【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次铝灰利用，具体涉及一种二次铝灰基地质聚合物充填胶凝材料的制备装置。
技术介绍
1、铝灰是铝工业生产过程产生的废渣，分为一次铝灰和二次铝灰，二者除铝含量差异外，铝灰的物质组成相似，环境危害特性均为反应性，部分铝灰还具有浸出毒性或者遇水释放易燃性气体。鉴于铝灰环境风险较高，2016年版《国家危险废物名录》已将其纳入，废物代码为321-024-48和321-026-48。
2、因此，对铝灰进行无害化处理具有重要意义，近年来研究发现采用二次铝灰、建筑陶瓷粉、垃圾焚烧飞粉为主要原料，在碱激发剂作用下制备地聚物胶凝材料，能够对二次铝灰进行合理的利用，降低其对环境造成的危害。且这种基于二次铝灰制备的地聚物胶凝材料具有良好的固化效果和环境友好性，可以用于修复和改良矿区的土壤和地下水，减少土壤侵蚀和水土流失，稳定地下结构，提高填充层的强度和稳定性。因此，二次铝灰可被利用到充填采矿领域中，充当充填采矿过程中的充填胶凝材料。
3、对于二次铝灰基地聚物胶凝材料的制备，主要包括原材料准备、搅拌混合、固化、干燥、研磨和筛分等步骤。其中，搅拌混合的质量直接影响到后续制备地聚物胶凝材料的质量。现有搅拌混合技术，缺乏对二次铝灰等原材料与碱激发剂混合的均匀度监测、通常采用定时搅拌的方式进行混合，但是其实际混合均匀度受到各种因素影响，如：材料的差异性、搅拌速度、搅拌温度等；导致定时搅拌后的部分二次铝灰等原材料与碱激发剂混合均匀度不足，或部分二次铝灰与碱激发剂在定时搅拌结束前已经混合均匀，降低了制备地聚物胶凝材料的效率。>
4、综合上述，亟需一种在搅拌混合过程中能够监测二次铝灰等原材料与碱激发剂的混合均匀度的装置，以确保二次铝灰等原材料与碱激发剂混合均匀，并提升制备地聚物胶凝材料的效率。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供一种二次铝灰基地质聚合物充填胶凝材料的制备装置，用于监测二次铝灰等原材料与碱激发剂的混合均匀度，确保二次铝灰等原材料与碱激发剂混合均匀，提升制备地聚物胶凝材料的效率。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种二次铝灰基地质聚合物充填胶凝材料的制备装置，包括主罐体；
3、主罐体顶部可拆卸连接有盖体，且盖体上设置有主进料单元、副进料单元和驱动组件，盖体上还设置有搅拌组件，驱动组件用于驱动搅拌组件运行；
4、搅拌组件至少包括有自适应搅拌叶片，自适应搅拌叶片包括主叶片，主叶片开设有若干收纳槽，收纳槽内均交接有副叶片，副叶片一端延伸至收纳槽内，副叶片与收纳槽之间设置有复位扭簧；主叶片内设置有辅助进料组件，辅助进料组件与副进料单元之间连通，收纳槽侧壁设置有可与副叶片接触的压力检测区，主叶片内与副叶片对应位置设置有至少两个电磁铁，电磁铁分布于副叶片上下两侧，副叶片内部上下两侧设置有永磁铁；
5、还包括控制器，控制器用于基于压力监测区的压力信号控制副叶片上下两侧的电磁铁交替运行，并结合压力信号持续时间控制副进料单元运行。
6、上述方案的技术原理如下：
7、在二次铝灰等原材料与碱激发剂混合搅拌过程中，当自适应搅拌叶片通过混合反应充分区域时，由于混合物料的粘稠度较大，部分副叶片会发生偏转，而当自适应搅拌叶片自混合反应充分区域回到混合反应不充分区域时，由于混合物料的粘稠度较小，副叶片会产生一定幅度的复位，其对压力检测区的压力产生相应变化，基于该变化量能够获取混合反应不充分区域的不均匀程度，前后压力变化量越大，混合反应不充分区域越不均匀，基于此控制电磁铁交替运行使副叶片上下摆动，并通过副进料单元补充碱激发剂，即可促进反应不均匀区域快速混合均匀进行反应。
8、采用上述方案有以下有益效果：
9、1、本方案，在二次铝灰制备地聚物胶凝材料过程中，对混合不均匀区域进行估测，相较于图像识别的方式，通过搅拌组件能够对搅拌混合的各层次进行识别；相较于传统的碱激发剂补充方式，通过搅拌叶片能够对各层次的原料进行碱激发剂补充。
10、2、本方案，采用可活动的副叶片设计，一方面，通过副叶片对二次铝灰制备地聚物胶凝材料过程中原料的混合均匀度进行估测，另一方面，副叶片作为辅助混合机构，辅助物料混合不均匀区域的原料快速进行搅拌混合。相较于现有技术，优化了搅拌均匀度的检测难度，并且能够精确定点对不均匀区域进行辅助混合。
11、3、本方案，通过自适应搅拌叶片能够提升各区域的二次铝灰原料与碱激发剂的混合均匀度，促进其快速反应，提高基于二次铝灰制备地聚物胶凝材料的质量，以及制备效率。
12、进一步，搅拌组件包括与盖体转动连接的搅拌罩，搅拌罩内转动连接有搅拌轴，盖体顶部设置有齿轮箱，驱动组件的驱动轴延伸至齿轮箱内，且同轴固定连接有第一锥齿轮，搅拌罩均延伸至齿轮箱内，搅拌轴贯穿齿轮箱，且搅拌罩和搅拌轴位于齿轮箱内部分均同轴固定连接有第二锥齿轮，搅拌罩上的第二锥齿轮和搅拌轴上的第二锥齿轮分布于第一锥齿轮两侧，且均与第一锥齿轮啮合，搅拌轴上固定连接有若干自适应搅拌叶片。
13、有益效果：通过第一锥齿轮和第二锥齿轮的位置关系和啮合关系，在驱动组件运行的过程中，搅拌轴和搅拌罩上的第二锥齿轮反向转动，从而使搅拌轴和搅拌罩反向转动，一方面，能够促进二次铝灰原料与碱激发剂的混合，另一方面，能够提升自适应搅拌叶片对不同反应程度的二次铝灰原料的估测准确性。
14、进一步，搅拌罩靠近搅拌轴一侧设置有辅助搅拌叶片，搅拌罩远离搅拌轴一侧设置有辅助搅拌刮板。
15、有益效果：通过辅助搅拌刮板随搅拌罩转动，能够将黏附于主罐体内侧壁的二次铝灰原料刮离，从而避免主罐体内侧壁的二次铝灰原料反应不充分，也避免二次铝灰原料残留。
16、进一步，主进料单元包括第一进料筒和第二进料筒，第一进料筒和第二进料筒均与主罐体连通，且第一进料筒和第二进料筒均可拆卸连接有封盖。
17、有益效果：通过盖体上方的第一进料筒进行加料操作，同时可通过第二进料筒进行其他辅料的添加。
18、进一步，副进料单元包括固定连接于齿轮箱顶部的辅助进料箱，辅助进料箱与齿轮箱之间设置有滑环，辅助进料箱连通有用于输送辅助物料的辅助进料管，辅助进料管与滑环连通，搅拌轴内设置有辅助进料通道，辅助进料通道两端分别与滑环和辅助进料组件连通。
19、有益效果：通过滑环实现辅助进料管与搅拌轴内的辅助进料通道连通，从而可在搅拌组件运行的状态下向辅助进料通道内补充辅料。
20、进一步，辅助进料组件包括开设于主叶片内的供液通道和出液口，供液通道两端分别与辅助进料通道和出液口连通，出液口朝向副叶片，且默认状态下副叶片阻挡出液口，电磁铁通电状态下副叶片不阻挡出液口。
21、有益效果：在需要添加辅料，如：碱催化剂时，通过辅助进料管将碱催化剂输入辅助进料通道中，随后进入到供液通道内，在副叶片上下往复摆动过程中，将碱催化剂释放至搅拌中的二次铝灰中；一方面，能够促进添加的辅料准确作用于未混合均匀充分反应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二次铝灰基地质聚合物充填胶凝材料的制备装置，其特征在于，包括主罐体；
2.根据权利要求1所述的二次铝灰基地质聚合物充填胶凝材料的制备装置，其特征在于，搅拌组件包括与盖体转动连接的搅拌罩，搅拌罩内转动连接有搅拌轴，盖体顶部设置有齿轮箱，驱动组件的驱动轴延伸至齿轮箱内，且同轴固定连接有第一锥齿轮，搅拌罩均延伸至齿轮箱内，搅拌轴贯穿齿轮箱，且搅拌罩和搅拌轴位于齿轮箱内部分均同轴固定连接有第二锥齿轮，搅拌罩上的第二锥齿轮和搅拌轴上的第二锥齿轮分布于第一锥齿轮两侧，且均与第一锥齿轮啮合，搅拌轴上固定连接有若干自适应搅拌叶片。
3.根据权利要求2所述的二次铝灰基地质聚合物充填胶凝材料的制备装置，其特征在于，搅拌罩靠近搅拌轴一侧设置有辅助搅拌叶片，搅拌罩远离搅拌轴一侧设置有辅助搅拌刮板。
4.根据权利要求1所述的二次铝灰基地质聚合物充填胶凝材料的制备装置，其特征在于，主进料单元包括第一进料筒和第二进料筒，第一进料筒和第二进料筒均与主罐体连通，且第一进料筒和第二进料筒均可拆卸连接有封盖。
5.根据权利要求1所述的二次铝灰基地质聚合物充填胶凝
6.根据权利要求5所述的二次铝灰基地质聚合物充填胶凝材料的制备装置，其特征在于，辅助进料组件包括开设于主叶片内的供液通道和出液口，供液通道两端分别与辅助进料通道和出液口连通，出液口朝向副叶片，且默认状态下副叶片阻挡出液口，电磁铁通电状态下副叶片不阻挡出液口。
7.根据权利要求1所述的二次铝灰基地质聚合物充填胶凝材料的制备装置，其特征在于，控制器用于根据压力检测区采集到的压力信号变化量以及超过阈值的持续时间控制副进料单元的进料量，并基于压力监测区采集到的压力信号变化量调节副叶片上下两侧的电磁铁交替运行的频率。
8.根据权利要求4所述的二次铝灰基地质聚合物充填胶凝材料的制备装置，其特征在于，主罐体外套设有副罐体，副罐体与主罐体之间预留有温度调节腔，盖体底部设置有若干温度调节排管，温度调节排管侧壁开设有若干介质出口，温度调节排管一端与第二进料筒连通，第二进料筒用于连通介质供给组件。
9.根据权利要求8所述的二次铝灰基地质聚合物充填胶凝材料的制备装置，其特征在于，控制器用于根据压力检测区采集到的压力信号变化量控制介质供给组件是否运行；温度调节排管与第二进料筒之间均连通有电磁阀，控制器还用于根据压力检测区采集到的压力信号超过阈值的持续时间控制对应电磁阀运行。
10.根据权利要求9所述的二次铝灰基地质聚合物充填胶凝材料的制备装置，其特征在于，温度调节排管上均设置有温度监测单元，控制器用于基于温度监测单元采集的温度信息控制对应电磁阀运行。
...【技术特征摘要】
1.一种二次铝灰基地质聚合物充填胶凝材料的制备装置，其特征在于，包括主罐体；
2.根据权利要求1所述的二次铝灰基地质聚合物充填胶凝材料的制备装置，其特征在于，搅拌组件包括与盖体转动连接的搅拌罩，搅拌罩内转动连接有搅拌轴，盖体顶部设置有齿轮箱，驱动组件的驱动轴延伸至齿轮箱内，且同轴固定连接有第一锥齿轮，搅拌罩均延伸至齿轮箱内，搅拌轴贯穿齿轮箱，且搅拌罩和搅拌轴位于齿轮箱内部分均同轴固定连接有第二锥齿轮，搅拌罩上的第二锥齿轮和搅拌轴上的第二锥齿轮分布于第一锥齿轮两侧，且均与第一锥齿轮啮合，搅拌轴上固定连接有若干自适应搅拌叶片。
3.根据权利要求2所述的二次铝灰基地质聚合物充填胶凝材料的制备装置，其特征在于，搅拌罩靠近搅拌轴一侧设置有辅助搅拌叶片，搅拌罩远离搅拌轴一侧设置有辅助搅拌刮板。
4.根据权利要求1所述的二次铝灰基地质聚合物充填胶凝材料的制备装置，其特征在于，主进料单元包括第一进料筒和第二进料筒，第一进料筒和第二进料筒均与主罐体连通，且第一进料筒和第二进料筒均可拆卸连接有封盖。
5.根据权利要求1所述的二次铝灰基地质聚合物充填胶凝材料的制备装置，其特征在于，副进料单元包括固定连接于齿轮箱顶部的辅助进料箱，辅助进料箱与齿轮箱之间设置有滑环，辅助进料箱连通有用于输送辅助物料的辅助进料管，辅助进料管与滑环连通，搅拌轴内设置有辅助进料通道，辅助进料通道两端分别与滑环和辅助进料组件连通。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈秋松，冯岩，王道林，张钦礼，齐冲冲，陶云波，那庆，肖崇春，刘宾，袁昕懿，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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