CN111533385A

CN111533385A - 一种颗粒型矿废分离方法及设备

Info

Publication number: CN111533385A
Application number: CN202010429372.1A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Xiao Xingkui
Current assignee: Xiao Xingkui
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2020-08-14

Abstract

本发明公开了一种颗粒型矿废分离方法及设备，属于矿废分离技术领域，一种颗粒型矿废分离方法及设备，通过对废液进行除杂、沉降后再进行金属离子的吸附，有效提高废液的净化效果，同时在过滤箱与吸附箱之间设置带有磁力搅拌器的磁力搅拌控制箱，磁力搅拌器在启动后能够实现过滤箱内的搅拌机构的旋转，于过滤箱内的搅拌机构有效提高一级废液与絮凝剂的混合充分性，而分布于金属吸附机构内的多个颗粒型金属吸附球在气动与液动的相互配合下进行旋转浮动，无规格游动于金属吸附机构内的颗粒型金属吸附球有效实现与二级废液进行充分混合撞击，在相对运动实现撞击的过程有效对二级废液中的金属离子进行充分吸附，提高吸附效果。

Description

一种颗粒型矿废分离方法及设备

技术领域

本发明涉及矿废分离技术领域，更具体地说，涉及一种颗粒型矿废分离方法及设备。

背景技术

煤矿在开采过程中会产生大量的矿废，矿废可分为固体废物和液体废物，其中液体废物中常见的选矿废液，其包括选矿工艺排水以及尾矿池溢流水和矿场排水。选矿工艺排水一般是与尾矿浆一起输送到尾矿池，因此业内人士对选矿废液处理也称之为尾矿水处理。选矿废液中主要有害物质是重金属离子、矿石浮选时用的各种有机和无机浮选药剂，选矿废液不能直接排出，需要进行后期的净化处理。

选矿废液中还含有各种不溶解的粗粒及细粒分散杂质，悬浮物以及重金属离子等。现有技术中，往往通过过滤沉降方法对选矿废液中的废物进行处理，去除废液中较大颗粒的悬浮物，再通过絮凝剂对一些固态废物进行沉降分离，分离出固体杂质。但是其分离时间长，效率低，只能分离65～80wt％的固体杂质，分离效果差，同时小颗粒固体杂质以及一些重金属离子无法有效分离去除。

为此，我们提出一种颗粒型矿废分离方法及设备来有效提高现有技术中对小颗粒固体杂质分离效果。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种颗粒型矿废分离方法及设备。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种颗粒型矿废分离方法及设备，具体分离方法如下：

S1、过滤除杂：利用过滤网对矿废中的较大颗粒物以及悬浮物进行过滤清除得到一级废液；

S2、絮凝沉降：向S1中过滤除杂后的一级废液中加入絮凝剂，充分搅拌静置0.5-1h,絮凝物沉底，滤出上层废液，得到二级废液；

S3、颗粒型金属吸附球的制备：制备金属吸附溶胶，将金属吸附溶胶包裹于磁力球上，获得带有磁性的颗粒型金属吸附球。

S4、金属吸附分离：将S3中所得到的颗粒型金属吸附球置于分离设备内形成金属吸附层，在分离设备内部设置磁力搅拌器，并将S2中所得到的二级废液导入分离设备内，利用颗粒型金属吸附剂对二级废液中的小颗粒固体杂质以及一些重金属离子进行吸附去除，得到三级废液；

S5、生物净化：将S4中的三级废液流经生物滤膜，对三级废液进行最终的净化。

进一步的，所述S3中的金属吸附溶胶采用吸附剂基体与硅胶混合制备，并采用溶胶-凝胶技术制得金属吸附溶胶。

进一步的，所述吸附剂基体包括但不限于沸石、海泡石、高岭土中的一种或多种，经高度粉碎过筛150-200目，获得吸附性颗粒作为吸附剂基体，沸石、海泡石、高岭土均为高度孔隙的黏土结构材料，具有很强的吸附性。

进一步的，所述吸附剂基体中加入适量的金属氧化物，所述金属氧化物采用中空氧化铝，黏土结构材料与金属氧化物的配合，金属氧化物对黏土结构材料起到柱撑性作用，可有效大强混合后材料的表面积比，进一步有效提高材料的吸附性。

进一步的，所述分离设备包括上下分布的过滤箱和吸附箱，所述过滤箱和吸附箱之间安装有磁力搅拌控制箱，所述磁力搅拌器安装于磁力搅拌控制箱内，所述磁力搅拌控制箱的顶端固定安装有密封盖，所述过滤箱的内底部安装有与磁力搅拌器位置对应的搅拌机构，在过滤箱内设置与磁力搅拌器磁性相斥的搅拌机构，当磁力搅拌器启动后，搅拌机构在磁性相斥的作用下也能进行旋转搅拌，故而对过滤箱内的废液进行有效搅拌，提高絮凝作用，所述吸附箱的内部安装有金属吸附机构，所述金属吸附机构与过滤箱之间通过导流管相连通，所述导流管上安装有抽泵，所述吸附箱的外侧通过排水管与金属吸附机构相连接，当废液在过滤箱内沉淀完成后，利用导流管将二级废液导入至吸附箱内进行金属离子的吸附。

进一步的，所述磁力搅拌器包括固定安装于磁力搅拌控制箱内底部的电机，所述电机的驱动端固定连接有连杆，所述连杆的左右两端均固定连接有第一磁铁桨。

进一步的，所述搅拌机构包括转动安装于过滤箱内底部的转动轴，所述转动轴的顶端固定连接有横向搅拌轴，所述横向搅拌轴的下端两侧均固定连接有与第一磁铁桨位置对应的第二磁铁桨，所述横向搅拌轴的上端两侧均固定连接有竖向搅拌轴，第一磁铁桨在电机的驱动下进行旋转，依据磁性物质同极相斥原理，驱动过滤箱内的第二磁铁桨进行旋转，第二磁铁桨旋转后，从而实现横向搅拌轴连同竖向搅拌轴对过滤箱内的废液进行搅拌。

进一步的，所述金属吸附机构包括固定安装于吸附箱内底部安装有吸附筒，所述吸附筒的内部从内到外依次分布有内环形网框、外环形网框，所述内环形网框、外环形网框将吸附筒的内部分隔成多个吸附空腔，多个所述颗粒型金属吸附球分布于吸附空腔内，设置多个吸附空腔，易于颗粒型金属吸附球分布的均匀性。

进一步的，所述吸附筒的中部位置固定插设有曝气管，所述曝气管的四周侧壁上均设有曝气口，且吸附箱的外端侧壁固定插设有与曝气管相连接的进气管，通过曝气管给金属吸附机构内部进行曝气处理，高速气流的冲力、液体的浮力的相互作用下，有效实现颗粒型金属吸附球悬浮起来形成湍动旋转和相互碰撞，引起气、液的密切接触，有效提高颗粒型金属吸附球的无规则的运动，表面经常受到碰撞对液体中的重金属进行吸附。

进一步的，所述过滤网嵌设安装于过滤箱的顶端部，所述竖向搅拌轴的上端部贯穿过滤网并延伸至过滤箱的内部，所述竖向搅拌轴分为上端管和下端管，所述上端管紧密嵌设安装于下端管顶端，分为上下管，可易于根据抽取液位进行调节。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过对废液进行除杂、沉降后再进行金属离子的吸附，有效提高废液的净化效果，同时在过滤箱与吸附箱之间设置带有磁力搅拌器的磁力搅拌控制箱，磁力搅拌器在启动后能够实现过滤箱内的搅拌机构的旋转，于过滤箱内的搅拌机构有效提高一级废液与絮凝剂的混合充分性，而分布于金属吸附机构内的多个颗粒型金属吸附球在气动与液动的相互配合下进行旋转浮动，无规格游动于金属吸附机构内的颗粒型金属吸附球有效实现与二级废液进行充分混合撞击，在相对运动实现撞击的过程有效对二级废液中的金属离子进行充分吸附，提高吸附效果。

（2）磁力搅拌器包括固定安装于磁力搅拌控制箱内底部的电机，电机的驱动端固定连接有连杆，连杆的左右两端均固定连接有第一磁铁桨，搅拌机构包括转动安装于过滤箱内底部的转动轴，转动轴的顶端固定连接有横向搅拌轴，横向搅拌轴的下端两侧均固定连接有与第一磁铁桨位置对应的第二磁铁桨，横向搅拌轴的上端两侧均固定连接有竖向搅拌轴，第一磁铁桨在电机的驱动下进行旋转，依据磁性物质同极相斥原理，驱动过滤箱内的第二磁铁桨进行旋转，第二磁铁桨旋转后，从而实现横向搅拌轴连同竖向搅拌轴对过滤箱内的废液进行搅拌，有效提高絮凝作用。

（3）金属吸附机构包括固定安装于吸附箱内底部安装有吸附筒，吸附筒的内部从内到外依次分布有内环形网框、外环形网框，内环形网框、外环形网框将吸附筒的内部分隔成多个吸附空腔，多个颗粒型金属吸附球分布于吸附空腔内，设置多个吸附空腔，易于颗粒型金属吸附球分布的均匀性。

（4）吸附筒的中部位置固定插设有曝气管，曝气管的四周侧壁上均设有曝气口，且吸附箱的外端侧壁固定插设有与曝气管相连接的进气管，通过曝气管给金属吸附机构内部进行曝气处理，高速气流的冲力、液体的浮力的相互作用下，有效实现颗粒型金属吸附球悬浮起来形成湍动旋转和相互碰撞，引起气、液的密切接触，有效提高颗粒型金属吸附球的无规则的运动，表面经常受到碰撞对液体中的重金属进行吸附。

附图说明

图1为本发明的分离方法流程图；

图2为本发明的分离设备立体图；

图3为本发明的磁力搅拌控制箱处的爆炸图；

图4为本发明的金属吸附机构处的立体图。

图中标号说明：

1过滤箱、2吸附箱、3磁力搅拌控制箱、301密封盖、4金属吸附机构、401吸附筒、402内环形网框、403外环形网框、5电机、6第一磁铁桨、7横向搅拌轴、8第二磁铁桨、9竖向搅拌轴、10导流管、11排水管、12转动轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种颗粒型矿废分离方法，具体分离方法如下：

其中，S3中的金属吸附溶胶采用吸附剂基体与硅胶混合制备，并采用溶胶-凝胶技术制得金属吸附溶胶，吸附剂基体包括但不限于沸石、海泡石、高岭土中的一种或多种，经高度粉碎过筛150-200目，获得吸附性颗粒作为吸附剂基体，沸石、海泡石、高岭土均为高度孔隙的黏土结构材料，具有很强的吸附性，吸附剂基体中加入适量的金属氧化物，金属氧化物采用中空氧化铝，黏土结构材料与金属氧化物的配合，金属氧化物对黏土结构材料起到柱撑性作用，可有效大强混合后材料的表面积比，进一步有效提高材料的吸附性。

请参阅图2-4，分离设备包括上下分布的过滤箱1和吸附箱2，过滤箱1和吸附箱2之间安装有磁力搅拌控制箱3，磁力搅拌器安装于磁力搅拌控制箱3内，磁力搅拌控制箱3的顶端固定安装有密封盖301，过滤箱1的内底部安装有与磁力搅拌器位置对应的搅拌机构，在过滤箱1内设置与磁力搅拌器磁性相斥的搅拌机构，当磁力搅拌器启动后，搅拌机构在磁性相斥的作用下也能进行旋转搅拌，故而对过滤箱1内的二级废液进行有效搅拌，提高絮凝作用，吸附箱2的内部安装有金属吸附机构4，金属吸附机构4与过滤箱1之间通过导流管10相连通，导流管10上安装有抽泵，吸附箱2的外侧通过排水管11与金属吸附机构4相连接，当废液在过滤箱1内沉淀完成后，利用导流管10将二级废液导入至吸附箱2内进行金属离子的吸附。

具体的，磁力搅拌器包括固定安装于磁力搅拌控制箱3内底部的电机5，电机5的驱动端固定连接有连杆，连杆的左右两端均固定连接有第一磁铁桨6，搅拌机构包括转动安装于过滤箱1内底部的转动轴12，转动轴12的顶端固定连接有横向搅拌轴7，横向搅拌轴7的下端两侧均固定连接有与第一磁铁桨6位置对应的第二磁铁桨8，第二磁铁桨8与第一磁铁桨6的磁性相反设置，横向搅拌轴7的上端两侧均固定连接有竖向搅拌轴9，第一磁铁桨6在电机5的驱动下进行旋转，依据磁性物质同极相斥原理，驱动过滤箱1内的第二磁铁桨8进行旋转，此为现有技术运用，其原理在此不做过多赘述，第二磁铁桨8旋转后，从而实现横向搅拌轴7连同竖向搅拌轴9对过滤箱1内的废液进行搅拌，有效提高废液的絮凝作用。

金属吸附机构4包括固定安装于吸附箱2内底部安装有吸附筒401，吸附筒401的内部从内到外依次分布有内环形网框402、外环形网框403，内环形网框402、外环形网框403将吸附筒401的内部分隔成多个吸附空腔，多个颗粒型金属吸附球分布于吸附空腔内，设置多个吸附空腔，易于颗粒型金属吸附球分布的均匀性，吸附筒401的中部位置固定插设有曝气管404，曝气管404的四周侧壁上均设有曝气口，且吸附箱2的外端侧壁固定插设有与曝气管404相连接的进气管，通过曝气管404给金属吸附机构4内部进行曝气处理，高速气流的冲力、液体的浮力的相互作用下，有效实现颗粒型金属吸附球悬浮起来形成湍动旋转和相互碰撞，引起气、液的密切接触，有效提高颗粒型金属吸附球的无规则的运动，表面经常受到碰撞对液体中的重金属进行吸附。

金属吸附操作后，通过排水管11将吸附筒401内的液体导出并流经生物滤膜，图中未标出，生物滤膜可采用现有技术中能够实现对废水中的一些有害物质进行过滤吸附的滤膜，采用微生物依附于生物载体技术，此为现有技术，在此不做过多赘述。

在此需要注意的是，在过滤箱1内的废液进行静置沉淀时，关闭电机5，利用10将1内所滤出的二级废液抽入至2内后，此时再次启动电机5，第一磁铁桨6重新旋转，再次驱动搅拌机构以及颗粒型金属吸附球的驱动，技术人员可利用外接抽污泵将1内的沉淀抽离后，再源源不断地向1内导入待处理的废液。

此外，过滤网嵌设安装于过滤箱1的顶端部，过滤网用于对矿废中的较大颗粒物以及悬浮物进行过滤去渣，导流管10的上端部贯穿过滤网并延伸至过滤箱1的内部，导流管10分为上端管和下端管，上端管紧密嵌设安装于下端管顶端，分为上下管，可易于根据抽取液位进行调节。

本发明中的所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种颗粒型矿废分离方法，其特征在于：具体分离方法如下：

S3、颗粒型金属吸附球的制备：制备金属吸附溶胶，将金属吸附溶胶包裹于磁力球上，获得带有磁性的颗粒型金属吸附球；

2.根据权利要求1所述的一种颗粒型矿废分离方法，其特征在于：所述S3中的金属吸附溶胶采用吸附剂基体与硅胶混合制备，并采用溶胶-凝胶技术制得金属吸附溶胶。

3.根据权利要求2所述的一种颗粒型矿废分离方法，其特征在于：所述吸附剂基体包括但不限于沸石、海泡石、高岭土中的一种或多种，经高度粉碎过筛150-200目，获得吸附性颗粒作为吸附剂基体。

4.根据权利要求3所述的一种颗粒型矿废分离方法，其特征在于：所述吸附剂基体中加入适量的金属氧化物，所述金属氧化物采用中空氧化铝。

5.根据权利要求1所述的一种颗粒型矿废分离设备，其特征在于：所述分离设备包括上下分布的过滤箱过滤箱（1）和吸附箱（2），所述过滤箱（1）和吸附箱（2）之间安装有磁力搅拌控制箱（3），所述磁力搅拌器安装于磁力搅拌控制箱（3）内，所述磁力搅拌控制箱（3）的顶端固定安装有密封盖（301），所述过滤箱（1）的内底部安装有与磁力搅拌器位置对应的搅拌机构，所述吸附箱（2）的内部安装有金属吸附机构（4），所述金属吸附机构（4）与过滤箱（1）之间通过导流管（10）相连通，所述导流管（10）上安装有抽泵，所述吸附箱（2）的外侧通过排水管（11）与金属吸附机构（4）相连接。

6.根据权利要求5所述的一种颗粒型矿废分离设备，其特征在于：所述磁力搅拌器包括固定安装于磁力搅拌控制箱（3）内底部的电机（5），所述电机（5）的驱动端固定连接有连杆，所述连杆的左右两端均固定连接有第一磁铁桨（6）。

7.根据权利要求6所述的一种颗粒型矿废分离设备，其特征在于：所述搅拌机构包括转动安装于过滤箱（1）内底部的转动轴（12），所述转动轴（12）的顶端固定连接有横向搅拌轴（7），所述横向搅拌轴（7）的下端两侧均固定连接有与第一磁铁桨（6）位置对应的第二磁铁桨（8），所述横向搅拌轴（7）的上端两侧均固定连接有竖向搅拌轴（9）。

8.根据权利要求7所述的一种颗粒型矿废分离设备，其特征在于：所述金属吸附机构（4）包括固定安装于吸附箱（2）内底部安装有吸附筒（401），所述吸附筒（401）的内部从内到外依次分布有内环形网框（402）、外环形网框（403），所述内环形网框（402）、外环形网框（403）将吸附筒（401）的内部分隔成多个吸附空腔，多个所述颗粒型金属吸附球分布于吸附空腔内。

9.根据权利要求8所述的一种颗粒型矿废分离设备，其特征在于：所述吸附筒（401）的中部位置固定插设有曝气管（401），所述曝气管（401）的四周侧壁上均设有曝气口，且吸附箱（2）的外端侧壁固定插设有与曝气管（404）相连接的进气管。

10.根据权利要求1所述的一种颗粒型矿废分离设备，其特征在于：所述过滤网嵌设安装于过滤箱（1）的顶端部，所述导流管（10）的上端部贯穿过滤网并延伸至过滤箱（1）的内部，所述导流管（10）分为上端管和下端管，所述上端管紧密嵌设安装于下端管顶端。