CN114870717A - 一种粒状固化土的生产方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种粒状固化土的生产设备以及生产方法，其包括混合搅拌机、土壤供给机、固化剂供给机、磁选机以及筛分机；所述混合搅拌机用于混合搅拌含水土壤与水溶性聚合物粉末；所述土壤供给机，用于接收从混合搅拌机经过混合搅拌排出的土壤，并定量排出；所述固化剂供给机，用于将固化剂粉末定量排出；所述磁选机用于对土壤供给机排出的土壤进行磁选，以去除混杂在土壤中的金属异物；所述筛分机用于接收经过磁选机处理的土壤以及从固化剂供给机排出的固化剂粉末；并将土壤与固化剂粉末充分混合后筛分排出。本申请能够生产出不同颗粒大小的粒状改良土。

Description

一种粒状固化土的生产方法

技术领域

本申请涉及一种粒状固化土的生产设备以及生产方法。

背景技术

一直以来，大部分建筑渣土不能再利用，虽然其中一部分被填埋处理，但非法投弃和对环境的影响已经成为问题。为了解决这些问题，目前有研究通过石灰处理来回收建筑渣土。换言之，过去在道路施工的开挖现场使用砂土回填，但由于砂土收集现场也存在破坏环境的问题，因此需要将建筑渣土用石灰处理后作为改良土，代替砂土使用，从而使得建筑渣土得到再利用。

但由于上述石灰处理方法只针对含水量低的优质建筑渣土，如果使用含水量高的建筑渣土，则必须在石灰处理前将建筑渣土，即将含水土壤晒干，而含水土壤土晒干则需要大量的晾晒面积，实际操作困难。

发明内容

本申请的目的是提供一种粒状固化土的生产设备以及生产方法，以解决含水量高的土壤不易通过石灰处理为改良土颗粒。采用如下的技术方案：

一种粒状固化土的生产设备，包括混合搅拌机、土壤供给机、固化剂供给机、磁选机以及筛分机；所述混合搅拌机用于混合搅拌含水土壤与水溶性聚合物粉末；所述土壤供给机，用于接收从混合搅拌机经过混合搅拌排出的土壤，并定量排出；所述固化剂供给机，用于将固化剂粉末定量排出；所述磁选机用于对土壤供给机排出的土壤进行磁选，以去除混杂在土壤中的金属异物；所述筛分机用于接收经过磁选机处理的土壤以及从固化剂供给机排出的固化剂粉末；并将土壤与固化剂粉末充分混合后筛分排出。

可选的，所述筛分机滚动设置有内滚筒与外滚筒，所述外滚筒同轴套设于内滚筒外部，所述内滚筒的出口端倾斜向下设置，所述内滚筒包括第一金属网段；内滚筒的出口端呈开放结构；所述外滚筒靠近出口的一端外周设置有第二金属网段，且外滚筒的出口端呈开放结构；所述第一金属网段延伸至外滚筒的出口端外部，所述第一金属网段的网孔大于第二金属网段的网孔；所述筛分机设置有三个收料斗，分别用于收集从内滚筒的出口端、外滚筒的出口端以及第二金属网段筛分出的物质。

可选的，所述第一金属网段沿轴向的长度为外滚筒长度的1/4-2/1。

可选的，所述混合搅拌机设置有两个搅拌混合罐，两个搅拌混合罐相对独立工作；所述土壤供给机对应于两个搅拌混合罐设置有两个接料口。

可选的，所述搅拌混合罐内设置有两个平行的搅拌轴，所述搅拌轴上间隔设置有搅拌叶片，每个搅拌轴通过对应的驱动电机独立运转。

一种粒状固化土的生产方法：包括以下步骤：

S1：将含水土壤和具有水土凝聚功能的水溶性聚合物粉末在混合搅拌机内搅拌混合，以得到粒状土壤；

S2：粒状土壤从混合搅拌机排出后，进入土壤供给机，粒状土壤从土壤供给机定量排出，随后通过磁选机将混杂的金属异物去除；

S3：粒状土壤定量供给至筛分机，同时，将固化剂粉末定量供给至筛分机内，以使固化剂粉末附着在粒状土壤的表面；筛分机将粒状土壤按照颗粒大小筛分出不同的等级的改良土。

可选的，S1中还包括：将高吸水性树脂添加至混合搅拌机内，以降低含水土壤的含水量。

可选的，水溶性聚合物粉末为含有羧基的聚合物粉末。

可选的，水溶性聚合物粉末的添加量为含水土壤量的0.01％-0.5％。

可选的，固化剂的添加量为土壤重量的0.2％-20％。

综上所述，本申请包括以下有益效果：

1.通过混合搅拌机、土壤供给机、固化剂供给机、磁选机以及筛分机的设置，将含水土壤与水溶性聚合物粉末搅拌混合，得到粒状土壤；再通磁选机将金属异物去除；粒状土壤与固化剂在筛分机内混合后并筛分出不同大小的颗粒改良土，能够用于地基回填等工程；

2.两个混合搅拌罐相互独立设置，并且混合搅拌罐内部设置两个相互独立的转动轴，可根据实际情况灵活使用；

3.筛分机通过内筒与外筒的设置，能够将粒状土壤与固化剂充分混合，并将其筛分出不同大小的粒状改良土。

附图说明

图1是本申请实施例中生产设备以及生产方法的示意图；

图2是本实施例中土壤供给机的示意图；

图3是本实施例中筛分机的示意图。

附图标记说明：10、含水土壤；20、水溶性聚合物粉末；30、粒状土壤；40、固化剂粉末；50、金属异物；60、大块物体；70、中粒改良土；80、细粒改良土；1、混合搅拌机；11、第一料斗；12、混合搅拌罐；13、排出口；2、土壤供给机；21、定量料斗；22、输送带；23、狭缝口；3、固化剂供给机；4、筛分机；41、外滚筒；42、内滚筒；43、第二金属网段；44、皮带；45、滚动轮；5、磁选机。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种粒状固化土的生产设备，包括混合搅拌机1、土壤供给机2、固化剂供给机3、磁选机5以及筛分机4。

混合搅拌机1用于混合搅拌含水土壤10与水溶性聚合物粉末20。土壤供给机2用于接收从混合搅拌机1经过混合搅拌排出的土壤，并定量排出。固化剂供给机3用于将固化剂粉末40定量排出。磁选机5用于对从土壤供给机2排出的土壤进行磁选，以排出混杂的金属异物50。筛分机4，用于接收经过磁选机5磁选过的土壤以及从固化剂供给机3排出的固化剂粉末40；并将土壤与固化剂粉末40充分混合后筛分排出。

具体的，混合搅拌机1包括有第一料斗11以及两个相对独立的混合搅拌罐12。第一料斗11对应于两个混合搅拌罐12设置有两个承料区，承料区底部开口，并设置有闸门。将含水土壤10分别往两个承料区内投放，随后将水溶性聚合物粉末20通过螺旋输送机分别往两个承料区内投放。承料区内可设置称重装置，以确定含水土壤10的投放量，进而根据含水土壤的量确定所需水溶性聚合物粉末20的投放量。两个混合搅拌罐12分别衔接于两个承料区下方，混合搅拌罐12底部设置有排出口13，并通过闸门控制排出口13的打开或关闭。在本实施例中，混合搅拌罐12采用双轴混合搅拌罐12。每个混合搅拌罐12内平行间隔设置有两个搅拌轴，两个搅拌轴分别通过电机驱动，两个电机之间也相对独立，电机通过变频器控制而改变转速。搅拌轴上安装有多个搅拌叶片。

由于搅拌后的含水土壤10需要在混合搅拌罐12内滞留一定的时间。因此，当含水土壤10处理的量较多时，两个混合搅拌罐12交替进行工作，以实现不间断工作，将搅拌后的土壤排出至下一环节。

从混合搅拌罐12排出口13排出的粒状土壤30进入土壤供给机2，土壤供给机2将粒状土壤30定量排出。土壤供给机2采用传送带式定量给料器，其包括定量料斗21与输送带22，定量料斗21对应于两个混合搅拌罐12设置有两个接料口。定量料斗21设置于输送带22上方，且定量料斗21的一侧底部设置有狭缝口23，以使的料斗内的物料在输送带22的转动下从狭缝口23输送出去。通常的，定量料斗21内还可以安装搅动器，以避免物料堆积堵塞，无法被传送带正常输送出狭缝口23。

磁选机5将排出的粒状土壤30中混杂的金属异物50排除。随后粒状土壤30进入筛分机4。固化剂供给机3将固化剂粉末40也输送至筛分机4内，使其与粒状土壤30混合。

具体的，筛分机4滚动设置有内滚筒42与外滚筒41。外滚筒41同轴套设于内滚筒42外部，内滚筒42的出口端倾斜向下设置，内滚筒42包括第一金属网段。内滚筒42的出口端呈开放结构。外滚筒41靠近出口的一端外周设置有第二金属网段43，且外滚筒41的出口端呈开放结构。第一金属网段延伸至外滚筒41的出口端外部，第一金属网段的网孔大于第二金属网段43的网孔。筛分机4的出料口处设置有三个收料斗，分别用于收集从内滚筒42的出口端排出的大块物体60、外滚筒41的出口端排出的中粒改良土70以及第二金属网段43筛分出的细粒改良土80。

筛分机4通过皮带44轮驱动内滚筒42与外滚筒41同时转动，具体的，筛分机4通过转动轴与内滚筒42连接，外滚筒41与内滚筒42连接固定；转动轴下端连接皮带44轮，电机通过皮带44驱动皮带44轮转动，即可使得内滚筒42与外滚筒41同步转动；筛分机4于外滚筒41的倾斜上端的两侧均安装有滚动轮45，以使得外滚筒41能够稳定地转动。

粒状土壤30与固化剂一起进入内滚筒42，随着内滚筒42的滚动，固化剂附着在粒状土壤30的表面上。大块物体60尺寸大于第一金属网段网孔，沿着内滚筒42的倾斜方向从出口端排出；中粒改良土70颗粒尺寸小于第一金属网段网孔，穿过第一金属网段，滚动至外滚筒41，并沿倾斜方向滚动至第二金属网段43；同样的，细粒改良土80颗粒尺寸小于第二金属网段43，穿过第二金属网段43排出，而中粒改良土70从外滚筒41出口端排出，即第二金属网段43倾斜下端边沿处排出。

其中，第一金属网段、第二金属网段43的网孔均为方形孔。第一金属网段方形孔边长为20-60mm，在本实施例中，具体选用网孔边长为40mm。第二金属网段43的网孔边长为13mm。第二金属网段43沿其轴向的长度为整个外筒总长度的1/4-1/2左右，以确保细粒改良土80能够充分被第二金属网段43筛分出来。

一种粒状固化土的生产方法，包括以下步骤：

S1：将含水土壤10和具有水土凝聚功能的水溶性聚合物粉末20在混合搅拌机1内搅拌混合，以得到粒状土壤30；

S2：粒状土壤30从混合搅拌机1排出后，进入定量供给机，粒状土壤30从定量供给机定量排出，随后通过磁选机5将混杂的金属异物50去除；

S3:粒状土壤30定量供给至筛分机4，同时，将固化剂粉末40定量供给至筛分机4内，以使固化剂粉末40附着在粒状土壤30的表面；筛分机4将粒状土壤30按照颗粒大小筛分出不同的等级的颗粒改良土。

具体的，水溶性聚合物粉末20采用含有羧基的高分子粉末，其平均粒径为0.4mm以下。对于含有羧基的高分子粉末，可采用聚丙烯酸盐合成高分子物质。进一步，对于聚丙烯酸盐类高分子化合物，优先选用甲基丙烯酸或其盐与甲基丙烯酰胺的共聚物。其中，在合成水溶性聚合物的情况下，含羧基的单体与总单体单位的比例为5％-60％。

水溶性聚合物粉末20的添加量因含水土壤10的含水比而异。通常情况下，水溶性聚合物粉末20的添加量为含水土壤10量的0.01～0.5％。通过水溶性聚合物粉末20与含水土壤10混合搅拌后，即可获得粒状土壤30。其中，根据混入含水土壤10中的石块与土壤的剥离状态，以及获得的粒状土壤30的大小等情况，来确定含水土壤10在混合搅拌机1中的滞留时间。通常以滞留时间20s以上为宜。若滞留时间过短，造粒不完全，石块与含水土壤10不完全剥离，形成含有石块等异物的大块。

在步骤S1中，还包括将高吸水性树脂添加至混合搅拌机1内，以降低含水土壤10的含水量。即水溶性聚合物粉末20与含水土壤10的混合搅拌过程中，加入高吸水性树脂以调节土壤的改良效果。在其他实施例中，还可以选用山砂、石膏等代替高吸水性树脂。

固化剂粉末40采用脱水和硬化反应快的生石灰基粉末，其添加量为土壤重量的0.5％-10％。固化剂选用平均粒径1mm或更小的粉末。固化剂粉末40还可以选用消石灰、水硬性水泥、石灰基改良材料、水泥基改良材料等。

固化剂粉末40附着在粒状土壤30表面上，使得粒状土壤30表面硬化脱水，粒状土壤30内部不受较大影响；得到的改良土颗粒可用于地基回填等工程。以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种粒状固化土的生产设备，其特征在于：包括混合搅拌机、土壤供给机、固化剂供给机、磁选机以及筛分机；所述混合搅拌机用于混合搅拌含水土壤与水溶性聚合物粉末；所述土壤供给机，用于接收从混合搅拌机经过混合搅拌排出的土壤，并定量排出；所述固化剂供给机，用于将固化剂粉末定量排出；所述磁选机用于对土壤供给机排出的土壤进行磁选，以去除混杂在土壤中的金属异物；所述筛分机用于接收经过磁选机处理的土壤以及从固化剂供给机排出的固化剂粉末；并将土壤与固化剂粉末充分混合后筛分排出。

2.根据权利要求1所述的一种粒状固化土的生产方法，其特征在于：所述筛分机滚动设置有内滚筒与外滚筒，所述外滚筒同轴套设于内滚筒外部，所述内滚筒的出口端倾斜向下设置，所述内滚筒包括第一金属网段；内滚筒的出口端呈开放结构；所述外滚筒靠近出口的一端外周设置有第二金属网段，且外滚筒的出口端呈开放结构；所述第一金属网段延伸至外滚筒的出口端外部，所述第一金属网段的网孔大于第二金属网段的网孔；所述筛分机设置有三个收料斗，分别用于收集从内滚筒的出口端、外滚筒的出口端以及第二金属网段筛分出的物质。

3.根据权利要求2所述的一种粒状固化土的生产方法，其特征在于：所述第一金属网段沿轴向的长度为外滚筒长度的1/4-2/1。

4.根据权利要求1所述的一种粒状固化土的生产方法，其特征在于：所述混合搅拌机设置有两个搅拌混合罐，两个搅拌混合罐相对独立工作；所述土壤供给机对应于两个搅拌混合罐设置有两个接料口。

5.根据权利要求4所述的一种粒状固化土的生产方法，其特征在于：所述搅拌混合罐内设置有两个平行的搅拌轴，所述搅拌轴上间隔设置有搅拌叶片，每个搅拌轴通过对应的驱动电机独立运转。

6.一种粒状固化土的生产方法，其特征在于：使用权利要求1-5任意一项所述的粒状固化土的生产设备，包括以下步骤：

S1：将含水土壤和具有水土凝聚功能的水溶性聚合物粉末在混合搅拌机内搅拌混合，以得到粒状土壤；

S2：粒状土壤从混合搅拌机排出后，进入土壤供给机，粒状土壤从土壤供给机定量排出，随后通过磁选机将混杂的金属异物去除；

S3：粒状土壤定量供给至筛分机，同时，将固化剂粉末定量供给至筛分机内，以使固化剂粉末附着在粒状土壤的表面；筛分机将粒状土壤按照颗粒大小筛分出不同的等级的改良土。

7.根据权利要求6所述的一种粒状固化土的生产方法，其特征在于：S1中还包括：将高吸水性树脂添加至混合搅拌机内，以降低含水土壤的含水量。

8.根据权利要求6所述的一种粒状固化土的生产方法，其特征在于：水溶性聚合物粉末为含有羧基的聚合物粉末。

9.根据权利要求6所述的一种粒状固化土的生产方法，其特征在于：水溶性聚合物粉末的添加量为含水土壤量的0.01％-0.5％。

10.根据权利要求6所述的一种粒状固化土的生产方法，其特征在于：固化剂的添加量为土壤重量的0.2％-20％。

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