CN114904897A - 一种碱渣制备工程土的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及碱渣处理技术领域，具体公开了碱渣制备工程土的方法，包括如下步骤：将碱渣利用制浆装置进行采挖，形成碱渣浆以达到能够水力运输的状态；将碱渣浆通过运输装置输送至工程土制备厂中；将运输至工程土制备厂中渣浆投放进一级搅拌池中，利用搅拌装置让碱渣浆中的易溶盐颗粒溶解，碱渣浆浓度趋于稳定；将处理之后的碱渣浆投放进一级调节池中，在一级调节池进行渣水分离、浓度调节、渣浆浓缩、流量调蓄；本发明通过采用水力冲挖、绞吸船等带水作业将碱渣预制呈渣浆，且碱渣运输采用管道水力输送方式，进一步让渣浆与水混合，提高其溶解的程度，有利于后续步骤的处理，同时为提高处理的效率。
Description
技术领域
本发明涉及碱渣处理技术领域，具体为一种碱渣制备工程土的方法。
背景技术
氨碱法生产纯碱的工艺中产生大量废弃物渣浆，具有产生量巨大、成分复杂、污染性强等特征。因缺乏有效处理技术，目前国内碱厂多采用直接堆放方式进行处理，占用大量土地、对周边环境造成了严重污染。
而随着人们的环保意识增强，对碱渣的处理也越来越重视，能够“变废为宝”，通过降低碱渣中的污染物质含量，使其成为能够再次利用的物料。
通常情况下，在处理的碱渣的时候，为降低碱性和易溶盐含量，需要使用大量的水来作为媒介，再通过晾晒，打散等方式才能够将碱渣进行处理，而在这一过程中，同时生成了较多的废水，这些废水造成了二次污染，因此该处理碱渣的方式存在以下不足：
1、耗水量大，需要大量的水才能够满足减低碱渣污染的需要，增加处理的时间和成本；
2、再生污染大，碱渣与水混合之后，增加产生了不利于环境的二次污染，直接排放导致污染环境；
3、后续对污水处理的成本过高，需要单独增设装置对污水进行处理，提高了处理的繁琐程度。
总而言之，上述的处理方式有明显不足，需要对其进行改进，以满足对碱渣的处理需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碱渣制备工程土的方法，该方法实现了碱渣的pH值降低、易溶盐含量的降低，同时降低处理过程中的水耗，能够对部分废水二次利用，降低处理成本。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种碱渣制备工程土的方法，包括如下步骤：
S1：将碱渣利用制浆装置进行采挖，形成碱渣浆以达到能够水力运输的状态
S2：将碱渣浆通过运输装置输送至工程土制备厂中；
S3：将S2中运输至工程土制备厂中渣浆投放进一级搅拌池中，利用搅拌装置让碱渣浆中的易溶盐颗粒溶解，碱渣浆浓度趋于稳定；
S4：将S3中处理之后的碱渣浆投放进一级调节池中，在一级调节池进行渣水分离、浓度调节、渣浆浓缩、流量调蓄；
S5：将S4中处理的碱渣浆输送至二级搅拌池中，加入中和药剂，通过搅拌使各物料在池内充分混合，中和药剂与碱性物质部分反应，pH值下降，部分碱渣易溶盐颗粒溶解，碱渣浓度趋于稳定；
S6：将S5中处理的碱渣浆输送至二级调节池，在二级调节池内进行渣水分离、浓度调节、渣浆浓缩、流量调蓄；
S7：将S6中处理的碱渣浆输送至三级搅拌池，加入清水和中和药剂，利用搅拌使各物料在池内充分混合，中和药剂与碱性物质部分反应，pH值继续下降，部分碱渣易溶盐颗粒溶解，碱渣浓度趋于稳定；
S8：将S7中处理的碱渣浆投放进三级调节池，在池内进行渣水分离、浓度调节、渣浆浓缩、流量调蓄；
S9：将S8中处理的碱渣浆输送至卧式混合机，在卧式混合机前端同时加入黄土泥浆、固化剂、中和药剂，在搅拌机作用下各物料充分混合；
S10：将S9中被卧式混合机混合后浆液导入均化池，在池内充分反应，完成pH值的最终调节、渣浆的调理均化；
S11：将S10中在均化池中的渣浆利用渣浆泵送入板框脱水机，板框脱水机通过压滤、脱水固化后形成滤饼，即为工程土。
进一步的：所述步骤S3包括；
S3-1：在一级搅拌池前端同时加入二级调节池的上清液和固盐药剂。
进一步的：所述步骤S4包括；
S4-1：在一级调节池内利用搅拌设备，让固盐药剂和渣浆内易溶盐充分反应，部分易溶盐被固化；碱渣浆被浓缩；
S4-2：在一级调节池处理后，底部浓缩泥浆经制浆装置输送至二级搅拌池，上清液输送至碱渣堆场进行原状碱渣采挖，多余部分送至余水收集池。
进一步的：所述步骤S5包括；
S5-1：在二级搅拌池前端同时加入三级调节池内的上清液，在二级搅拌池中利用搅拌设备让中和药剂与上清液混合。
进一步的：所述步骤S6包括；
S6-1：将二级调节池处理后底部浓缩泥浆经制浆装置输送至三级搅拌池，上清液回用至一级搅拌池，多余部分送至余水收集池。
进一步的：所述步骤S7包括；
S7-1：在三级搅拌池前端加入清水，利用搅拌设备，让清水与添加的中和药剂混合均匀。
进一步的：所述步骤S8包括；
S8-1：将三级调节池处理后底部浓缩泥浆经制浆装置输送至卧式混合机，上清液回用至二级搅拌池，多余部分送至余水收集池。
进一步的：所述步骤S11包括；
S11-1：板框脱水机在对渣浆进行脱水固化之后，同时产生清澈滤液，产生的滤液大部分进入滤液收集池，回用于黄土化浆使用，剩余部分送至余水收集池。
进一步的：步骤S1中采用的制浆装置为水力冲挖或/和绞吸船绞吸。
进一步的：步骤S2中的输送装置为水力输送装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明通过采用水力冲挖、绞吸船等带水作业将碱渣预制呈渣浆，且碱渣运输采用管道水力输送方式，进一步让渣浆与水混合，提高其溶解的程度，有利于后续步骤的处理，同时为提高处理的效率，采用了三级“搅拌池+调节池”系统，利用三级分级调节方式实现精准控制碱渣的易溶盐含量和pH值的目的，提高处理的效率，满足后续使用的需要；在添加辅助剂的时候，其黄土添加形式采用水力化浆，液态投加，带来更稳定的使用体验，提高辅助剂的使用稳定性，而在三级分级调节系统中，可以将一级调节池上清液回用至碱渣采挖，二级调节池上清液回用至一级搅拌池，三级调节池上清液回用至二级搅拌池，滤液回用至黄土化浆，对产生的废水进行二次回收再利用，减少水耗，提高处理的效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明流程使用示意图；
具体实施方式
以下将以图示揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实物上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实物上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实物上的细节是非必要的。此外，为简化图示起见，一些习知惯用的结构与组件在图示中将以简单的示意的方式绘示之。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参阅图1，
实施例1：
一种碱渣制备工程土的方法，
包括如下步骤：
S1：将碱渣利用制浆装置进行采挖，形成碱渣浆以达到能够水力运输的状态
S2：将碱渣浆通过运输装置输送至工程土制备厂中；
S3：将S2中运输至工程土制备厂中渣浆投放进一级搅拌池中，利用搅拌装置让碱渣浆中的易溶盐颗粒溶解，碱渣浆浓度趋于稳定；
S4：将S3中处理之后的碱渣浆投放进一级调节池中，在一级调节池进行渣水分离、浓度调节、渣浆浓缩、流量调蓄；
S5：将S4中处理的碱渣浆输送至二级搅拌池中，加入中和药剂，通过搅拌使各物料在池内充分混合，中和药剂与碱性物质部分反应，pH值下降，部分碱渣易溶盐颗粒溶解，碱渣浓度趋于稳定；
S6：将S5中处理的碱渣浆输送至二级调节池，在二级调节池内进行渣水分离、浓度调节、渣浆浓缩、流量调蓄；
S7：将S6中处理的碱渣浆输送至三级搅拌池，加入清水和中和药剂，利用搅拌使各物料在池内充分混合，中和药剂与碱性物质部分反应，pH值继续下降，部分碱渣易溶盐颗粒溶解，碱渣浓度趋于稳定；
S8：将S7中处理的碱渣浆投放进三级调节池，在池内进行渣水分离、浓度调节、渣浆浓缩、流量调蓄；
S9：将S8中处理的碱渣浆输送至卧式混合机，在卧式混合机前端同时加入黄土泥浆、固化剂、中和药剂，在搅拌机作用下各物料充分混合；
S10：将S9中被卧式混合机混合后浆液导入均化池，在池内充分反应，完成pH值的最终调节、渣浆的调理均化；
S11：将S10中在均化池中的渣浆利用料渣浆泵送入板框脱水机，板框脱水机通过压滤、脱水固化后形成滤饼，即为工程土。
在此实施例中，将堆积的碱渣通过预制备、运输、三级调节系统、混合、脱水方式将废弃的渣浆进行处理，即可制得工程土，利用设置的制浆装置，将碱渣从堆放的地方进行预制浆处理，便于运输装置的运输，在运输到制备厂中之后，利用加工装置，也就是三级分级调节系统对渣浆进行充分的处理，再利用输送设备将处理之后的渣浆运输至混合装置中，让其余黄土泥浆、固化剂、中和药剂混合均匀，最后经过脱水装置进行脱水处理，即可制得工程土；
上述中所采用的制浆装置为机械领域中常见的泥浆制造设备，比如水力冲挖、绞吸船绞吸等，此处优选为绞吸船绞吸，采用的运输装置为机械领域中常见的运输设备，比如水泵管道的配合、水力运输等，在此处为保障运输时的平稳性，且让预制渣浆性质稳定，优选为水力运输，上述采用的混合装置为机械领域中常见的用于混合的部件，比如混合泵、卧式混合机等等，从使用的方式以及混合的效率考虑，优选为卧式混合机；上述脱水装置为机械领域中常见的用于脱水的装置，比如烘干机、板框脱水机、离心甩干机等，从设计的角度以及使用的方式上考虑，优选为板框脱水机，且采用高压隔膜压滤机，经脱水固化后产生滤饼即为工程土。
实施例2：
所述步骤S3包括；
S3-1：在一级搅拌池前端同时加入二级调节池的上清液和固盐药剂。
在此实施例中，一级搅拌池的前端与二级调节池相连通，可以将二级调节池的静置上清液与固盐药剂导入到一级搅拌池中，此过程将可以对废水静置分离之后的上清液进行二次利用，减少水耗。
实施例3：
所述步骤S4包括；
S4-1：在一级调节池内利用搅拌设备，让固盐药剂和渣浆内易溶盐充分反应，部分易溶盐被固化；碱渣浆被浓缩；
S4-2：在一级调节池处理后，底部浓缩泥浆经制浆装置输送至二级搅拌池，上清液输送至碱渣堆场进行原状碱渣采挖，多余部分送至余水收集池。
在此实施例中，利用搅拌设备，迫使渣浆和固盐药剂充分融合，以此对渣浆进行处理，而后通过输送设备将其运输至二级搅拌池中，废水静置分离的上清液一部分回流至碱渣场处理，另一部分收集至余水收集池中。
实施例4：
所述步骤S5包括；
S5-1：在二级搅拌池前端同时加入三级调节池内的上清液，在二级搅拌池中利用搅拌设备让中和药剂与上清液混合。
实施例5：
所述步骤S6包括；
S6-1：将二级调节池处理后底部浓缩泥浆经制浆装置输送至三级搅拌池，上清液回用至一级搅拌池，多余部分送至余水收集池。
实施例6：
所述步骤S7包括；
S7-1：在三级搅拌池前端加入清水，利用搅拌设备，让清水与添加的中和药剂混合均匀。
在此实施例中，中和药剂的选取可以选用为稀硫酸、二氧化碳、硫酸盐等，利用酸碱中和的方式，实现对碱渣的pH值降低的需要，满足使用的需要。
实施例7：
所述步骤S8包括；
S8-1：将三级调节池处理后底部浓缩泥浆经制浆装置输送至卧式混合机，上清液回用至二级搅拌池，多余部分送至余水收集池。
实施例8：
所述步骤S11包括；
S11-1：板框脱水机在对渣浆进行脱水固化之后，同时产生清澈滤液，产生的滤液大部分进入滤液收集池，回用于黄土化浆使用，剩余部分送至余水收集池。
在此实施例中，板框脱水机采用高压隔膜压滤机，经脱水固化后产生滤饼即为工程土，同时产生清澈滤液；工程土含水率可低至45％以下，经摊铺、晾晒后可直接用于工程填垫；
此时板框脱水机产生的滤液大部分进入滤液收集池，回用于黄土化浆使用，剩余部分送至余水收集池。
为改善工程土粒径分布、力学性能，在碱渣中加入一定量黄土；为提高均混程度，合格黄土直接倒入黄土化浆池，采用水力冲挖方式化成泥浆，然后由泥浆泵输送至卧式混合机内；化浆用水采用板框压滤机滤液。
而后剩余的一级调节池上清液、二级调节池上清液、三级调节池上清液、压滤机滤液为工艺产生余水，均送入余水收集池内，经匀质调节后送入余水处理站进行处理，处理后达标排放。
实施例9：
步骤S1中采用的制浆装置为水力冲挖或/和绞吸船绞吸。
步骤S2中的输送装置为水力输送装置。
以上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理以内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种碱渣制备工程土的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将碱渣利用制浆装置进行采挖，形成碱渣浆以达到能够水力运输的状态
S2：将碱渣浆通过运输装置输送至工程土制备厂中；
S3：将S2中运输至工程土制备厂中渣浆投放进一级搅拌池中，利用搅拌装置让碱渣浆中的易溶盐颗粒溶解，碱渣浆浓度趋于稳定；
S4：将S3中处理之后的碱渣浆投放进一级调节池中，在一级调节池进行渣水分离、浓度调节、渣浆浓缩、流量调蓄；
S5：将S4中处理的碱渣浆输送至二级搅拌池中，加入中和药剂，通过搅拌使各物料在池内充分混合，中和药剂与碱性物质部分反应，pH值下降，部分碱渣易溶盐颗粒溶解，碱渣浓度趋于稳定；
S6：将S5中处理的碱渣浆输送至二级调节池，在二级调节池内进行渣水分离、浓度调节、渣浆浓缩、流量调蓄；
S7：将S6中处理的碱渣浆输送至三级搅拌池，加入清水和中和药剂，利用搅拌使各物料在池内充分混合，中和药剂与碱性物质部分反应，pH值继续下降，部分碱渣易溶盐颗粒溶解，碱渣浓度趋于稳定；
S8：将S7中处理的碱渣浆投放进三级调节池，在池内进行渣水分离、浓度调节、渣浆浓缩、流量调蓄；
S9：将S8中处理的碱渣浆输送至卧式混合机，在卧式混合机前端同时加入黄土泥浆、固化剂、中和药剂，在搅拌机作用下各物料充分混合；
S10：将S9中被卧式混合机混合后浆液导入均化池，在池内充分反应，完成pH值的最终调节、渣浆的调理均化；
S11：将S10中在均化池中的渣浆利用渣浆泵送入板框脱水机，板框脱水机通过压滤、脱水固化后形成滤饼，即为工程土。
2.根据权利要求1所述的碱渣制备工程土的方法，其特征在于，
所述步骤S3包括：
S3-1：在一级搅拌池前端同时加入二级调节池的上清液和固盐药剂。
3.根据权利要求1所述的碱渣制备工程土的方法，其特征在于，
所述步骤S4包括：
S4-1：在一级调节池内利用搅拌设备，让固盐药剂和渣浆内易溶盐充分反应，部分易溶盐被固化；碱渣浆被浓缩；
S4-2：在一级调节池处理后，底部浓缩泥浆经制浆装置输送至二级搅拌池，上清液输送至碱渣堆场进行原状碱渣采挖，多余部分送至余水收集池。
4.根据权利要求1所述的碱渣制备工程土的方法，其特征在于，
所述步骤S5包括：
S5-1：在二级搅拌池前端同时加入三级调节池内的上清液，在二级搅拌池中利用搅拌设备让中和药剂与上清液混合。
5.根据权利要求1所述的碱渣制备工程土的方法，其特征在于，
所述步骤S6包括：
S6-1：将二级调节池处理后底部浓缩泥浆经制浆装置输送至三级搅拌池，上清液回用至一级搅拌池，多余部分送至余水收集池。
6.根据权利要求1所述的碱渣制备工程土的方法，其特征在于，
所述步骤S7包括：
S7-1：在三级搅拌池前端加入清水，利用搅拌设备，让清水与添加的中和药剂混合均匀。
7.根据权利要求1所述的碱渣制备工程土的方法，其特征在于，
所述步骤S8包括：
S8-1：将三级调节池处理后底部浓缩泥浆经制浆装置输送至卧式混合机，上清液回用至二级搅拌池，多余部分送至余水收集池。
8.根据权利要求1所述的碱渣制备工程土的方法，其特征在于，
所述步骤S11包括：
S11-1：板框脱水机在对渣浆进行脱水固化之后，同时产生清澈滤液，产生的滤液大部分进入滤液收集池，回用于黄土化浆使用，剩余部分送至余水收集池。
9.根据权利要求1所述的碱渣制备工程土的方法，其特征在于，
步骤S1中采用的制浆装置为水力冲挖或/和绞吸船绞吸。
10.根据权利要求1所述的碱渣制备工程土的方法，其特征在于，
步骤S2中的输送装置为水力输送装置。
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