【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤基固废资源化利用，更具体地，涉及煤基固废环保达标及再利用多态分离提取处理系统及方法。
技术介绍
1、在煤矿开采过程中，常常会产生大量的废石、废渣之类的煤基固废。如果不能科学处理这些固体废弃物，随着它们的不断增加，将会占用大量土地资源。此外，煤基固废中富含众多类别矿物质。随着降水量的逐渐增加，这些矿物质将随雨水进入周围的水源，从而对当地的土壤环境和水文环境造成破坏。而且，随着土壤环境和水文环境中矿物质含量的增加，它们逐渐具备较强的毒性。除了对植物的生长产生重大影响外，还会造成靠近被污染水源周边人畜饮水安全问题，直接危害周围的牲畜和居民的饮水健康；其次，生物富集作用还会加剧危害程度。
2、此外，这类煤基固废在动物、植物残体经微生物分解转化以及地球化学、生物化学和热化学等一系列长期而复杂的过程作用下会产生并积累起来一定含量的有机腐殖质，其具有以下两个特点：一是主要组成元素为碳、氢、氧、氮、硫、磷等，化学结构复杂，带有羧基、酚羟基、醇羟基、酮基等活性基团，是一种复杂而较稳定的大分子有机化合物；二是在组成、结构及性质上兼有共性和差别的系列化合物的混合体系，通常呈黑色无定形的有机胶体状态且呈酸性。另外，这些腐殖质中还具备一类具有酸性功能的可溶解有机腐殖酸。腐殖酸具有广泛的应用价值，不仅对土壤有机质的颜色、酸碱度、离子交换能力以及对重金属的吸附和解吸等过程起着重要作用，还对土壤微生物活动、植物营养吸收和土壤水分的保持等方面具有重要影响。如从腐殖酸中提取得到的一类生化黄腐酸类制剂，其抗逆、促长、增产效果稳定可靠，具备
3、因此，煤基固废的环保达标再利用和腐殖酸的提取是解决煤炭行业固废问题和资源回收利用的重要方向，对于环境保护、资源利用和可持续发展具有重要的意义，但是煤基固废组分的复杂性使得其处理和利用变得复杂。同时，相应技术和设备成本高，处理过程中会进一步对环境安全产生负面影响，故而亟需一种适用于煤基固废环保达标处理和腐殖酸提取的高效、环保的设备和工艺。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供一种煤基固废环保达标及再利用多态分离提取处理系统及方法，通过超声波、电解、离心之类的物理手段实现煤基固废环保达标再利用，避免了使用强酸、强碱之类的化学试剂，实现绿色处理和低碳排放，并且，模拟自然淋滤过程确保处理后的煤基固废不会产生二次污染；通过使用模块化设计系统，可根据处理需求进行扩展，便捷地将煤基固废转化为工程化和资源化利用的环保达标材料；此外，该技术还能从固废中提取具有经济价值的黄腐酸混合液，实现变废为宝，具有低成本、高利润的市场潜力。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种煤基固废环保达标及再利用多态分离提取处理系统，包括
3、固体粉碎模块：用于将大颗粒的煤基固废粉碎至合适粒径的颗粒，以满足经济性和设备最大允许粒径要求；
4、污染物检测模块：用于对煤基固废及其混合液的样品进行污染物检测，确定超标污染物及其浓度；
5、混合浸出模块：用于将煤基固废颗粒与适量水充分混合后，通过超声和循环射流从煤基固废中释放和分离污染物及有益物质，并对混浆中混合液和其中干物质进行测量，得到所述混合液和所述干物质中的污染物浓度，若所述混合液和所述干物质中污染物浓度满足综合排放标准，则直接进行过滤操作，得到的环保达标固体可进行工程化及资源化利用，过滤后的溶液重新注入混合浸出模块中；
6、多态分离模块：用于将经过所述混合浸出模块处理后的不满足综合排放标准的混浆通过离心、电泳、尖端放电、电氧化及超声进行固-液、酸-碱及阴离子-阳离子的多态分离操作，并从上方抽取黄腐酸混合液进入下一步萃取分离，下方抽取煤基固废混合液过滤后，对溶液及残渣采用所述污染物检测模块进行检测；若所述溶液及所述残渣中污染物浓度满足综合排放标准，得到的环保达标固体可进行工程化及资源化利用，过滤后的溶液排入沉淀池中；若所述溶液及所述残渣不满足综合排放标准，重新进入多态分离模块进行再次分离；若处理三次后仍不达标，所述残渣进入有毒固废永久堆存场作为填筑芯层使用，所述溶液排入沉淀池中。
7、进一步地，所述最大允许粒径≤10cm。
8、进一步地，所述混合浸出模块中超声时间应持续30-60分钟。
9、进一步地，所述混合浸出模块包括用于将污染物从煤基固废中释放和分离出来的超声射流混合机，所述超声射流混合机整体为圆柱形。
10、进一步地，所述超声射流混合机包括：混合机本体、第一混合腔、第一超声振动器、颗粒喷洒器、第一溶液进口、第一溶液进口开关阀、第二溶液进口、第二溶液进口开关阀、第三溶液进口、循环射流进口、循环溶液开关阀、混浆总调节阀、混浆流量泵及混浆流出阀；所述混合机本体固定设于施工地面；所述第一混合腔固定设于混合本体中部；所述第一超声振动器固定设于所述第一混合腔上端一侧且下端与混浆接触；所述颗粒喷洒器固定设于所述第一混合腔上端中部；所述第一溶液进口固定设于所述第一混合腔内；所述第一溶液进口开关阀固定设于与所述第一溶液进口连接的管路上；所述第二溶液进口固定设于所述第一混合腔内且位于所述第一溶液进口一侧同一水平位置；所述第二溶液进口开关阀固定设于与所述第一溶液进口连接的管路上且位于所述混合机本体一侧；若干所述第三溶液进口固定设于所述第一混合腔一侧；所述循环射流进口固定设于所述第二溶液进口开关阀下端并通过三通及相应管路分别与所述第二溶液进口开关阀及所述第三溶液进口固定连接；所述循环溶液开关阀固定设于所述循环射流进口下端的管路；所述混浆总调节阀固定设于连接所述第一混合腔底端的管路；所述混浆流量泵固定设于所述循环溶液开关阀及所述混浆总调节阀之间的管路上；所述混浆流出阀固定设于所述混合机本体一侧，且位于与所述循环溶液开关阀及所述混浆流量泵之间管路联通的管路上。
11、进一步地，所述第一混合腔上端最大直径处的内径即为该第一混合腔内径值，其范围为1m-2m。
12、进一步地，所述多态分离模块包括用于通过离心、电泳、尖端放电、电氧化及超声进行固液、酸碱及阴离子阳离子的多态分离机，所述多态分离机整体为圆柱形。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种煤基固废环保达标及再利用多态分离提取处理系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述最大允许粒径≤10cm。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合浸出模块中超声时间应持续30-60分钟。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，所述混合浸出模块包括用于将污染物从煤基固废中释放和分离出来的超声射流混合机(2)，所述超声射流混合机(2)整体为圆柱形。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述超声射流混合机(2)包括：混合机本体(201)、第一混合腔(202)、第一超声振动器(203)、颗粒喷洒器(204)、第一溶液进口(205)、第一溶液进口开关阀(206)、第二溶液进口(207)、第二溶液进口开关阀(208)、第三溶液进口(209)、循环射流进口(210)、循环溶液开关阀(211)、混浆总调节阀(212)、混浆流量泵(213)及混浆流出阀(214)；所述混合机本体(201)固定设于施工地面；所述第一混合腔(202)固定设于混合本体(201)中部；所述第一超声振动器(
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一混合腔(202)上端最大直径处的内径即为该第一混合腔(202)内径值，其范围为1m-2m。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，所述多态分离模块包括用于通过离心、电泳、尖端放电、电氧化及超声进行固-液、酸-碱及阴离子-阳离子的多态分离机(3)，所述多态分离机(3)整体为圆柱形。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述多态分离机(3)包括：分离机本体(301)、第二混合腔(302)、第二超声振动器(303)、电子流速计(304)、混浆进口(305)、混浆流入阀(306)、混合液抽离部件(307)、第一数字pH计(308)、第一菱形电极(309)、离心旋转部件(310)、第二菱形电极(311)、底部流出阀(312)及第二数字pH计(313)；分离机本体(301)固定设于施工地面；所述第二混合腔(302)固定设于所述分离机本体(301)中部；所述第二超声振动器(303)固定设于所述第二混合腔(302)上端一侧且下端与混浆接触；所述电子流速计(304)固定设于所述第二混合腔(302)上端一侧且下端与混浆接触；所述混浆进口(305)固定设于所述第二混合腔(302)内，通过管路与所述混合浸出模块联通；所述混浆流入阀(306)固定设于与所述混浆进口(305)连接的管路上；所述混合液抽离部件(307)一端固定连接存储设备，其另一端固定设于所述第二混合腔(302)上端中部且下方开口；所述第一数字pH计(308)固定设于所述混合液抽离部件(307)下方开口的上侧；所述第一菱形电极(309)固定设于所述第二混合腔(302)中部并环绕所述混合液抽离部件(307)；所述离心旋转部件(310)固定设于所述第二混合腔(302)下端圆锥形外侧其一侧还设有用于提供稳定动力的电机；所述第二菱形电极(311)固定设于所述第二混合腔(302)下端的所述离心旋转部件(310)内侧；所述底部流出阀(312)固定设于穿过所述分离机本体(301)并联通所述第二混合腔(302)下端的管路上；所述第二数字pH计(313)固定设于所述第二混合腔(302)上端侧壁。
...
【技术特征摘要】
1.一种煤基固废环保达标及再利用多态分离提取处理系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述最大允许粒径≤10cm。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合浸出模块中超声时间应持续30-60分钟。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，所述混合浸出模块包括用于将污染物从煤基固废中释放和分离出来的超声射流混合机(2)，所述超声射流混合机(2)整体为圆柱形。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述超声射流混合机(2)包括：混合机本体(201)、第一混合腔(202)、第一超声振动器(203)、颗粒喷洒器(204)、第一溶液进口(205)、第一溶液进口开关阀(206)、第二溶液进口(207)、第二溶液进口开关阀(208)、第三溶液进口(209)、循环射流进口(210)、循环溶液开关阀(211)、混浆总调节阀(212)、混浆流量泵(213)及混浆流出阀(214)；所述混合机本体(201)固定设于施工地面；所述第一混合腔(202)固定设于混合本体(201)中部；所述第一超声振动器(203)固定设于所述第一混合腔(202)上端一侧且下端与混浆接触；所述颗粒喷洒器(204)固定设于所述第一混合腔(202)上端中部；所述第一溶液进口(205)固定设于所述第一混合腔(202)内；所述第一溶液进口开关阀(206)固定设于与所述第一溶液进口(205)连接的管路上；所述第二溶液进口(207)固定设于所述第一混合腔(202)内且位于所述第一溶液进口(205)一侧同一水平位置；所述第二溶液进口开关阀(208)固定设于与所述第一溶液进口(205)连接的管路上且位于所述混合机本体(201)一侧；若干所述第三溶液进口(209)固定设于所述第一混合腔(202)一侧；所述循环射流进口(210)固定设于所述第二溶液进口开关阀(208)下端并通过三通及相应管路分别与所述第二溶液进口开关阀(208)及所述第三溶液进口(209)固定连接；所述循环溶液开关阀(211)固定设于所述循环射流进口(210)下端的管路；所述混浆总调节阀(212)固定设于连接所述第一混合腔(202)底端的管路；所述混浆流量泵(213)固定设于所述循环溶液开关阀(211)及所述混浆总调节阀(212)之间的管路上；所述混浆流出阀(214)固定设于所述混合机本体(201)一侧，且位于与所述循环溶液开关阀(211)及所述混浆流量泵(213)之间管路联通的管路上。
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹小涛，秦雨樵，白冰，姜领发，孟军省，李晓玲，梁民博，李飞翔，刘玥，刘中敏，张卫兵，张立涛，范春涛，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。