CN109622146A - 一种将废弃混凝土分离制砂、石和硅铝酸盐料的设备 - Google Patents

Abstract

一种将废弃混凝土分离制砂、石和硅铝酸盐料的设备，包括崩解修料装置、分离装置和支架，崩解修料装置的出料口与所述分离装置的进料口相连通，崩解修料装置和分离装置固定在支架上。本发明工艺过程及装备简单、占地少、投资少而崩解分离有效高效，利于废弃混凝土的资源化利用推广；利于保护社会生态环境及自然环境，并利于增加就业机会；可有效实现废弃混凝土中三大原始组成材料（砂、石、胶结料）的有效资源化循环利用，可大幅减少经济建设所需水泥生产对有限的自然资源石灰石、粘土、页岩等的消耗。

Description

一种将废弃混凝土分离制砂、石和硅铝酸盐料的设备

技术领域

本发明涉及环保装备技术领域，具体涉及一种将废弃混凝土分离制砂、石和硅铝酸盐料的设备。

背景技术

众所周知，无机建筑材料尤其是普及应用的混凝土、砂浆、水泥砖，其基本的生产材料组份为水泥胶凝材料、砂料和/或石料固化在一起的复合建筑材料。我国基建规模巨大，遍布全国的庞大工程量建设，需要大量的砂、石和水泥原料，庞大基建规模所需的巨大需求量的砂、石原料的开采供应对环境持续造成不可逆转的影响；同时，工程建设所需要的大量水泥的生产持续的高能耗高污染，消耗着巨量的不可再生的粘土类硅铝酸盐矿物和钙质矿物（如石灰石）资源。而当前基于环境保护的要求，对工程砂石原料包括工程用砂的限釆，加之优质砂石资源的逐渐枯竭，使得优质工程用砂石料尤其是工程用优质砂料供应紧张而价格昂贵，因技术与成本原因，高含泥量砂石（尤其是当前砼用砂的含泥量普遍的高达5%～22%）及高含氯盐砂石（海砂含氯盐一般达0.1%～1.5%，清洗的海砂含氯盐仍高达0.05%～0.15%）被广泛采用，现已严重影响到混凝土工程质量尤其是工程的耐久性。客观上，当前一般工程用砂普遍性采用价格较低的含泥量高达10%以上的砂料或含氯盐的海砂，砂石料中的泥质成分转移进入硅酸盐水泥胶凝矿物成分中破坏硅酸钙凝胶等的胶凝性能并大幅增加其化学干缩和物理干缩，砂石料中的盐分迁移转入硅酸盐水泥胶结成分中与其中的铝酸钙/铁酸钙矿物和铁铝酸钙矿物反应产生膨胀性结构破坏并加剧钢筋的锈蚀，致使许多的百年大计“优质工程”级道路和楼房大量的成为豆腐渣工程，甚至大量的建筑工程未投入正常使用即进入工程维修阶段。

而且，当前我国建筑垃圾产生量巨大，仅废弃混凝土日平均产生量就已逾百万吨，且以每年约8％的速度增长，预计2025年将逾7亿吨。这些分散的废弃混凝土如果不能得到有效的循环再利用，不仅造成资源的巨大浪费，也对生态环境造成巨大破坏，加剧了高污染高能耗的建材行业的生产负荷。

当前，国内外废弃混凝土的资源化利用技术的相关研究和应用主要集中在生产再生骨料上，其基本工艺为多级破碎、振动分选或滚筒筛分为砂石粗细骨料，但所有这些现有的建筑垃圾制砂石骨料技术所制得的砂石骨料仅能应用于制造7.5 MPa～15 MPa强度等级的水泥砖，既便是全部以“高标号”废弃混凝土制成的再生砂石骨料也只能用于C20级以下的低标号混凝土中，即现有的废弃混凝土制砂石骨料技术所制成的砂石骨料没办法替代普通砂石骨料，这些再生砂石骨料不能用于基建工程普及应用的中标号混凝土（C30~C50)中，更没有办法代替优质砂石骨料用于高标号混凝土中。究其原因，这是因为废弃混凝土是用水泥胶凝材料将砂石牢固的胶结在一起的材料，而现有的废弃混凝土破碎筛分制骨料技术不能有效将胶结在一起的水泥砂石颗粒分解为独立的砂粒、石粒和水泥石细屑，其所制成的再生砂石骨料实际上只是打碎的水泥胶结砂料颗粒、和水泥胶结砂石料颗粒，仍然是水泥和砂石的复合材料颗粒，复合材料颗粒表面不仅产生有大量的微细裂缝、尖锐棱角、且其再生砂石骨料的裹露表面覆裹着厚薄不一的松软结构层或低强度多孔结构层，使得废弃混凝土再生骨料的需水量大、和易性差、整体强度很差，仅能用于制普通水泥砖和低标号混凝土中。

为解决废弃混凝土所制再生砂石骨料颗粒表面结构缺陷自然存在的吸水量大且强度低的松软结构层/多孔结构层及大量微细裂缝、尖锐棱角等结构缺陷的技术问题，将破碎的水泥胶结砂石复合材料颗粒解体为独立的砂粒、石粒和水泥石细料，国内外众多科技工作者进行了大量的研究和实践。

CN200510136624.7废弃混凝土活化再生水泥技术、CN201510399575.X用旋窑厂处理废弃混凝土制活性渣粉和活性骨料的方法、CN201510399659.3一种用立窑厂处理废弃混凝土制活性渣粉和骨料的方法、CN201510399419.3用废弃混凝土和污泥制生态水泥和活性砂的方法、CN201520493211.3一种以废弃混凝土制活性渣粉和骨料的系统，提供了先采用工业窑炉对破碎的颗粒物料热处理，让将砂石胶结在一起的水泥胶凝组份脱水疏松或分解，再以球磨机研磨去掉砂石颗粒表面的水泥矿物、及松软组织等结构缺陷、然后，再分离获得再生骨料砂石，上述方法虽然可以获得优质再生砂、石骨料和活化的水泥石材料，但存在下述问题：一则需要进行热处理，消耗燃料、且燃料燃烧及石灰石骨料的分解产生大气污染和大量的碳排放；二则需以高能耗低热率的球磨机研磨，电耗高、效率较低、并产生二次污染；再则，投资较大，不适应于量广面宽的废弃混凝土所需的低投资、低成本的就地集中处理。

在环境保护要求日益提高、环境砂石和粘土资源限采、优质砂石资源日益匮乏且建筑垃圾产生量巨大的今天，废弃混凝土的高效再生分离循环利用，以替代大规模基建工程用建材砂石和水泥生产用硅铝酸盐原料，迫切需要一种全新的低投资、低能耗、低污染或无污染的可就近资源化循环利用废弃混凝土的设备，尤其是废弃混凝土中砂、石和高钙硅铝砱盐物料分离获得洁净无结构缺陷的再生砂石骨料、及高钙硅铝酸盐物料的设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种可高效经济的崩解、清除废弃混凝土颗粒物料上的松软组织、尖锐棱角和裂隙等结构缺陷，修正砂、石料，分离获得优质砂料、石料和高钙硅铝酸盐物料的设备。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种将废弃混凝土分离制砂、石和硅铝酸盐料的设备，包括崩解修料装置、分离装置和支架，所述崩解修料装置的出料口与所述分离装置的进料口相连通，所述崩解修料装置和分离装置固定在支架上。

进一步，所述崩解修料装置包括一级或多级的崩解修料机构，所述崩解修料机构包括支架、筒体、耐磨衬板、溢流篦板、1至3个耐磨叶轮甩料盘、主轴，所述的筒体壁上设有溢流孔、筒体最下部设有排料阀，筒体固定在支架上，耐磨衬板固定在筒体内壁上，溢流篦板固体在筒体侧面的溢流孔上，主轴以轴承固定于筒体的中心，1至3个耐磨叶轮甩料盘自筒体底部向上依次间隔固定在主轴上，所述一级或多级的崩解修料机构之间通过筒壁上的溢流篦板或溢流孔相连通，一级崩解修料机构的侧面或上部设有进料口、末级崩解修料机构的溢流篦板或溢流孔外设有混合料出料口，出料口与分离装置的混合料进口相连通。

进一步，所述分离装置还包括动力轴、同轴回转石料筛、砂料筛、壳体、混合料进口、排砂口、排石口、排浆口，所述动力轴、壳体固定在所述支架上，所述同轴回转石料筛和砂料筛固定在所述动力轴上并处于所述壳体内，所述进料口与所述壳体内的石料筛内侧相连，所述排砂口与所述砂料筛外侧相连、所述排石口与所述石料筛外侧相连、所述排浆口与所述壳体底部相连，所述排砂口 、排石口、排浆口分别固定在支架上或壳体的排料端。

进一步,还设有高压水系统,所述高压水系统主要包括高压水泵、高压水管、喷射头并依次相连，所述的喷射头可固定在分离装置的壳体内侧并处于砂料筛外，也可固定在崩解修料装置的筒体上，所述筒体和/或壳体上设有一组或多组喷射头，用于喷射崩解物料及清洗物料；

进一步，所述崩解修料装置设有检修排料机构，检修排料机构的进口与筒体下部排料阀的排料接口相连接。

进一步，还包括物料循环机构，所述物料循环机构的进口分别与所述分离装置的排砂口、排石口相连接，所述物料循环机构的出料口与崩解修料装置的进料口相连通。

进一步，所述崩解修料装置、分离装置还设有动力机构，所述动力机构固定在支架上与主轴/动力轴连接。

进一步，所述的将废弃混凝土分离制砂、石和硅铝酸盐料的设备，所述废弃混凝土为已破碎至粒径50mm以下的无机材料类建筑垃圾，设备以废弃混凝土颗粒物料的剧烈磨削和/或撞击磨削，崩解、清除废弃混凝土颗粒物料上的松软组织、尖锐棱角细屑和裂隙缺陷，分离获得洁净无结构缺陷的优质砂料、石料、和高钙硅铝酸盐细屑料，并实现清洁生产，获得的优质砂料、石料可循环用于建筑工程，高钙硅铝酸盐细屑料可用作水泥熟料生产用原料、或生产水泥/混凝土掺合料的原料。

本发明的有益效果：

（1）本发明利用低投资且更低能耗的机械离心力和/或高压水流动能的崩解修料装置，强制废弃混凝土颗粒之间、及废弃混凝土颗粒与耐磨器壁和/或篦板/筛网之间产生剧烈磨削和/或撞击磨削，崩解为砂粒、石粒和以水泥胶凝矿物为主的细屑，清除废弃混凝土颗粒物料上的松软组织、尖锐棱角及裂隙缺陷，分离获得优质砂细骨料、石粗骨料和高钙硅铝酸盐细屑料（以含硅酸盐水泥水合矿物和原砂石的粉料及泥土的混合物细屑）三大原料组份，工艺过程及装备简单、占地少、投资少而崩解分离有效高效，利于废弃混凝土的资源化利用推广。

（2）可就近因地制宜地有效利用大量弃置的废弃混凝土（以及废弃砂浆、废水泥砖）等，利于保护社会生态环境及自然环境，并利于增加就业机会。

（3）可有效实现废弃混凝土中三大原始组成材料（砂、石、胶结料）的有效资源化循环利用，有效地将废弃混凝土、砂浆、废水泥砖重新崩解理分离为新的砂细骨料、石粗骨料、及细屑（水泥/砼生产用硅铝酸盐原料）三大组份，可大幅减少经济建设所需水泥生产对有限的自然资源石灰石、粘土、页岩等的消耗，解决水泥企业掺合材来源的短缺问题。

附图说明

图1 为本发明实施例1的结构示意图；

图2 为本发明实施例2的结构示意图；

图3 为本发明实施例3的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1

参照图1，本实施例包括崩解修料装置1、分离装置2、检修排料机构3、高压水系统5和支架6，所述的崩解修料装置1的出料口110与分离装置2的混合料进口25相连通，所述检修排料机构3固定在崩解修料装置1上，高压水系统5和分别和崩解修料装置1、分离装置2相连接，所述的崩解修料装置1、分离装置2固定在支架3上。

其中所述的崩解修料装置1为一级离心撞击磨削崩解修料机构，一级离心撞击磨削崩解修料机构主要包括支架11、筒体12、耐磨衬板13、溢流篦板14、2个耐磨叶轮甩料盘15、主轴16、溢流孔17、卸料口18、进料口19、排料口110，筒体12固定在支架11上，耐磨衬板13固定在筒体12内壁上，所述的筒体12壁上设有溢流孔17，溢流篦板14固体在溢流孔17处，筒体12最下部设有排料阀18，筒体12上部设有进料口19，主轴16以轴承固定于筒体12的中心，2个耐磨叶轮甩料盘15自筒体12底部向上依次间隔固定在主轴16上，所述排料口110设置在溢流篦板14处，所述的分离装置2主要包括动力轴21、同轴回转石料筛22和砂料筛23、壳体24、混合料进口25、排石口26、排砂口27、排浆口28、所述的动力轴21通过轴承固定在壳体24上，壳体24固定在支架6上，回转石料筛22和砂料筛23固定在动力轴21上，并随着整体回转转动并筛分物料，混合料进口25与壳体24内的石料筛22内侧相连，排砂口27与砂料筛23外侧相连、排石口26与石料筛22外侧相连、排浆口28与壳体24底部相连，排砂口27、排石口26、排浆口28分别固定在壳体24的排料端。所述的检修排料机构3采用手动刀阀，固定在卸料口18处，用于检修时清理物料；所述的高压水系统5包含高压水泵51、喷射头52、高压水管53，其中高压水泵用于泵送高压水流，所述的高压水管53连接喷射头52和高压水泵51，喷射头52分别固定在筒体12上部和壳体24的上部，对物料进行清洗和喷射。

工作原理：已经破碎至粒径50mm以下的废弃混凝土颗粒料，经过进料口19进入筒体12内，其中主轴16在动力机构作用下驱动耐磨叶轮甩料盘15转动对废弃混凝土颗粒料进行离心抛掷，废弃混凝土颗粒经过剧烈自我撞击磨削和耐磨衬板13撞击磨削，清除、崩解废弃混凝土颗粒物料上的松软组织、尖锐棱角细屑和裂隙缺陷；已崩解的小型物料颗粒通过溢流篦板14排出崩解修料装置1，并进入到分离装置2中；其中分离装置2的动力轴21在动力作用下，驱动石料筛22和砂料筛23转动，实现对物料的筛选分离；石料等大块物料从排石口26排出，砂石物料从排砂口27排出，浆料从排浆口28排出。在需要设备维修时，通过所述的检修排料机构3排除筒体12中的物料。

实施例2

参照图2，本实施例采用干式一级崩解修料机构形式，主要包括崩解修料装置1、分离装置2、检修排料机构3、动力机构4、物料循环系统7和支架6，所述的崩解修料装置1的出料口110与分离装置2的进料口25相连通，所述检修排料机构3固定在崩解修料装置1上，物料循环系统7的进口和出口分别和分离装置2的排石口26、崩解修料装置1的进料口19相连接；所述的崩解修料装置1、分离装置2、物料循环系统7固定在支架3上。

其中所述的崩解修料装置1主要包括一级离心撞击磨削崩解修料机构，主要包括支架11、筒体12、耐磨衬板13、溢流篦板14、1个耐磨叶轮甩料盘15、主轴16、溢流孔17、卸料口18、进料口19、排料口110、收尘口111，筒体12固定在支架11上，耐磨衬板13固定在筒体12内壁上，所述的筒体12壁上设有溢流孔17，溢流篦板14固体在溢流孔17处，筒体12最下部设有排料阀18，筒体12上部设有进料口19，主轴16以轴承固定于筒体12的中心，耐磨叶轮甩料盘15自筒体12底部向上依次间隔固定在主轴16上，所述排料口110设置在溢流篦板14处，所述的收尘口111设置在筒体12的顶部；所述的分离装置2采用振动电机形式，主电机21A、石料筛22、砂料筛23、壳体24、混合料进口25、排石口26、排砂口27、细屑口28、粉尘抽吸口210；所述的动力轴21固定在壳体24上，壳体24通过弹簧式结构固定在支架6上，石料筛22、砂料筛23固定在壳体24上，在振动电机作用下，筛分物料，其中混合料进口25设置在壳体24上部，并和崩解修料装置1的排料口110相连通，所述的石料筛22、砂料筛23倾斜布置，并和排石口26、排砂口27相连接，所述的细屑口28与壳体24底部相连；物料在壳体24的排料端排出，粉尘抽吸口210设置在壳体上侧，通过风机和收尘器经过粉尘抽吸口111、粉尘抽吸口210抽吸括崩解修料装置1、分离装置2生产过程中产生的粉尘。所述的检修排料机构3采用手动刀阀，固定在卸料口18处，用于检修时清理物料；所述的动力机构4包含皮带轮42、传动皮带43，通过皮带传动驱动主轴16转动；所述的物料循环机构7主要包含立式提升机71、和皮带输送机72，其中立式提升机71的进料口和出料口分别和排料口110、皮带输送机72的进料端相连接，皮带输送机72的出料口和进料口19相连接，实现物料的循环崩解修料处理。

实施例3

参照图3，本实施例采用三级湿式崩解修料机构，包括崩解修料机构1、崩解修料机构1ⅠA、崩解修料机构Ⅱ1B、分离装置2、检修排料机构3、动力机构4、高压水系统5、支架6。

所述的崩解修料机构1、崩解修料机构1ⅠA、崩解修料机构Ⅱ1B组成崩解修料装置；所述的崩解修料机构1主要包括支架11、筒体12、耐磨衬板13、溢流篦板14、1个耐磨叶轮15甩料盘、主轴16、溢流孔17、卸料口18、进料口19、排料口110，筒体12固定在支架11上，耐磨衬板13固定在筒体12内壁上，所述的筒体12壁上设有溢流孔17，溢流篦板14固体在溢流孔17处，筒体12最下部设有排料阀18，筒体12上部设有进料口19，主轴16以轴承固定于筒体12的中心，2个耐磨叶轮甩料盘15自筒体12底部向上依次间隔固定在主轴16上，所述排料口110设置在溢流篦板14处，所述的崩解修料机构1ⅠA、崩解修料机构Ⅱ1B采用类似崩解修料机构1的结构。所述的分离装置2主要包括动力轴21、同轴回转石料筛22和砂料筛23、壳体24、混合料进口25、排石口26、排砂口27、排浆口28、所述的动力轴21通过轴承固定在壳体24上，壳体24固定在支架6上，回转石料筛22和砂料筛23固定在动力轴21上，并随着整体回转转动并筛分物料，混合料进口25与壳体24内的石料筛22内侧相连，排砂口27与砂料筛23外侧相连、排石口26与石料筛22外侧相连、排浆口28与壳体24底部相连，排砂口27、排石口26、排浆口28分别固定在壳体24的排料端。所述的检修排料机构3采用手动刀阀，分别固定在崩解修料机构1、崩解修料机构1ⅠA、崩解修料机构Ⅱ1B的卸料口18、卸料口1A8、卸料口1B8处，用于检修时清理物料。所述的动力机构4采用皮带传动来驱动崩解修料机构1、崩解修料机构1ⅠA、崩解修料机构Ⅱ1B、分离装置2转动，主要包含传动皮带41、皮带轮42；所述高压水系统5固定在筒体12、筒体1A2、筒体1B2和壳体24上，主要包含高压水管53和喷射头52，其中喷射头52设置在筒体和壳体24上，对物料进行高压清洗和喷射。

本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种将废弃混凝土分离制砂、石和硅铝酸盐料的设备，其特征在于，包括崩解修料装置、分离装置和支架，所述崩解修料装置的出料口与所述分离装置的进料口相连通，所述崩解修料装置和分离装置固定在所述支架上。

2.根据权利要求1所述的将废弃混凝土分离制砂、石和硅铝酸盐料的设备，其特征在于，所述崩解修料装置包括一级或多级的崩解修料机构，所述崩解修料机构包括支架、筒体、耐磨衬板、溢流篦板、1至3个耐磨叶轮甩料盘、主轴，所述的筒体壁上设有溢流孔、筒体最下部设有排料阀，所述筒体固定在支架上，所述耐磨衬板固定在筒体内壁上，所述溢流篦板固体在筒体侧面的溢流孔上，所述主轴以轴承固定于筒体的中心，所述耐磨叶轮甩料盘自筒体底部向上依次间隔固定在主轴上，所述一级或多级的崩解修料机构之间通过筒壁上的溢流篦板或溢流孔相连通，一级崩解修料机构的侧面或上部设有进料口、末级崩解修料机构的溢流篦板或溢流孔外设有混合料出料口，出料口与分离装置的混合料进口相连通。

3.根据权利要求1或2所述的将废弃混凝土分离制砂、石和硅铝酸盐料的设备，其特征在于，所述分离装置还包括动力轴、同轴回转石料筛、砂料筛、壳体、混合料进口、排砂口、排石口、排浆口，所述动力轴、壳体固定在所述支架上，所述同轴回转石料筛和砂料筛固定在所述动力轴上并处于所述壳体内，所述进料口与所述壳体内的石料筛内侧相连，所述排砂口与所述砂料筛外侧相连、所述排石口与所述石料筛外侧相连、所述排浆口与所述壳体底部相连，所述排砂口、排石口、排浆口均固定在支架上或壳体的排料端。

4.根据权利要求3所述的将废弃混凝土分离制砂、石和硅铝酸盐料的设备，其特征在于，还包括物料循环机构，所述物料循环机构的进口分别与所述分离装置的排砂口、排石口相连接，所述物料循环机构的出料口与崩解修料装置的进料口相连通。

5.根据权利要求2所述的将废弃混凝土分离制砂、石和硅铝酸盐料的设备，其特征在于，还设有高压水系统,所述高压水系统主要包括高压水泵、高压水管、喷射头并依次相连，所述喷射头可固定在分离装置的壳体内侧并处于砂料筛外，也可固定在崩解修料装置的筒体上，所述筒体和/或壳体上设有一组或多组喷射头，用于喷射崩解物料及清洗物料。

6.根据权利要求2所述的将废弃混凝土分离制砂、石和硅铝酸盐料的设备，其特征在于，所述崩解修料装置设有检修排料机构，所述检修排料机构的进口与所述筒体下部排料阀的排料接口相连接。

7.根据权利要求1或2所述的将废弃混凝土分离制砂、石和硅铝酸盐料的设备，其特征在于，所述崩解修料装置和分离装置还设置有动力机构，所述动力机构固定在所述支架上与主轴/动力轴连接。