超细砂回收装置和砂水分离系统及其处理工艺的制作方法

本发明涉及矿山机械技术领域，特别涉及一种超细砂回收装置、砂水分离系统及采用系统进行砂水分离处理的处理工艺。

背景技术：

目前现有的人工砂生产线，绝大部分采用湿法生产工艺，不论采用何种型式的洗砂机，其最大的缺点是细砂(0.16mm以下颗粒)流失严重，有的甚至流失20％以上，这不但损失产量，而且还严重影响砂子的级配，造成级配不合理，细度模数偏粗，大大降低了机制砂的产品质量；同时处理后的水中过多细砂的排放，还会造成环境的污染。

中国实用新型申请CN201620988938.3中公开了一种用于细砂、尾矿回收的细砂回收系统，包括高频脱水筛、水力旋流器、渣浆泵、集水箱和回水箱，所述高频脱水筛下方为集水箱，集水箱连接有渣浆泵，所述水力旋流器与集水箱和回水箱连通；所述回水箱上设置有回水口，所述高频脱水筛的出料口高于进料口，高频振动筛与集水箱通过减震元件连接。该装置虽然能一定程度上实现对细砂的回收，但其对细砂的回收效率并不高，导致排放的废水中仍然有大量的细砂，这些含有细砂的废水排放，会对环境造成一定的污染。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有细砂回收装置对细砂的回收处理效率不高，难以实现将水中的超细砂进行充分处理回收的问题，提供一种超细砂回收装置和砂水分离系统，对水中的细砂、超细砂进行回收处理，对水中的固体颗粒杂质进行分离和回收。

同时本发明还提供一种采用该砂水分离系统的砂水分离处理工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用了一种超细砂回收装置，包括分离处理装置和脱水装置，所述分离处理装置包括水槽、渣浆泵和旋流器组，所述渣浆泵通过管道分别连接水槽和旋流器组，将水槽内的物料送至旋流器组，所述旋流器组包括多个旋流器，所述各旋流器相对于水平面垂直设置，各旋流器之间并排设置，旋流器组下方设置有料斗，各旋流器的喷砂嘴伸入到料斗内，所述料斗设置为倾斜槽结构，料斗上位于倾斜槽前端设置有出料口，所述出料口位于脱水装置进料端上方，所述旋流器溢流口分别连接到一储水箱，所述脱水装置设置在水槽上方。

上述技术方案中，进一步地，所述储水箱两侧分别对称设置有一旋流器组，各旋流器组下方均设置有一料斗，料斗的出料口均设置于脱水装置进料端上方。

上述技术方案中，进一步地，所述料斗为楔形截面结构，料斗上端面设置有供旋流器喷砂嘴伸入的开口，料斗底部相对于水平面倾斜一定角度，所述料斗出料口处设置有与出料口连通的导料槽，所述导料槽与料斗相互垂直设置。

上述技术方案中，进一步地，所述料斗底部相对于水平面的倾斜角为30°～45°。

上述技术方案中，进一步地，所述各旋流器的进料口分别连接到一水平设置的输送管，所述输送管通过管道连接渣浆泵，旋流器组对称设置在输送管两侧。

上述技术方案中，进一步地，所述各旋流器的进料口和输送管之间均通过一进料管连接，所述进料管上均设置有流量控制阀。

上述技术方案中，进一步地，所述储水箱上设置有出水口，所述出水口位于储水箱一侧的上部。

上述技术方案中，进一步地，所述脱水装置采用振动脱水筛。

本发明采用两组对称设置的旋流器组对水中的超细砂进行分离处理，处理效率高、效果好，可实现对水中99％的固体颗粒进行分离处理，同时对固体颗粒中的超细砂进行回收利用。

本发明中设置与旋流器组相配套的料斗和储水箱，解决了传统超细砂回收装置中脱水装置对旋流器组中旋流器数量及位置存在限制的问题，通过料斗实现旋流器组与脱水装置之间的连接，从而可根据实际处理需要对回收装置中的旋流器组进行任意配置，拓展了回收装置的使用性能。

该装置中的分离处理装置不仅可用于对矿山废水中超细砂的回收利用和废水的处理，同时还可应用于水厂对水中泥沙等固体颗粒物的分离处理。

采用上述超细砂回收装置的超细砂回收处理工艺，包括以下步骤：

a)渣浆泵将水槽内的物料经管道高压输送到各旋流器组，根据物料中的含沙量调节进料管上流量控制阀的开度，对进入旋流器中物料的压力、流速和流量进行调节，旋流器组对物料中的砂和水进行分离处理；

b)通过旋流器组处理后，砂经旋流器的喷砂嘴进入到料斗内，分离出的水经旋流器的溢流口进入储水箱，由于料斗底部设置为与水平面倾斜30°～45°的倾斜结构，料斗内的砂沿倾斜设置的料斗底部进入到与料斗出料口连通的导料槽内，导料槽与水平面之间呈一定的倾斜角，砂经料斗和导料槽进入到脱水装置；

c)脱水装置采用直线振动脱水筛对砂进行脱水处理，根据砂的干湿程度调节振动脱水筛的激振力，当砂偏干时增加振动脱水筛的激振力，当砂偏湿时减小振动脱水筛的激振力，使砂能得到充分的脱水处理，处理后的砂经振动脱水筛的出料端进入下一工序，储水箱内的水在储水箱内静置沉淀处理，储水箱内的部分残余砂沉淀到储水箱底部，经沉淀处理后的水通过设置在储水箱上部的出水口排出；

d)检测从出水口所排出水中的砂含量，根据出水口排出的水中砂的含量，对进料管上流量控制阀的开度和旋流器的喷砂嘴口径进行调节。

本发明还采用了一种砂水分离系统，包括上述超细砂回收装置和细砂回收一体机，经细砂回收一体机排出的废水进入到超细砂回收装置的水槽内；所述细砂回收一体机包括洗砂装置、脱水筛、储料箱、渣浆泵Ⅰ、返料箱和旋流器组Ⅰ，所述脱水筛设置在储料箱上，所述洗砂装置设置在脱水筛进料端一侧，所述渣浆泵Ⅰ分别连接储料箱和旋流器组Ⅰ，所述旋流器组Ⅰ包括多个并排设置的旋流器，各旋流器的溢流口连接返料箱，旋流器组Ⅰ设置在脱水筛进料端上方，所述返料箱设置在脱水筛一侧，所述返料箱上设置有进水口、出水口和排水口，所述进水口通过管道连接各旋流器的溢流口，出水口处设置有出水管，所述出水管连接到储料箱，排水口上设置有排水管，所述排水管与细砂回收装置的水槽连通。

该砂水分离系统，可实现对矿山废水中细砂和超细砂的分级回收处理，得到所需的级配砂料，经该系统处理后的废水可达到直接排放的要求。

采用上述砂水分离系统的砂水分离处理工艺，包括以下步骤：

a)启动细砂回收一体机的洗砂装置和脱水筛，洗砂装置对砂进行清洗，经洗砂装置处理后的砂从洗砂装置的出料端进入脱水筛进料端，脱水筛对砂进行筛分脱水处理，根据砂的干湿程度调节脱水筛的激振力，当砂偏干时增加脱水筛的激振力，当砂偏湿时减小脱水筛的激振力，经脱水处理后的砂从脱水筛出料端排出；

b)待储料箱内的水量达到储料箱容量的2/3～3/4时，启动渣浆泵Ⅰ，渣浆泵Ⅰ将储料箱内的砂水混合物送至旋流器组Ⅰ，旋流器组Ⅰ对砂水混合物进行砂、水分离处理，砂经旋流器组Ⅰ的喷砂嘴喷出到脱水筛的进料端，经脱水处理后砂从脱水筛出料端排出，水经溢流口进入返料箱；

c)进入返料箱内的水，一部分经返料箱上的排水管直接排出，一部分经返料箱上的出水管补充到储料箱内，在出水管上设置控制阀，调节出水管上的控制阀，使储料箱内的水位保持不变；

d)根据排水管所排出废水中的细砂量，调节喷砂嘴的口径，喷砂嘴的口径在10～20mm之间，若排水管排出的废水中有细砂，则增加喷砂嘴的口径。

e)经细砂回收一体机处理后排出的废水经排水管排入到细砂回收装置的水槽中，细砂回收装置的渣浆泵将水槽内的物料经管道高压输送到各旋流器组，根据物料中的含沙量调节进料管上流量控制阀的开度，对进入旋流器中物料的压力、流速和流量进行调节，旋流器组对物料中的细砂和水进行分离处理；

f)通过旋流器组处理后，细砂经旋流器的喷砂嘴进入到料斗内，分离出的水经旋流器的溢流口进入储水箱，由于料斗底部设置为与水平面倾斜30°～45°的倾斜结构，料斗内的细砂沿倾斜设置的料斗底部进入到与料斗出料口连通的导料槽内，导料槽与水平面之间呈一定的倾斜角，细砂经料斗和导料槽进入到脱水装置；

g)脱水装置采用直线振动脱水筛对细砂进行脱水处理，根据细砂的干湿程度调节振动脱水筛的激振力，当砂偏干时增加振动脱水筛的激振力，当砂偏湿时减小振动脱水筛的激振力，使细砂能得到充分的脱水处理，处理后的细砂经振动脱水筛的出料端进入下一工序，储水箱内的水在储水箱内静置沉淀处理，储水箱内的部分残余细砂沉淀到储水箱底部，经沉淀处理后的水通过设置在储水箱上部的出水口排出；

h)检测从出水口所排出水中的细砂含量，根据出水口排出的水中细砂的含量，对进料管上流量控制阀的开度和旋流器的喷砂嘴口径进行调节。

采用上述处理工艺，可对矿山废水进行处理，将废水中的细砂和超细砂进行分离和分级回收利用，实现对废水中细砂、超细砂的分离处理，处理后的水可达到直接排放的要求。同时，该处理工艺还可以应用到水厂水处理过程中的泥水的分离处理，可很好地将水中的固体颗粒物进行分离。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图。

图2为本发明结构俯视图。

图3为本发明结构左视图。

图4为本发明中细砂回收一体机结构示意图。

图中1至3中：1、水槽，2、旋流器组，3、料斗，4、出料口，5、脱水装置，6、储水箱，7、导料槽，8、输送管，9、出水口，10、进料管，11、流量控制阀，12、开口；

图4中：101、洗砂装置，102、脱水筛，103、储料箱，104、渣浆泵Ⅰ，105、返料箱，106、旋流器组Ⅰ，107、进水口，108、出水口，109、排水口，110、排水管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

如图1和2，本实施例中的超细砂回收装置，包括分离处理装置和脱水装置。本实施例中的分离处理装置包括水槽1、渣浆泵和旋流器组2，渣浆泵通过管道分别连接水槽1和旋流器组2，用于将水槽内的物料送至旋流器组，图1中没有示出渣浆泵的具体安装位置，该装置中渣浆泵的位置根据实际情况进行布置，渣浆泵的安装位置不影响超细砂回收装置的性能。

旋流器组2包括多个旋流器，各旋流器相对于水平面垂直设置，各旋流器之间并排设置，旋流器组2下方设置有料斗3，各旋流器的喷砂嘴伸入到料斗3内，料斗3设置为倾斜槽结构，料斗3上位于倾斜槽前端设置有出料口9，出料口9位于脱水装置5进料端上方，旋流器溢流口分别连接到一储水箱6。优选地，本实施例中储水箱6两侧分别对称设置有一旋流器组，各旋流器组下方均设置有一料斗3，料斗3的出料口4均设置于脱水装置进料端上方。各旋流器的进料口分别连接到一水平设置的输送管8，输送管8通过管道连接渣浆泵，两旋流器组对称设置在输送管8两侧。渣浆泵将水槽内的物料输送到旋流器组中，经旋流器进行分离处理后，物料中的固体颗粒经喷砂嘴喷出到料斗中，因料斗设置为倾斜槽结构，料斗内的物料沿倾斜槽经出料口流入到脱水装置5上，本实施例中脱水装置采用振动脱水筛，振动脱水筛对筛面上的物料进行脱水处理，脱水装置5设置在水槽1上方，经脱水处理后的物料从振动脱水筛出料端进入下一工序，即可实现对超细砂的回收利用。

如图2，本实施例中各旋流器2的进料口和输送管8之间均通过一进料管10连接，进料管10上均设置有流量控制阀11。根据水槽中物料的含沙量，调节流量控制阀的流量开度，以控制进入各旋流器的流速和压力，实现对物料的高效固液分离处理。当物料中的泥沙含量较大时，减小流量控制阀的流量开度，增加物料进入各旋流器的流速和压力，使旋流器对物料进行充分的处理，保证物料的固液分离处理效果；当物料中的泥沙含量较小时，增加流量控制阀的流量开度，此时即可保证装置的处理效果，同时可提高装置的处理效率。通过在旋流器的进料口处设置流量控制阀可增加装置的适应性，使其可用于各种不同含沙量物料的处理，同时针对不同的物料均能达到很好的处理效果。

具体地，本实施例中的料斗3为楔形截面结构，料斗3上端面设置有供旋流器喷砂嘴伸入的开口12，料斗底部相对于水平面倾斜一定角度，优选地，料斗底部相对于水平面的倾斜角为30°～45°。料斗3的出料口4处设置有与出料口连通的导料槽7，导料槽7与料斗3相互垂直设置，导料槽的出口向振动脱水筛进料端的中间位置延伸设置，使料斗内的物料能落在振动脱水筛进料端靠中间的位置，使物料能够得到充分的脱水处理。这里导料槽7固定连接在料斗3的出料口4处，导料槽7相对于水平面具有一定的倾角，使导料槽的出口朝下方的脱水装置倾斜，使物料能顺利进入脱水装置。

如图3，在储水箱6上设置有出水口9，该出水口的位置位于储水箱一侧的上部；将出水口设置在储水箱靠上的位置，可使储料箱内的水静置后从出水口排出，对排出的水进行二次处理，进一步降低从排水口排出的水的固体颗粒含量。该装置不仅可用于对细砂的回收处理，同时可用于水处理厂中对水中固体颗粒的分离处理。

采用本发明超细砂回收装置进行超细砂回收的处理工艺，包括以下步骤：

a)渣浆泵将水槽内的物料经管道高压输送到各旋流器组，根据物料中的含沙量调节进料管上流量控制阀的开度，对进入旋流器中物料的压力、流速和流量进行调节，旋流器组对物料中的砂和水进行分离处理；

b)通过旋流器组处理后，砂经旋流器的喷砂嘴进入到料斗内，分离出的水经旋流器的溢流口进入储水箱，由于料斗底部设置为与水平面倾斜30°～45°的倾斜结构，料斗内的砂沿倾斜设置的料斗底部进入到与料斗出料口连通的导料槽内，导料槽与水平面之间呈一定的倾斜角，砂经料斗和导料槽进入到脱水装置；

c)脱水装置采用直线振动脱水筛对砂进行脱水处理，根据砂的干湿程度调节振动脱水筛的激振力，当砂偏干时增加振动脱水筛的激振力，当砂偏湿时减小振动脱水筛的激振力，使砂能得到充分的脱水处理，处理后的砂经振动脱水筛的出料端进入下一工序，储水箱内的水在储水箱内静置沉淀处理，储水箱内的部分残余砂沉淀到储水箱底部，经沉淀处理后的水通过设置在储水箱上部的出水口排出；

d)检测从出水口所排出水中的砂含量，根据出水口排出的水中砂的含量，对进料管上流量控制阀的开度和旋流器的喷砂嘴口径进行调节。

实施例2

本实施例涉及的是一种砂水分离系统，包括上述超细砂回收装置和细砂回收一体机，经细砂回收一体机排出的废水进入到超细砂回收装置的水槽内，由超细砂回收装置对废水中的超细砂进行进一步的分离处理。具体的，如图4所示，本实施例中的细砂回收一体机包括洗砂装置101、脱水筛102、储料箱103、渣浆泵Ⅰ104、返料箱105和旋流器组Ⅰ106，脱水筛102设置在储料箱103上，洗砂装置101设置在脱水筛102进料端一侧，渣浆泵Ⅰ104分别连接储料箱103和旋流器组Ⅰ106，旋流器组Ⅰ106包括多个并排设置的旋流器，各旋流器的溢流口连接返料箱103，旋流器组Ⅰ106设置在脱水筛102进料端上方，返料箱105设置在脱水筛102一侧，返料箱105上设置有进水口107、出水口108和排水口109，进水口107通过管道连接各旋流器的溢流口，出水口108处设置有出水管，出水管连接到储料箱103，排水口109上设置有排水管110，排水管110与细砂回收装置的水槽1连通。细砂回收一体机对矿山废水中的细砂进行分离处理后，经旋流器组Ⅰ分离的废水经排水管进入到超细砂回收装置中，通过超细砂回收装置对废水中的超细砂进行分离回收处理。

本实施例中，细砂回收一体机的返料箱105上进水口107和排水口109水平高度位于同一水平面上。优选地，进水口107和排水口109位于返料箱105上部，出水口108位于返料箱105下部，排水口109处连接的排水管110水平设置。返料箱上进水口和排水口位于返料箱上部，而出水口位于返料箱的下部，砂、水分离后经溢流口流入返料箱内的水，在进入返料箱中后，水中所含有的少量砂会沉入返料箱下部并通过设置在返料箱下部的出水管流入到储料箱内，而返料箱内位于上层的清水则通过排水管排出，从而进一步减少了排出废水中的含沙量。

具体地，本实施例中脱水筛102包括筛体、相对设置在筛体上的两个偏心轴和分别连接两偏心轴的两驱动电机，两驱动电机安装在返料箱105的箱体上。驱动电机与偏心轴之间通过软连接方式进行连接。这里软连接方式所采用的结构为：包括对称设置的四个橡胶带和分别设置在橡胶带两端的连接板，橡胶带与连接板之间通过螺栓固定连接。橡胶带两端通过连接板分别固定连接在驱动电机的输出轴轴端法兰和偏心轴的旋转法兰上，通过螺栓和连接板将各橡胶带分别固定在驱动电机的输出轴和偏心轴的旋转法兰上，实现驱动电机与偏心轴之间的软连接；此时，橡胶板一端的连接板分别在驱动电机输出轴轴端法兰和旋转法兰上组成环形盘状结构。在返料箱上设置用于驱动偏心轴转动的驱动电机，驱动电机和偏心轴之间采用软连接方式进行连接，可减小振动筛振动对返料箱连接结构的影响，同时为返料箱提供一定的振动，帮助返料箱内的砂能够更好的运动到返料箱下部，提高装置的处理能力。将驱动电机设置到返料箱上，不需要额外设置用于固定驱动电机的支架，同时设备整体性更好，便于返料箱和驱动电机的安装，减小了设备的占地面积。

采用本发明中砂水分离系统的砂水分离处理工艺，包括以下步骤：

a)启动细砂回收一体机的洗砂装置和脱水筛，洗砂装置对砂进行清洗，经洗砂装置处理后的砂从洗砂装置的出料端进入脱水筛进料端，脱水筛对砂进行筛分脱水处理，根据砂的干湿程度调节脱水筛的激振力，当砂偏干时增加脱水筛的激振力，当砂偏湿时减小脱水筛的激振力，经脱水处理后的砂从脱水筛出料端排出；

b)待储料箱内的水量达到储料箱容量的2/3～3/4时，启动渣浆泵Ⅰ，渣浆泵Ⅰ将储料箱内的砂水混合物送至旋流器组Ⅰ，旋流器组Ⅰ对砂水混合物进行砂、水分离处理，砂经旋流器组Ⅰ的喷砂嘴喷出到脱水筛的进料端，经脱水处理后砂从脱水筛出料端排出，水经溢流口进入返料箱；

c)进入返料箱内的水，一部分经返料箱上的排水管直接排出，一部分经返料箱上的出水管补充到储料箱内，在出水管上设置控制阀，调节出水管上的控制阀，使储料箱内的水位保持不变；

d)根据排水管所排出废水中的细砂量，调节喷砂嘴的口径，喷砂嘴的口径在10～20mm之间，若排水管排出的废水中有细砂，则增加喷砂嘴的口径。

e)经细砂回收一体机处理后排出的废水经排水管排入到细砂回收装置的水槽中，细砂回收装置的渣浆泵将水槽内的物料经管道高压输送到各旋流器组，根据物料中的含沙量调节进料管上流量控制阀的开度，对进入旋流器中物料的压力、流速和流量进行调节，旋流器组对物料中的细砂和水进行分离处理；

f)通过旋流器组处理后，细砂经旋流器的喷砂嘴进入到料斗内，分离出的水经旋流器的溢流口进入储水箱，由于料斗底部设置为与水平面倾斜30°～45°的倾斜结构，料斗内的细砂沿倾斜设置的料斗底部进入到与料斗出料口连通的导料槽内，导料槽与水平面之间呈一定的倾斜角，细砂经料斗和导料槽进入到脱水装置；

g)脱水装置采用直线振动脱水筛对细砂进行脱水处理，根据细砂的干湿程度调节振动脱水筛的激振力，当砂偏干时增加振动脱水筛的激振力，当砂偏湿时减小振动脱水筛的激振力，使细砂能得到充分的脱水处理，处理后的细砂经振动脱水筛的出料端进入下一工序，储水箱内的水在储水箱内静置沉淀处理，储水箱内的部分残余细砂沉淀到储水箱底部，经沉淀处理后的水通过设置在储水箱上部的出水口排出；

h)检测从出水口所排出水中的细砂含量，根据出水口排出的水中细砂的含量，对进料管上流量控制阀的开度和旋流器的喷砂嘴口径进行调节。

本发明的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本发明基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征作出一些替换和变形，均在本发明的保护范围内。