一种利用桑树回收土壤中镉的设备及回收镉的方法与流程

本发明涉及镉污染土壤的修复治理技术领域，具体涉及到一种利用桑树回收土壤中镉的设备及回收镉的方法。

背景技术：

桑树是重金属镉的高吸附植物，是重金属镉污染农田耕作改制的重要选择品种。桑树植株组织中的镉主要沉积在根和茎干；而桑树叶和树皮中较少；现有的技术中一般仅将桑叶收割后，对带皮的桑树根茎进行工业再利用回收镉，桑树根茎上的桑树皮含有的高植物蛋白被白白浪费掉，同时桑树皮内包含的各种有机物质对于镉的工业提取产生阻碍，增加了镉的提取困难度。

技术实现要素：

本发明的一个目的是针对以上问题，提供一种利用桑树回收土壤中镉的设备，它能将桑树茎上的表皮剥离下来并自动分离出表皮和剥皮后的杆茎，提高了桑树的利用率，提高了镉的回收效果，并且提高了桑树地利用率，剥离效率高，运行稳定可靠。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种利用桑树回收土壤中镉的设备，它包括杆皮剥离装置(60)及其下端的分离筛选装置(40)，所述杆皮剥离装置(60)包括壳体(1)，所述壳体(1)上端设置有进料口(8)，底部设置有出料口(9)，内部均匀设置有可旋转的辊筒(23)，所述辊筒(23)包括位于中心的正逆辊筒(21)和呈环形均匀分布在正逆辊筒(21)周围的进料辊筒(18)、剥离辊筒(19)、出料辊筒(20)；所述辊筒(23)外壁上均匀设置有镂空槽(24)；所述镂空槽(24)内设置有可伸缩的嫩皮刀组(27)；所述嫩皮刀组(27)底部设置在刀座(28)上，所述刀座(28)设置在辊筒(23)的内壁上；所述刀座(28)与辊筒(23)内壁之间设置有压缩弹簧(30)；所述嫩皮刀组(27)之间设置有粗皮刀片(26)；所述嫩皮刀组(27)包括固定在刀座(28)上的夹层刀片(32)，所述夹层刀片(32)中间夹有可伸缩的内层刀片(31)；所述夹层刀片(32)的刀锋上均匀设置有大圆弧槽(321)；所述内层刀片(31)上均匀设置有小圆弧槽(311)；所述小圆弧槽(311)与大圆弧槽(321)同心配合；所述内层刀片(31)两端设置有小杆(312)；所述小杆(312)下方设置有缓冲弹簧(33)；所述粗皮刀片(26)的刀锋为锯齿形状；所述分离筛选装置(40)包括设置在出料口(9)下端的外壳(41)，所述外壳(41)内设置有内腔套(42)；所述内腔套(42)上端设置有V字型支架(44)；所述V字型支架(44)上设置有两块可滑动的筛选板(43)；所述筛选板(43)上均匀设置有筛孔；所述内腔套(42)内设置有安装支架(50)；所述安装支架(50)中心设置有滑套(51)；所述滑套(51)内设置有伸缩轴(46)；所述伸缩轴(46)顶端连接筛选板(43)；所述伸缩轴(46)上设置有振动器(47)；所述伸缩轴(46)上套有两个震动弹簧(48)分别位于滑套(51)上下两端；所述伸缩轴(46)下端设置有震动螺母(49)。

进一步的，所述正逆辊筒(21)包括相互连接在一起的逆转辊筒(212)和正转辊筒(211)；所述逆转辊筒(212)和正转辊筒(211)之间通过行星齿轮机构(22)连接在一起；所述正逆辊筒(21)一端连接有中心电机(6)。

进一步的，所述粗皮刀片(26)的高度低于嫩皮刀组(27)。

进一步的，所述进料辊筒(18)对称设置在正逆辊筒(21)上端两侧；所述剥离辊筒(19)对称设置在正逆辊筒(21)中间两侧；所述出料辊筒(20)对称设置在正逆辊筒(21)下端两侧；所述的两个进料辊筒(18)的旋转方向相反；所述的两个剥离辊筒(19)的旋转方向相反；所述的两个出料辊筒(20)的旋转方向相反。

进一步的，所述壳体(1)两端各设置有两块相互对称分布的活动板(5)；所述辊筒(23)两端固定在活动板(5)上；两块对称的活动板(5)之间通过调节螺杆(4)连接；所述两块对称的活动板(5)之间设置有调节弹簧(10)；所述壳体(1)上端两侧设置有用于固定活动板(5)的固定螺栓(2)。

进一步的，所述进料辊筒(18)、剥离辊筒(19)、出料辊筒(20)一端均设置有传动齿轮(12)；所述传动齿轮(12)之间啮合有辅助齿轮(11)；所述出料辊筒(20)上的传动齿轮(12)分别与一个主动齿轮(16)啮合，两个主动齿轮(16)相互啮合；其中一个主动齿轮(16)连接传动电机(7)；所述壳体(1)一端设置有传动箱(3)；所述传动齿轮(12)、辅助齿轮(11)、主动齿轮(16)均位于传动箱(3)中。

进一步的，所述主动齿轮(16)设置在升降座(17)上；所述升降座(17)两端套接在升降杆(14)上；所述升降杆(14)下端固定在固定座(15)上；所述升降杆(14)上设置有升降弹簧(13)。

进一步的，所述刀座(28)两端对称设置有活动孔(281)和安装孔(282)；所述辊筒(23)内壁上设置有滑动轴(29)；所述活动孔(281)套在滑动轴(29)内；所述滑动轴(29)上设置有压缩弹簧(30)。

进一步的，所述V字型支架(44)包括两块相互连接构成倒V字形状的平板，每块平板上均设置有筛选框(441)；所述筛选板(43)位于筛选框(441)上面。

本发明的另一个目的是提供一种利用桑树回收土壤中镉的设备回收镉的方法，它能保证镉污染耕地土壤的长期修复效果，并提高镉的回收效果。

为实现该目的，本发明采用的加工步骤如下：

步骤1、耕地处理：选定镉污染耕地，对土壤进行翻耕、碎土、并设置排水沟渠；

步骤2、桑苗修根：选取无病虫害的桑树苗，对桑树苗的根系进行裁剪，裁剪至根长为13-17cm，形成修根桑树苗；

步骤3、桑苗移栽：将步骤2中的修根桑树苗移栽进入步骤1处理后的耕地内；桑树苗之间间距为0.3-0.5m；

步骤4、桑叶收割：在桑树苗长到0.8-1.2m高时，利用收割机对桑树苗进行第一次收割，以后每次在桑树苗生长至60-80cm高时再次进行收割；

步骤5、加工处理：将收割回来的桑树苗放入所述的一种利用桑树回收土壤中镉的设备中加工出桑树皮碎料和去皮杆茎料。

步骤5、回收镉：将去皮杆茎料放入焚烧炉中进行焚烧处理后，对焚烧后的灰渣进行回收。

本发明的有益效果：

1、本发明采用了多组辊筒对桑树杆进行剥皮处理，通过调节活动板之间的间距来实现辊筒之间的间隙调节，达到剥离的最佳效果。

2、辊筒上的嫩皮刀组能将大部分桑叶树杆的树皮剥离下来，较老的树皮可以通过粗皮刀片的锯齿形刀锋进行剥离，较细的枝干可以通过内层刀片上的小圆弧槽剥离，较粗的枝干可以通过夹层刀片上的大圆弧槽剥离，保证了桑叶枝干的剥皮效率和质量。

3、嫩皮刀组采用可伸缩结构，当较老的树皮经过时，嫩皮刀组自动缩回，防止损伤刀片，老树皮通过粗皮刀片剥离，提高了嫩皮刀组的使用寿命。

4、嫩皮刀组分为了夹层刀片和内层刀片，内层刀片采用可伸缩结构，可以实现对不同直径的枝干进行剥皮，当较大的枝干经过时，内层刀片缩回，通过夹层刀片对大枝干进行剥离；提高了额剥皮质量。

5、正逆辊筒包含了正转辊筒和逆转辊筒，它们之间通过行星齿轮机构连接，旋转方向相反，可以有效的将从进料辊筒输入的原材料均分到两侧进行加工，提高了加工效率，防止了机器的卡壳，提高了运行稳定性和使用寿命。

附图说明

图1为本发明正面示意图。

图2为图1中A-A剖视结构示意图。

图3为图1中B-B剖视结构示意图。

图4为正逆辊筒结构示意图。

图5为正逆辊筒内部相互连接的行星齿轮机构结构示意图。

图6为辊筒剖视结构示意图。

图7为图8中局部C放大后的嫩皮刀组安装结构示意图。

图8为嫩皮刀组俯视结构示意图。

图9为嫩皮刀组正视图。

图10为图11中局部D的放大结构示意图。

图11为内层刀片结构示意图。

图12为粗皮刀片结构示意图。

图13为杆皮分离筛选装置结构示意图。

图14为筛选板结构示意图。

图中：1、壳体；2、固定螺栓；3、传动箱；4、调节螺杆；5、活动板；6、中心电机；7、传动电机；8、进料口；9、出料口；10、调节弹簧；11、辅助齿轮；12、传动齿轮；13、升降弹簧；14、升降杆；15、固定座；16、主动齿轮；17、升降座；18、进料辊筒；19、剥离辊筒；20、出料辊筒；21、正逆辊筒；212、逆转辊筒；211、正转辊筒；22、行星齿轮机构；23、辊筒；24、镂空槽；26、粗皮刀片；27、嫩皮刀组；28、刀座；281、活动孔；282、安装孔；29、滑动轴；30、压缩弹簧；31、内层刀片；311、小圆弧槽；312、小杆；32、夹层刀片；321、大圆弧槽；33、缓冲弹簧；40、分离筛选装置；41、外壳；42、内腔套；43、筛选板；44、V字型支架；45、连接杆；46、伸缩轴；47、振动器；48、震动弹簧；49、震动螺母；50、安装支架；51、滑套；441、筛选框；60、杆皮剥离装置。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1-图14所示，本发明的具体结构为：一种利用桑树回收土壤中镉的设备，它包括杆皮剥离装置60及其下端的分离筛选装置40，所述杆皮剥离装置60包括壳体1，所述壳体1上端设置有进料口8，底部设置有出料口9，内部均匀设置有可旋转的辊筒23，所述辊筒23包括位于中心的正逆辊筒21和呈环形均匀分布在正逆辊筒21周围的进料辊筒18、剥离辊筒19、出料辊筒20；所述辊筒23外壁上均匀设置有镂空槽24；所述镂空槽24内设置有可伸缩的嫩皮刀组27；所述嫩皮刀组27底部设置在刀座28上，所述刀座28设置在辊筒23的内壁上；所述刀座28与辊筒23内壁之间设置有压缩弹簧30；所述嫩皮刀组27之间设置有粗皮刀片26；所述嫩皮刀组27包括固定在刀座28上的夹层刀片32，所述夹层刀片32中间夹有可伸缩的内层刀片31；所述夹层刀片32的刀锋上均匀设置有大圆弧槽321；所述内层刀片31上均匀设置有小圆弧槽311；所述小圆弧槽311与大圆弧槽321同心配合；所述内层刀片31两端设置有小杆312；所述小杆312下方设置有缓冲弹簧33；所述粗皮刀片26的刀锋为锯齿形状；所述分离筛选装置40包括设置在出料口9下端的外壳41，所述外壳41内设置有内腔套42；所述内腔套42上端设置有V字型支架44；所述V字型支架44上设置有两块可滑动的筛选板43；所述筛选板43上均匀设置有筛孔；所述内腔套42内设置有安装支架50；所述安装支架50中心设置有滑套51；所述滑套51内设置有伸缩轴46；所述伸缩轴46顶端连接筛选板43；所述伸缩轴46上设置有振动器47；所述伸缩轴46上套有两个震动弹簧48分别位于滑套51上下两端；所述伸缩轴46下端设置有震动螺母49。

优选的，所述正逆辊筒21包括相互连接在一起的逆转辊筒212和正转辊筒211；所述逆转辊筒212和正转辊筒211之间通过行星齿轮机构22连接在一起；所述正逆辊筒21一端连接有中心电机6。

优选的，所述粗皮刀片26的高度低于嫩皮刀组27。

优选的，所述进料辊筒18对称设置在正逆辊筒21上端两侧；所述剥离辊筒19对称设置在正逆辊筒21中间两侧；所述出料辊筒20对称设置在正逆辊筒21下端两侧；所述的两个进料辊筒18的旋转方向相反；所述的两个剥离辊筒19的旋转方向相反；所述的两个出料辊筒20的旋转方向相反。

优选的，所述壳体1两端各设置有两块相互对称分布的活动板5；所述辊筒23两端固定在活动板5上；两块对称的活动板5之间通过调节螺杆4连接；所述两块对称的活动板5之间设置有调节弹簧10；所述壳体1上端两侧设置有用于固定活动板5的固定螺栓2。

优选的，所述进料辊筒18、剥离辊筒19、出料辊筒20一端均设置有传动齿轮12；所述传动齿轮12之间啮合有辅助齿轮11；所述出料辊筒20上的传动齿轮12分别与一个主动齿轮16啮合，两个主动齿轮16相互啮合；其中一个主动齿轮16连接传动电机7；所述壳体1一端设置有传动箱3；所述传动齿轮12、辅助齿轮11、主动齿轮16均位于传动箱3中。

优选的，所述主动齿轮16设置在升降座17上；所述升降座17两端套接在升降杆14上；所述升降杆14下端固定在固定座15上；所述升降杆14上设置有升降弹簧13。

优选的，所述刀座28两端对称设置有活动孔281和安装孔282；所述辊筒23内壁上设置有滑动轴29；所述活动孔281套在滑动轴29内；所述滑动轴29上设置有压缩弹簧30。

优选的，所述V字型支架44包括两块相互连接构成倒V字形状的平板，每块平板上均设置有筛选框441；所述筛选板43位于筛选框441上面。

该设备使用原理：

桑树枝从进料辊筒18之间进入，两个进料辊筒18的旋转方向相反，产生咬合力，使得桑树枝被咬入进去，然后通过各个辊筒23上的嫩皮刀组27和粗皮刀片26进行刮擦后，将桑树皮从树枝剥离下来，而树枝由于含木质和植物纤维较多，无法被刀具破坏，从各个辊筒23之间的缝隙中掉出；树皮被搅碎，而树枝还比较完整，非常容易的就可以将树皮和树干分离收集起来。

当较细的桑树枝进入辊筒18之间时，内层刀片31的刀锋上的小圆弧槽311对细桑树枝进行刮除树皮；当较粗的桑树枝进入辊筒18之间时，由于挤压力增大，内层刀片31被挤压收缩回，夹层刀片32上的大圆弧槽321对粗桑树枝进行刮除树皮；当较老的桑树枝进入辊筒18之间时，由于树皮较难刮除，导致嫩皮刀组27被挤压收缩回，而固定在辊筒23外壁上的锯齿形状的粗皮刀片26对老桑树枝进行刮除，锯齿形状的刀锋有利于插入树皮内进行刮除。

为了提高桑树枝树皮的刮除效果，通过旋转调节螺杆4可以调节对称的两块活动板之间的间距，从而达到调节辊筒23之间的间距的目的，使得辊筒23之间间距达到最佳效果，保证桑树枝能被辊筒上的刀具挂擦到，提高剥离效果，调节灵活方便。调节螺杆4上设置有两端相反方向的螺纹分别连接对称的两块活动板，当旋转调节螺杆4时，两块对称的活动板回自动的合拢和张开。

树皮和杆茎从出料口9落入分离筛选装置40内，通过两块震动的筛选板43对树皮和去皮杆茎进行震动分离，桑树皮从筛选板43上的筛孔内掉入内腔套42内，而去皮杆茎由于体积较大会从筛选板43上滑落到内腔套42与外壳41之间的空腔内；通过选择震动螺母49可以调节筛选板43的震动幅度。

本发明采用的一种利用桑树回收土壤中镉的设备回收镉的方法包括如下步骤：

步骤1、耕地处理：选定镉污染耕地，对土壤进行翻耕、碎土、并设置排水沟渠；

步骤2、桑苗修根：选取无病虫害的桑树苗，对桑树苗的根系进行裁剪，裁剪至根长为13-17cm，形成修根桑树苗；

步骤3、桑苗移栽：将步骤2中的修根桑树苗移栽进入步骤1处理后的耕地内；桑树苗之间间距为0.3-0.5m；

步骤4、桑叶收割：在桑树苗长到0.8-1.2m高时，利用收割机对桑树苗进行第一次收割，以后每次在桑树苗生长至60-80cm高时再次进行收割；

步骤5、加工处理：将收割回来的桑树苗放入所述的一种利用桑树回收土壤中镉的设备中加工出桑树皮碎料和去皮杆茎料。

步骤5、回收镉：将去皮杆茎料放入焚烧炉中进行焚烧处理后，对焚烧后的灰渣进行回收。

该方法补充说明：

本发明步骤3中，先挖好深10-15cm洞，然后将苗根舒展，达到苗正根伸，植于洞内，捏住苗干，轻轻向上提一下，使土粒充分填满根部空隙，再把洞周围土敲细后填入洞内，踏实即可。待桑苗发芽后对未能成活发芽的桑苗进行一次补植。

本发明步骤2中桑树苗木留根长约15cm，以免种时盘缩卷曲，影响发育

本发明步骤4中在桑苗长到1m左右高时进行第一次收割，以后每次在桑苗生长至60-80cm高时进行采收，能使桑树发挥最大的处理作用，同时避免桑树吸收的镉元素回收到耕地土壤中，能高效地完成镉污染耕地土壤的修复。

步骤5中回收后的灰渣可以进行深埋处理或者通过镉的工业回收技术进行提取回收。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。