一种低浓度、细粒尾矿脱水处理装置及方法与流程

本发明涉及尾矿脱水处理技术领域，特别涉及一种低浓度、细粒尾矿脱水处理装置及方法。

背景技术：

工业固体废弃物综合利用率在60％左右，而尾矿的综合利用率平均不到10％。尾矿已成为我国工业目前产出量最大、综合利用率最低的固体废弃物。随着资源的不断短缺，环境保护意识的不断提高以及国家政策的宣传和经济支持，近几年来，各大科研院所及企业针对尾矿资源开展了专项或系统研究，拓展了尾矿的应用领域，提高了尾矿的利用率。专家预测，尾矿综合利用将是21世纪矿产综合利用范围最广、潜力最大的领域，将成为人们争先利用的新资源。目前国内外尾矿的综合利用研究主要集中在尾矿再选、生产建筑材料、用于制作肥料、充填矿山采空区和尾矿复垦等方面，建筑行业中尾矿砂可用于公路道渣、免烧尾矿砖、蒸养砖、烧结砖、空心砌块、轻质材料等。尾矿还可以替代铁粉作为水泥熟料的生产、替代混凝土骨料等，尾矿需要利用前需要进行取样多元素分析、放射性核素限量检测，尾矿分级脱水，尾矿综合利用，目前尾矿脱水的设备和方法是针对不含有放射性元素的矿石使用，含有放射性元素的湿矿石通常采用硫酸钡为原料制备的防辐射箱体内存储，硫酸钡不能受热，导致含有放射性元素的矿石无法高效快速的脱水。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种低浓度、细粒尾矿脱水处理装置及方法，采用封闭式分级仓加热脱水处理尾砂矿石，以混凝土颗粒为导热介质，与矿砂接触面积大，导热均匀且避免过热，以热量将湿矿石内部的水分烘干，实现快速高效脱水，且屏蔽放射性元素，构建安全的脱水环境，避免含有放射性元素的矿石向外界辐射，提高人体健康保障，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低浓度、细粒尾矿脱水处理装置，包括外套筒、脱水机构、驱动机构、顶盖和进料机构，所述外套筒的中部安装有脱水机构，所述脱水机构的侧壁上滑动连接有驱动机构，所述外套筒的顶部安装有顶盖，所述顶盖的中部安装有进料机构；

所述脱水机构包括一级脱水仓、二级脱水仓、三级脱水仓、供热组件、齿条边、螺旋流道、筛砂板、矿料出口和挡板，所述一级脱水仓的内侧设有二级脱水仓，所述二级脱水仓的内侧设有三级脱水仓，所述三级脱水仓的中部安装有供热组件，所述一级脱水仓的外壁上固定连接有齿条边，所述一级脱水仓、二级脱水仓和三级脱水仓中沿内壁开设有螺旋流道，所述螺旋流道的下端端口处呈弧形凸起状，且固定连接有筛砂板，所述筛砂板的一端焊接有挡板，另一端与矿料出口相互连通，所述筛砂板的上方为螺旋流道的上端端口。

进一步地，所述驱动机构包括驱动电机、齿轮、驱动板、气缸组件、滑槽和弧顶推铲，驱动板的一端安装有驱动电机，驱动电机与齿轮相互连接，齿轮与齿条边相互啮合，驱动板的下端面开设有三个滑槽，三个滑槽分别滑动连接一级脱水仓、二级脱水仓和三级脱水仓，相邻滑槽之间设有尾矿推动部件。

进一步地，所述气缸组件的顶端固定连接驱动板，下端固定连接弧顶推铲。

进一步地，所述顶盖的中部设有内腔，内腔的上方板体和下方板体上开设有相互交错的气孔。

进一步地，所述进料机构包括梯形板、进料口、矿石筛选板和卡板，顶盖的上表面固定连接有梯形板，梯形板的每层阶梯上均开设有进料口，相邻进料口之间通过矿石筛选板相互连接，且进料口的中部通过螺栓连接有卡板。

进一步地，所述螺旋流道中填充有锶水泥制备的混凝土颗粒。

进一步地，所述外套筒的内壁和顶盖的下端面上均涂覆有锶水泥制备的混凝土结构层。

根据本发明的另一个方面，提供一种低浓度、细粒尾矿脱水处理装置的方法，包括以下步骤：

s101：注砂，按照混凝土颗粒的直径大小分为细砂、中砂和粗砂，细砂注入一级脱水仓，中砂注入二级脱水仓，粗砂注入三级脱水仓；

s102：投矿石，直径小的矿石进入三级脱水仓，与粗砂混合，直径中等的矿石进入一级脱水仓，与细砂混合，直径大的矿石进入二级脱水仓，与中砂混合；

s103：脱水，供热组件加热一级脱水仓、二级脱水仓和三级脱水仓的侧壁，侧壁将热量传递至混凝土颗粒中，高温混凝土颗粒烘干矿石内的水份；

s104：排出，弧顶推铲推动矿石沿螺旋流道移动，并从螺旋流道顶端掉落至筛砂板上，沿筛砂板滚动，从矿料出口排出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出的一种低浓度、细粒尾矿脱水处理装置及方法，采用封闭式分级仓加热脱水处理尾砂矿石，具体是依据直径将尾砂矿石筛分为三个等级，并与直径不同的锶水泥混凝土颗粒混合，混凝土颗粒为导热介质，与矿砂接触面积大，导热均匀且避免过热，以热量将湿矿石内部的水分烘干，实现快速高效脱水；封闭式仓体令脱水过程中矿石均处于装置内部，锶水泥的混凝土颗粒一级涂有锶水泥混凝层的外筒套和顶盖屏蔽放射性元素，构建安全的脱水环境，避免含有放射性元素的矿石向外界辐射，造成环境污染，提高人体健康保障。

附图说明

图1为本发明的低浓度、细粒尾矿脱水处理装置的整体结构图；

图2为本发明的低浓度、细粒尾矿脱水处理装置的外套筒内部结构图；

图3本发明的低浓度、细粒尾矿脱水处理装置的脱水机构结构图；

图4为本发明的低浓度、细粒尾矿脱水处理装置的一级脱水仓内部结构图；

图5为本发明的低浓度、细粒尾矿脱水处理装置的驱动电机结构图；

图6为本发明的低浓度、细粒尾矿脱水处理装置的顶盖结构图；

图7为本发明的低浓度、细粒尾矿脱水处理装置的进料机构结构图；

图8为本发明的低浓度、细粒尾矿脱水处理装置的进料口结构图；

图9为本发明的低浓度、细粒尾矿脱水处理装置的方法流程图。

图中：1、外套筒；2、脱水机构；21、一级脱水仓；22、二级脱水仓；23、三级脱水仓；24、供热组件；25、齿条边；26、螺旋流道；27、筛砂板；28、矿料出口；29、挡板；3、驱动机构；31、驱动电机；32、齿轮；33、驱动板；34、气缸组件；35、滑槽；36、弧顶推铲；4、顶盖；41、内腔；42、气孔；5、进料机构；51、梯形板；52、进料口；53、矿石筛选板；54、卡板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1至图2，一种低浓度、细粒尾矿脱水处理装置，包括外套筒1、脱水机构2、驱动机构3、顶盖4和进料机构5，外套筒1的中部安装有脱水机构2，脱水机构2的侧壁上滑动连接有驱动机构3，外套筒1的顶部安装有顶盖4，顶盖4的中部安装有进料机构5，外套筒1的内壁和顶盖4的下端面上均涂覆有锶水泥制备的混凝土结构层，用于屏蔽放射性元素。

参阅图3至图4，脱水机构2包括一级脱水仓21、二级脱水仓22、三级脱水仓23、供热组件24、齿条边25、螺旋流道26、筛砂板27、矿料出口28和挡板29，一级脱水仓21的内侧设有二级脱水仓22，二级脱水仓22的内侧设有三级脱水仓23，三级脱水仓23的中部安装有供热组件24，一级脱水仓21的外壁上固定连接有齿条边25，一级脱水仓21、二级脱水仓22和三级脱水仓23中沿内壁开设有螺旋流道26，螺旋流道26中填充有锶水泥制备的混凝土颗粒，用于屏蔽放射性元素，螺旋流道26的下端端口处呈弧形凸起状，且固定连接有筛砂板27，穿过筛砂板27的混凝土土颗粒沿弧形面向螺旋流道26最低端滑动，筛砂板27的一端焊接有挡板29，另一端与矿料出口28相互连通，筛砂板27的上方为螺旋流道26的上端端口。

参阅图5，驱动机构3包括驱动电机31、齿轮32、驱动板33、气缸组件34、滑槽35和弧顶推铲36，驱动板33的一端安装有驱动电机31，驱动电机31与齿轮32相互连接，齿轮32与齿条边25相互啮合，驱动板33的下端面开设有三个滑槽35，三个滑槽35分别滑动连接一级脱水仓21、二级脱水仓22和三级脱水仓23，气缸组件34的顶端固定连接驱动板33，下端固定连接弧顶推铲36，气缸组件34用于升降弧顶推铲36。

参阅图6，顶盖4的中部设有内腔41，内腔41的上方板体和下方板体上开设有相互交错的气孔42。

参阅图7至图8，进料机构5包括梯形板51、进料口52、矿石筛选板53和卡板54，顶盖4的上表面固定连接有梯形板51，梯形板51的每层阶梯上均开设有进料口52，相邻进料口52之间通过矿石筛选板53相互连接，且进料口52的中部通过螺栓连接有卡板54，矿石筛选板53的端部覆盖进料口52，矿石筛选板53为过滤网，位置处于最低处的矿石筛选板53上的网孔孔径最大，位置处于最高处的矿石筛选板53上的网孔孔径最小，且进料口52均位于挡板29的内侧上方，从进料口52投入的矿石均位于螺旋流道26的最低处，矿石在螺旋流道26中停留的时间长，旋转卡板54和进料口52连接处的螺栓，直接旋转卡板54，两片卡板54均处于平行于水平面的状态时，进料口52关闭，反之，进料口52张开。

参阅图9，为了更好的展现含有放射性元素的高危尾矿脱水处理的流程，本实施例现提出一种低浓度、细粒尾矿脱水处理装置的方法，包括以下步骤：

s101：注砂，按照混凝土颗粒的直径大小分为细砂、中砂和粗砂，细砂注入一级脱水仓21，中砂注入一级脱水仓21，粗砂注入三级脱水仓23，驱动机构3的驱动电机31带动齿轮32旋转，齿轮32沿齿条边25转动，从而带动驱动板33沿脱水机构2上端面滑动，气缸组件34调节弧顶推铲36高度，弧顶推铲36沿螺旋流道26推动，将细砂、中砂和粗砂均匀分布在螺旋流道26中；

s102：投矿石，直径小的矿石进入三级脱水仓23，与粗砂混合，直径中等的矿石进入一级脱水仓21，与细砂混合，直径大的矿石进入二级脱水仓22，与中砂混合；将未筛选的尾矿投入顶盖4中心处的进料口52中，直径小的尾矿穿过矿石筛选板53，未穿过矿石筛选板53的尾矿沿矿石筛选板53滚动，直至矿石全部穿过矿石筛选板53；

s103：脱水，供热组件24加热一级脱水仓21、二级脱水仓22和三级脱水仓23的侧壁，侧壁将热量传递至混凝土颗粒中，高温混凝土颗粒烘干矿石内的水份；水汽穿过气孔42和内腔41排出，其中内腔41上表面上也涂覆有锶水泥制备的混凝土结构层，错位的气孔42不能够将放射性的射线导出，可屏蔽射线，保证安全；

s104：排出，弧顶推铲36推动矿石沿螺旋流道26移动，并从螺旋流道26顶端掉落至筛砂板27上，沿筛砂板27滚动，从矿料出口28排出，筛砂板27网孔依据矿砂和混凝土颗粒之间的直径差制备，矿石直径小，混凝土颗粒直径大时反向安装筛砂板27和矿料出口28。

综上所述：本发明提出的一种低浓度、细粒尾矿脱水处理装置及方法，采用封闭式分级仓加热脱水处理尾砂矿石，具体是依据直径将尾砂矿石筛分为三个等级，并与直径不同的锶水泥混凝土颗粒混合，混凝土颗粒为导热介质，与矿砂接触面积大，导热均匀且避免过热，以热量将湿矿石内部的水分烘干，实现快速高效脱水；封闭式仓体令脱水过程中矿石均处于装置内部，锶水泥的混凝土颗粒一级涂有锶水泥混凝层的外筒套和顶盖4屏蔽放射性元素，构建安全的脱水环境，避免含有放射性元素的矿石向外界辐射，造成环境污染，提高人体健康保障。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。