本發(fā)明涉及建筑材料技術領域，特別是涉及一種電化學法淡化海砂的裝置及方法。

背景技術：

海砂是出產于海洋和近海的砂，我國沿海地區(qū)建筑工程中大量使用海砂，某些地區(qū)海砂比例達到90％以上。若海砂氯離子含量超標，用于工程建設時會造成嚴重危害：(1)氯離子破壞建筑物鋼筋表面保護膜，與鋼筋發(fā)生反應，生成易溶的氯化亞鐵，加劇鋼筋腐蝕，導致建筑物壽命縮短；(2)使混凝土膨脹，內部形成裂縫；(3)降低砂漿或混凝土強度，試驗表明未經水洗(淡化)的海砂配成的混凝土強度低于水洗后的海砂；(4)使用海砂裝修的室內墻面或地面，雨天容易引起潮濕發(fā)霉。

我國對海砂使用有嚴格的規(guī)定：《海砂混凝土應用技術規(guī)范》(jgj206-2010)中規(guī)定“鋼筋混凝土工程中海砂氯離子含量不得大于0.03％(濕砂質量百分率)”，《普通混凝土用砂石質量標準及檢驗方法》(jgj52-2006)中規(guī)定，“對于鋼筋混凝用砂，其氯離子含量不得大于0.06％，對于預應力混凝土用砂，其氯離子含量不得大于0.02％(干砂質量百分率)”。未經處理的海砂氯離子含量一般在0.08％～0.15％之間，遠大于《規(guī)范》和《標準》的限定值，因此未經處理的海砂不得直接用于鋼筋混凝土工程中。目前，海砂氯離子的降除主要采用機械設備淡水清洗的方法，然而清洗需要消耗大量淡水，一般地1立方米海砂清洗到合格大約需要5～8立方米的淡水，清洗后的淡水無法再利用，造成浪費。

技術實現要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)省淡水、結構簡單和處理效果良好的一種電化學法淡化海砂的裝置

本發(fā)明的另一目的在于提供一種節(jié)省淡水、結構簡單和處理效果良好的一種電化學法淡化海砂的方法。

為了達成所述目的，本發(fā)明的技術方案是：

一種電化學法淡化海砂的裝置，其特征在于：包括清洗池、攪拌裝置、電極和直流電源，清洗池內設有水平并排的清洗區(qū)和離子聚集區(qū)，所述清洗區(qū)和所述離子聚集區(qū)之間設置有透水隔砂部件，所述離子聚集區(qū)上開有排水口，所述攪拌裝置以可在清洗區(qū)內移動的方式設置于所述清洗區(qū)內，所述電極設置在所述離子聚集區(qū)內，所述電極與所述直流電源的正負極電連接。

所述排水口設置于所述離子聚集區(qū)的底面，所述排水口連接有排水管，所述排水管上設置有閥門。

所述直流電源為蓄電池。

所述清洗池為其上端呈敞開狀的中空方形框體，所述清洗池內設有將所述清洗池的中空腔室分隔成三個水平并排腔室的兩塊隔板，兩塊所述隔板之間的腔室為清洗區(qū)，另外兩個腔室為離子聚集區(qū)，所述隔板上開有若干小孔，所述透水隔砂部件固定在所述隔板上。

所述電極的數量為兩個，分別為第一電極和第二電極，所述第一電極和所述直流電源的正極電連接，所述第二電極和所述直流電源的負極電連接，所述電極為石墨電極、鉑電極或鋅電極中的一種。

所述透水隔砂部件為土工布層。

所述攪拌裝置具有電機和位于所述電機下方的攪拌桿，所述清洗池上設置有沿清洗池的寬度方向和長度方向滑動的滑動架，所述滑動架可拆卸安裝于所述清洗池上，所述電機以沿所述滑動架的寬度方向和長度方向滑動的方式滑動安裝于所述滑動架上。

所述滑動架包括帶有滑輪的鎖止滑塊和帶有軌道的導軌，以清洗池的寬度方向為前后方向，長度方向為左右方向，所述清洗池四側壁的頂面上均設有所述鎖止滑塊，四所述鎖止滑塊分為前鎖止滑塊、后鎖止滑塊、左鎖止滑塊及右鎖止滑塊，所述前鎖止滑塊與所述后鎖止滑塊上設有兩根左右并排間隔設置的所述導軌，所述左鎖止滑塊與所述右鎖止滑塊上設有兩根前后并排間隔設置的所述導軌，四所述導軌之間構成一個交匯區(qū)域，所述電機設置于所述交匯區(qū)域內，所述電機上設置有與所述導軌的導軌相配合的連接滑塊。

所述鎖止滑塊的上端凹設有兩個水平并排的限位腔，所述導軌的端部開設有螺紋，并排設置的兩根所述導軌的同一端端部均卡設于所述的兩個限位腔內，所述導軌的端部露出于所述限位腔的位置上鎖有鎖緊螺母。

一種電化學法淡化海砂的方法，其特征在于：通過如下步驟實現：

步驟一：組裝權利上述的一種電化學法淡化海砂的裝置；

步驟二：將待清洗的海砂倒入清洗池的清洗區(qū)內，加入淡水，淡水水量以沒至海砂表面為基準；

步驟三：啟動攪拌裝置，攪拌時間為4-10min，攪拌后移開攪拌裝置至清洗池的一側；

步驟四：接通直流電源，通電8-15min，通電后取出電極，并用清水沖洗，之后再繼續(xù)放入離子聚集區(qū)內進行再次通電，重復3～5次；

步驟五：導通排水口，排干水，拆卸導軌和攪拌裝置，挖出清洗池內的海砂。

本發(fā)明的有益技術效果是：

本發(fā)明的一種電化學法淡化海砂的裝置：在清洗池內設置清洗區(qū)和離子聚集區(qū)，在清洗區(qū)和離子聚集區(qū)之間通過設置透水隔砂部件進行分隔，攪拌裝置設置在清洗區(qū)，電極設置在離子聚集區(qū)內，電極與直流電源電連接；清洗時將海砂放置于清洗區(qū)內，加入淡水，通過攪拌裝置對海砂進行攪拌，部分淡水溶解海砂中的鹽分穿過透水隔砂部件進入離子聚集區(qū)，接通電源對通過離子聚集區(qū)內的的水進行電解，去除海砂中的cl^-，本發(fā)明通過電解的方法對浸沒有海砂的淡水進行電解，相比于傳統機械設備淡水清洗海砂，本發(fā)明達到同樣的清洗效果所消耗的淡水量大大減少，且結構簡單，處理效果良好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種電化學法淡化海砂的裝置的結構示意圖

圖2為本發(fā)明一種電化學法淡化海砂的裝置的剖視結構示意圖

圖中：

1-清洗池111-左隔板

112-右隔板12-透水隔砂部件

13-清洗區(qū)141-左離子聚集區(qū)

142-右離子聚集區(qū)15-排水口

16-排水管17-閥門

21-第一電極22-第二電極

3-攪拌裝置31-電機

32-攪拌桿4-導軌

5-鎖止滑塊51-限位腔

6-鎖緊螺母

具體實施方式

為了進一步解釋本發(fā)明的技術方案，下面通過具體實施例來對本發(fā)明進行詳細闡述。

本發(fā)明的目的在于提供一種海砂淡化裝置，即利用電化學原理降除海砂中的氯離子，具有節(jié)省淡水、結構簡單和處理效果良好的優(yōu)點。

為實現所述目的，本發(fā)明的技術方案是：

如圖1-2所示的一種電化學法淡化海砂的裝置，包括：包括清洗池1、電極、攪拌裝置3和直流電源(圖中未示出)，清洗池1由鋼板焊接而成，呈立方體狀、底部設置有支腳，在本實施例中，清洗池1的長度為5米，寬度為2米，高度為2米，清洗池1沿水平放置，具有前側面、后側面、左側面、右側面和底面，清洗池1內距離左側面0.5米的位置上開設有左插槽，清洗池1內距離清洗池1的右側面0.5米的位置上開設有右插槽，所述左插槽內卡嵌設有左隔板111，所述右插槽內嵌設有右隔板112，左隔板111與清洗池1的左側面、部分前側面、部分后側面以及部分底面圍成左離子聚集區(qū)141，右隔板112與清洗池1的右側面、部分前側面、部分后側面以及部分底面圍成右離子聚集區(qū)142，左隔板111、右隔板112與清洗池1所圍成的之間的區(qū)域為清洗區(qū)13，左粒子聚集區(qū)141、右離子聚集區(qū)142和清洗區(qū)13在水平方向上并排排列，左離子聚集區(qū)141和右離子聚集區(qū)142的底部均開設有排水口15，排水口15的表面覆設有濾網，排水口15聯通有排水管16，排水管16上設置有閥門17。

左隔板111和右隔板112上均鉆有若干圓形孔，較佳的，所述圓形孔的孔徑為1cm，左隔板111和右隔板112朝向清洗區(qū)13的一面上均固定有一層透水隔砂部件12，較佳的，透水隔砂部件12為土工布層，土工布層蒙設在左隔板111和右隔板112上。

清洗池1上設置有帶有滑輪的鎖止滑塊5和帶有軌道的導軌4，具體地，以清洗池1的寬度方向為前后方向，長度方向為左右方向，清洗池1的前側壁、后側壁、左側壁和右側壁的頂面上均設有鎖止滑塊5，四鎖止滑塊5分為前鎖止滑塊、后鎖止滑塊、左鎖止滑塊及右鎖止滑塊，上述前鎖止滑塊與上述后鎖止滑塊上設有兩根左右并排間隔設置的導軌4，上述左鎖止滑塊與上述右鎖止滑塊上設有兩根前后并排間隔設置的導軌4，上述四導軌4之間構成一個交匯區(qū)域，攪拌裝置3具有電機31和與電機31的轉動軸連接的攪拌桿32，攪拌桿32位于電機31的下方，電機31處于上述交匯區(qū)域內，且電機31的外側壁上安裝有與導軌4滑動配合，并繞著交匯區(qū)域滑動的連接滑塊(圖中未示出)，攪拌裝置3通過上述連接滑塊在導軌4上沿清洗區(qū)13的內部進行滑動。

鎖止滑塊5的上端凹設有兩個水平并排的限位腔51，導軌4的端部開設有螺紋，并排設置的兩根導軌4的同一端的端部均卡設于所述前鎖止滑塊、后鎖止滑塊、左鎖止滑塊及右鎖止滑塊上的兩個限位腔內51內，導軌4露出于限位腔51的端部上鎖有鎖緊螺母6。

所述直流電源為直流蓄電池電源，所述直流電源的電壓調節(jié)在12v～36v之間。

所述電極采用的電極為石墨電極、鉑電極或鋅電極中的一種，優(yōu)選的所述電極的數量為兩個，分別為第一電極21和第二電極22，第一電極21和第二電極22均為網狀電極，第一電極21通過導線與電源的正極相電連接，第二電極22通過導線與電源的負極相連接，第一電極21放置于左離子聚集區(qū)141，第二電極22放置于右離子聚集區(qū)142。

本發(fā)明的一種電化學法淡化海砂的方法，通過如下步驟實現：

一、組裝所述的一種電化學法淡化海砂的裝置；

二、將待清洗的海砂倒入清洗池1中間的清洗區(qū)13內，鋪平海砂，加入淡水直至淡水淹沒海砂表面，部分淡水透過土工布滲濾后通過左隔板111以及右隔板112上的圓形孔流入左離子聚集區(qū)141和右離子聚集區(qū)142內；

三、啟動攪拌裝置3，在水平方向上移動鎖止滑塊5，使攪拌裝置3沿導軌4進行滑動，沿清洗區(qū)13來回滑動攪拌裝置3，均勻攪拌海砂4-10min，使海砂中的鹽分充分溶解在淡水中，然后將攪拌裝置3推到靠近清洗池1的前側面或后側面的導軌4上，關閉攪拌裝置3。

四、接通電源，對左離子聚集區(qū)141和右離子聚集區(qū)142內的水進行電解，cl^-、so4^2-、oh^-等陰離子穿過透水隔砂部件12以及左隔板111上的圓形孔向第一電極21遷移，na⁺、mg²⁺、h⁺等陽離子穿過透水隔砂部件12以及右隔板112上的圓形孔向第二電極22遷移；電解時，部分陰離子聚集在第一電極21附近，其中cl^-離子電解后生成氯氣在第一電極21附近逸出，部分陽離子聚集在第二電極22附近，其中h⁺電解后生成氫氣在在第二電極22附近逸出，電源通電8-15min后，將第一電極21和第二電極22緩慢取出，用淡水沖洗后繼續(xù)放入清洗池1內進行電解，重復3～5次，電解過程中始終關閉攪拌裝置3；最后一輪電解時，仍將第一電極21和第二電極22放置在清洗池1內。

五、將左離子聚集區(qū)141和右離子聚集區(qū)142底部的閥門17打開，導通排水口15，排出清洗池1內的水，卸下鎖緊螺母6，拆除導軌4和攪拌裝置3，將清洗池1內的海砂挖出，即得到氯離子符合要求的海砂。

本發(fā)明的一種電化學法淡化海砂的裝置及方法，具有如下效果：

在清洗池1內設置清洗區(qū)13、左離子聚集區(qū)141和右離子聚集區(qū)142，清洗區(qū)13和左離子聚集區(qū)141以及右離子聚集區(qū)142之間均通過透水隔砂部件12進行分隔，攪拌裝置3設置在清洗池1內，第一電極21和第二電極22分別設置在左離子聚集區(qū)141和右離子聚集區(qū)142內，第一電極21和第二電極22分別與直流電源的正負極電連接，清洗時將海砂放置于清洗區(qū)13內，加入淡水，通過攪拌裝置3對海砂進行攪拌，部分淡水溶解海砂中的鹽分，溶解有鹽分的淡水通過透水隔砂部件12進入左離子聚集區(qū)141和右離子聚集區(qū)142，開啟直流電源對浸沒有海砂的淡水進行電解，去除海砂中的cl^-；

本發(fā)明通過電解的方法對浸沒有海砂的淡水進行電解進而達到降除氯離子的目的，相比于傳統機械設備淡水清洗海砂，本發(fā)明達到同樣的清洗效果所消耗的淡水量大大減少，且結構簡單，處理效果良好。

所述實施例和附圖并非限定本發(fā)明的產品形態(tài)和式樣，任何所屬技術領域的普通技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。