CN115140819B - 一种利用煤矸石处理煤矿酸性废水的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用煤矸石处理煤矿酸性废水的装置及方法，包括处理箱，为设备主要的煤矿酸性废水处理机构，所述处理箱的内部从上到下依次设置有碱石灰层、消石灰层、碳酸钙层、高炉渣层、白云石层和石灰乳层，所述处理箱上下两端分别设置有废水进管和废水排管，所述废水进管位于废水排管上端；安装框，位于所述处理箱的外表面，所述安装框与处理箱为滑动连接。该利用煤矸石处理煤矿酸性废水的装置及方法，利用垂直升降的惯性及急停，能够对处理箱和安装框的晃动进行控制，利用快速晃动，使处理箱内部的材料层上下冲击，并将材料粉末与废水进行混合处理净化，只有在晃动时，才可使材料层进行挥发，从而能够实现自处理效果。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿酸性废水处理技术领域，具体为一种利用煤矸石处理煤矿酸性废水的装置及方法。
背景技术
矿山酸性废水主要是由还原性的硫化矿物在开采、运输、选矿及废石排放和尾矿贮存等过程中经空气、降水和菌的氧化作用形成的，矿山酸性废水水量较大、PH值较低、含高浓度的硫酸盐和可溶性的重金属离子。
在煤矿的开采过程中，会产生大量的酸性废水，这些酸性废水直接进行排放会对环境造成一定的污染，煤矸石具有一定的吸附性，因此常用来吸附煤矿酸性废水中的一些离子，但现有技术中，煤矸石一般都是单独使用进行吸附废水中的离子的，单独使用煤矸石对废水进行处理，处理效果较差。基上述指出问题，本发明设计了一种利用煤矸石处理煤矿酸性废水的装置及方法，以解决上述提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用煤矸石处理煤矿酸性废水的装置及方法，以解决上述背景技术中提出煤矸石一般都是单独使用进行吸附废水中的离子的，单独使用煤矸石对废水进行处理，处理效果较差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用煤矸石处理煤矿酸性废水的装置及方法，包括以下步骤：
S1、将预制好的煤矸石颗粒放入设备内部，并填充在石灰材料层中端位置，并以1:6比例进行分布；
S2、随后以震荡方式使煤矸石颗粒在处理箱内部持续撞击，上下升降次数为1min10次，保证处理箱处于持续升降状态；
S3、在垂直升降的过程中，根据处理箱与安装框的特殊连接关系，以压簧和弹簧板配合垂直升降的惯性，再一次对煤矸石颗粒进行大幅度的震动处理，弹性范围：σp<σ1<σe，弹性距离为10cm-15cm；
S4、矿酸水引入到处理箱内部，依次经过材料层及煤矸石颗粒撞击，碰撞破损产生的粉末与废水混合，保证处理后的矿酸水pH值在5-7之间；
S5、废水中的重金属离子与材料层进行中和化学反应形成氢氧化物沉淀，取出水体中的重金属离子后从废水排管排出，氢氧化物通过净水冲刷排出处理箱。
处理箱，为设备主要的煤矿酸性废水处理机构，所述处理箱的内部从上到下依次设置有碱石灰层、消石灰层、碳酸钙层、高炉渣层、白云石层和石灰乳层，所述处理箱上下两端分别设置有废水进管和废水排管，所述废水进管位于废水排管上端；
安装框，位于所述处理箱的外表面，所述安装框与处理箱为滑动连接，所述安装框内部分别预设有滑槽和定位槽，所述定位槽对称分布在滑槽上下两端；
底架，位于所述处理箱底端，所述底架顶表面设置有第一连动板和第二连动板，所述第一连动板和第二连动板与底架构成滑动结构；
减速电机，位于所述底架的内部，所述减速电机输出端连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮的外表面啮合连接有减速齿轮，所述减速齿轮中端连接有第一转轴。
作为本发明的优选技术方案，所述第一连动板和第二连动板与安装框之间设置有移动连杆，所述移动连杆的前后两端均设置有转动座，所述移动连杆通过转动座与第一连动板、第二连动板和安装框构成转动结构。
采用上述技术方案，第一连动板和第二连动板通过移动连杆对安装框和处理箱进行支撑，并且进行连动，移动连杆通过转动座处理与安装框和第一连动板与第二连动板的角度问题，使第一连动板和第二连动板与安装框处于横纵方向移动。
作为本发明的优选技术方案，所述底架的顶端设置有撑板，所述撑板关于安装框中心点镜像分布，所述撑板内表面对称分布有导轨，所述撑板通过导轨与安装框构成滑动结构。
采用上述技术方案，底架通过设置撑板辅助对安装框的支撑，并配合导轨对安装框垂直移动进行导向，使安装框内部连接的处理箱能够同步垂直升降。
作为本发明的优选技术方案，所述第一转轴对立面设置有第二转轴，所述第二转轴与第一转轴之间连接有传动链，所述第一转轴与第二转轴为相同结构。
采用上述技术方案，第一转轴和第二转轴通过传动链实现同步连动，并且第一转轴和第二转轴所连接的传动结构相同，分别对两组第一连动板和第二连动板进行连动处理，从而保证传动受力的稳定性。
作为本发明的优选技术方案，所述第一转轴的顶表面设置有联动齿轮，所述联动齿轮与第一连动板和第二连动板啮合连接。
采用上述技术方案，第一转轴通过所设置的动齿轮与第一连动板和第二连动板进行啮合传动，能够控制第一连动板和第二连动板相对方向水平移动，并配合移动连杆实现对安装框及处理箱的垂直移动控制，利用垂直升降的惯性及急停，能够对处理箱和安装框的晃动进行控制，利用快速晃动，使处理箱内部的材料层上下冲击，并将材料粉末与废水进行混合处理净化，只有在晃动时，才可使材料层进行挥发，从而能够实现自处理效果。
作为本发明的优选技术方案，所述处理箱的上下两端均设置有密封板，所述密封板与处理箱连接端设置有连接件，所述连接件与密封板为一体化结构，所述连接件与处理箱为螺纹连接。
采用上述技术方案，处理箱与密封板设置连接件以保证连接端的密封性，并且拆卸便捷，便于对内部的材料层进行更换，便于对内部结构进行维护，从而增加了整体的机动性。
作为本发明的优选技术方案，所述处理箱的左右两端对称设置有活动板，所述活动板的一端外表面设置有缓冲块，所述缓冲块与定位槽为活动连接，所述定位槽内部预设有弹簧板，所述弹簧板与缓冲块构成缓冲结构。
采用上述技术方案，活动板在垂直升降的过程中，通过缓冲块与定位槽对应连接，能够对处理箱与安装框的移动进行导向，并且通过缓冲块与定位槽内部滑动，定位槽一端为实心，通过滑动产生的气压，并配合弹簧板，能够减少对处理箱和安装框传动造成的撞击磨损，减少传动所产生的噪音，提高设备传动的缓冲效果。
作为本发明的优选技术方案，所述安装框内部设置有导向杆，所述导向杆与活动板为滑动连接，所述活动板与安装框之间设置有压簧，所述压簧与导向杆为滑动连接。
采用上述技术方案，导向杆与定位槽对活动板进行导向的同时，还配合压簧对处理箱进行连动，能够使处理箱快速的在安装框内部震动，并且支撑稳定，提高处理效果，从而增加了整体的功能性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该利用煤矸石处理煤矿酸性废水的装置及方法：
1.利用垂直升降的惯性及急停，能够对处理箱和安装框的晃动进行控制，利用快速晃动，使处理箱内部的材料层上下冲击，并将材料粉末与废水进行混合处理净化，只有在晃动时，才可使材料层进行挥发，从而能够实现自处理效果；
2.活动板在垂直升降的过程中，通过缓冲块与定位槽对应连接，能够对处理箱与安装框的移动进行导向，并且通过缓冲块与定位槽内部滑动，定位槽一端为实心，通过滑动产生的气压，并配合弹簧板，能够减少对处理箱和安装框传动造成的撞击磨损，减少传动所产生的噪音，提高设备传动的缓冲效果。
附图说明
图1为本发明处理箱整体结构示意图；
图2为本发明底架截面正视结构示意图；
图3为本发明底架内部俯视结构示意图；
图4为本发明处理箱内部正视结构示意图；
图5为本发明处理箱俯视结构示意图；
图6为本发明第一转轴和第二转轴俯视结构示意图。
图中：1、处理箱；2、安装框；3、撑板；4、导轨；5、底架；6、移动连杆；7、转动座；8、废水进管；9、废水排管；10、第一连动板；11、第二连动板；12、第一转轴；13、减速齿轮；14、减速电机；15、驱动齿轮；16、传动链；17、联动齿轮；18、第二转轴；19、密封板；20、连接件；21、碱石灰层；22、消石灰层；23、碳酸钙层；24、高炉渣层；25、白云石层；26、石灰乳层；27、滑槽；28、活动板；29、导向杆；30、压簧；31、缓冲块；32、定位槽；33、弹簧板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种利用煤矸石处理煤矿酸性废水的装置及方法，包括以下步骤：
S1、将预制好的煤矸石颗粒放入设备内部，并填充在石灰材料层中端位置，并以1:6比例进行分布；
S2、随后以震荡方式使煤矸石颗粒在处理箱1内部持续撞击，上下升降次数为1min10次，保证处理箱1处于持续升降状态；
S3、在垂直升降的过程中，根据处理箱1与安装框2的特殊连接关系，以压簧30和弹簧板33配合垂直升降的惯性，再一次对煤矸石颗粒进行大幅度的震动处理，弹性范围：σp<σ1<σe，弹性距离为10cm-15cm；
S4、矿酸水引入到处理箱1内部，依次经过材料层及煤矸石颗粒撞击，碰撞破损产生的粉末与废水混合，保证处理后的矿酸水pH值在5-7之间；
S5、废水中的重金属离子与材料层进行中和化学反应形成氢氧化物沉淀，取出水体中的重金属离子后从废水排管9排出，氢氧化物通过净水冲刷排出处理箱1。
处理箱1，为设备主要的煤矿酸性废水处理机构，处理箱1的内部从上到下依次设置有碱石灰层21、消石灰层22、碳酸钙层23、高炉渣层24、白云石层25和石灰乳层26，处理箱1上下两端分别设置有废水进管8和废水排管9，废水进管8位于废水排管9上端；安装框2，位于处理箱1的外表面，安装框2与处理箱1为滑动连接，安装框2内部分别预设有滑槽27和定位槽32，定位槽32对称分布在滑槽27上下两端；底架5，位于处理箱1底端，底架5顶表面设置有第一连动板10和第二连动板11，第一连动板10和第二连动板11与底架5构成滑动结构；减速电机14，位于底架5的内部，减速电机14输出端连接有驱动齿轮15，驱动齿轮15的外表面啮合连接有减速齿轮13，减速齿轮13中端连接有第一转轴12。
第一连动板10和第二连动板11与安装框2之间设置有移动连杆6，移动连杆6的前后两端均设置有转动座7，移动连杆6通过转动座7与第一连动板10、第二连动板11和安装框2构成转动结构；第一连动板10和第二连动板11通过移动连杆6对安装框2和处理箱1进行支撑，并且进行连动，移动连杆6通过转动座7处理与安装框2和第一连动板10与第二连动板11的角度问题，使第一连动板10和第二连动板11与安装框2处于横纵方向移动。
底架5的顶端设置有撑板3，撑板3关于安装框2中心点镜像分布，撑板3内表面对称分布有导轨4，撑板3通过导轨4与安装框2构成滑动结构；底架5通过设置撑板3辅助对安装框2的支撑，并配合导轨4对安装框2垂直移动进行导向，使安装框2内部连接的处理箱1能够同步垂直升降。
第一转轴12对立面设置有第二转轴18，第二转轴18与第一转轴12之间连接有传动链16，第一转轴12与第二转轴18为相同结构；第一转轴12和第二转轴18通过传动链16实现同步连动，并且第一转轴12和第二转轴18所连接的传动结构相同，分别对两组第一连动板10和第二连动板11进行连动处理，从而保证传动受力的稳定性。
第一转轴12的顶表面设置有联动齿轮17，联动齿轮17与第一连动板10和第二连动板11啮合连接；第一转轴12通过所设置的动齿轮17与第一连动板10和第二连动板11进行啮合传动，能够控制第一连动板10和第二连动板11相对方向水平移动，并配合移动连杆6实现对安装框2及处理箱1的垂直移动控制，利用垂直升降的惯性及急停，能够对处理箱1和安装框2的晃动进行控制，利用快速晃动，使处理箱1内部的材料层上下冲击，并将材料粉末与废水进行混合处理净化，只有在晃动时，才可使材料层进行挥发，从而能够实现自处理效果。
处理箱1的上下两端均设置有密封板19，密封板19与处理箱1连接端设置有连接件20，连接件20与密封板19为一体化结构，连接件20与处理箱1为螺纹连接；处理箱1与密封板19设置连接件20以保证连接端的密封性，并且拆卸便捷，便于对内部的材料层进行更换，便于对内部结构进行维护，从而增加了整体的机动性。
处理箱1的左右两端对称设置有活动板28，活动板28的一端外表面设置有缓冲块31，缓冲块31与定位槽32为活动连接，定位槽32内部预设有弹簧板33，弹簧板33与缓冲块31构成缓冲结构；活动板28在垂直升降的过程中，通过缓冲块31与定位槽32对应连接，能够对处理箱1与安装框2的移动进行导向，并且通过缓冲块31与定位槽32内部滑动，定位槽32一端为实心，通过滑动产生的气压，并配合弹簧板33，能够减少对处理箱1和安装框2传动造成的撞击磨损，减少传动所产生的噪音，提高设备传动的缓冲效果。
安装框2内部设置有导向杆29，导向杆29与活动板28为滑动连接，活动板28与安装框2之间设置有压簧30，压簧30与导向杆29为滑动连接；导向杆29与定位槽32对活动板28进行导向的同时，还配合压簧30对处理箱1进行连动，能够使处理箱1快速的在安装框2内部震动，并且支撑稳定，提高处理效果，从而增加了整体的功能性。
工作原理：在使用该利用煤矸石处理煤矿酸性废水的装置及方法时，首先将废水从废水进管8排入到处理箱1内部，依次经过碱石灰层21、消石灰层22、碳酸钙层23、高炉渣层24、白云石层25和石灰乳层26进行净化处理，废水进管8与废水排管9为波纹管，长度可调，在处理箱1垂直方向活动时，能够自适应形变，随后启动减速电机14连动驱动齿轮15，驱动齿轮15与减速齿轮13啮合传动，第一转轴12和第二转轴18通过传动链16实现同步连动，并且第一转轴12和第二转轴18所连接的传动结构相同，分别对两组第一连动板10和第二连动板11进行连动处理，从而保证传动受力的稳定性，第一连动板10和第二连动板11通过移动连杆6对安装框2和处理箱1进行支撑，并且进行连动，移动连杆6通过转动座7处理与安装框2和第一连动板10与第二连动板11的角度问题，使第一连动板10和第二连动板11与安装框2处于横纵方向移动，底架5通过设置撑板3辅助对安装框2的支撑，并配合导轨4对安装框2垂直移动进行导向，使安装框2内部连接的处理箱1能够同步垂直升降，第一转轴12通过所设置的动齿轮17与第一连动板10和第二连动板11进行啮合传动，能够控制第一连动板10和第二连动板11相对方向水平移动，并配合移动连杆6实现对安装框2及处理箱1的垂直移动控制，利用垂直升降的惯性及急停，能够对处理箱1和安装框2的晃动进行控制，利用快速晃动，使处理箱1内部的材料层上下冲击，并将材料粉末与废水进行混合处理净化，只有在晃动时，才可使材料层进行挥发，从而能够实现自处理效果，处理箱1与密封板19设置连接件20以保证连接端的密封性，并且拆卸便捷，便于对内部的材料层进行更换，便于对内部结构进行维护，从而增加了整体的机动性，活动板28在垂直升降的过程中，通过缓冲块31与定位槽32对应连接，能够对处理箱1与安装框2的移动进行导向，并且通过缓冲块31与定位槽32内部滑动，定位槽32一端为实心，通过滑动产生的气压，并配合弹簧板33，能够减少对处理箱1和安装框2传动造成的撞击磨损，减少传动所产生的噪音，提高设备传动的缓冲效果，导向杆29与定位槽32对活动板28进行导向的同时，还配合压簧30对处理箱1进行连动，能够使处理箱1快速的在安装框2内部震动，并且支撑稳定，提高处理效果，从而增加了整体的功能性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种利用煤矸石处理煤矿酸性废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将预制好的煤矸石颗粒放入设备内部，并填充在石灰材料层中端位置，以1:6比例进行分布；
S2、随后以震荡方式使煤矸石颗粒在处理箱（1）内部持续撞击，上下升降次数为1min10次，保证处理箱（1）处于持续升降状态；
S3、在垂直升降的过程中，根据处理箱（1）与安装框（2）的特殊连接关系，以压簧（30）和弹簧板（33）配合垂直升降的惯性，再一次对煤矸石颗粒进行大幅度的震动处理，弹性范围：σp<σ1<σe，弹性距离为10cm-15cm；
S4、煤矿酸性废水引入到处理箱（1）内部，依次经过材料层及煤矸石颗粒撞击，碰撞破损产生的粉末与废水混合，保证处理后的煤矿酸性废水pH值在5-7之间；
S5、废水中的重金属离子与材料层进行中和化学反应形成氢氧化物沉淀，取出水体中的重金属离子后从废水排管（9）排出，所述方法采用的设备包括处理箱（1），氢氧化物通过净水冲刷排出处理箱（1）；
处理箱（1）为设备主要的煤矿酸性废水处理机构，所述处理箱（1）的内部从上到下依次设置有碱石灰层（21）、消石灰层（22）、碳酸钙层（23）、高炉渣层（24）、白云石层（25）和石灰乳层（26），所述处理箱（1）上下两端分别设置有废水进管（8）和废水排管（9），所述废水进管（8）位于废水排管（9）上端；
安装框（2）位于所述处理箱（1）的外表面，所述安装框（2）与处理箱（1）为滑动连接，所述安装框（2）内部分别预设有滑槽（27）和定位槽（32），所述定位槽（32）对称分布在滑槽（27）上下两端；
底架（5）位于所述处理箱（1）底端，所述底架（5）顶表面设置有第一连动板（10）和第二连动板（11），所述第一连动板（10）和第二连动板（11）与底架（5）构成滑动结构；
减速电机（14），位于所述底架（5）的内部，所述减速电机（14）输出端连接有驱动齿轮（15），所述驱动齿轮（15）的外表面啮合连接有减速齿轮（13），所述减速齿轮（13）中端连接有第一转轴（12）；
所述处理箱（1）的上下两端均设置有密封板（19），所述密封板（19）与处理箱（1）连接端设置有连接件（20），所述连接件（20）与密封板（19）为一体化结构，所述连接件（20）与处理箱（1）为螺纹连接；
所述处理箱（1）的左右两端对称设置有活动板（28），所述活动板（28）的一端外表面设置有缓冲块（31），所述缓冲块（31）与定位槽（32）为活动连接，所述定位槽（32）内部预设有弹簧板（33），所述弹簧板（33）与缓冲块（31）构成缓冲结构；
所述安装框（2）内部设置有导向杆（29），所述导向杆（29）与活动板（28）为滑动连接，所述活动板（28）与安装框（2）之间设置有压簧（30），所述压簧（30）与导向杆（29）为滑动连接；
所述第一连动板（10）和第二连动板（11）分别与安装框（2）之间设置有移动连杆，所述移动连杆的前后两端均设置有转动座（7），两个所述移动连杆通过转动座（7）与第一连动板（10）、第二连动板（11）和安装框（2）构成转动结构；
所述第一转轴（12）的顶表面设置有联动齿轮（17），所述联动齿轮（17）与第一连动板（10）和第二连动板（11）啮合连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石处理煤矿酸性废水的方法，其特征在于：所述底架（5）的顶端设置有撑板（3），所述撑板（3）关于安装框（2）中心点镜像分布，所述撑板（3）内表面对称分布有导轨（4），所述撑板（3）通过导轨（4）与安装框（2）构成滑动结构。
3.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石处理煤矿酸性废水的方法，其特征在于：所述第一转轴（12）对立面设置有第二转轴（18），所述第二转轴（18）与第一转轴（12）之间连接有传动链（16），所述第一转轴（12）与第二转轴（18）为相同结构。
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