一种稀土尾矿的修复装置的制作方法

本实用新型涉及土壤修复装置领域，特别是涉及一种稀土尾矿的修复装置。

背景技术：

由于稀土矿区使用大量浸矿剂，土壤中铵根离子含量高，土壤质地为紧砂土，物理性黏粒和土壤有机质含量很低，土壤酸碱度呈强酸性。矿区除了土壤碱解氮和全钾，其它土壤养分均处于缺乏水平。在稀土尾矿矿区几乎无法生长植物。

现有的稀土矿区土壤修复装置多以物理修复为原理进行修复，这种修复装置所需要的技术工程量大、费用高，破坏土体结构，造成土壤肥力下降，可行性低。针对生物修复方式对稀土矿区的土壤修复，多是通过人工大田试验的方式进行修复的，需要耗费大量的人力。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种稀土尾矿的修复装置，主要目的在于提供一种基于生化方法的稀土尾矿修复装置，以减少人力成本，并提高稀土尾矿的修复效率。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

一种稀土尾矿的修复装置，包括：

溶液制备罐，在所述溶液制备罐上设有试剂入口、水入口和溶液出口，在所述溶液制备罐中设有混合装置，所述混合装置能够混匀所述溶液制备罐中的溶液；

压力泵，在所述溶液制备罐上连接有压力泵，所述压力泵向所述溶液制备罐提供压力；

一级管道，在所述溶液出口处连接有一级管道；

二级管道，在所述一级管道上连接有多条二级管道；

三级管道，在所述二级管道上连接有多条三级管道；

喷洒件，在所述三级管道的自由端上连接有喷洒件。

上述的稀土尾矿的修复装置中，

所述混合装置包括转动盘、驱动轴和搅拌棒，所述转动盘设置在所述溶液制备罐内，所述转动盘经驱动轴与所述溶液制备罐的上底面转动连接，所述搅拌棒垂直设置在所述转动盘的边缘处；

所述驱动轴的自由端与电机连接，所述电机带动所述驱动轴转动，所述驱动轴带动所述转动盘转动；

所述搅拌棒设置在所述溶液制备罐中，所述溶液制备罐的高度为h1，所述搅拌棒的长度为h2，1/2h1＜h2＜h1。

上述的稀土尾矿的修复装置中，

所述混合装置包括旋转轴和设置在旋转轴上的旋转叶片，所述旋转轴设置在所述溶液制备罐的中轴线上，所述旋转轴的一端探出所述溶液制备罐后与电机连接，所述电机带动所述旋转轴转动，所述旋转轴带动所述旋转叶片转动。

上述的稀土尾矿的修复装置中，

所述旋转轴的两端分别于所述溶液制备罐的上底面和下底面转动连接；

在所述旋转轴上设有至少两片旋转叶片，两片所述旋转叶片均匀的设置在所述旋转轴上，所述旋转叶片的宽度为1～5cm；

所述溶液制备罐的内径为φ，1/4φ＜所述旋转叶片的长度＜1/2φ。

上述的稀土尾矿的修复装置中，

所述溶液制备罐的容积为4000l～6000l，所述溶液制备罐的内径为180～240cm，所述溶液制备罐的高度为80～120cm；

通过所述试剂入口添加的试剂的种类包括：100～500重量份的石灰或ca(oh)2；4～5重量份的尿素、5～6重量份的磷酸二氢钾和1～2重量份的氯化钾；

所述压力泵提供的工作压力大于10bar，每次所述溶液制备罐中制备的溶液2～3小时流完；

所述二级管道和三级管道的工作压力大于4bar。

上述的稀土尾矿的修复装置中，

所述一级管道为硬质塑料管，所述一级管道的管径为12～16cm；

所述二级管道为硬质塑料管，所述二级管道的管径为2.2～2.6cm；

所述三级管道为软质塑料管，所述三级管道的管径为0.5～0.8cm。

上述的稀土尾矿的修复装置中，

所述一级管道的长度为35～45m，所述二级管道的长度为40～50m，所述三级管道的长度为1.5～2.5m；

所述一级管道和所述二级管道设置在同一平面上，所述二级管道设置在所述一级管道的两侧；

所述一级管道上相邻的两个二级管道之间的距离为3.5～4.5m；

所述二级管道上相邻的两个三级管道之间的距离为1.5～2.5m。

上述的稀土尾矿的修复装置中，

所述喷洒件包括喷头、旋转体和支架，所述喷头固定连接在支架上，所述喷头的一端与三级管道相连，所述喷头的另一端正对所述旋转体，所述旋转体经转轴与所述支架转动连接，所述喷头和所述转轴在同一直线上，所述旋转体上设有螺纹沟槽，所述喷头喷出的溶液使所述旋转体转动，所述旋转体转动时，使所述溶液向四周散开。

上述的稀土尾矿的修复装置中，

所述旋转体为锥形，所述锥形旋转体上设有螺纹沟槽，所述锥形旋转体的顶端正对所述喷头设置，所述螺纹沟槽的起始端为所述旋转锥体的顶端，所述螺纹沟槽的末端为所述旋转锥体的侧面底端，所述螺纹沟槽为弧线形。

上述的稀土尾矿的修复装置中，

所述旋转体包括上段、中间段和下段，其中上段为锥形、下段为碟形、中间段为连接轴，上段的锥形旋转体置于所述喷头内，下段的碟形旋转体正对所述喷头，所述旋转体经连接轴与所述喷头转动连接，在所述连接轴的四周设有喷射口，在所述锥形旋转体和碟形旋转体上均设有螺纹沟槽，所述喷射口正对所述碟形旋转体的螺纹沟槽上，其中：所述螺纹沟槽的起始端为所述锥形旋转体或碟形旋转体的侧面的上端，所述螺纹沟槽的末端为所述锥形旋转体或碟形旋转体的侧面的下端，所述螺纹沟槽为弧线形

借由上述技术方案，本实用新型的稀土尾矿的修复装置至少具有下列优点：

1)本实用新型的实施例所提供的稀土尾矿的修复装置，可以减少稀土尾矿修复过程中人力成本，并提高稀土尾矿的修复效率；

2)本实用新型的实施例所提供的稀土尾矿的修复装置，通过二级管道、三级管道及喷洒件的交错排列，能够使喷洒件均匀分布，以实现溶液的均匀施撒；

3)本实用新型的实施例所提供的稀土尾矿的修复装置，通过混合装置的设置能够使悬浊液均匀的流向喷洒件，从而避免悬浊液在溶液制备罐发生沉淀；

4)本实用新型的实施例所提供的稀土尾矿的修复装置，通过对喷洒件的进一步设计，能够使悬浊液均匀施撒在稀土尾矿中，避免悬浊液堵塞喷洒件。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型的实施例提供的稀土尾矿的修复装置的结构示意图；

图2是图1转动盘与驱动轴连接处a-a向剖视图；

图3是本实用新型的实施例提供的另一稀土尾矿的修复装置的结构示意图；

图4是本实用新型的实施例提供的喷洒件方式一的结构示意图；

图5是本实用新型的实施例提供的喷洒件方式二的结构示意图；

图6是本实用新型的实施例提供的喷洒件方式三的结构示意图；

图7是本实用新型的实施例提供的喷洒件方式三旋转体的俯视图；

图8是图6喷洒件出口处a-a向剖视图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

实施例1

如图1所示的一种稀土尾矿的修复装置，包括：溶液制备罐1，在所述溶液制备罐1上设有试剂入口、水入口和溶液出口，在本实施例的附图中，所述试剂入口和水入口均设置在所述溶液制备罐1的顶端开口处，在所述溶液制备罐1的开口处设有盖体10，所述盖体10与所述开口螺纹连接，在所述溶液制备罐1中设有混合装置2，所述混合装置2能够混匀所述溶液制备罐1中的溶液；压力泵3，在所述溶液制备罐1上连接有压力泵3，所述压力泵3向所述溶液制备罐1提供压力，从而能够使配置好的溶液经溶液出口流出；在所述溶液出口处连接有一级管道4；在所述一级管道4上连接有多条二级管道5；在所述二级管道5上连接有多条三级管道6；在所述三级管道6的自由端上连接有喷洒件，所述溶液分别流经一级管道4、二级管道5、三级管道6后经喷洒件流出。

所述稀土尾矿的修复装置的工作过程如下：1)配置溶液：将所述溶液制备罐1的开口打开，将试剂和水由开口处加入所述溶液制备罐1中，在这个过程中，溶液出口处的阀门为关闭状态；2)混合溶液：关闭所述溶液制备罐1的开口，利用混合装置2混匀所述溶液；3)泵出溶液：在混合装置2工作的状态下，也就是，所述混合装置2一直保持搅拌状态，同时打开所述压力泵3和溶液出口处的阀门，使混合均匀的溶液在加压状态下，由所述溶液出口泵出；4)溶液分配：通过所述溶液出口流出的溶液分别经一级管道4、二级管道5、三级管道6后经喷洒件喷出，也就是说，在上述管道中流动时，所述溶液一直保持着压力状态。

本实施例中，为了实现对稀土尾矿的中强酸、低养分的土壤进行改良。通过所述试剂入口添加的试剂的种类包括：100～500重量份的石灰或ca(oh)2；4～5重量份的尿素、5～6g重量份的磷酸二氢钾和1～2重量份的氯化钾。由于稀土矿区使用大量浸矿剂，土壤中铵根离子含量高，通过添加100～500重量份的石灰或ca(oh)2能够使稀土矿区的铵根离子与oh^-离子发生反应，所述土壤中铵态氮转化成氨气逸出土壤，所述土壤质地由紧砂土转变为砂壤土或中壤土，进一步可以提高物理性黏粒和土壤有机质含量。通过添加4～5重量份的尿素、5～6重量份的磷酸二氢钾和1～2重量份的氯化钾能够全面提高矿区土壤的养分含量。

本实施例中，为了实现在溶液在二级管道5和三级管道6中进行分配后，依然能够保证管道内的溶液的压力，所述一级管道4为硬质塑料管，所述一级管道4的管径为15cm，所述二级管道5为硬质塑料管，所述二级管道5的管径为2.5cm，所述一级管道4和二级管道5为硬质塑料管，从而便于所述管路的布置和挪动，所述三级管道6为软质塑料管，从而便于喷洒件具体的设置，所述三级管道6的管径为0.65cm。也就是说，所述一级管道4的管径为二级管道5管径的5倍，所述二级管道5的管径为三级管道6管径的4倍。这样的话，在所述压力泵3一直提供压力的情况下，一级管道4、二级管道5和三级管道6中的工作压力均比较大。由此，本实施例中，所述二级管道5和三级管道6的工作压力大于4bar，也就是说，所述二级管道5和三级管道6需要能够承受较大的压力，以避免爆管的现象的发生。

作为可以变化的实施方式，所述一级管道4的管径可以为12～16cm之间的任意数值，所述一级管道4管径在上述范围的变化不会影响本实用新型的实施。

作为可以变化的实施方式，所述二级管道5的管径可以为2.2～2.6cm之间的任意数值，所述二级管道5管径在上述范围的变化不会影响本实用新型的实施。

作为可以变化的实施方式，所述三级管道6的管径可以为0.5～0.8cm之间的任意数值，所述三级管道6管径在上述范围的变化不会影响本实用新型的实施。

本实施例中，为了保证由所述喷洒件流出的溶液，保持较高的压力，本实用新型对一级管道4、二级管道5和三级管道6的长度进行了进一步的限定。本实用新型中，所述一级管道4的长度为40m，所述二级管道5的长度为45m，所述三级管道6的长度为25m。

作为可以变化的实施方式，所述一级管道4的长度还可以为35～45m之间的任意数值。

作为可以变化的实施方式，所述二级管道5的长度还可以为40～50m之间的任意数值。

作为可以变化的实施方式，所述三级管道6的长度还可以为1.5～2.5m之间的任意数值。

本实施例中，为了便于管道布置和实现溶液的均匀分配，所述一级管道4和所述二级管道5设置在同一平面上，所述二级管道5设置在所述一级管道4的两侧。具体地，所述一级管道4上相邻的两个二级管道5之间的距离为4米，也就是说，在同侧设置的两个二级管道5之间的距离为8米。进一步地，所述二级管道5上相邻的两个三级管道6之间的距离为2米，在同侧设置的两个三级管道6之间的距离为4米。

作为可以变化的实施方式，所述一级管道4上相邻的两个二级管道5之间的距离可以为3.5～4.5m之间的任意数值。

作为可以变化的实施方式，所述二级管道5上相邻的两个三级管道6之间的距离可以为1.5～2.5m之间的任意数值。

进一步地，为了实现上述喷洒件的均匀分布，在相邻的二级管道5上喷洒件也进行交错排列，以实现溶液的均匀施撒。

本实施例中，所述溶液制备罐1的容积为5000l，所述溶液制备罐1的内径为220cm，所述溶液制备罐1的高度为106cm。

作为可以变化的实施方式，所述溶液制备罐1的容积可以为4000l～6000l之间任意数值，所述溶液制备罐1的内径可以为180～240cm，所述溶液制备罐1的高度可以为80～120cm。

具体实施时，在每1000l水中添加100～500g石灰或ca(oh)2；4～5g的尿素、5～6g的磷酸二氢钾和1～2g的氯化钾。

本实施例中，每个溶液制备罐1连接有一根一级管道4，也就是说，通过本实施例提供的稀土尾矿的修复装置能够修复3600m²的稀土尾矿土壤。经过本实施例提供的稀土尾矿的修复装置对稀土尾矿土壤进行修复时，每天使用一次所述溶液制备罐1，所述压力泵3提供的工作压力大于10bar，每次制备5000l溶液，每次所述溶液制备罐1中制备的溶液2～3小时流完。在修复10天后，进行种植植物。在植物生长期间，所述稀土尾矿的修复装置可以继续向植物提供水和肥料。

作为可以变化的实施方式，所述稀土尾矿的修复装置也可以在该块土壤种植植物后，挪去需要进行修复的地块。

实施例2

为了对溶液的均匀混合，本实施例对混合装置2进行了进一步设计。

方式一：

如图1所示，所述混合装置2包括转动盘21、驱动轴22和搅拌棒23，所述转动盘21经驱动轴22与所述溶液制备罐1的上底面转动连接，具体地，所述转动盘21设置在所述溶液制备罐1内，所述转动盘21与所述驱动轴22的连接方式见图2，所述搅拌棒23垂直设置在所述转动盘21的边缘处，所述搅拌棒23与所述溶液制备罐1的内壁的距离为5cm，从而能够使所述溶液制备罐1中的溶液被充分的搅拌。

在本实施方式中，所述压力泵3通过驱动轴22中间的贯穿通道31向溶液制备罐1中提供压力。

本实施例中，所述驱动轴22的一端与转动盘21固定连接，所述驱动轴22的自由端(另一端)与电机20连接，所述电机20带动所述驱动轴22转动，所述驱动轴22带动所述转动盘21转动；在压力泵3工作过程中，所述驱动轴22处于一直转动状态，从而能够使所述溶液制备罐1中的溶液为悬浊液状态，也就是说，所述溶液制备罐1中的试剂能够均匀分散在水中。

所述搅拌棒23设置在所述溶液制备罐1中，所述溶液制备罐1的高度为h1，所述搅拌棒23的长度为h2，1/2h1＜h2＜h1。也就是说，所述搅拌棒23与所述溶液制备罐1的底部很接近，又不接触所述溶液制备罐1的底面。具体地，本实施例所述溶液制备罐1的高度为106cm，所述搅拌棒23的长度为60-90cm之间。

方式二：

如图3所示，所述混合装置2包括旋转轴和设置在旋转轴24上的旋转叶片25，所述旋转轴24设置在所述溶液制备罐1的中轴线上，所述旋转轴24的一端探出所述溶液制备罐1后与电机20连接，所述电机20带动所述旋转轴24转动，所述旋转轴24带动所述旋转叶片25转动。

本实施方式中，在所述溶液制备罐1上设有压力泵3连接口32，所述压力泵3通过压力泵3连接口32向溶液制备罐1中提供压力。

进一步地，所述旋转轴的两端分别于所述溶液制备罐1的上底面和下底面转动连接。

作为可以变化的实施方式，所述旋转轴仅与所述溶液制备罐1的上底面转动连接，所述旋转轴的下端为自由状态，不与所述溶液制备罐1的下底面接触。

为了使所述溶液制备罐1中的溶液被充分搅拌，在所述旋转轴上设有至少两片旋转叶片25(本实施例仅示出了两片旋转叶片25的实施方式)，所述旋转叶片25均匀的设置在所述旋转轴上，所述旋转叶片25的宽度为1～5cm；

所述溶液制备罐1的内径为φ，1/4φ＜所述旋转叶片25的长度＜1/2φ，也就是说，所述旋转叶片25不会接触所述溶液制备罐1的内壁。

实施例3

为了使悬浊液均匀施撒在稀土尾矿中，本实施例对喷洒件进行了进一步设计。

方式一：

如图4所示，所述喷洒件包括喷头61、旋转体62和支架63，所述喷头61固定连接在支架63上，所述喷头61的一端与三级管道6相连，由于三级管道6为塑料软管，从而能够更方便与所述喷头61的连接，所述喷头61的另一端正对所述旋转体62，所述旋转体62经转轴与所述支架63转动连接，所述喷头61和所述转轴在同一直线上，所述旋转体62上设有螺纹沟槽，所述喷头61喷出的溶液使所述旋转体62转动，所述旋转体62转动时，使所述溶液向四周散开。

所述旋转体62为锥形，所述锥形旋转体62上设有螺纹沟槽，所述锥形旋转体62的顶端正对所述喷头61设置，所述螺纹沟槽的起始端为所述旋转锥体的顶端，所述螺纹沟槽的末端为所述旋转锥体的侧面底端，所述螺纹沟槽为弧线形。

本实施例中，所述喷头61出口处的内径小于三级管道6的内径，也就是说，溶液在由所述喷头61处喷出时，受到一定的阻力，从而能够使所述溶液呈喷出状态，由所述喷头61喷出的溶液经旋转体62向四周溅射，从而能够使所述溶液呈均匀的向四周喷射状态，另外一方面，由于所述旋转体62上的螺纹沟槽，使所述旋转体62能够被溶液推动旋转，从而能够使所述溶液的溅射面积更大。本实施例中，所述喷头61出口处的直径为0.4cm，所述旋转体62的底面直径为1.5cm，所述旋转体62的高为1.5cm，所述喷洒件能够喷射周边半径为1.5m的圆形面积。

本实施例中，所述支架63下方设有固定叉64，所述固定叉64容易插入土壤中，以便所述喷洒件在土壤中的固定。在所述喷洒件固定后，所述喷头61的开口向下，所述旋转体62的尖头向上。

方式二：

本实施方式与方式一的区别在于：所述旋转体62的底面积更大，所述旋转体62的侧面成弧线形(如图5)，所述旋转体62的纵剖面成裙摆状。在本实施方式中，所述底面直径为2cm，所述喷洒件能够喷射周边半径为2m的圆形面积。

方式三：

如图6至图8所示，本实施方式与方式一的区别在于：所述旋转体62包括上段、中间段和下段，其中上段为锥形、下段为碟形、中间段为连接轴，上段的锥形旋转体621置于所述喷头61内，下段的碟形旋转体623正对所述喷头61，所述旋转体62经连接轴622与所述喷头61转动连接，在所述连接轴的四周设有喷射口，在所述锥形旋转体621和碟形旋转体623上均设有螺纹沟槽，所述喷射口正对所述碟形旋转体623的螺纹沟槽上，其中：所述螺纹沟槽的起始端为所述锥形旋转体612或碟形旋转体623的侧面的上端，所述螺纹沟槽的末端为所述锥形旋转体621或碟形旋转体623的侧面的下端，所述螺纹沟槽为弧线形。

在本实施方式中，所述旋转体62的上端与喷头61转动连接，所述旋转体62的下端与支架63转动连接，从而能够使所述旋转体62的转动更加稳定，减少转动偏移对转轴的损害，并能够使溶液施撒的更加均匀。

在本实施方式中，所述锥形旋转体621使喷头61内的溶液向四周分散，同时，溶液也使锥形旋转体621转动(即旋转体62转动)，分散后的溶液由喷头61出口喷出至碟形旋转体623，所述碟形旋转体623也发生转动，并且转动着的旋转体62能够使溶液喷洒的范围更大。

本实施例的上述三种喷洒件的具体实施方式中，不仅能够使悬浊液均匀分散，又避免悬浊液造成喷头61堵塞。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。