【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于人工造土，具体涉及一种用于人造土的煤矸石无害化处理装置与方法。
技术介绍
1、煤作为重要的工业原料和能源之一，为社会的发展和运行提供了强大动力。但在煤的开采、洗选过程中，往往伴随着煤矸石的产生。煤矸石长期堆放，占用大量土地，且存在自燃风险；另外与雨水的长期作用，会使煤矸石中的重金属元素转移至周围土壤和地下水中，对整个生态环境产生严重危害。
2、目前对煤矸石的综合利用主要包括发电、生产建筑材料、制取化工产品、井下充填和土地复垦等。其中，前几种途径对煤矸石的消耗有限，而土地复垦作为煤矸石无害化处理的手段之一，能够最大程度上实现固废就地消纳的原则。但是在这个过程中需要重点考虑污染组分的长期释放问题，这就要求在复垦之前对不符合标准的煤矸石进行初步处理，使煤矸石在土壤化前符合土壤的污染风险管控标准。
3、在污染修复处理领域，淋洗是一种有效的污染土壤治理技术，主要分为原位淋洗和异位淋洗。其中原位淋洗多适用于大规模土壤修复处理，但是其修复周期较长；另外，目前有将电动修复技术同原位淋洗相结合的案例，以加速修复过程，但又带来了能耗高的问题。相比于原位淋洗，异位淋洗能够更方便地对淋洗后的污染液进行收集，方便重金属的回收利用。同时，在异位淋洗中还可以通过多种措施对淋洗过程进行强化，例如超声波辅助、电动修复、加入不同的淋洗剂等。
4、相较于污染土壤来说，煤矸石由洗选过程得到，其中的重金属含量相对不高，但是重金属赋存的状态又以稳定的硅酸盐态和可氧化态居多。因此，需要使用一些强化淋洗手段，来保证一定的重金属
技术实现思路
1、为了克服上述问题，本专利技术提供一种用于人造土的煤矸石无害化处理装置与方法，能够使大量煤矸石颗粒与淋洗液均匀、充分接触，并实现淋洗液对煤矸石颗粒的强力冲洗，然后借助一定浓度淋洗液和超声的强化作用，实现对大规模煤矸石固废的低成本、高效处理，使最终处理过后的煤矸石可以用于人工造土。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种用于人造土的煤矸石无害化处理装置，包括：储液罐1、淋洗系统2、驱动系统；
4、所述储液罐1包括罐体、泄流阀门12和万向轮13；其中罐体包括内桶11和外桶14，所述内桶11套置并固定在外桶14内，使得内桶11和外桶14之间形成夹层，所述外桶14侧壁下方沿周向设有多个与其内部夹层连通的泄流阀门12，且所述内桶11外壁周向设有从上至下依次设置的多个万向轮13；
5、所述淋洗系统2包括螺旋镂空坡道21、筒体以及超声设备22；所述筒体包括外筒23和内筒24，所述内筒24为顶部设有第一加强支架28，底部没有底板的中空筒体，所述外筒23为顶底部没有顶板和底板的镂空筒体，其中内筒24套置在外筒23内，使得内筒24和外筒23之间形成夹层，同时该夹层内设有多层依次错开设置的螺旋镂空坡道21，夹层底部设有环形钢筋骨架25，且所述每一层螺旋镂空坡道21底部的环形钢筋骨架25上均设有一个对应的出料口26；
6、所述筒体的内筒24套置在罐体的内桶11外部，进而使得筒体的外筒23套置在罐体的外桶14内，使得内桶11外部的万向轮13与内筒24内壁接触；所述筒体的内筒24外壁上固定有多个超声设备22，所述筒体的内筒24上方内壁固定有沿周向设置的传动齿轮条27；
7、所述驱动系统包括电机3，其中电机3固定在罐体的内桶11上方，且电机3的驱动轴通过齿轮与传动齿轮条27啮合。
8、所述螺旋镂空坡道21包括多个台阶211、活动挡板212，其中多个台阶211呈螺旋状依次连接在一起，每个台阶211是由镂空斜面板213和平面板214固定在一起形成，台阶211的两侧分别固定在筒体的外筒23内壁和内筒24的外壁上；所述每个台阶211的平面板214底部均设有活动挡板212，活动挡板212顶部活动连接在对应平面板214底部一侧，并倾斜设置在对应的两层螺旋镂空坡道21之间，使其底部与位于下层的螺旋镂空坡道21上对应平面板214的顶部另一侧接触。
9、所述多层依次错开设置的螺旋镂空坡道21为：所有螺旋镂空坡道21的位置均由其中某一个螺旋镂空坡道21绕筒体的中心轴依次旋转一定角度得到，所述每个螺旋镂空坡道21底部最后一阶台阶211的平面板214均铺设在环形钢筋骨架25上，且平面板214的边缘位于对应的出料口26处。
10、所述筒体的外筒23筒壁、环形钢筋骨架25和镂空斜面板213上均铺设有滤网。
11、所述罐体的内桶11内设有多个第二加强支架16。
12、所述罐体的外桶14的底板底部设有多个支座15。
13、一种用于人造土的煤矸石无害化处理方法，具体包括如下内容：
14、步骤一，将淋洗液注入储液罐1的罐体的夹层中，使得淋洗系统2的筒体置入储液罐的淋洗液中，进而保证螺旋镂空坡道21被罐体夹层中的淋洗液浸没；
15、步骤二，启动电机3，使筒体逆时针转动，在筒体转动的同时，从筒体的夹层上方向该夹层内加入破碎后的煤矸石颗粒，借助筒体转动进而带动溶液运动所产生的水力作用，活动挡板212底部被水冲刷呈打开状态，即活动挡板212向上转动，使其底部与对应的平面板214分开，进而将煤矸石颗粒散布在各层螺旋镂空坡道21上；
16、步骤三，再次控制电机3反向旋转，使筒体顺时针转动，借助筒体转动进而带动溶液运动所产生的水力作用，活动挡板212底部被水冲刷呈关闭状态，即活动挡板212向下转动，使其底部与对应的平面板214接触，同时打开超声设备22对颗粒物进行超声清洗；
17、步骤四，清洗完成后，关闭电机3，使筒体停止转动，借助之前溶液转动的惯性将煤矸石颗粒冲淋至螺旋镂空坡道21最底部台阶211上的平面板214上；
18、步骤五，将筒体从罐体内取出，脱离淋洗液，然后打开出料口26，将淋洗后的煤矸石颗粒卸下。
19、所述步骤四中，若颗粒物未被完全冲淋至螺旋镂空坡道21底部，则控制电机3旋转，使筒体重新逆时针转动，借助筒体转动进而带动溶液运动所产生的水力作用将颗粒物尽可能多地冲至螺旋镂空坡道21底部，以保证卸料完全。
20、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
21、(1)螺旋坡道的设置能够使大量的煤矸石颗粒在溶液中更加均匀地分布，从而受到更加充分的淋洗。活动挡板可以使煤矸石颗粒在螺旋坡道上单向移动，初期煤矸石颗粒向下移动散布在螺旋坡道上，而淋洗时避免煤矸石颗粒的大范围移动。
22、(2)该装置和方法能够在淋洗过程中使煤矸石颗粒受到淋洗液较强的冲洗作用，同时装置产生的离心力作用、不同类型的淋洗剂以及超声作用也会进一步提升淋洗效果，增加重金属淋洗去除率，促进降本增效。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于人造土的煤矸石无害化处理装置，其特征在于，包括：储液罐(1)、淋洗系统(2)、驱动系统；
2.根据权利要求1所述的一种用于人造土的煤矸石无害化处理装置，其特征在于，所述螺旋镂空坡道(21)包括多个台阶(211)、活动挡板(212)，其中多个台阶(211)呈螺旋状依次连接在一起，每个台阶(211)是由镂空斜面板(213)和平面板(214)固定在一起形成，台阶(211)的两侧分别固定在筒体的外筒(23)内壁和内筒(24)的外壁上；所述每个台阶(211)的平面板(214)底部均设有活动挡板(212)，活动挡板(212)顶部活动连接在对应平面板(214)底部一侧，并倾斜设置在对应的两层螺旋镂空坡道(21)之间，使其底部与位于下层的螺旋镂空坡道(21)上对应平面板(214)的顶部另一侧接触。
3.根据权利要求2所述的一种用于人造土的煤矸石无害化处理装置，其特征在于，所述多层依次错开设置的螺旋镂空坡道(21)为：所有螺旋镂空坡道(21)的位置均由其中某一个螺旋镂空坡道(21)绕筒体的中心轴依次旋转一定角度得到，所述每个螺旋镂空坡道(21)底部最后一阶台阶(
4.根据权利要求1所述的一种用于人造土的煤矸石无害化处理装置，其特征在于，所述筒体的外筒(23)筒壁、环形钢筋骨架(25)和镂空斜面板(213)上均铺设有滤网。
5.根据权利要求1所述的一种用于人造土的煤矸石无害化处理装置，其特征在于，所述罐体的内桶(11)内设有多个第二加强支架(16)。
6.根据权利要求1所述的一种用于人造土的煤矸石无害化处理装置，其特征在于，所述罐体外桶(14)的底板底部设有多个支座(15)。
7.一种应用权利要求1-6任意一项所述的用于人造土的煤矸石无害化处理装置进行煤矸石无害化处理的方法，其特征在于，具体包括如下内容：
8.根据权利要求7所述的用于人造土的煤矸石无害化处理方法，其特征在于，所述步骤四中，若颗粒物未被完全冲淋至螺旋镂空坡道(21)底部，则控制电机(3)旋转，使筒体重新逆时针转动，借助筒体转动进而带动溶液运动所产生的水力作用将颗粒物尽可能多地冲至螺旋镂空坡道(21)底部，以保证卸料完全。
...【技术特征摘要】
1.一种用于人造土的煤矸石无害化处理装置，其特征在于，包括：储液罐(1)、淋洗系统(2)、驱动系统；
2.根据权利要求1所述的一种用于人造土的煤矸石无害化处理装置，其特征在于，所述螺旋镂空坡道(21)包括多个台阶(211)、活动挡板(212)，其中多个台阶(211)呈螺旋状依次连接在一起，每个台阶(211)是由镂空斜面板(213)和平面板(214)固定在一起形成，台阶(211)的两侧分别固定在筒体的外筒(23)内壁和内筒(24)的外壁上；所述每个台阶(211)的平面板(214)底部均设有活动挡板(212)，活动挡板(212)顶部活动连接在对应平面板(214)底部一侧，并倾斜设置在对应的两层螺旋镂空坡道(21)之间，使其底部与位于下层的螺旋镂空坡道(21)上对应平面板(214)的顶部另一侧接触。
3.根据权利要求2所述的一种用于人造土的煤矸石无害化处理装置，其特征在于，所述多层依次错开设置的螺旋镂空坡道(21)为：所有螺旋镂空坡道(21)的位置均由其中某一个螺旋镂空坡道(21)绕筒体的中心轴依次旋转一定角度得到，所述每个螺旋镂空坡道(21)底部最后一阶台阶(211)...
【专利技术属性】
技术研发人员：白冰，杨横涛，雷宏武，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。