海砂净化方法与流程

1.本发明涉及海砂净化领域，特别是指一种海砂净化方法。


背景技术：

2.在工程建设中，混凝土是使用量最大，使用范围最为广范的材料，在混凝土中，砂及碎石紧密堆积，并通过胶凝材料的物理化学结合力粘结在一起。化学结合力越好，外界环境变化对其影响越小，强度和耐久性就越好。因此，建筑用砂的强度、表面活性、清洁度、级配、颗粒形状、有害物质(如氯离子含量，有机质含量、含泥量和泥块含量)等，在很大程度上会影响混凝土的工作性、强度和耐久性。海砂是陆源砂，与河砂同宗同源，即岩石自然风化后，在山洪爆发、河流搬运等外力作用，沉积在不同地点，沉积在陆域称为河砂，沉积在海域称为海砂，海砂和河砂两种天然砂物理化学性质近似。
3.海砂不能直接用于建设工程中，因为海砂中含有氯离子和其它有害物质，若直接将海砂用于建设工程中会造成钢筋锈蚀和混凝土的劣质化，所以需要对海砂进行净化处理。
4.传统的海砂净化主要关注氯离子对钢筋的锈蚀，并根据氯盐在水中溶解度大且能快速溶于水中的特性，所以主流海沙净化方法为水淘洗法，通过水的淘洗，使得氯离子溶于水中，然后经过砂水分离，将溶于水中的氯离子随废水排放去除。
5.但是，传统的海砂淘洗方法无法有效去除海砂中的氯离子，而且传统的淘洗方法清洗的海砂会有不断析出氯离子的现象，不能使海砂中的氯离子含量达到河砂的等级，也不能去除海砂表面导致混凝土劣质化的其它有害物质。
6.2007年，发明人调查大量的“海砂屋”工程后发现，几乎所有的“海砂屋”工程，除钢筋锈蚀外，同时出现混凝土强度下降和劣质化的现象，用海砂制成的无钢筋混凝土也有同样的现象。有些工程的混凝土氯离子检出值低于腐蚀环境中混凝土中氯离子含量的最大含量限值，但是也出现钢筋锈蚀和混凝土劣质化。
7.结合上述实践调研，并通过对海洋中的物质及海砂在清洗过程及使用后的各种指标数据研究中发现，海砂中的有害物质除导致钢筋锈蚀的氯离子外，还有导致混凝土劣质化的海砂表面的其他有害物质。传统的海砂淘洗方法清洗的海砂会有不断析出氯离子的现象，无法有效去除氯离子，而且也不能去除海砂表面导致混凝土劣质化的其它有害物质，无法将海砂净化恢复到入海前河砂的状态。


技术实现要素：

8.本发明提供一种海砂净化方法，能够将海砂表面上和细缝、孔隙内的有害物质充分清除，达到将海砂还原成入海前河砂的状态，净化后的海砂使用后不会导致混凝土钢筋锈蚀和混凝土劣化，耐久性好，成本低廉。
9.本发明提供技术方案如下：
10.一种海砂净化方法，所述方法包括：
11.s1：将由海砂和水充分混合形成的砂水混合液加入冲流器的入口内，其中，所述冲流器包括入口和出口，所述入口和出口之间通过冲流通道连接；所述砂水混合液中水的用量应至少填满海砂自然堆积时的空隙，保证海砂浸没在水中；
12.s2：将所述砂水混合液在所述冲流通道内从入口向出口以一定的冲流速度进行冲流，冲流速度的选择应保证砂水混合液在冲流过程中保持海砂和水的充分混合，避免海砂沉淀；
13.s3：对从所述冲流器的出口排出的砂水混合液进行砂水分离，将从海砂上去除并进入水中的有害物质随水一同排放。
14.进一步的，所述砂水混合液中海砂与水的重量比不大于2.5：1。
15.进一步的，所述砂水混合液的冲流速度不低于1.5m/s。
16.进一步的，所述冲流通道的形状为上侧开口的槽状，所述冲流通道倾斜设置，所述冲流通道的顶端为冲流器的入口，底端为冲流器的出口，所述砂水混合液在重力、水的冲击力和/或机械动力的作用下从入口向出口冲流。
17.进一步的，所述冲流通道的倾斜角度范围为[2
°
,90
°
)。
[0018]
进一步的，所述冲流通道的上侧开口上设置有防溅顶盖。
[0019]
进一步的，所述冲流通道的形状为侧面封闭的管状，所述冲流通道水平、倾斜或垂直设置，所述冲流通道的一端为冲流器的入口，另一端为冲流器的出口，所述砂水混合液在重力、正压推送力、负压抽吸力和/或机械动力的作用下从入口向出口冲流。
[0020]
进一步的，所述冲流器为单级冲流器或组合使用的多级冲流器，当冲流器为组合使用的多级冲流器时，所述海砂净化方法还包括：
[0021]
为每级冲流器均执行所述s1-s2一次，为包括最后一级冲流器在内的若干级冲流器均执行所述s3一次，直至海砂中有害物质的含量小于设定的数值。
[0022]
进一步的，所述s1之前还包括：
[0023]
对所述海砂进行原砂配砂和废料筛除处理。
[0024]
进一步的，所述冲流通道内设置有改变所述砂水混合液的运动方向、运动速度和/或振荡力度的扰动装置。
[0025]
进一步的，所述扰动装置包括设置在所述冲流通道底面和/或侧面上的若干个凸起结构和/或凹陷结构，相邻的凸起结构或凹陷结构之间间隔一定距离。
[0026]
进一步的，所述扰动装置包括设置在所述冲流通道内部的若干个钢筋格栅网，相邻的两个钢筋格栅网之间间隔一定距离。
[0027]
进一步的，所述冲流通道内靠近冲流器的出口处的钢筋格栅网的密度大于其他处的钢筋格栅网的密度。
[0028]
进一步的，每个钢筋格栅网均包括横向钢筋和纵向钢筋，相邻两个钢筋格栅网的纵向钢筋在高度上错开设置，相邻两个钢筋格栅网的横向钢筋在冲流器的宽度方向上错开设置。
[0029]
进一步的，所述扰动装置包括设置在所述冲流通道内部的若干个片状、螺旋状、刀状、三角形和/或柱状的扰动器，其中：
[0030]
所述扰动器固定设置，或者所述扰动器在动力装置的带动下主动运动，或者所述扰动器在所述砂水混合液的冲击下被动跟随运动。
[0031]
进一步的，所述扰动装置包括设置在所述冲流通道内部的用于改变砂水混合液的振荡力度的机械振动器和/或用于增加砂水混合液冲流速度的加速器。
[0032]
进一步的，所述冲流通道的底面和侧面上贴有耐磨材料。
[0033]
本发明具有以下有益效果：
[0034]
本发明的海砂净化方法通过设置冲流器使得由海砂和水充分混合形成的砂水混合液在冲流通道内冲流，通过海砂与海砂、海砂与水，海砂与冲流器内壁之间的反复强力撞击、摩擦，逐步将海砂表面的有害物质膜层剥离进入水中，达到彻底去除海砂表面氯离子等有害物质的效果；同时，海砂在冲流过程中不断撞击，速度、方向不断变化，并通过海砂与水的相对冲击，使得细缝内的有害物质与外面的水进行快速交换，细缝内的有害物质进入水中而被清除。最后通过砂水分离，将从海砂上去除并进入水中的有害物质随水一同排放。
[0035]
本发明能够将海砂表面上和细缝、孔隙内的有害物质充分清除，达到将海砂还原成入海前河砂的状态，可以和河砂一样安全使用。本发明净化后的海砂使用后不会导致混凝土钢筋锈蚀和混凝土劣化，具有耐久性好，成本低廉的优点。
附图说明
[0036]
图1-8为本发明的冲流器的不同具体实现方式的示意图；
[0037]
图9为海砂与水流之间的相对冲击力去除海沙细缝、孔隙内的有害物质的示意图；
[0038]
图10为钢筋栅格网的示意图；
[0039]
图11为本发明的海砂净化方法所采用的设备的一个实施方式的立体图；
[0040]
图12为图11的俯视图；
[0041]
图13为本发明的海砂净化方法所采用的设备的另一个实施方式的立体图；
[0042]
图14为图13的俯视图；
[0043]
图15-23为采用正压推送力和负压抽吸力的方式输送砂水混合液的不同具体实现的示意图；
[0044]
图24为厦门同安西源溪河砂浸泡盐水180天后在蒸馏水中氯离子析出情况图；
[0045]
图25为厦门同安湾海砂原砂浸泡在蒸馏水中随时间变化的氯离子析出情况图；
[0046]
图26为采用本发明的方法净化后的海砂与河砂制成混凝土后的对比实验结果图；
[0047]
图27-33为扰动器的不同具体实现方式的示意图。
具体实施方式
[0048]
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0049]
发明人研究发现：一般海水中含盐量在3％～5％之间，这些盐主要是氯化钠、氯化镁、氯化钙、硫酸镁、硫酸钙等无机盐，这些无机盐主要以离子状态存在于海水中，除此外海水中还有大量的微生物、藻类、海洋动植物的分泌物、有机物、泥等。
[0050]
岩石风化被搬运入海洋堆积后形成海砂，海砂长期浸泡在海水中，海水中的上述有害物质(无机盐、微生物、藻类、海洋动植物的分泌物、有机物、泥等)会共混滋生或沉积在海砂的表面上和细缝、孔隙中。当滋生、吸附或沉积的有害物质达到一定量时，海砂表面上会形成一层薄层将海砂包裹。因为海砂表面的薄层是多种物质的共混沉积，这些物质有的
有活性，例如微生物，有的有粘性，它们沉积共混沉聚在砂的表面，和砂有一定的粘合力，这些有害物质像膜层(因为是多物质沉聚并有一定的吸附力且形成像膜一样的一层薄层，因此可以将其称为多分子膜层)一样覆盖在砂的表面。
[0051]
海砂表面的有害物质膜层是造成海砂难以用原有的淘洗方法达到有效净化的主要原因，膜层的存在阻碍了海砂与胶凝材料(水泥等)的水化反应，使海砂与胶凝材料的结合力降低，这也是造成钢筋锈蚀和混凝土易劣质化的重要原因之一。具体分析如下：
[0052]
1、海砂中的氯盐按照清除的难易程度可以分为两部分，其中一部分是简单吸附在砂体外表面上的，因氯盐易溶于水且溶解速度快，所以这部分氯盐易通过快速溶于水而清除。例如将河砂或净化到氯离子含量为0.000％的净化海砂浸泡盐水180天后得到含氯盐的砂(氯盐简单吸附在砂体外表面上)，将这种砂浸泡在蒸馏水中，数分钟内，氯盐能全部溶解于水中，快速达到平衡状态，如将砂水分离，氯盐可随水一同排放，含氯盐的河砂在水中氯离子析出情况如图24所示。另一部分为难以清除的氯盐，这部分氯盐与其它有害物质共同沉积在海砂表面的膜层、砂体细缝和孔隙中，海砂表面这一膜层的存在，导致膜层中和膜层内(包括细缝和孔隙中)的氯离子溶于水的通道受阻，氯离子析出缓慢，常温下浸泡，氯离子需要长时间才能慢慢析出溶于水中，基本达到衡值，经试验，该时间长达24-72小时，如图25所示。
[0053]
2、这一膜层存在，降低了海砂表面和水泥等胶凝材料水化的化学活性，阻碍或降低了海砂与胶凝材料(水泥等)的化学结合力。膜层的存在导致海砂与胶凝材料水化程度降低，化学结合力降低。当这种未净化彻底的海砂制成砂浆或混凝土后，由于砂体与胶凝材料的化学结合力差，经一段时间后，在热胀冷缩等各种因素的作用下，海砂和胶凝材料的结合力下降，砂体与胶凝材料脱开，形成缝隙，导致混凝土及砂浆强度逐渐下降和劣质化。砂体与胶凝材料形成缝隙，空气易侵袭导致碳化，也会加速钢筋的锈蚀。
[0054]
3、吸附在海砂表面的这一膜层有一定的活性、粘性，有较强的吸附力，与海砂砂体之间有一定的结合力，因此普通的淘洗法不能将这一膜层与海砂砂体分离，只能清洗去除膜层以外的泥、无机盐(氯盐)和其他有害物质。膜层内和膜层中未去除的氯离子会持续析出，导致一段时间后，不断地检出氯离子。进而使得淘洗法清洗的海砂在建筑上使用后不断析出的氯离子造成钢筋锈蚀。
[0055]
综上所述，海砂中的有害物质除导致钢筋锈蚀的氯离子外，还有导致混凝土劣质化的海砂表面的其他有害物质，这些有害物质以膜层的形式包裹在海砂表面、并有部分沉积在海砂的细缝、孔隙内。该膜层的存在，造成含有有害物质的海砂采用简单的淘洗法是难以有效清除有害物质的，因为膜层的阻碍，一般的淘洗法会出现清洗后的净化海砂不断析出氯离子的现象，难以有效去除海砂中的氯盐，造成钢筋锈蚀。同时膜层阻碍了胶凝材料与海砂的充分水化形成化学结合力，造成混凝土一系列劣质化问题和钢筋锈蚀问题，加速了混凝土老化。
[0056]
因此，要防止混凝土钢筋锈蚀和混凝土劣质化，就需要将海砂中的氯离子和有害物质膜层有效清除，在本发明中，有效清除并不是将有害物质完全清除，而是指海砂中的氯离子等有害物质含量小于规定的数值，使净化后海砂的性质与河砂处于相同的基本状态。
[0057]
发明人进一步研究又有重要发现，海砂中的各种有害物质不会与海砂砂体产生化学反应，因此只要通过物理方法破坏膜层与海砂表面的结合力，即可以将这一膜层清除，使
得海砂表面和细缝中的氯盐及其它有害物质被有效清除，将海砂还原成河砂的状态。
[0058]
基于发明人的上述发现，本发明实施例提供一种海砂净化方法，如图1-33所示，该方法包括：
[0059]
s1：将由海砂和水充分混合形成的砂水混合液加入冲流器1的入口内，其中，冲流器1包括入口2和出口3，入口2和出口3之间通过冲流通道4连接。
[0060]
本发明中，海砂和水充分混合是指海砂与水混合后，海砂分散悬浮在水中，形成悬浮液，海砂和水不能分层(海砂沉积在下层，水在上层)。要保持海砂在水中的悬浮而不沉积，需要动力，这种动力可以是水流本身的冲击力，也可以是外界施加的使水流保持冲击的动力，在水流的冲击力和/或外力的作用下，海砂在水中处于悬浮状态，形成悬浮液。
[0061]
这种悬浮液可以为完全悬浮液，海砂全部悬浮在水中。还可以是部分悬浮液，底部允许有少量的海砂沉积，但是沉积的海砂并不是沉积后长时间不动，而是一直处于滑动、跳动变换之中，具体原因为：较粗的海砂颗粒会下沉，撞击底面后在水的冲击下又会向上悬浮，过程是在上下、左右不断的变化，并不是沉积后一直保持沉积不动的状态。
[0062]
本步骤中，将海砂和水加入冲流器1的入口2内的方法并不做限制，示例性的，可以有如下几种：
[0063]
1、通过输送设备17做功，将海砂加入冲流器1的入口2内，输送设备17可以为砂水输送机、带式输送机、斗式提升机、波状挡边带式输送机或装载机等，并同时通过管道向冲流器1的入口2内加入水，海砂和水在冲流器1的入口2内充分混合形成砂水混合液。
[0064]
2、在冲流器1外的其他设备中将海砂和水混合形成砂水混合液，然后通过管道等方式将砂水混合液加入入口2内。
[0065]
本发明中，由海砂和水充分混合形成的砂水混合液中水的用量不宜过少，理由如下：
[0066]
本发明通过在冲流的过程中，海砂与海砂之间、海砂与水之间、海砂与冲流器内壁之间反复互相撞击摩擦的方式去除海砂表面的膜层。要实现海砂的反复撞击摩擦，就要求海砂与水充分混合后海砂能够在水中形成悬浮状态，促使每个海砂颗粒都能够进行多个方向的运动从而进行充分的碰撞。
[0067]
当水的用量过少时，海砂在水中不能形成悬浮状态，海砂不能在水中进行多个方向的充分运动，表现在整体上即为海砂整体缓慢向下溜动，海砂的碰撞很少，撞击力度低，不利于将表面的有害物质剥离。
[0068]
因此，要求水的用量应当保证至少淹没过海砂的上表面，并保证一定的余量，保证海砂浸没在水中，海砂能够在水中被水带动充分运动碰撞。
[0069]
海砂自然堆积时具有空隙，砂水混合液中水的用量应保证至少填满海砂自然堆积时的空隙，并具有一定的余量，保证海砂浸没在水中。一般的，海砂与水的质量比应不大于2.5：1。
[0070]
s2：将砂水混合液在冲流通道4内从入口2向出口3以一定的冲流速度进行冲流，冲流速度的选择应保证砂水混合液在冲的流过程中保持海砂和水的充分混合，避免海砂沉淀。
[0071]
在冲流的过程中，海砂与海砂之间、海砂与水之间、海砂与冲流器内壁之间互相撞击摩擦，将海砂表面上的有害物质剥离进入水中；同时，海砂与水的相对速度不同，使得海
砂细缝中的有害物质通过与水的交换的方式进入水中，具体过程分析如下：
[0072]
由于海砂不会与海洋中的物质起化学反应，吸附在海砂表面的膜层与海砂的结合力为物理吸附力，因此可以通过物理手段破坏沉积吸附的膜层与海砂的结合力，将海砂表面的膜层清除。
[0073]
本发明破坏膜层与海砂的结合力的物理手段为撞击摩擦，具体操作为：在冲流器的入口内加入海砂和适量的水，砂水混合液在冲流器内从入口向出口冲流。在冲流的过程中，海砂的表面形状和颗粒大小各不相同，海砂在砂水混合液中因受到各种力的作用导致的运动轨迹是不规则的，导致海砂与海砂之间互相反复撞击、摩擦，并且海砂与水之间、海砂与冲流器内壁之间也互相反复撞击、摩擦，并且海砂在冲流器中的速度、方向、撞击的力度均不断改变。
[0074]
当撞击、冲击力、摩擦力大于海砂与表面的有害物质膜层的吸附力时，海砂表面上的有害物质膜层会逐步剥离、脱落离开海砂表面进入水中，达到去除海砂表面有害物质膜层的效果。
[0075]
虽然海砂表面的有害物质膜层通过撞击摩擦的方式被去除，但是海砂上的细缝、孔隙中还存在沉积吸附的有害物质，海砂细缝、孔隙中的有害物质不能通过直接撞击、摩擦的方式去除。
[0076]
然而，在冲流的过程中，由于水与海砂的质量不同，导致海砂和水的相对速度不同，并且砂体的运动速度、方向也不断变化，海砂在冲流器中的速度、方向、撞击的力度均不断改变，这些因素都会加速细缝内的有害物质与外面的水进行交换，加速海砂细缝中的有害物质进入水中。
[0077]
具体的：如图9所示，海砂10表面的有害物质膜层被去除后，海砂10迎水面的细缝、孔隙11承受水流12正压冲击冲刷，细缝、孔隙11中的有害物质13经受正面水流高速冲击，反冲离开海砂细缝、孔隙11内。海砂10背水面产生相对负压区域14，海砂背水面的细缝、孔隙15在压强差作用下产生负压吸流，海砂细缝、孔隙15中的有害物质16在负压吸流的压差作用下被动吸出，被抽离海砂细缝、孔隙，进入水中，达到有效清除海砂细缝、孔隙内有害物质的效果。
[0078]
本发明要求砂水混合液在冲流的整个过程中，海砂和水应当充分混合，保证海砂在水中的悬浮状态。为实现该要求，需要保证水的用量不小于前述的要求，并且还需要保证砂水混合液在冲流器内冲流的速度不能过低，理由如下：
[0079]
当水的用量达到要求后，海砂在水中可以成悬浮状态，但是，海砂的比重大于水的比重，悬浮在水中的海砂具有向下沉积的趋势，海砂的下沉很容易导致海砂和水分层。
[0080]
当海砂和水分层后，海砂就不能在水中充分的运动，表现在整体上即为水在上层整体向下流动，海砂在下层整体向下溜动，海砂的碰撞很少，降低表面的有害物质剥离效率。
[0081]
因此，冲流速度的选择应使得砂水混合液在冲的流过程中保持海砂和水的充分混合，保证海砂在水中的悬浮，避免海砂沉淀。一般的，砂水混合液的冲流速度不低于1.5m/s。
[0082]
s3：砂水混合液从冲流器1的出口3排出，对排出的砂水混合液进行砂水分离，将从海砂上去除并进入水中的有害物质随水一同排放。
[0083]
海砂表面的有害物质膜层以及海砂细缝、孔隙中沉积吸附的有害物质被充分有效
去除后，砂水混合液从冲流器1的出口3排出。排出的砂水混合液经过砂水分离，将进入水中的有害物质随水一同排放，达到去除海砂中氯离子和其他有害物质的目的，实现对海砂的净化，将海砂还原成河砂的状态。
[0084]
本发明中，砂水混合液从冲流器1的出口3排出后，可以通过砂水分离机18进行砂水分离，并还可以经过直线型振动筛19进一步脱水和迁移输送机20迁移海砂，将从海砂中去除并进入水中的有害物质随水一同排放，如图11、12所示。
[0085]
或者，砂水混合液从冲流器1的出口3排出后，经过砂水分离机18进行砂水分离，将从海砂中去除并进入水中的有害物质随水一同排放，如图13、14所示。
[0086]
前述的砂水分离机的选择要满足砂水分离的效果，砂水分离机可选择轮斗式砂水分离机、直线筛式砂水分离机等等，本发明不做限制。
[0087]
本发明的海砂净化方法通过设置冲流器使得由海砂和水充分混合形成的砂水混合液在冲流通道内冲流，通过海砂与海砂、海砂与水，海砂与冲流器内壁之间的反复强力撞击、摩擦，逐步将海砂表面的有害物质膜层剥离进入水中，达到彻底去除海砂表面氯离子等有害物质的效果；同时，海砂在冲流过程中不断撞击，速度、方向不断变化，并通过海砂与水的相对冲击，使得细缝内的有害物质与外面的水进行快速交换，细缝内的有害物质进入水中而被清除。最后通过砂水分离，将从海砂上去除并进入水中的有害物质随水一同排放。
[0088]
本发明能够将海砂表面上和细缝、孔隙内的有害物质充分清除，达到将海砂还原成入海前河砂的状态，可以和河砂一样安全使用。本发明净化后的海砂使用后不会导致混凝土钢筋锈蚀和混凝土劣化，具有耐久性好，成本低廉的优点。
[0089]
一般海砂原砂中的氯离子含量为0.15％，通过本发明的方法对海砂净化后，对净化后的海砂进行抽样检测，海砂中的氯离子可以含量降到0.000％-0.002％之间，远小于jg/t494-2016《建筑及市政用净化海砂》中规定的指标，其它有害物质与氯离子一同被有效清除，净化后的海砂达到河砂的基本状态，经多次抽样检测，氯离子含量分别为0.001％，0.001％，0.001％，0.001％，0.0004％，0.0013％，0.000％。具体抽样检测结果如下表1所示。
[0090]
表1：本发明海砂净化方法生产出的净化海砂抽样检测汇总
[0091]
抽检样品编号细度模数贝壳含量(％)含泥量(％)氯离子含量(％)13.11.80.50.00122.91.80.20.00132.72.00.40.00142.92.80.60.00152.80.4 0.00046
ꢀꢀꢀ
0.001372.11.20.20.000
[0092]
经试验，本发明净化后的海砂和优质河砂分别按同样的配合比制成混凝土，经过三年时间的检测，各种性能指标接近，如图26所示。
[0093]
本发明中，冲流器1的长度应保证海砂表面的有害物质膜层以及海砂细缝、孔隙中沉积吸附的有害物质被充分有效去除。当厂房内空间足够大或不设置厂房时，可以通过较长的一个整体的单级冲流器实现海砂上的有害物质的剥离。
[0094]
但是在实践中，当设置厂房时，一般厂房的空间较难满足整体的单级冲流器的要求。为解决这一问题，本发明中将冲流器1设置为组合使用的多级冲流器，冲流器的级数可以为2级、3级、4级、5级、6级、7级等等。
[0095]
当冲流器为组合使用的多级冲流器时，本发明的海砂净化方法还包括：
[0096]
为每级冲流器均执行s1-s2一次，为包括最后一级冲流器在内的若干级冲流器均执行s3一次，直至检测到海砂中有害物质的含量小于设定的数值。具体的：
[0097]
可以在每级冲流器均执行s1-s3一次，即每级冲流器均进行砂水分离。
[0098]
也可以只在最后一级冲流器执行s1-s3一次，之前的每级冲流器只执行s1-s2一次，即只在最后一级冲流器进行砂水分离。
[0099]
还可以在最后一级冲流器和之前的若干级冲流器执行s1-s3一次，其他每级冲流器只执行s1-s2一次，即在最后一级冲流器和其他若干级冲流器进行砂水分离。
[0100]
本发明中使用的水可以是自来水、湖水、河水、收集的雨水、海水淡化水或循环用水等等，为节约水资源，如果生产线建在污水处理厂附近，本发明中使用的水还可以选用污水处理厂处理后准备排放的水，如果生产线建在海边，净化用水可以部分使用海水。
[0101]
本发明中，在进行s1之前还可以包括：
[0102]
对海砂进行原砂配砂和废料筛除处理。
[0103]
将海砂原砂检测后，按要求进行配砂，配完的海砂进入废料筛分机，通过废料筛分机将海砂中的泥块、贝壳等大于5mm的粗颗粒筛除。
[0104]
本发明不限制冲流器1的具体形状，只要能够实现砂水混合液的冲流即可，下面给出几个示例：
[0105]
示例一：
[0106]
本示例，冲流器1的冲流通道4的形状为上侧开口的槽状，其截面可以为矩形、梯形、u型、半圆形、菱形等等，冲流通道4的上侧开口可以为全部开口或局部开口的方式，如图1-6所示。
[0107]
该冲流通道4倾斜设置，冲流通道4的顶端为冲流器1的入口2，底端为冲流器1的出口3。
[0108]
该冲流通道4内的砂水混合液从顶端的入口2向底端的出口3冲流，冲流的动力可以为自然重力、水的冲击力、机械动力的一种或几种。
[0109]
自然重力由冲流通道4的倾斜提供，且冲流通道4的倾斜角度不能过小。由于砂水混合液需要以一定的冲流速度向下冲流，因此当冲流器的倾斜角度过小时，砂水混合液的冲流速度不能达到要求或者不能冲流，不利于将海砂表面的有害物质剥离。
[0110]
当冲流通道4的倾斜角度过小时，如果要使砂水混合液的冲流速度增加，必须增加动力，若施加过大的动力则会造成砂水混合液从流通道4的上侧开口飞溅、外溢。因此冲流通道4的倾斜角度不能过小，一般的，冲流通道4的倾斜角度范围为[2
°
,90
°
)。
[0111]
在向冲流器1的入口2内加入水或砂水混合液时，可以为水或砂水混合液提供一定的速度，使得水或砂水混合液具有一定的冲击力，为砂水混合液在冲流通道4内的冲流提供一定的动力。
[0112]
机械动力为设置在冲流通道4内或/和入口2处的机械装置提供的动力，例如在冲流通道4内设置带驱动的链条刮板，为砂水混合液的冲流提供一定的动力。
[0113]
本示例中，冲流通道4的上侧开口上可以设置防溅顶盖，防止砂水混合液溅出冲流器外。
[0114]
示例二：
[0115]
本示例，冲流器1的冲流通道4的形状为侧面封闭的管状，其截面可以为矩形、圆形或其他封闭形状等等，本发明对此不做限制，如图7、8所示。
[0116]
该冲流通道4可以水平设置，也可以倾斜设置，还可以垂直设置，冲流通道4的一端为冲流器1的入口2，另一端为冲流器1的出口3。
[0117]
该冲流通道4内的砂水混合液从入口2向出口3冲流，冲流的动力可以为自然重力、正压推送力、负压抽吸力、机械动力的一种或几种。
[0118]
本示例的冲流通道4不是敞口结构，而是侧面封闭结构，因此可以通过压力的方式实现砂水混合液的冲流，该压力可以是从冲流器1的出口3施加的负压抽吸力或从冲流器1的入口2施加的向冲流器1的出口2的正压推送力，或者两者的组合。
[0119]
本示例中，可以通过抽沙泵提供正压推送力，通过射流泵或吸沙泵提供负压抽吸力。
[0120]
正压推送力的几种实现方式如下：
[0121]
1、通过抽砂泵22将入口处的砂水池21中的砂水混合液抽进冲流器1的入口2，抽砂泵22利用正压推送力将砂水混合液推送至冲流器1的出口3，进入出口处的砂水池24，如图15所示。
[0122]
2、通过抽砂泵22将入口处的砂水池21中的砂水混合液抽进冲流器1的入口2，抽砂泵22利用正压推送力将砂水混合液推送至冲流器1的出口3，直接进入下一级冲流器1的入口2并向出口3冲流，从冲流器1的出口3出料的砂水混合液再经砂水分离机18进行砂水分离，将从海砂中去除并进入水中的有害物质随水一同排放，分离后的海砂进入出口处的砂水池24，如图16、17所示。
[0123]
3、通过抽砂泵22将入口处的砂水池21中的砂水混合液抽进冲流器1的入口2，抽砂泵22利用正压推送力将砂水混合液推送至冲流器1的出口3，进入过渡容器23，从过渡容器23出料的砂水混合液，通过下一级冲流器1的入口2并向出口3以一定的冲流速度进行冲流，然后通过砂水分离机18进行砂水分离，进入出口处的砂水池24，如图18所示。
[0124]
负压抽吸力的实现方式如下：
[0125]
通过射流泵或吸沙泵25将砂水池21中的砂水混合液抽吸至冲流器1的入口2，射流泵或吸沙泵利用负压抽吸力将砂水混合液抽吸至冲流器1的出口3，从冲流器1的出口3出料的砂水混合液再经砂水分离机18进行砂水分离，如图19-21所示，将从海砂中去除并进入水中的有害物质随水一同排放。
[0126]
前述的正压推送力和负压抽吸力可以单独使用或在每级冲流器中组合使用(如图22所示)或在多级冲流器中组合使用(如图23所示)，直到海砂中的有害物质低于设定的数值。
[0127]
并且当冲流通道4倾斜或垂直设置时，且当冲流通道4的顶端为冲流器1的入口2，底端为冲流器1的出口3时，砂水混合液可以在重力的作用下从入口2向出口3冲流。
[0128]
同样的，本示例也可以通过机械动力实现冲流。
[0129]
上述的两个示例中，冲流通道的结构形式可以为直线型、折线型、弯曲型、螺旋型、
回旋型中的一种或多种组合形式。
[0130]
本发明对冲流器的材质不做限制，可以为金属材料、非金属材料、木质材料、无机材料、有机材料、混凝土等混合材料或其它材质等。由于海砂与冲流器内壁频繁撞击摩擦，为保护冲流器内壁，可以在冲流器内部底面和侧面上贴有耐磨材料，该耐磨材料可以是花岗岩或耐磨砖等。
[0131]
作为本发明实施方式的一种改进，如图3-6、8所示，本发明在冲流通道4内设置有改变砂水混合液的运动方向、运动速度和/或振荡力度的扰动装置。扰动装置的数量可以为多个，多个扰动装置可以间隔一定距离设置，并且间隔的间隔距离可以不同。但是扰动装置的设置应保证冲流器1中的砂水混合液以一定的速度顺利冲流。
[0132]
在冲流的过程中，由于扰动装置的设置，改变了砂水混合液的运动方向、运动轨迹、运动速度、振荡抛溅力度等。在冲流通道的单位长度内增加海砂与海砂，海砂与水，海砂与冲流器内壁的撞击摩擦频率与力度，并且海砂与扰动装置之间也会撞击摩擦，使得海砂全部表面全方位受到更充分的撞击摩擦，更容易将海砂表面上的有害物质去除。并且扰动装置改变了海砂和水流的运动速度和方向，使得海砂各个方向的细缝孔隙内的有害物质更容易被去除。
[0133]
本发明不限制扰动装置的具体结构形式，下面给出几个具体实现方式，这些扰动装置可以单独使用，也可以组合使用。
[0134]
1、扰动装置包括设置在冲流器1内部底面和/或侧面上的若干个凸起结构5和/或凹陷结构，相邻的凸起结构5或凹陷结构之间间隔一定距离。
[0135]
以凸起结构5为例，水流和海砂的混合物在凸起结构5的阻拦下撞击抛溅，也促使砂悬浮在水中，进而改变了海砂和水流的运动速度和运动方向，水流和海砂的混合物在冲流器底面上反复冲击跳动，摔打，使得海砂摩擦碰撞更频繁、力度更大，加速海砂中的有害物质的去除。
[0136]
海砂与凸起结构和/或凹陷结构频繁撞击摩擦，为增加凸起结构和/或凹陷结构的使用寿命，凸起结构和凹陷结构的材质可以为钢材等金属材料、石材、砖、塑料、混凝土等金属、非金属材料。当凸起结构和凹陷结构的材质为石材时，凸起结构和/或凹陷结构与作为耐磨材料的石板可以为一体结构。
[0137]
2、扰动装置可以包括设置在冲流器1内部的若干个钢筋格栅网6，相邻的两个钢筋格栅网6之间间隔一定距离，水流和海砂的混合物在钢筋格栅网6的阻拦下改变运动轨迹。
[0138]
并且，在冲流通道内靠近冲流器的出口处的钢筋格栅网的密度大于其他处的钢筋格栅网的密度，降低砂水混合液进入砂水分离设备的速度，减少砂水混合液进入砂水分离设备时的冲击力，也防止砂水飞溅。
[0139]
每个钢筋格栅网6均包括横向钢筋7和纵向钢筋8，相邻两个钢筋格栅网的纵向钢筋在高度上规则或不规则错开设置，相邻两个钢筋格栅网的横向钢筋在冲流器的宽度方向上规则或不规则错开设置，使得水流和海砂的混合物的运动轨迹、速度等反复改变。多个钢筋格栅网还可以通过两侧的通长钢筋9连接在一起。
[0140]
钢筋格栅网可以分为互相间隔设置的第一类钢筋格栅网和第二类钢筋格栅网。第一类钢筋格栅网最下排的横向钢筋与冲流器内部底面贴合，第二类钢筋格栅网最下排的横向钢筋与冲流器内部底面间隔一定距离。
[0141]
第一类钢筋格栅网、第二类钢筋格栅网错落布置在冲流器内部，使用时，砂水混合液在钢筋格栅网的阻拦下，撞击第一类钢筋格栅网下排横向钢筋，产生抛物线运动，抛起的砂水混合液撞击第二类钢筋格栅网中高出冲流器底面的横向下排钢筋，同时，在第一类钢筋格栅网、第二类钢筋格栅网竖向，错位布置的竖向钢筋的阻拦下，砂水混合液中的海砂与海砂之间由于拦截阻力，进行自撞击、自摩擦，并与竖向钢筋进行撞击、摩擦。
[0142]
3、扰动装置包括设置在冲流通道4内部的若干个片状、螺旋状、刀状、三角形和/或柱状的扰动器，如图27-33所示。但不限于这几种形状，凡能改变砂水运动速度、运动方向或增加、改变海砂撞击、摩擦频率、力度等均属于本发明中所述的扰动装置。该扰动器可以为一个或多个组合使用，当为多个时，相邻两个扰动器间隔一定距离设置。
[0143]
更优选的，扰动器可以错位设置，当然也可以非错位设置。
[0144]
扰动器可以固定设置，通过扰动器本身的形状改变砂水混合液的运动轨迹。
[0145]
扰动器还可以在动力装置的带动下主动运动，通过主动有源机械做功扰动的方式改变砂水混合液的运动方向、运动速度。
[0146]
扰动器还可以在砂水混合液的冲击下被动跟随运动，通过无源被动跟随扰动的方式改变砂水混合液的运动方向、运动速度。
[0147]
4、扰动装置包括设置在冲流通道内部的机械振动器，用于改变砂水混合液的振荡力度。该机械振动器可以为一个或多个，当为多个时，相邻两个间隔一定距离设置。
[0148]
例如，机械振动器可以为激振器。
[0149]
5、扰动装置包括设置在冲流通道内部的加速器，用于增加砂水混合液的冲流速度。该加速器可以为一个或多个，当为多个时，相邻两个间隔一定距离设置。
[0150]
例如，加速器的结构可以与图27、29、31、33所示的扰动器的结构相同，并且图27、29、31、33所示的扰动器在动力装置的带动下主动旋转，当旋转速度大于砂水混合物的冲流速度时，即起到加速器的加速作用。
[0151]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。