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球磨固化法在治理重金属污染土壤的应用

2017-10-11 09:27:42 39 编辑:admin 来源:本站
    近三十年的经济增长、工业化和城市化给中国带来了极大的物质财富,也极大地提高了人民的生活水平。然而,中国也付出了沉重的代价,能源的消耗以及工农业生产活动严重地破坏了中国的生态环境,大气污染、水污染、土壤和地下水污染威胁着人民的健康和财产安全,也制约着中国经济的进一步可持续发展。近年来,土壤和地下水污染受到人们极大的关注,因此急需研究开发符合我国国情的修复技术。 现有的土壤修复技术效果不佳。
    本发明的目的在于提供球磨固化法在治理重金属污染土壤的应用,以解决上述至少一个技术问题。
    一、技术方案来实现 :
    球磨固化法在治理重金属污染土壤的应用,其特征在于,采用球磨固化法对含有镍、锌、砷、铅、铜的重金属污染土壤进行修复,对重金属污染土壤的修复具有以下具体步骤 :
    步骤 1. 采用挖掘机对重金属污染土壤进行挖掘处理,经挖掘后的污染土壤进行颗粒大小筛选分离 ;
    步骤 2. 筛选分离出颗粒直径不大于 2mm 的重金属污染土壤采用球磨机对重金属污染土壤进行研磨 ;
    步骤 3. 将研磨后的重金属污染土壤中加入用以固化的混合试剂进行搅拌均匀 ;所述混合试剂包括羟基磷灰石、硫化物、固化剂 ;
    步骤 4. 对修复后重金属污染土壤进行采样检测。
    二、优点:
    1、本发明用球磨固化法有效的固定污染土壤和重金属尾矿中的重金属,不影响原土壤的物理和化学性质,不影响土壤的用途,成本低,操作简便迅速,将是适合我国经济发展需要的一种新型修复技术。
    2、本发明通过对污染土壤的颗粒大小进行筛选分离,防止颗粒数过大,而影响球磨固化的效果。
    3、所述球磨机包括至少一个筒体,所述筒体内设有球石,所述筒体内壁附有一耐磨衬板,所述筒体外壁上附有一消音板 ;所述筒体有两层,分别为内层与外层,所述内层与所述外层之间设有一真空层。
    本发明通过优化了传统球磨机的筒体结构,通过设有一耐磨衬板,提高了筒体内壁的抗击性,通过筒体的外壁设有消音板与筒体内设有真空层,实现双重隔音,降低了传统球磨机的噪音系数。
    3、所述筒体的内壁呈一圆柱,所述圆柱的中心轴线方向平行于水平方向,所述圆柱的侧壁上设有至少六个凹坑,相邻所述凹坑的距离等于所述球石的直径,所述凹坑纵截面呈一圆弧,所述圆弧的半径等于所述球石的半径。
    本发明通过优化所述筒体侧壁的结构,通过设有与所述球石外轮廓相匹配的球石,从而提高了所述筒体内球石与所述筒体内壁的接触面积,从而提高了球石与原料发生碰撞的磨细精度,减少了球磨死角,提高了球磨效果,更适用于治理重金属污染土壤。
    4、至少六个凹坑的排布方向为所述圆柱的中心轴线方向。 相邻所述凹坑的连接处设有一连接曲面,所述连接曲面呈向上凸出。
    本发明通过相邻所述凹坑的连接处设有连接曲面,有效的减少球磨过程对凹坑连接处的磨损。
    5、所述连接曲面与相邻所述凹坑相切。从而实现筒体内壁的平滑性。
    述凹坑呈环状凹坑,所述环状凹坑的中心线与所述筒体的中心轴线重合。
    所述球磨机还包括支架,所述筒体位于所述支架上,所述支架上还设有一驱动所述筒体转动的旋转电机,所述旋转电机采用一变频电机。
    本发明通过采用变频电机作为驱动所述筒体转动的旋转电机,从而有助于对转速的调整与改变。
    6、作为一种优选方案,所述筒体的一端设有筒体驱动轴,所述筒体驱动轴通过一减速箱连接所述旋转电机。
    作为另一种优选方案,所述筒体的外壁设有齿轮状突起,所述筒体通过齿轮状突起与一齿轮组啮合,所述齿轮组连接所述旋转电机 ;
    所述旋转电机的个数等于所述筒体的个数。
    本发明通过筒体的外壁呈齿轮状,从而筒体通过齿轮状的外壁与一齿轮组啮合这种传动方式,便于多个筒体的设置,有利于筒体的增减排布安装。
    7、所述筒体设有至少两个,至少两个所述筒体横向排布,至少两个所述筒体的排布方向平行于所述筒体的中心轴线方向 ;
    所述筒体的左端部设有进料口,所述筒体的右端部设有出料口 ;
    所述筒体的出料口与右端的相邻的所述筒体的进料口联通。从而进行逐筒细化,通过调节各个筒体的转速,从而实现不同的细化效果。
    所述筒体上设有一机盖,所述机盖的外壁上嵌有一角度传感器,所述角度传感器是一无线角度传感器,所述无线角度传感器内设有一无线发射装置 ;
    所述角度传感器通过所述无线发射装置无线通讯连接一微型处理器系统,所述微型处理器系统连接一无线接收装置,所述无线接收装置与所述无线发射装置相匹配 ;
    所述微型处理器系统连接一时钟模块,所述微型处理器系统连接一变频器,所述微型处理器系统通过所述变频器与所述旋转电机相连。
    本发明通过角度传感器将机盖的旋转情况,无线传输给微型处理器系统进行处理,判断是否需要调节旋转电机的旋转情况,需要调整时传输相应的电信号给与变频器,变频器输出不同的频率信号给予旋转电机进行控制。本发明通过微型处理器系统还连接有一时钟模块,通过时钟模块,进而通过角度传感器检测到的旋转角度情况与时钟模块相结合,进而得出旋转速率。
    8、所述筒体上设有一进料口、出料口,所述筒体内设有一搅拌棒,所述旋转电机通过传动部件驱动所述搅拌棒转动 ;
    所述搅拌棒包括一主杆,所述主杆上设有至少三个分支,所述分支垂直于所述主杆,所述主杆的轴线方向平行于水平方向。
    本发明通过在筒体内设有搅拌棒,从而提高筒体内的研磨精度。
    9、所述耐磨衬板内嵌有硬质陶瓷颗粒,所述硬质陶瓷颗粒均匀分布于耐磨衬板中。
    本发明通过耐磨衬板内嵌有硬质陶瓷颗粒,从而提高了耐磨性。
    10、所述筒体的转速为 800-5000rpm。
    所述筒体内球石与金属污染土壤的重量比为 2、4、6、8 中的任意数值。
    所述筒体设有至少两个时,相邻的所述筒体内球石与金属污染土壤的重量比依次递减。
    从而实现逐步细化的效果。
    11、所述球磨机的工作时间为 0.5-7 小时。
    所述球磨机包括至少一个筒体,所述筒体内设有球石,所述球石的外壁上每 50 ~100nm 间隔设有一凸起颗粒,所述凸起颗粒是粒径为 1 ~ 10nm 的凸起颗粒。
    本发明通过优化传统球石的光滑外轮廓,将球石的外轮廓上设有凸起颗粒,从而提高了球磨机的细化效果,便于提高对重金属污染土壤的固化。
    12、所述球磨机包括筒体,所述筒体内设有复数个球石,所述复数个球石中设有一测试球石运动与受力情况的感应球石,所述球石内嵌有的位移传感器,所述球石的外壁设有至少四个应变传感器,所述应变传感器与所述位移传感器均连接一微型处理器系统,所述微型处理器系统连接一无线发射装置 ;
    所述微型处理器系统与所述无线发射装置位于所述感应球石内,所述感应球石的重量与其他球石一致 ;
    所述微型处理器系统通过所述无线发射装置连接一控制终端,所述控制终端内设有与所述无线发射装置相匹配的无线接收装置,所述控制终端控制连接所述旋转电机 ;
    所述控制终端上设有用于显示所述位移传感器、所述应变传感器检测到的数据的显示屏。
    本发明通过在筒体内设有一与其他球石物理属性相一致的感应球石,用以检测球石在筒体内的运动情况与受力情况,进而分析球石与重金属污染土壤间的相互作用力,通过分析调节旋转电机的转速,进而得到所需的重金属污染土壤固化所需的细化程度。
    

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