CN110862241A - 适用于搅拌站处置废渣的工艺和设备 - Google Patents

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CN110862241A CN201911206419.1A CN201911206419A CN110862241A CN 110862241 A CN110862241 A CN 110862241A CN 201911206419 A CN201911206419 A CN 201911206419A CN 110862241 A CN110862241 A CN 110862241A
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    • C04B22/0046Waste slurries or solutions used as gauging water

Abstract

本发明公开了一种适用于搅拌站处置废渣的工艺和设备;将塑性废渣经砂石分离机分离为骨料和废浆,所得骨料与普通骨料混合使用,所得废浆与活性废渣、潜在活性废渣或惰性废渣按固含量分别为0‑0.75:1、0‑0.5:1和0‑0.25:1加入混料机得混合浆料,按混合浆料固含量的0.5%‑1%、0.01%‑0.3%、0.05%‑0.6%加入分散剂、稳定剂和疏管剂,然后泵入立式行星磨机研磨得纳微结构功能集成材料。本发明在生产过程中实行随弃随用的原则,在保证新产品质量的情况下,采取技术措施对废渣进行充分的循环利用,实现搅拌站废弃物零排放,并且将搅拌站从固体废弃物排放者转变为消纳者,促进行业向可持续发展转型升级。

Description

适用于搅拌站处置废渣的工艺和设备
技术领域
本发明涉及建筑材料回收工艺技术领域,具体涉及一种适用于搅拌站处置废渣的工艺和设备。
背景技术
2017年我国预拌混凝土总产量为22.98亿m3,而每生产1m3混凝土,搅拌站平均会产生塑性废渣0.04吨,初步估算全国每年处理搅拌站废渣的量将超过9000万吨。由于长期缺乏科学的管理体系和配套的处理、处置技术,废渣的处理对于搅拌站来说则是一个传统难题,目前的一般做法是运送到环卫部门指定地点进行堆放或掩埋,占用大量的场地,而且对这些数量巨大的废渣进行管理、运输和安置也将花费巨大的人力、物力和财力。最理想的办法就是尽量在生产过程中实行随弃随用的原则,在保证新产品质量的情况下,采取技术措施对废渣进行充分的循环利用,有效处理搅拌站废渣。
CN103406345A公布了一种混凝土搅拌站废水废渣综合利用工艺,彻底实现了污水的零排放,但该方法仅仅回收利用了混凝土搅拌站废水中的沉清液,对于废水中沉淀得到的固相成分未能进行有效回收利用;CN106807724A公布了一种搅拌站废渣处理工艺及设备,将压滤机过滤后的废渣通过自然晾晒,含水量降低到5%以下时,运送到水泥生产线,无法真正意义上实现搅拌站零排放;CN105776994B公布了一种采用混凝土搅拌站废浆制备的自密实混凝土,所述的混凝土搅拌站废浆为混凝土搅拌站废水经沉淀而成,其含水率为45%-50%,产生时间在24小时以内,不能处理废弃骨料,且使用条件严苛,不符合搅拌站生产规律,同时该发明的自密实混凝土属于新型混凝土范畴,工程需求量少,市场普及度较低。CN102887676A公布一种采用高浓度混凝土废浆水配制的C30混凝土,通过增加增强剂,将浆水浓度为10%-15%的废浆水用于混凝土,但当废水浓度较大时,较难回收固相成分。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供了一种适用于搅拌站处置废渣的工艺和设备,实现搅拌站废弃物零排放,并将搅拌站从固体废弃物排放者转变为消纳者,促进行业转型升级可持续发展。
为实现上述目的,本发明所设计一种适用于搅拌站处置废渣的工艺,包括以下步骤:
1)搅拌站生产中产生的塑性废渣经砂石分离机分离为再生骨料和废浆;然后将再生骨料与普通骨料混合使用,同时将分离的废浆储存在沉淀池;其中,所述塑性废渣为未凝结硬化混凝土;
2)使用水力旋流器将废浆分离为废浆渣和废浆水;废浆渣由水力旋流器底端沉沙口排入混料机,废浆水经旋流器溢流管排出;
3)活性废渣、潜在活性废渣和惰性废渣经皮带传输设备送入混料机中,活性废渣、潜在活性废渣、惰性废渣和废浆混合得到混合浆料;其中,废浆与活性废渣、潜在活性废渣和惰性废渣重量比分别为:1:0-0.75、1:0-0.5和1:0-0.25;
4)按混合浆料中固含量的0.5%-1%、0.01%-0.3%、0.05%-0.6%向混合浆料中加入分散剂、稳定剂和疏管剂,搅拌均匀后泵入立式行星磨机研磨得纳微结构功能集成材料。
进一步地,所述步骤1)中,所述塑性废渣选自报废混凝土、混凝土试验产生废料、原材料试验产生废料、设备附着混凝土、漏洒混凝土和漏洒原材料;所述砂石分离机出口处有筛网,筛网孔径≤2.5mm。
再进一步地,所述步骤1)中,再生骨料为再生细骨料和再生粗骨料,
当再生细骨料粒度≥0.15mm且<4.75mm时,其与普通细骨料混合,再生细骨料质量占比不高于20%;
当再生粗骨料粒度为4.75mm-20mm时,其与普通粗骨料混合,再生粗骨料质量占比不宜高于30%。
再进一步地,所述步骤2)中,废浆水与自来水混合用于拌和混凝土,且废浆水质量占比不高于30%。
再进一步地,所述步骤3)中,所述活性废渣、潜在活性废渣或惰性废渣最大公称粒径≤2mm,活性废渣、潜在活性废渣或惰性废渣在矿物中比重为0.6~3.8,活性废渣28d活性指数≥90%,潜在活性废渣28d活性指数≥70%。
再进一步地,所述步骤3)中,所述混合浆料中固含量为33%-70%。
再进一步地,所述分散剂为聚丙烯酸钠或硬质酸钠,所述稳定剂为羧甲基纤维素、甲基纤维素或木质素磺酸盐;所述疏管剂为六偏磷酸钠或三聚磷酸钠。
再进一步地,所述纳微结构功能集成材料D50≤2um。
上述适用于搅拌站处置废渣的设备,它包括砂石分离机,所述砂石分离机一侧下方设置有沉淀池;所述沉淀池内设置有搅拌器2.1,所述沉淀池通过管线与水力旋流器连接,所述水力旋流器通过管线与混料机连通;所述混料机下方连接有立式行星磨机。
作为优选方案,所述沉淀池配备均化和固含监测系统;
所述水力旋流器的分级效率≥87.1%,底流浓度为18.9%-40%;
所述混料机为双螺旋锥形混料机,混料时间为30s-90s;
所述立式行星磨由固定的立式磨桶和与其配套的转子组成,主轴转速≤300r/min。
本发明的原理:
本发明中通过形成两股非对称沿筒壁由下向上的螺旋物料流,一部分物料错位提升,另一部分物料被抛出螺柱,在不破坏颗粒物料的前提下,产生对流、剪切、扩散作用将比重悬殊(0.6-3.8)和粒度不同的颗粒以较短时间混合均匀;均匀的混合浆料中各颗粒都被相邻颗粒所限制,在外界压力下形成内部应力集中,粉碎压力可以高达100-300MPa,且由于立式行星磨结构的特殊性,粉碎力都是作用在物料上,这使得物料颗粒被粉碎粒度减小的同时内部形成了大量的微裂纹,超高水胶比下完全水化的细微凝胶和结晶体再次被破碎具备纳米晶核诱导能力和碱性激发能力,与破碎的活性废渣、潜在活性废渣和非活性废渣组成纳微结构功能集成材料,在分散剂的包裹排斥效应和稳定剂的增稠作用下,形成稳定的紧密堆积。
本发明的有益效果:
本发明所述工艺可处理搅拌站生产全周期中产生的废弃混凝土,处置过程中回收了骨料和低固含的废水,并将搅拌站难以利用的高固含废浆和其他废渣根据生产需求形成级配合理的纳微结构功能集成材料,替代其他胶材用量的同时性能也得到提升;采用本发明所述设备解决了粉磨时一贯噪音大、粉尘多的问题,而且能耗、维护成本较低。
本发明实现搅拌站废弃物零排放,并将搅拌站从固体废弃物排放者转变为消纳者,促进混凝土行业向绿色可持续发展转型升级。
附图说明
图1是本发明中适用于搅拌站处置废渣的设备的示意图;
图中,砂石分离机1、沉淀池2、水力旋流器3、混料机4、立式行星磨机5、搅拌楼6。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述,以便本领域技术人员理解。
实施例1
如图1所示的适用于搅拌站处置废渣的设备,它包括砂石分离机1,所述砂石分离机1一侧下方设置有沉淀池2;所述沉淀池2内设置有搅拌器2.1,所述沉淀池2通过管线与水力旋流器3连接,所述水力旋流器3通过管线分别与混料机4和搅拌楼6连通;所述混料机4下方连接有立式行星磨机5,所述立式行星磨机5通过管线与搅拌楼6连通,其中
沉淀池2配备均化和固含监测系统;水力旋流器3的分级效率≥87.1%,底流浓度为18.9%;混料机4为双螺旋锥形混料机,混料时间为30ss;立式行星磨5由固定的立式磨桶和与其配套的转子组成,主轴转速为220r/min。
利用上述装置处置废渣的工艺,包括以下步骤:
1)搅拌站生产中产生的塑性废渣经砂石分离机分离为再生骨料和废浆,再生骨料与普通骨料混合使用,分离的废浆储存在沉淀池;其中,再生骨料为再生细骨料和再生粗骨料,
当再生细骨料粒度≥0.15mm且<4.75mm时,其与普通细骨料混合,再生细骨料质量占比不高于20%;
当再生粗骨料粒度为4.75mm-20mm时,其与普通粗骨料混合,再生粗骨料质量占比不宜高于30%;
2)使用水力旋流器将废浆分离为废浆渣和废浆水;废浆渣由水力旋流器底端沉沙口排入混料机,废浆水经旋流器溢流管排出;其中,所述废浆水与自来水混合用于拌和混凝土,且废浆水质量占比不高于30%;
3)活性废渣、潜在活性废渣和惰性废渣经皮带传输设备送入混料机中,活性废渣、潜在活性废渣、惰性废渣和废浆混合得到固含量为33%的混合浆料;其中,废浆与活性废渣、潜在活性废渣和惰性废渣重量比分别为:1:0.75、1:0和1:0;所述活性废渣、潜在活性废渣或惰性废渣最大公称粒径≤2mm,比重为0.6~3.8,活性废渣28d活性指数≥90%,潜在活性废渣28d活性指数≥70%;
4)按混合浆料固含量的0.5%、0.3%、0.6%加入聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素和六偏磷酸钠,搅拌均匀后泵入立式行星磨机研磨得D50为1.5um的纳微结构功能集成材料。
实施例2
本实施例的设备与实施例1的完全相同,不同之处在于:
混料机4为双螺旋锥形混料机,混料时间为90s;
水力旋流器3分级效率为93.2%,底流浓度为40%;
立式行星磨5由固定的立式磨桶和与其配套的转子组成,主轴转速为300r/min。
利用上述装置处置废渣的工艺,包括以下步骤:
1)搅拌站生产中产生的塑性废渣经砂石分离机分离为再生骨料和废浆。再生骨料与普通骨料混合使用,分离的废浆储存在沉淀池;其中,再生骨料为再生细骨料和再生粗骨料,当再生细骨料粒度≥0.15mm且<4.75mm时,其与普通细骨料混合,再生细骨料质量占比不高于20%;
当再生粗骨料粒度为4.75mm-20mm时,其与普通粗骨料混合,再生粗骨料质量占比不宜高于30%;
2)使用水力旋流器将废浆分离为废浆渣和废浆水;废浆渣由水力旋流器底端沉沙口排入混料机,废浆水经旋流器溢流管排出;其中,废浆水与自来水混合用于拌和混凝土,且废浆水质量占比不高于30%
3)活性废渣、潜在活性废渣和惰性废渣经皮带传输设备送入混料机中,活性废渣、潜在活性废渣、惰性废渣和废浆混合得到固含量为70%的混合浆料;其中,废浆与活性废渣、潜在活性废渣和惰性废渣重量比分别为:1:0、1:0.5和1:0.25;且活性废渣、潜在活性废渣或惰性废渣最大公称粒径≤2mm,比重为0.6~3.8,活性废渣28d活性指数≥90%,潜在活性废渣28d活性指数≥70%。
4)按混合浆料固含量的1%、0.01%、0.05%加入聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素和六偏磷酸钠,搅拌均匀后泵入立式行星磨机研磨得到D50为0.9um的纳微结构功能集成材料。
实施例3
本实施例的设备与实施例1的完全相同,不同之处在于:
混料机4为双螺旋锥形混料机,混料时间为50s;
水力旋流器3分级效率为89.4%,底流浓度为28.6%;
立式行星磨5由固定的立式磨桶和与其配套的转子组成,主轴转速为300r/min。
利用上述装置处置废渣的工艺,包括以下步骤:
1)搅拌站生产中产生的塑性废渣经砂石分离机分离为再生骨料和废浆;再生骨料与普通骨料混合使用,分离的废浆储存在沉淀池;其中,再生骨料为再生细骨料和再生粗骨料,当再生细骨料粒度≥0.15mm且<4.75mm时,其与普通细骨料混合,再生细骨料质量占比不高于20%;
当再生粗骨料粒度为4.75mm-20mm时,其与普通粗骨料混合,再生粗骨料质量占比不宜高于30%;
2)使用水力旋流器将废浆分离为废浆渣和废浆水;废浆渣由水力旋流器底端沉沙口排入混料机,废浆水经旋流器溢流管排出;其中,废浆水与自来水混合用于拌和混凝土,且废浆水质量占比不高于30%;
3)活性废渣、潜在活性废渣和惰性废渣经皮带传输设备送入混料机中,活性废渣、潜在活性废渣、惰性废渣和废浆混合得到固含量为50%的混合浆料;其中,废浆与活性废渣、潜在活性废渣和惰性废渣重量比分别为:1:0.35、1:0.25和1:0.15;且活性废渣、潜在活性废渣或惰性废渣最大公称粒径≤2mm,比重为0.6~3.8,活性废渣28d活性指数≥90%,潜在活性废渣28d活性指数≥70%;
4)按混合浆料固含量的0.75%、0.15%、0.3%加入硬质酸钠、甲基纤维素和三聚磷酸钠,搅拌均匀后泵入立式行星磨机研磨得到D50为1um的纳微结构功能集成材料。
实施例4
本实施例的设备与实施例1的完全相同,不同之处在于:
混料机4为双螺旋锥形混料机,混料时间为45s;
水力旋流器3分级效率为88.5%,底流浓度为26.3%;
立式行星磨4由固定的立式磨桶和与其配套的转子组成,主轴转速为300r/min。
利用上述装置处置废渣的工艺,包括以下步骤:
1)搅拌站生产中产生的塑性废渣经砂石分离机分离为再生骨料和废浆。再生骨料与普通骨料混合使用,分离的废浆储存在沉淀池;其中,再生骨料为再生细骨料和再生粗骨料,
当再生细骨料粒度≥0.15mm且<4.75mm时,其与普通细骨料混合,再生细骨料质量占比不高于20%;
当再生粗骨料粒度为4.75mm-20mm时,其与普通粗骨料混合,再生粗骨料质量占比不宜高于30%;
2)使用水力旋流器将废浆分离为废浆渣和废浆水;废浆渣由水力旋流器底端沉沙口排入混料机,废浆水经旋流器溢流管排出;其中,废浆水与自来水混合用于拌和混凝土,且废浆水质量占比不高于30%;
3)活性废渣、潜在活性废渣和惰性废渣经皮带传输设备送入混料机中,活性废渣、潜在活性废渣、惰性废渣和废浆混合得到固含量为46%的混合浆料;其中,废浆与活性废渣、潜在活性废渣和惰性废渣重量比分别为:1:0.5、1:0.1和1:0.15;且活性废渣、潜在活性废渣或惰性废渣最大公称粒径≤2mm,比重为0.6~3.8,活性废渣28d活性指数≥90%,潜在活性废渣28d活性指数≥70%;
4)按混合浆料固含量的0.68%、0.2%、0.45%加入硬质酸钠、木质素磺酸盐和六偏磷酸钠,搅拌均匀后泵入立式行星磨机研磨得到D50为1.4um的纳微结构功能集成材料。
实施例5
本实施例的设备与实施例1的完全相同,不同之处在于:
混料机4为双螺旋锥形混料机,混料时间为50s;
水力旋流器3分级效率为87.8%,底流浓度为25.1%;
立式行星磨5由固定的立式磨桶和与其配套的转子组成,主轴转速为300r/min。
利用上述装置处置废渣的工艺,包括以下步骤:
1)搅拌站生产中产生的塑性废渣经砂石分离机1分离为再生骨料和废浆。再生骨料与普通骨料混合使用,分离的废浆储存在沉淀池;其中,再生骨料为再生细骨料和再生粗骨料,当再生细骨料粒度≥0.15mm且<4.75mm时,其与普通细骨料混合,再生细骨料质量占比不高于20%;
当再生粗骨料粒度为4.75mm-20mm时,其与普通粗骨料混合,再生粗骨料质量占比不宜高于30%;
2)使用水力旋流器将废浆分离为废浆渣和废浆水;废浆渣由水力旋流器底端沉沙口排入混料机,废浆水经旋流器溢流管排出;其中,所述废浆水与自来水混合用于拌和混凝土,且废浆水质量占比不高于30%;3)活性废渣、潜在活性废渣和惰性废渣经皮带传输设备送入混料机中,活性废渣、潜在活性废渣、惰性废渣和废浆混合得到固含量为44%的混合浆料;其中,废浆与活性废渣、潜在活性废渣和惰性废渣重量比分别为:1:0.25、1:0.25和1:0.25;且所述活性废渣、潜在活性废渣或惰性废渣最大公称粒径≤2mm,比重为0.6~3.8,活性废渣28d活性指数≥90%,潜在活性废渣28d活性指数≥70%。
4)按混合浆料固含量的0.8%、0.1%、0.4%加入聚丙烯酸钠、甲基纤维素和六偏磷酸钠,搅拌均匀后泵入立式行星磨机研磨得到D50为0.6um的纳微结构功能集成材料。
对比例1发明专利CN102887676A制备普通C30混凝土具体配比如下:按重量组分计算,包括水泥226kg,粉煤灰82kg,矿粉103kg,河砂820kg,碎石940kg,减水剂3.8kg和废浆水(固含<15%)176kg。由实施例1-5制备普通C30混凝土具体配比如下:按重量组分计算,包括水泥226kg,纳微结构功能集成材料185kg,分离细骨料164kg,河砂656kg,分离粗骨料282kg,碎石658kg,减水剂3.8kg和废浆水52.8,自来水123.2kg。与对比例6性能对照见下表。
其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述,但它仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例,人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例,这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于搅拌站处置废渣的工艺,其特征在于:包括以下步骤:
1)搅拌站生产中产生的塑性废渣经砂石分离机分离为再生骨料和废浆;然后将再生骨料与普通骨料混合使用,同时将分离的废浆储存在沉淀池;其中,所述塑性废渣为未凝结硬化混凝土;
2)使用水力旋流器将废浆分离为废浆渣和废浆水;废浆渣由水力旋流器底端沉沙口排入混料机,废浆水经旋流器溢流管排出;
3)活性废渣、潜在活性废渣和惰性废渣经皮带传输设备送入混料机中,活性废渣、潜在活性废渣、惰性废渣和废浆混合得到混合浆料;其中,废浆与活性废渣、潜在活性废渣和惰性废渣重量比分别为:1:0-0.75、1:0-0.5和1:0-0.25;
4)按混合浆料中固含量的0.5%-1%、0.01%-0.3%、0.05%-0.6%向混合浆料中加入分散剂、稳定剂和疏管剂,搅拌均匀后泵入立式行星磨机研磨得纳微结构功能集成材料。
2.根据权利要求1所述适用于搅拌站处置废渣的工艺,其特征在于:所述步骤1)中,所述塑性废渣选自报废混凝土、混凝土试验产生废料、原材料试验产生废料、设备附着混凝土、漏洒混凝土和漏洒原材料;所述砂石分离机出口处有筛网,筛网孔径≤2.5mm。
3.根据权利要求1所述一种适用于搅拌站处置废渣的工艺,其特征在于:所述步骤1)中,再生骨料为再生细骨料和再生粗骨料,
当再生细骨料粒度≥0.15mm且<4.75mm时,其与普通细骨料混合,再生细骨料质量占比不高于20%;
当再生粗骨料粒度为4.75mm-20mm时,其与普通粗骨料混合,再生粗骨料质量占比不宜高于30%。
4.根据权利要求1所述适用于搅拌站处置废渣的工艺,其特征在于:所述步骤2)中,废浆水与自来水混合用于拌和混凝土,且废浆水质量占比不高于30%。
5.根据权利要求1所述适用于搅拌站处置废渣的工艺,其特征在于:所述步骤3)中,所述活性废渣、潜在活性废渣或惰性废渣最大公称粒径≤2mm,活性废渣、潜在活性废渣或惰性废渣在矿物中比重为0.6-3.8,活性废渣28d活性指数≥90%,潜在活性废渣28d活性指数≥70%。
6.根据权利要求1所述适用于搅拌站处置废渣的工艺,其特征在于:所述步骤3)中,所述混合浆料中固含量为33%-70%。
7.根据权利要求1所述适用于搅拌站处置废渣的工艺,其特征在于:所述步骤4)中,分散剂为聚丙烯酸钠或硬质酸钠,所述稳定剂为羧甲基纤维素、甲基纤维素或木质素磺酸盐;所述疏管剂为六偏磷酸钠或三聚磷酸钠。
8.根据权利要求1所述适用于搅拌站处置废渣的工艺,其特征在于:所述纳微结构功能集成材料D50≤2um。
9.一种权利要求1所述适用于搅拌站处置废渣的设备,其特征在于:它包括砂石分离机,所述砂石分离机一侧下方设置有沉淀池;所述沉淀池内设置有搅拌器,所述沉淀池通过管线与水力旋流器连接,所述水力旋流器通过管线与混料机连通;所述混料机下方连接有立式行星磨机。
10.根据权利要求9所述适用于权利要求1所述适用于搅拌站处置废渣的工艺的设备,其特征在于:所述沉淀池配备均化和固含监测系统;
所述水力旋流器的分级效率≥87.1%,底流浓度为18.9%-40%;
所述混料机为双螺旋锥形混料机,混料时间为30s-90s;
所述立式行星磨由固定的立式磨桶和与其配套的转子组成,主轴转速≤300r/min。
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