磨盘相配合，共设计4个磨辊，4个磨辊通过销轴结构固定于十字型的加压框架上，每个磨辊采用两点式固定，液压系统的液压杆与十字型加压框架的端部连接。十字形加压框架的中心为圆形通孔，圆柱形下料管穿过圆形通孔后固定在加压框架上；圆柱形下料管底部距离磨盘距离100-200mm，下料管底部采用扩口形式，在扩口下方的磨盘处设置弧形倒料纹，弧形倒料纹高度从中心处的高度100mm逐步降低，末端高度为0mm；磨盘上对称设置两台皮带型除铁器，在研磨过程中剔除铁质杂质。

2.组合式多分离选粉机

组合式多分离选粉机由蜗壳静态分离器、高效选粉机构成；静态选粉机如图2所示结构形式，实现出全部外循环立磨中粗料与粉料的分离的功能；物料通过倾斜的料管进入蜗壳静态分离器内部设置的冲击板，冲击过程可实现物料的打散以及粘附在骨料上的胶凝材料从骨料上剥落，被打散的粗细物料在静态分离器蜗壳侧面设置的一次风、二次风、三次风的作用下，实现粗细颗粒的多次分离；一次风调节可实现喂料处风速的调节；二次风调节可实现打散过程中风速的调节；三次风调节可实现出料口清洗风速的调节；分离后的细颗粒随气流进入出口内筒，内筒内设有导流板，使出口的流场更加均匀，大颗粒不易被带出静态选粉机；通过调节一次风、二次风、三次风的风量，可实现出静态选粉机物料粒径的控制；出静态选粉机物料经过55°－65°管道加速后，依据球形度好，表面光滑的骨料流动性更好，在管道内加速后速度更快的原理，在管道出口“陷阱式”分料装置，装置设置可调节挡板；球形度好，表面光滑的骨料跃过“陷阱”进入偏心振动磨继续修型；

球形度差，表面附着有水泥水化物的骨料因流动性差，经管道加速后速度低而未能跃过“陷阱”，而掉入陷阱内；掉入陷阱内的物料返回全部外循环立磨进行再次研磨；

出静态选粉机的细颗粒经过三分离高效选粉机分离后，粗粉选出后进入粗粉库、中粗粉进入中粗粉库，合格细粉经收成器收集后，废气部分作为循环风进入系统，部分回来系统作为静态选粉机的二次风、三次风；

3.振动磨

出静态选粉机的物料由于存在表面胶凝材料未完全剥离、新表面棱角突出等问题，需要进一步处理后才能满足高品质再生骨料的要求；利用大型偏心振动磨对出静态选粉机的物料进行修型，修型介质采用实心橡胶球，仅对骨料进行局部的修型以及表面松动部分的清除；

4.分级筛

对出大型偏心振动磨的骨料进行分级筛分，按照国家标准设置筛网尺寸；晒下的不符合标准的细粉返回到全部外循环立磨继续粉磨；

5.水洗机

经过分级筛的骨料进入振动式水洗机进行水洗，通过水洗来降低再生骨料中硫化物、硫酸盐、氯离子等水溶性盐类的含量，以达到优质骨料的要求；

6.沉降池、压滤机

水洗后废水进入沉降池沉降后重复利用，池底沉降物经压滤机压滤后掩埋处理；

7.粗粉、中粗粉的二次加工

进入粗粉库的粗粉以及进入中粗粉库的中粗粉可根据成分化验结果以及用户需要进行二次加工；在系统不处理废弃混凝土时，可利用全部外循环立磨对中粗粉、粗粉进行二次磨细。

本实施例采用全部外循环立磨作为分离设备，组合式分离选粉，最大程度的回收粗骨料和细骨料，水泥水化物成为高品质的混合材；具有废弃混凝土全部回收利用，实现循环利用的绿色环保理念等积极效果。

Claims (7)

1.一种用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺，其特征是：用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺包括以下生产过程：

1)外循环立磨分离：采用外循环立磨对废弃混凝土加工，实现难磨的骨料和易磨的多孔的水泥水化物的分离；

2)组合式分离选粉：采用静态选粉机和动态选粉机进行分离选粉；静态选粉机进行外循环立磨后粗料与粉料的分离；动态选粉机进行粗粉料和细粉料的分离；

3)偏心振动磨：偏心振动磨对静态选粉机分选出来的骨料进行圆形度修正以及表面粘附的胶凝材料的进一步去除；

4)分级、水洗：偏心振动磨处理后的骨料经过分级筛进行分级和水洗，得到粗骨料和细骨料。

2.根据权利要求1所述的用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺，其特征是：外循环立磨分离时，采用全部外循环立磨作为分离设备，通过磨辊与磨盘的速差，剪切、压碎，实现骨料和水泥水化物彻底分离，水泥水化物进行磨细作为水泥和混凝土搅拌站的混合材。

3.根据权利要求2所述的用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺，其特征是：磨盘角度沿磨盘中心向外倾斜5－10℃，以保证废弃混凝土块料能很好的分布在磨盘上，磨辊为圆柱形；在磨盘对应中心对应下料管位置处，设置圆弧形导料板，加强强制卸料，导料板从磨盘中心开始至衬板的边缘，高度从磨盘中心开始逐渐降低，最高点100mm，最低点0mm。

4.根据权利要求2所述的用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺，其特征是：磨辊的磨辊加压框架为十字型+圆环形，圆环中心处预留通孔，通孔为中心下料管预留。

5.根据权利要求2、3或4所述的用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺，其特征是：磨盘上对称设置两台皮带式除铁器，在研磨过程中把金属铁除去，有除杂和保护磨盘、磨辊不受损坏的作用。

6.根据权利要求1所述的用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺，其特征是：静态选粉机采用半蜗壳式设计，倾斜50－60°下料，下料处设置数级打散板，三级风量调节，可实现喂料处风速的调节、打散过程中风速的调节、出料口清洗风速的调节；另外出风处设置内筒及导流板；静态选粉机下料处设置管道分选器，利用流动性的差异，实现骨料分离。

7.根据权利要求1所述的用于废弃混凝土骨料和胶凝材料回收的工艺，其特征是：水洗时，经过分级筛进行分级的骨料进入振动式水洗机进行水洗，通过水洗来去除再生骨料中水溶性盐类，水洗后废水进入沉降池沉降后重复利用，池底沉降物经压滤机压滤后掩埋处理。