超临界海砂淡化技术提高海砂资源利用率 - 上海巍立路桥设备有限公司 

巍立新闻

超临界海砂淡化技术提高海砂资源利用率

        海砂是指出产于海洋和入海口附近的砂,包括滩砂、海底砂和入海口附近的砂,其中滩砂为出产于海滩的砂,海底砂为出产于浅海或深海的海底。我国拥有1.8万公里的海岸线,有着丰富的海砂资源。据不完全统计,我国现已探明近海建筑砂矿床27处,资源约200亿吨,且主要分布在水深10m以内,岸距小于10km的近岸海域,开采条件良好。台湾浅滩海砂资源区东西长165km,南北宽40-90km,资源量粗估可达200-400亿吨,且以粗中砂为主;福建省近岸浅海区的海砂资源量也在10亿吨左右;广东省珠江口一带的海砂量预计可以达到12.5亿m³;其他地区如山东、江苏、海南,海砂储量丰富。珠三角地区的深圳、东莞以及惠州等地的建筑用砂也基本来自于海砂。
 
        海砂因长期浸泡在海水中,易受海水侵蚀,表面较为粗糙,一般典型海水中含有氯化钠2.7%氯化镁0.32%氯化钙0.05%硫酸镁0.22%硫酸钙0.11%,还有一些微生物、有机物及水溶性无机物等离子,因此,海砂表面黏度相当高,要清除杂质非常不易,建筑物钢筋表面的混
凝土品质因中性化(酸碱中和),或氯离子侵入,将造成钢筋腐蚀,当钢筋腐蚀生成物的体积比钢筋体积大3~7 倍时,会对混凝土产生张力,造成挤压;累积到某一个程度时,混凝土表面会产生裂缝。而裂缝将导致愈多钢筋生锈,造成混凝土剥落,钢筋外露,将影响建筑物结构。己有研究表明,在混凝土的液相中,当CIˉ/OHˉ:浓度比值大于0.61时,钢筋开始锈烛,与河砂相比,海砂中的贝壳极易破碎,贝壳的化学性质不稳定,因而会影响海砂混凝土的耐久性能,因此,在大规模使用海砂时,必须对海砂进行淡化处理。
 
        海砂淡化的现状
        因为我国政府在海砂的开采方面,并没有持支持态度,开发商在海砂的开采方面没有一个系统的过程,这类海砂用在建筑施工中会造成诸多问题。当下河砂资源面临威胁的形势下,施工方通常会使用没有经过净化的海沙代替河砂,没有净化的海沙盐含量较高,会对钢筋以及混凝土等产生腐蚀作用,如果不及时修补,就需要将原先的建筑物拆,进而导致经济大量损失。目前为了保证工程质量,我国的建筑业已经在不断寻找淡化海砂的有效技术。利用正确、科学与合理的方式将海沙彻底净化,及时替补已经几近枯竭的河砂资源。此外海砂的净化与工程质量紧密相连,因此,有效的净化海砂是国家与社会的首要任务。只有海砂净化的技术不断完善,并将净化之后的海沙利用于工程建筑,才可以对我国的建筑业发展起到促进作用。
 
        海砂淡化的控制目标
        海砂的淡化必须根据国家出台的政策执行,其中一些政策给出了海砂的淡化控制目标,相关方面必须达到要求。具体要求从表1可以看出。同时一些地方政府也出台了相关政策法规,对海砂市场和海砂的淡化进行规范。海砂的淡化只有按照相关法律法规执行,才可以使工程质量得到保障,如果只是盲目的净化,这类海砂一般达不到建筑工程的施工要求,且建筑完工之后,还会存在诸多安全隐患。
 
规格
 
细度
模数
 
类别
 
氯离子
含量
 
含泥量
 
贝壳
含量
 
用途
 
粗砂
 
3.1-3.7
 
三类砂
 
< 0. 06
 
< 5. 0
 
≤8. 0
 
三类砂适合强度低于C30 建筑
砂浆与混凝土
中砂
 
2.3-3.0
 
二类砂
 
< 0. 02
 
< 3. 0
 
≤3. 0
 
二类砂适合强度在C30 到C60
之间的抗冻与抗渗混凝土
细砂
 
1.6-2.2
 
一类砂
 
< 0. 01
 
< 1. 0
 
≤1. 0
 
一类砂适合混凝土强度超过C60 的
表l 淡化海砂主要技术要求
 
      海砂淡化处理方法
 
       目前,国内外多采用以下几种淡化处理方法处理氯化物超标海砂:海滩自然放置法、淡水冲洗法、机械法等。
 
       海砂自然放置法:在海滩上,将海砂堆积到一定厚度,自然堆放数月或几年,经雨水冲刷以降低其氯离子含量,取样化验含盐量合格后使用。此技术措施简单,不需要特别大的场
地,但周期长,放置时间一般需要 2 个月以上,并且空间利用率低且不能解决应急需要。
 
       淡水冲洗法:这种方法又包括斗式滤水法和散水法。其中斗式滤水法可在较窄的场地上作业,每立方米砂需消耗淡水 0.8t 以上,每批砂除盐时间约 12~24h。散水法则需较大场地,而用水量则较少(每立方米砂需消耗淡水0.2t 以上),每批砂除盐时间 12h 以上。此种方法快捷,能满足应急需要,但通常需要冲洗设备,造价高,并且水资源浪费严重,不符合可持续发展需要。

       机械法:利用机械对海砂进行分选、冲洗,该方法效率高,所需时间短,但需要分级、离心、给水和排水的成套设备,投资大,耗水量较大,每立方米砂需消耗淡水 1.5t 以上。

       混合法:将海砂与河砂按适当的比例掺和在一起,其根本原理是降低氯化物的含量还可以改变海砂的级配。
 
       以上方法能够基本满足生产出符合规范要求的净化海砂,但都存在以下问题:
      (1)设备简易,生产粗放,不规范,目前也无规范可以遵循;
      (2)普遍存在耗水量大、能耗高、占地广的问题;
      (3)工艺流程设计和用水量缺乏系统试验的、科学的依据,大多依靠经验,随意性很大,因而,净化处理出来的海砂质量不稳定,特别是含盐量波动较大。
 
        因此,为了克服以上一系列弊病, 上海巍立路桥进行了一系列海砂淡化的试验研究, 开发了海砂淡化新方法-有害离子洗涤法。经实践证明: 淡化后的海砂氛盐含量、含泥量、贝壳含量明显下降, 淡化效果十分理想。有害离子洗涤法的特点是用海水洗海砂,最符合绿色资源,生产成本低廉,品质极佳,能大量生产,是最适合的海砂淡化处理方法。
 
        有害离子洗涤法:利用气态臭氧、碳酸气体与液态水混合而成的超临界洗涤用水,并将该超临界洗涤水用于海砂的淡化,能有效去除海砂中可能含有对金属物质有害的离子,例如去除氯化物、硫酸盐化合物、有机化学物质和藻类等,使淡化后海砂可作为建筑用砂使用。
超临界洗涤海砂方法,其特征在于,先向水中导入碳酸气调整PH值使其小于7,成为适合臭氧延长半衰期的环境,再向储水槽中导入臭氧,形成液态与气态两相共存的洗涤用水,降低水的黏度克服水的表面张力,产生超临界洗涤,用于去除海砂中有害离子如氯化物、硫酸盐、有机物质、藻类等,使海砂资源再利用,成为高质量建筑用砂。
 
        有害离子洗涤法优势:
      (1)本洗涤方法中导入的臭氧,使洗涤液成液态与气态两相共存的洗涤用水,克服只有水存在时的物理特性,降低水的黏度克服水的表面张力及毛细现象,发挥超临界洗涤功能将有害离子洗涤去除。
 
      (2)本洗涤方法中导入的臭氧,能够与饱和的有机物或不饱和有机物,迅速产生化学作用,将海砂或河砂表面的微生物、有机物、藻类等去除。
 
      (3)本洗涤方法中导入的臭氧,能溶入水中使水中含氧量提高增加水的离子导电度,砂石中含量大多是Si02为绝缘体,而离子导电度可避免产生静电吸附微粉末,因此经本方法洗涤后的粒度较易筛选。
 
     (4)本洗涤方法中导入的臭氧,其第三个氧原子溢出时,会放出大量的热能,并同时有声波发生,能将砂石表面微小凹洞中的有害离子逼出,使经过本方法洗涤过的砂石更为清洁。

     (5)本洗涤方法中导入的臭氧,其原料来自空气,经电极放电产生,因此其有成本低、可量产的优点。
 
     (6)本洗涤方法中洗涤液先添加碳酸使PH〈7,再通入臭氧使洗涤液中臭氧液快速累积成为高浓度臭氧水溶液,使经过本方法洗涤过的砂石更为清洁。

上海巍立珠海小林海砂淡化厂
上海巍立珠海小林海砂淡化厂
          由于以上的优势,超临界洗涤海砂的方法可使氯离子的含量降到约0. 0019%,而成为高质量、高利用价值、高生产量、 低成本的建筑工程用砂石。且洗涤海砂与原砂两者间有非常不一样的外观,如下所述A、一般海砂有异味,本方法的海砂无味道;B、一般海砂表面粘度很高容易粘手,本方法的海砂粒粒晶莹;C、一般方法的海砂表面含灰分很高,本方法的海砂表面不含灰分。由以上的实施例可知臭氧水在被用于清洗海砂时,其发挥了臭氧的特性(1)氧化作用;(2)杀菌作用;(3)除臭作用;(4)漂白作用;(5)提供热能的特性;另一项重要的物理特性是:臭氧离子微溶于水后提高了水的导电度,可破坏灰分静电吸附在砂的表面,再一项重要的物理特性是:臭氧离子微溶水后可降低水的黏度,破坏水的毛细现象,发挥超临界洗涤将微小粗糙的表面海砂洗涤,使洗涤后海砂粒晶莹,因此含灰分比例降低且有害离子能轻易去除。


洗砂方法 优点 缺点 成本
清水沖洗法
原理:利用清水洗洁
1. 可量产设备简单
2. 设备便宜
1. 海砂表面粘度高不昜清洗,成品品质差。
2. 用于建筑物一定会造成海砂屋。
3. 以国家标准方法检验不易通过检验。
4. 用水量大,每立方米
砂需消耗淡水 0.8t 以上
品质☆☆
产量☆☆
成本☆☆
暴晒法
原理:利用太阳光之紫外线分解有机有质
1. 设备简单可量产
2. 可通过氯离子检测
1. 需要大面积土地,且暴晒法时间要6至24个月,无法大量生产。
2. 因暴晒面积大所以品质控制不易。
3. 场地大、土地资源浪费。
4. 如台风或大雨会流失大量的砂。
品质☆☆☆
产量☆
成本☆☆☆
电化学除去法
原理:电渗透法离子取代法
1. 清洗效果佳
2. 可通过氯离子检测
1. 设备费用贵且不易大量产。
2. 生产成本过高。
3. 4种目前市场生产方法中使用率最低。
品质☆☆☆☆
产量☆
成本☆☆☆☆☆
机械水车添加抑制法
原理:添加锡盐类硝酸盐安息香酸盐类
1. 设备简单可量产
2. 使用率最高
1. PH值接近中性较沒有保护钢筋之功能。
2. 反应后会产生灰粉,且品质不稳定。
3. 因添加物会污染,处理废水成本很高。
4. 反应时间慢生产效率差,无法大量洗砂。
品质☆☆
产量☆
成本☆☆☆
有害离子洗涤法
原理:超临界洗涤技术
1. 有专利保护、最新试验成功、品质佳设备简单可依取砂量調整产量大小,洗砂量越大成本越低、永久除去氯盐, 钢筋不會腐蚀、可分解去除有机与无机物使砂粒更容易吃入水泥增加强度。
2. 成本低生产快速、用水量少。
3. 无添加化学物质不會造成污染。
4 经过质检部门检测,完全符合国家标准《建设用砂GB/T 14684-2011》、《混凝土质量控制标准GB60164-92》、行业标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法JGJ52-92》、《建设部关于严格建筑用海砂管理的意见(建标{2004}143号》等相关文件要求,以超临界水洗除后,平均水溶性氯离子含量降低为0.0019%, 低于国家标准的氯离子含量许多,品质极佳。
品质☆☆☆☆☆
产量☆☆☆☆☆
成本☆☆
表2 为各种清洗方式的比较。
 
 
        上海巍立超临界洗涤海砂淡化流程:
 
        原沙(海沙)由料仓经过输送带进入振筛机,大型废料(贝壳及石头)由废料带带出,筛选后颗粒系数2.4~2.8的中沙进入轮式洗沙机进行灰泥脱离后带入双螺旋洗沙机利用高能量超临界水与海沙充份搅拌借由物理原物将氯离子瞬间物理交换进而达到清除海沙核心氯离子效果,之后进入最后一道程序直线振动筛将多余的水脱干后进入输送带送出成品沙(环保沙)堆置场,所有的排放水将统一经管线进入细沙回收机,做回收动作,不浪费任何一粒沙,处理后的废水进入沉淀池沉淀及可排放,一条生产线的产能为200t/ h。
       排放水指标:
       海水氯离子含量约30000 PPM,
       海砂氯离子含量约6000  PPM,
       清洗后的排放水含氯量约2000  PPM,
       清洗后海沙含氯量约0.0  PPM以下。
 
        淡化海砂生产成本
 
        淡化海砂原料15元/吨,运费9元/吨。淡化5元/吨,合计,生产一顿海砂的成本为29元。与目前市场上江河砂相比低17.5元/吨~26.5元/吨。
 
        淡化海砂市场应用前景
 
        淡化海砂是环保产品,资源丰富,生产工艺简单、成熟,而且具有价格优势,作为建筑材料有很好的使用前景,是解决历年大量开采导致的河砂价格连年上涨、质量明显下降、环境遭到破坏、资源枯乏与经济建没需求之间矛盾的良好途径。运用好海砂资源就必须考虑利用最佳的洗涤方法,上海巍立超临界洗涤海砂淡化工艺技术可以配出性能良好的海砂,并在多项工程应用中得到良好的应用。针对目前建筑用砂的短缺问题,我们应大力推广超临界洗涤海砂淡化工艺。
 
 
 
 
 



安徽快3在线开奖直播 安徽快3 安徽快3app 广东快乐十分 广东快乐十分 安徽快3平台 安徽快三 安徽快3官网 安徽快三 安徽快3计划