CN208082603U - 废混凝土的砂石分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种废混凝土的砂石分离装置，该砂石分离装置包括球磨筒体以及驱动球磨筒体旋转的旋转驱动，球磨筒体两端端面密封，球磨筒体包括两个平面的第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁与第二侧壁相互平行。本实用新型的装置能够高效利用废混凝土，从废混凝土中分离出质量与天然砂石或人工砂石基本相同的砂石，具有重要的现实意义和商业价值。

Description

废混凝土的砂石分离装置

技术领域

本实用新型属于废物回收利用和建材技术领域，具体涉及一种废混凝土的砂石分离装置。

背景技术

建筑垃圾是指人们从事拆迁、建设、装修、修缮等建筑业的生产活动中产生的渣土、废混凝土、废旧砖石及其它废弃物的统称，其中废混凝土平均占比约30％，对于高层建筑物的拆迁，废混凝土占50％以上，对于桥梁的拆毁，其中的建筑垃圾几乎全部是废混凝土。

中国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的1/3以上，对于生活垃圾，可采用焚烧、堆肥等方法减量化处理或压缩减少其体积，即使是填埋，也会在几年内分解，建筑垃圾无法采用上述方法处理，2014年我国产生建筑垃圾24亿吨，并逐年增加，目前主要以露天堆放或填埋处理，这种处理方式不仅占用了大量土地，而且污染了环境，已严重危及人类的生存，因此，对建筑垃圾再利用是保护环境、节约资源的最好途径。然而，我国目前建筑垃圾的再利用率仅5％，主要应用方式为：(1)作建筑物基础垫层或道路垫层；(2)经破碎后生产混凝土砖块；(3)将废混凝土、废砖等经粉碎、整形、过筛制成骨料替代砂石。第一种方法消耗量太少，对于巨量的建筑垃圾来说是杯水车薪，第二种方法需消耗水泥，且制成的砖质量差，只能用于要求低的场所，第三种方法是目前建筑垃圾的最大应用方式，但由建筑垃圾制成的骨料其性能远差于天然砂石和由石块直筋破碎加工成的人工砂石，许多重要建筑(如高速公路、高层建筑、桥梁等)不允许使用，限制了它的应用。

废混凝土是一个巨大的宝库，废混凝土中60％以上是砂子和石头，如果能将废混凝土中的砂子和石头分离出来，则这种分离出来的砂子和石头的质量与天然砂石和由石块直接制造的人工砂石基本相同，能产生巨大的经济效益和环保效益。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能高效利用废混凝土、从废混凝土中分离出质量与天然砂石或由石块直接制造的人工砂石基本相同的砂石的废混凝土的砂石分离装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案。

一种废混凝土的砂石分离装置，包括球磨筒体以及驱动球磨筒体旋转的旋转驱动，所述球磨筒体两端端面密封，所述球磨筒体包括两个平面的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁与第二侧壁相互平行。

上述的废混凝土的砂石分离装置中，优选的，所述球磨筒体具有四个侧壁，分别为第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，设第一侧壁与第二侧壁之间的垂直距离为H，第三侧壁与第四侧壁之间的平均距离为L，则H∶L＝1∶1.5～20。

上述的废混凝土的砂石分离装置中，更优选的，所述H∶L＝1∶4～8。

上述的废混凝土的砂石分离装置中，优选的，所述旋转驱动包括转轴、减速器和电动机，所述转轴通过减速器与电动机相连，所述球磨筒体套于转轴上并与转轴固定连接，所述球磨筒体的下方设有底座，所述底座上设有用于支撑转轴的支架。

上述的废混凝土的砂石分离装置中，优选的，所述球磨筒体的内壁设有衬板，所述球磨筒体的侧壁上设有进出料口和用于控制进出料口开闭的进出料门，所述球磨筒体内装载有研磨体。

本实用新型的主要创新点在于：

本实用新型的废混凝土的砂石分离装置主要采用了特殊结构的球磨筒体，该球磨筒体包括两个平面的侧壁，且两个平面的侧壁相互平行，与现有普通圆筒形球磨筒体来球磨废混凝土具有明显不同的原理。现有圆筒形球磨筒体是使废混凝土中的石头、砂子和胶凝材料与研磨体共同沿圆周运动，研磨体由于离心力大上升得比较高，研磨体从高处落下砸向下面的废混凝土，从而使得包括石头和砂子在内的全部废混凝土一起磨碎，达不到分离出砂石的目的。而本实用新型的球磨筒体由于两平行侧面的结构设计，可使废混凝土和研磨体在转动过程中来回对冲，更重要的是，可使研磨体与废混凝土中的石头、砂子和胶凝材料基本同步，研磨体和废混凝土自高处抛落对废混凝土中硬度和强度较高的石头和砂子不起粉碎作用，仅将废混凝土中的废水泥浆、粉煤灰浆、硅灰浆等强度硬度较低的胶凝材料粉碎，起到了从废混凝土中分离出砂子和石头的作用。在现有技术中，本领域技术人员普遍追求的是提高研磨均匀度，而本实用新型则相反，本实用新型的重点在于通过球磨筒体产生的选择性粉碎效果来实现废混凝土中的砂石分离。

本实用新型优选采用扁状筒体，且优选采用四个侧壁，其中一组对面相互平行，另一组对面可平行，也可不平行，还可制成曲面，两平行对面的距离与另一组对面的距离之比为1∶1.5～20，更优选1∶4～8，在该设计方案下，可以较好地控制冲击力，从而更好地实现上述选择性粉碎效果。

基于本实用新型的技术方案，使得本实用新型的废混凝土的砂石分离装置的粉碎效果与现有的圆筒形球磨筒体完全不同，本实用新型是在一次一次的冲击力作用下粉碎废混凝土中的胶凝材料并剥离废混凝土中的石头和砂子表面的凝胶材料，本实用新型设计的球磨筒体产生的冲击力对废混凝土中硬度和强度较高的石头和砂子不起粉碎作用，仅将废混凝土中的胶凝材料粉碎，起到了从废混凝土中分离出砂子和石头的作用，且分离出的砂子和石头非常干净。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型的废混凝土的砂石分离装置均采用了具有特殊结构的球磨筒体，该球磨筒体包括两个平面形的侧壁，且两个平面侧壁相互平行，这种球磨筒体结构可使球磨过程产生两个方向的来回冲击力，并且使研磨体与废混凝土中的砂子、石头和胶凝材料的运动基本同步，使研磨体对硬度和强度相对较高的石头和砂子不起粉碎作用，对其它硬度和强度相对较低的成分进行粉碎，从而实现了废混凝土中的砂石分离。目前天然砂石资源已近枯竭，由石块直接制成人工砂石也受到限制，砂石成了紧俏物资，砂石质量越来越差，而砂石价格却越来越高，从废混凝土中分离出的砂石的质量与天然砂石及人工砂石基本相同，一方面可少开采砂石，节约了宝贵的砂石资源，另一方面将废物变成了紧俏物资，还减少了垃圾的处理费及堆放填埋地，具有重要的现实意义和商业价值。

2、本实用新型的球磨筒体具有四个侧壁时，平行侧壁之间的垂直距离H与另一组相对侧壁之间的距离L的1∶1.5～20，在该条件下，选择性粉碎的效果更好。

3、本实用新型中，为了更好地实现选择性粉碎效果，球磨筒体中采用了直径20mm～150mm的钢球作为研磨体，但直径并不限于此，带棱角的钢柱体也能采用。

4、采用本实用新型的砂石分离装置，可使砂子的分离度达到85％～90％，石头的分离度达到90％～98％。

附图说明

图1为本实用新型实施例1和实施例2中废混凝土的砂石分离装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1采用的球磨筒体截面的结构示意图。

图3为本实用新型实施例2采用的球磨筒体截面的结构示意图。

图例说明：

1、球磨筒体；2、进出料门；3、支架；4、转轴；5、减速器；6、电动机；7、底座；8、衬板。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。

实施例1：

一种本实用新型的废混凝土的砂石分离装置，如图1和图2所示，图1为本实施例的废混凝土的砂石分离装置的结构示意图，图2为图1的A-A剖面图，本实施例的装置包括球磨筒体1以及驱动球磨筒体1旋转的旋转驱动，球磨筒体1两端端面密封，球磨筒体1包括两个平面的第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁与第二侧壁相互平行。

本实施例中，球磨筒体1具有四个侧壁，即球磨筒体1为四方体结构或箱体结构，除相互平行的第一侧壁和第二侧壁外，还有第三侧壁和第四侧壁，第三侧壁和第四侧壁均为平面结构且相互平行，第一侧壁与第二侧壁之间的垂直距离为H，第三侧壁与第四侧壁之间的垂直距离为L，H∶L＝1∶5，采用1∶1.5～20均可实施。

本实施例中，旋转驱动包括转轴4、减速器5和电动机6，转轴4通过减速器5与电动机6相连，球磨筒体1套于转轴4上并与转轴4固定连接，球磨筒体1的下方设有底座7，底座7上设有用于支撑转轴4的两个支架3。

本实施例中，球磨筒体1的内壁上均设有衬板8，球磨筒体1的第三侧壁(或第四侧壁)上开设有进出料口和用于控制进出料口开闭的进出料门2，装料和出料也可放在中心位置，球磨筒体1内装载有研磨体，研磨体采用直径为20mm～150mm的钢球均可。

一种本实施例的废混凝土的砂石分离装置的应用实例，采用上述砂石分离装置进行实施，包括以下步骤：

(1)从建筑垃圾中分选出废混凝土块和构件(除去砖、木、塑料泥浆等杂物)，并用冲击或震动方式弄散废混凝土大块和构件，分离出其中的钢筋，将去除了钢筋的废混凝土大块料放入鳄式破碎机中破碎成小块废混凝土，得到预处理的废混凝土。

(2)将预处理的废混凝土放入球磨筒体1中球磨2小时(2～8h均可)，球磨的转速为20rpm，球磨筒体1中采用直径为20mm的钢球作为研磨体。在球磨过程中，球磨筒体1可使研磨体对硬度和强度相对较高的石头和砂子不产生粉碎作用，仅将胶凝材料粉碎，从而得到废混凝土球磨混合物。

(3)将球磨后得到的废混凝土球磨混合物筛分成石头、砂子和胶凝材料粉，实现了石头、砂子和胶凝材料粉的分离。

(4)将筛分出的石头放入普通球磨机中(不加钢球等研磨体)旋转2～6小时并抽风，以剥离出石头表面的薄层胶凝材料浆。

(5)将筛分出的砂子放入质量浓度为5％的盐酸水溶液中搅拌1～4小时，使砂子表面的胶凝材料与盐酸反应生成可溶于水的氯化钙、氯化镁、氯化铝、氯化铁等盐类而除去。这里也存在腐蚀砂子的问题，对于硅砂，由于不与盐酸反应，不存在被盐酸腐蚀的问题。对于石灰石砂，石灰石可与盐酸反应，但石灰石比混凝土中的胶凝材料致密得多，被盐酸腐蚀的速度比胶凝材料慢得多，故即使有腐蚀，也是表面一薄层和轻微的，所以，不管是硅砂还是石灰石砂，都可用于酸洗，石头更加可用酸洗。

(6)废酸处理：盐酸水溶液与砂子反应后，生成了大量的氯化钙、氯化镁、氯化铝、氯化铁等氯化物，可用硫酸、磷酸、草酸等酸沉淀出氯化物，回用废酸不外排。

本实施例中，原废混凝土中含砂石60％～70％，经砂石分离后，砂子的分离度达到85％～90％，石头的分离度达到90％～98％，且分离出的砂子和石头非常干净，可直接商业应用。

采用与上述相同的方法，改变单变量参数，即，使区别点分别为H∶L＝1∶1.5，H∶L＝1∶20，球磨的转速为10rpm，球磨的转速为30rpm，研磨体采用直径50mm的钢球时均进行了实验。结果发现，原废混凝土中含砂石60％～70％，经砂石分离后，砂子的分离度达到85％～90％，石头的分离度达到90％～98％，且分离出的砂子和石头非常干净，可直接商业应用。由此说明，本实用新型的砂石分离装置取得了非常显著的成效。

实施例2：

一种本实用新型的废混凝土的砂石分离装置，如图1所示，该装置与实施例1的砂石分离装置基本相同，区别仅在于：如图3所示，球磨筒体1的第三侧壁和第四侧壁均为弧面，且弧面的凹部均朝向筒体内部，第三侧壁与第四侧壁之间的平均距离为L，H∶L＝1∶1.5～20。

一种本实施例的废混凝土的砂石分离装置的应用实例，采用上述砂石分离装置进行实施，包括以下步骤：

(1)从建筑垃圾中分选出废混凝土块和构件(除去砖、木、塑料、泥浆等杂物)，并冲击或震开大块混凝土和构件除去钢筋，将去除了杂物和钢筋的大块废混凝土放入锤式破碎机中破碎成小块废混凝土(粒径5～40cm)，得到预处理的废混凝土。

(2)将预处理的废混凝土放入球磨筒体1中球磨6h(2～8h均可)，H∶L＝1∶5，球磨筒体1中采用直径为70mm的钢球作为研磨体。在球磨过程中，通过球磨筒体1产生的一次次地冲击力使废混凝土中除硬度和强度相对较高的石头和砂子外，其余成分被粉碎，从而得到废混凝土球磨混合物。

(3)将球磨后的废混凝土球磨混合物筛分成石头、砂子和胶凝材料粉末。

(4)将筛分出的石头和砂子分别放入质量浓度5％的甲酸溶液中搅拌，除去石头和砂子表面附着的薄层胶凝材料。

(5)用硫酸和磷酸沉淀出甲酸盐，回用甲酸不外排。

本实施例中，原废混凝土中含砂石60％～70％，经砂石分离后，砂子的分离度达到85％～90％，石头的分离度达到90％～98％。

以上各实施例的砂石分离装置通过球磨筒体1的特殊结构设计，实现了选择性粉碎的作用，使废混凝土中的砂石高效分离。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种废混凝土的砂石分离装置，其特征在于，包括球磨筒体(1)以及驱动球磨筒体(1)旋转的旋转驱动，所述球磨筒体(1)两端端面密封，所述球磨筒体(1)包括两个平面的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁与第二侧壁相互平行。

2.根据权利要求1所述的废混凝土的砂石分离装置，其特征在于，所述球磨筒体(1)具有四个侧壁，分别为第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，设第一侧壁与第二侧壁之间的垂直距离为H，第三侧壁与第四侧壁之间的平均距离为L，则H∶L＝1∶1.5～20。

3.根据权利要求2所述的废混凝土的砂石分离装置，其特征在于，所述H∶L＝1∶4～8。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的废混凝土的砂石分离装置，其特征在于，所述旋转驱动包括转轴(4)、减速器(5)和电动机(6)，所述转轴(4)通过减速器(5)与电动机(6)相连，所述球磨筒体(1)套于转轴(4)上并与转轴(4)固定连接，所述球磨筒体(1)的下方设有底座(7)，所述底座(7)上设有用于支撑转轴(4)的支架(3)。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的废混凝土的砂石分离装置，其特征在于，所述球磨筒体(1)的内壁设有衬板(8)，所述球磨筒体(1)的侧壁上设有进出料口和用于控制进出料口开闭的进出料门(2)，所述球磨筒体(1)内装载有研磨体。