CN207108834U - 用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置及系统，涉及废矿废泥综合利用技术领域。该装置包括第一反应室、第二反应室和烟气进气管；第一反应室和第二反应室通过溢流管连通；烟气进气管由第一反应室顶部伸入到第一反应室内，并靠近第一反应室底部；烟气进气管上设有抽风机；第一反应室连有进水管；第一反应室和第二反应室分别设有排浆管和排液管。本实用新型缓解了废石英砂中含有大量杂质，且废赤泥中高碱性物质含量高，不能直接用作建筑陶瓷原料的技术问题，使用该装置实现了对石英砂和对赤泥的同步处理，达到对废料和废泥综合利用的目的。烟气进气管与窑炉排烟管道连通，使生产环节的废气得以处理和利用。

Description

用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置及系统

技术领域

本实用新型涉及废矿废泥综合利用技术领域，具体而言，涉及一种用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置及系统。

背景技术

我国各类矿产丰富、矿山众多，其产生的废矿堆积如山，比如石英矿开采挑选后的废石英砂、铝矾土等这些废料对环境破坏强大，有的废料没有粘性，属脊性料，不易堆积，其堆放处经太阳照射，干燥后如若有风就会产生大量的粉尘在空中飘浮，污染环境，在雨多季节又极易产生泥石流和塌方。铝厂的废泥更是难以处理，如不及时有效的处理和利用，废料侵占土地的问题会变得更加严重。

随着城镇化和新农村建设步伐的加快，建筑陶瓷产业发展空间广阔，而生产这些产品所需的坯体原料中主要的成分就是硅和铝，这就为氧化铝的废渣废泥以及石英废料的利用创造了条件。

由于废石英砂中含有大量杂质，且废赤泥中高碱性物质含量高，不能直接用作陶瓷坯体等原料，这就给石英砂、赤泥废料的回收利用造成了障碍。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置，该装置可以同步对石英砂进行净化处理和对赤 泥进行脱碱处理，经处理后的石英砂和赤泥可以直接用作生产陶瓷的原料，达到对石英砂废料和赤泥废泥综合利用的目的，变废为宝。

本实用新型的目的之二在于提供一种用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理系统，该系统将陶瓷烧制产生煤烟气中的大量二氧化碳和二氧化硫通入水中，制造酸性水环境，对石英砂进行净化处理，而后再对赤泥进行脱碱处理，处理后的石英砂和赤泥作为陶瓷坯体原料来加工陶瓷，是一种环保、节能、低成本、高效的生产方式。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置，包括用于处理石英砂的第一反应室、用于处理赤泥的第二反应室和烟气进气管；

所述第一反应室和所述第二反应室顶部均设有盖体，所述第一反应室和所述第二反应室通过溢流管连通；

所述烟气进气管由所述第一反应室顶部伸入到所述第一反应室内部，并靠近所述第一反应室底部；所述烟气进气管上设有抽风机，所述抽风机位于所述第一反应室顶部外；

所述第一反应室连有进水管；

所述第一反应室底部设有第一排浆管和位于所述第一排浆管之上的第一排液管；所述第二反应室底部设有第二排浆管和位于所述第二排浆管之上的第二排液管。

进一步，在本实用新型提供的技术方案的基础上，所述用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置还包括：废酸液池；

所述废酸液池与所述第二反应室连通。

进一步，在本实用新型提供的技术方案的基础上，所述第二排液管下方设有用于回收所述第二反应室中反应液的碱液回收池。

进一步，在本实用新型提供的技术方案的基础上，所述碱液回收池中设有pH检测仪。

进一步，在本实用新型提供的技术方案的基础上，所述第一排浆管下方设有用于回收所述第一反应室中石英砂的第一沉淀池；所述第二排浆管下方设有用于回收所述第二反应室中赤泥的第二沉淀池。

进一步，在本实用新型提供的技术方案的基础上，所述溢流管内与水流流向相垂直的方向上设有过滤网。

进一步，在本实用新型提供的技术方案的基础上，所述烟气进气管位于所述第一反应室内部的一端设有花洒。

进一步，在本实用新型提供的技术方案的基础上，所述第一反应室和所述第二反应室的盖体上均开设有通气孔。

一种用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理系统，包括窑炉和上述的用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置；所述烟气进气管与所述窑炉的排烟管道连通。

进一步，在本实用新型提供的技术方案的基础上，所述用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理系统还包括：球磨机；

所述碱液回收池通过液体输送管与所述球磨机的进料口相通。

与已有技术相比，本实用新型提供的用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置及系统具有如下有益效果：

(1)本实用新型的石英砂赤泥处理装置包括两个反应室，第一反应室用于盛放废石英砂，第二反应室用于盛放废赤泥，先通过向第一反应室注入水，再向水中通入二氧化碳和/或二氧化硫等酸性气体，形成酸性水环境，石英砂表面的杂质在酸性水中分解，起到净化石英砂、去除杂质的目的；第一反应室和第二反应室通过溢流管连通，随着第一反应室反应液的增加，水从溢流管进入第二反应室，进而对第二反应室的赤泥进行脱碱处理，实现了对石英砂和赤泥的同步处理过程。

(2)经过净化处理的石英砂和脱碱处理的赤泥可以直接用作陶 瓷坯体原料，变废为宝，实现了矿开采废料和铝厂废泥的综合利用，减少了环境污染。

(3)本实用新型的石英砂赤泥处理系统将烟气进气管与窑炉的排烟管道连通，利用抽风机将窑炉的排烟管道中的气体抽入到反应室中，利用陶瓷烧制过程产生煤烟气的二氧化硫和大量二氧化碳为石英砂去杂质及为赤泥脱碱，烟气中残留的热量可以加快反应速度，不仅使得石英砂、赤泥能够大量被瓷砖企业消耗利用，还净化了生产瓷砖产生的燃煤烟气，达到了循环利用的效果，整个处理过程中耗能少、效率高，是一种环保、节能、低成本的陶瓷加工方式。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例一提供的石英砂赤泥处理装置的结构示意图；

图2为实施例一提供的石英砂赤泥处理装置的俯视图；

图3为实施例二提供的石英砂赤泥处理装置的结构示意图；

图4为石英砂赤泥生产建筑陶瓷的工艺流程图。

图标：100-第一反应室；110-第一排浆管；120-第一排液管；200-第二反应室；210-第二排浆管；220-第二排液管；300-烟气进气管；310-抽风机；320-花洒；400-进水管；500-溢流管；510-过滤网；600-废酸液池；700-碱液回收池；710-pH检测仪；800-第一沉淀池；900- 第二沉淀池。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

根据本实用新型的一个方面，本实施例提供了一种用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置，其中：图1为实施例一提供的石英砂赤泥处理装置的结构示意图；图2为实施例一提供的石英砂赤泥处理装置的俯视图。

如图1～2所示，一种用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置，包括用于处理石英砂的第一反应室100、用于处理赤泥的第二反应室200和烟气进气管300；第一反应室100和第二反应室200顶部均设有盖体，第一反应室100和第二反应室200通过溢流管500连通；烟气进气管300由第一反应室100顶部伸入到第一反应室100内部，并靠近第一反应室100底部；烟气进气管300上设有抽风机310，抽风机310位于第一反应室100顶部外；第一反应室100连有进水管400；第一反应室100底部设有第一排浆管110和位于第一排浆管110 之上的第一排液管120；第二反应室200底部设有第二排浆管210和位于第二排浆管210之上的第二排液管220。

该石英砂赤泥处理装置包括第一反应室100和第二反应室200，第一反应室100中放置废石英砂，第二反应室200中放置废赤泥；进水管400一端与第一反应室100相连通，另一端连水龙头，用于向第一反应室100通入水源；烟气进气管300由第一反应室100顶部伸入到其底部，烟气进气管300上设有抽风机310，用于将烟气进气管300中的气体抽入到第一反应室100内。

烟气进气管300中的气体为酸性气体，可以为二氧化碳气体、二氧化硫气体或二氧化碳和二氧化硫的混合气体。

使用时，打开盖体，向第一反应室100加入废石英砂，向第二反应室200加入废赤泥，打开水龙头，向第一反应室100注入水，当水的水位高度高于烟气进气管300在第一反应室100内一端的高度后，打开抽风机310，烟气进气管300中的酸性气体被通入到水中，水的pH值逐渐下降，气体从第一反应室100水底部进入，同时对水起到搅拌作用，继续注入水和通入气体，当第一反应室100中的水面高度高于溢流管500后，从溢流管500流入第二反应室200，对第二反应室200中的赤泥进行脱碱处理。由于赤泥呈强碱性，所以第二反应室200中的反应液会呈现碱性，通过控制水龙头和抽风机310控制第一反应室100的水量和反应液的酸度，进而改变进入第二反应室200中的反应液的酸度。如果反应液酸度下降不明显，也可通过从第一排液管120和/或第二排液管220中排出部分水的方式来综合调节。处理完成后，从第一排浆管110中排出石英砂，从第二排浆管210中排出赤泥，进行后续处理。

优选地，第一反应室100和第二反应室200内可以设置搅拌装置。

该装置实现了对废石英砂和废赤泥的同步处理过程，不仅可以净 化废石英砂中的大量杂质，而且缓解了赤泥的高碱性，经过处理后的石英砂和赤泥可以直接用作陶瓷坯体原料来生产加工陶瓷产品，实现了矿开采废料和铝厂废泥的综合利用。

作为一种优选的实施方式，溢流管500内与水流流向相垂直的方向上设有过滤网510。

优选地，过滤网510的网孔径为0.1～1mm。

通过设置过滤网510可以避免第一反应室100中的石英砂或杂质流入第二反应室200。

作为一种优选的实施方式，烟气进气管300位于第一反应室100内部的一端设有花洒320。

通过设置花洒320，使气体通入时更加均匀，同时气体对水起到了一定的搅拌作用。

在一种优选的实施方式中，第一反应室100和第二反应室200的盖体上开设有通气孔(图中未示出)。

为了避免处理过程中物质间发生化学反应产生气体，对反应室内部压力造成影响，在盖体上开设通孔，以保持反应室与外界相通。

本实施例结构简单，通过设置两个反应室达到对废石英砂、赤泥的同步处理，使经处理过的石英砂和赤泥可以直接作为后续生产加工的原料。

实施例二

图3为实施例二提供的石英砂赤泥处理装置的结构示意图。

如图3所示，本实施例是在实施例一的基础上进一步改进得到，用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置还包括：废酸液池600，废酸液池600与第二反应室200连通。

废酸液池600是废酸的储存池，回收生产加工过程中产生的废酸。

由于第二反应室200中水碱性较强，为了增加对赤泥的脱碱效果以及缩短赤泥的脱碱时间，可以通过进一步外加酸液以降低第二反应室200中水的pH值，降低赤泥的碱度。

优选地，废酸液池600与第二反应室200连通的管路上设有流量调节阀，通过流量调节阀控制酸液进入第二反应室200的多少。

在一种优选的实施方式中，第二排液管220下方设有用于回收第二反应室200中反应液的碱液回收池700。

由于赤泥的高碱性，第二反应室200中的反应液呈碱性，通过第二排液管220将第二反应室200中的反应液回收到碱液回收池700，对第二反应室200中的碱液进行回收。回收的碱液可用于瓷砖原料磨浆。

优选地，第二排液管220上设有阀门。

优选地，碱液回收池700中设有pH检测仪710。

pH检测仪710是用于测量液体pH值的仪器，通过pH检测仪710对碱液回收池700的pH值进行检测，从而反映第二反应室200中水的pH值，可以根据该pH值和实际需要来调节废酸液池600酸液的加入量。

控制第二反应室200中反应液的pH值为9～10。

在一种优选的实施方式中，第一排浆管110下方设有用于回收第一反应室100中石英砂的第一沉淀池800；第二排浆管210下方设有用于回收第二反应室200中赤泥的第二沉淀池900。

处理完成后，第一反应室100先从第一排液管120中排出部分反应液，然后剩下的石英砂和剩余反应液从第一排浆管110排到第一沉淀池800中，石英砂经沉淀、过滤、清水清洗后待用。第二反应室200从第二排液管220中将反应液排出到碱液回收池700中，剩下的赤泥和剩余反应液从第二排浆管210排到第二沉淀池900中，赤泥经 沉淀、过滤、清洗后待用。

实施例三

根据本实用新型的另一个方面，本实施例提供了一种用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理系统，包括窑炉和实施例二的用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置；烟气进气管300与窑炉的排烟管道连通。

在陶瓷素烧和釉烧工艺中均使用煤为燃料，会产生二氧化硫和大量二氧化碳烟气，烟气还含有大量的热量，直接排放烟气会对环境造成污染和破坏，采用烟气净化系统又会对企业造成成本负担，本实施例利用烧制陶瓷产生的烟气中的二氧化硫和大量二氧化碳对石英砂进行除杂处理以及对赤泥进行脱碱处理，不仅可以净化燃煤烟气，还使得净化后的石英砂和脱碱后的赤泥能够直接被瓷砖企业用于生产瓷砖，达到了循环利用的目的。

进一步，用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理系统还包括：球磨机；碱液回收池700通过液体输送管与球磨机的进料口相通。

将通过石英砂赤泥处理装置处理完毕后的石英砂、赤泥按一定含量作为陶瓷坯体原料与其他原料装入球磨机进行湿法球磨，湿法球磨时需要加入一定的碱液保持碱性，保证料浆不变质。其中，碱液使用碱液回收池700中的碱液。球磨后的泥浆经过筛、除铁、喷雾造粒、压制成型、素烧、施釉、釉烧和磨边制成陶瓷。

图4为石英砂赤泥生产建筑陶瓷的工艺流程图。

如图4所示，石英砂赤泥生产建筑陶瓷的工艺流程如下：

A、废石英砂和赤泥前处理：将废石英砂倒入第一反应室100中，将废赤泥倒入第二反应室200中，向第一反应室100中注入水，并向池底通入烟气，烟气是由步骤C陶瓷生产过程中素烧和釉烧环节产生。第一反应室100和第二反应室200通过溢流管500连通，第一反应室100的酸性水到达溢流管500后流入第二反应室200，对赤泥进行脱碱处理。

B、产物及碱液回收：待第二反应室200中反应液pH值下降到9～10后，赤泥脱碱就完成了，处理完成后，第一反应室100石英砂和反应液排到第一沉淀池800，经沉淀、洗涤后回收石英砂；第二反应室200中的反应液排到碱液回收池700中进行碱液回收，剩余反应液和赤泥排到第二沉淀池900中，经沉淀、洗涤后回收赤泥。

C、陶瓷生产：将步骤B回收的石英砂和赤泥按一定量作为陶瓷原料与其他原材料装入球磨机进行湿法球磨，球磨时加入少量碱液，碱性液使用步骤B回收的碱液调制。

球磨后的泥浆经过筛、除铁、喷雾造粒、压制成型、素烧、施釉、釉烧和磨边制成陶瓷。

其中，过筛：根据陶瓷品种的工艺参数，对球磨浆料进行过筛，将粗料回磨。除铁：将筛出的浆料进行磁选除铁，由于混入的其它陶瓷原料中可能含有过多的铁元素，需要对浆料除铁，以保证陶瓷质量。喷雾造粒：将浆料泵入喷雾干燥塔进行造粒成颗料状。压制成型：利用高压压制机将颗料压制成需要的陶瓷砖坯体。素烧：将陶瓷砖坯体进行高温烧坯，充分排出有机氧化物，保证产品质量。施釉：将釉面覆于砖面，再通过喷墨印刷印花。釉烧：印花后用低温进行烧制，保证砖面的镜面效果。磨边：釉烧后陶瓷砖进行磨边以保证尺寸统一。最后通过检选包装即制成陶瓷砖。

在步骤A中，向第二反应室200中添加废酸液池600中的废酸，能缩短赤泥脱碱时间，根据环境条件酌情选择。

在步骤C中，素烧和釉烧均使用煤为燃料，会产生二氧化硫和大量二氧化碳烟气，烟气还含有大量的热量，直接排放烟气会对环境造成污染和破坏，采用烟气净化系统又会对企业造成成本负担，利用 陶瓷烧制过程产生煤烟气的二氧化硫和大量二氧化碳为石英砂去杂质及为赤泥脱碱，烟气中残留的热量可以加快反应速度，通过采用该装置和系统不仅使得石英砂、赤泥能够大量被瓷砖企业消耗利用，还净化了生产瓷砖产生的燃煤烟气，达到了原料处理与生产制造整个环节的循环，整个过程中耗能少、效率高，是一种环保、节能、低成本的陶瓷加工方式。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置，其特征在于，包括用于处理石英砂的第一反应室、用于处理赤泥的第二反应室和烟气进气管；

所述第一反应室和所述第二反应室顶部均设有盖体，所述第一反应室和所述第二反应室通过溢流管连通；

所述烟气进气管由所述第一反应室顶部伸入到所述第一反应室内部，并靠近所述第一反应室底部；所述烟气进气管上设有抽风机，所述抽风机位于所述第一反应室顶部外；

所述第一反应室连有进水管；

所述第一反应室底部设有第一排浆管和位于所述第一排浆管之上的第一排液管；所述第二反应室底部设有第二排浆管和位于所述第二排浆管之上的第二排液管。

2.根据权利要求1所述的用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置，其特征在于，还包括：废酸液池；

所述废酸液池与所述第二反应室连通。

3.根据权利要求1或2所述的用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置，其特征在于，所述第二排液管下方设有用于回收所述第二反应室中反应液的碱液回收池。

4.根据权利要求3所述的用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置，其特征在于，所述碱液回收池中设有pH检测仪。

5.根据权利要求3所述的用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置，其特征在于，所述第一排浆管下方设有用于回收所述第一反应室中石英砂的第一沉淀池；所述第二排浆管下方设有用于回收所述第二反应室中赤泥的第二沉淀池。

6.根据权利要求3所述的用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置，其特征在于，所述溢流管内与水流流向相垂直的方向上设有过滤网。

7.根据权利要求3所述的用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置，其特征在于，所述烟气进气管位于所述第一反应室内部的一端设有花洒。

8.根据权利要求3所述的用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置，其特征在于，所述第一反应室和所述第二反应室的盖体上均开设有通气孔。

9.一种用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理系统，其特征在于，包括窑炉和权利要求3-8任一项所述的用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理装置；

所述烟气进气管与所述窑炉的排烟管道连通。

10.根据权利要求9所述的用于生产建筑陶瓷坯体的石英砂赤泥处理系统，其特征在于，还包括：球磨机；

所述碱液回收池通过液体输送管与所述球磨机的进料口相通。