技术领域
本发明属于石材除杂技术领域，尤其涉及一种用于石材的酸洗装置。
背景技术
在现代生活中，石材广泛运用在日常生活中。石材从开采到最后加工成产品需要经过一系列的工序：开采-加工为荒料-精加工-质检-成品。
石英石是天然石材的一种，是一种坚硬、化学性能稳定的硅酸盐矿物，属于一种非金属矿物质，主要矿物成分是SiO2。石英石经加工成石英砂后是一种重要的工业矿物原料，为非化学危险品，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及耐火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料等工业。由于刚开采出来的石材表层粘附有铁、铝、磷、钛、钾、钙等各种杂质，严重影响产品的纯度及质量，故除杂提纯是石英砂生产工艺的关键部分。
石英砂除杂提纯的传统工序通常为：酸洗-脱酸-水洗，石英砂经过除杂提纯后，以铁为代表的金属杂质含量大大的降低，其纯度随之显著提高。目前，石英砂的酸洗步骤多在封闭的反应容器中进行，在容器中将石英砂用室温的无机酸液进行静态浸泡，浸泡一段时间后将石英砂表面的酸液甩干，然后再进行水洗。传统除杂提纯存在以下缺陷：1、用酸液进行浸泡是一种静态过程，去杂速度慢，残留在石英砂中的杂质多，该工艺不能生产出高纯度的石英砂；2、石英砂的颗粒大小不一，用同样浓度的酸液对规格不一的石英砂进行浸泡，体积小的石英砂容易酸洗过度，而大的石英砂很可能去杂不充分；3、酸洗-脱水-水洗需要在不同的装置中进行，除杂效率低。
发明内容
本发明的目的在提供一种用于石材的酸洗装置，能够根据不同体积大小的石英砂采用不同浓度的酸液进行酸洗，有效控制酸洗的程度。
为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种用于石材的酸洗装置，包括竖直设置的洗砂筒、放置有碱液的集酸槽和用于驱动洗砂筒水平旋转的电机；所述集酸槽与洗砂筒的下表面连通，集酸槽与洗砂筒的连接处设有阀门；所述洗砂筒内设有环形网格，洗砂筒内还设有将洗砂筒和环形网格分为上下两部分的筛分单元，筛分单元从上至下依次包括过滤层、分离层和支撑层；所述过滤层位于环形网格内的部分开有筛孔，所述支撑层位于环形网格内的部分开有允许石英砂通过的开口；所述分离层滑动连接在过滤层和支撑层之间，分离层的一端连接有固定在洗砂筒内壁的弹簧，另一端设有位于洗砂筒外壁的加重块；所述分离层靠近弹簧的一侧开有允许石英砂通过的通孔。
本基础方案的工作原理在于：当需要对石英砂进行除杂提纯时，将石英砂放入洗砂筒上部的环形网格内，启动电机，使电机的输出轴以较高的转速转动，输出轴带动洗砂筒旋转。随着洗砂筒的高速转动，加重块因离心作用而被甩出，加重块带动分离层朝远离弹簧的一侧运动，此时分离层上的通孔能对准过滤层的筛孔部分和支撑层上的开口。在洗砂筒高速转动的过程中，体积较小的石英砂能依次通过筛孔、通孔和开口，然后掉落在洗砂筒的下部。停止电机，洗砂筒停止转动，分离层回到原位，筛分单元重新将洗砂筒的上下两部分完全隔绝，此时体积较大的石英砂位于洗砂筒上部分的环形网格内，体积较小的石英砂位于洗砂筒下部分的环形网格内。往洗砂筒的上部分加入浓度较高的酸液，然后启动电机，控制电机的转速，使电机以较慢的转速转动，加重块不会被甩出或甩出的距离较短，保证筛分单元将洗砂筒的上下两部分完全隔绝。当石英砂酸洗充分后，酸液的浓度有所降低，此时调节电机的转速，使电机以较高的转速转动，此时洗砂筒上部分的酸液能依次通过筛孔、通孔和开口，转移至洗砂筒的下部分。电机持续带动洗砂筒转动，位于洗砂筒上部分环形网格内的石英砂在离心力的作用下，附着在石英砂表面的酸液被甩出，最后落至洗砂筒的下部分；而位于洗砂筒下部分环形网格内的石英砂在浓度降低的酸液中进行酸洗，除去杂质。当酸洗完毕后，关闭电机，打开阀门，在重力作用下酸液转移至集酸槽中，与集酸槽中的碱液发生中和反应，放出热量，放出的热量使得附着在洗砂筒下部分石英砂表面的酸液蒸发，干燥石英砂。
本基础方案的有益效果在于：
1、采用本装置对石英砂进行除杂提纯，能根据体积大小将石英砂分为不同的规格，不同规格的石英砂采用不同浓度的酸液进行酸洗，有效解决了传统酸洗方式带来的体积小的石英砂容易酸洗过度，体积大的石英砂去杂不充分的问题；
2、浓度较高的酸液先对体积大的石英砂进行酸洗，酸洗后的浓度降低的溶液再对体积较小的石英砂进行酸洗，使用后的酸液与碱液发生中和反应才后排出，避免污染环境；本发明中，不仅对酸液进行了有效充分的利用，大大降低了酸液的使用量，有效节省生产成本，而且中和反应产生的热量还能蒸发石英砂表面的酸液，减少清洗石英砂时的用水量。
3、体积较小的石英砂进行酸洗时，体积较大的石英砂同时进行脱酸、干燥，充分利用电机的能源，有效加快了加工效率。
4、采用本装置中能够一并完成酸洗、脱酸的工序，不需将物料进行转移，有效提高加工效率。
5、电机带动石英砂不断在酸液中运动，使得石英砂能够充分与酸液接触、反应，加快了酸洗的速度。
进一步，所述电机电连接有控制器。控制器用于控制电机工作的时间以及转速，将石英砂放入洗砂筒后，预先对控制器进行设置，使得电机在预设的时间段内以固定的速度转动，避免了人工控制的麻烦。
进一步，所述环形网格内设有搅拌桨。在电机驱动洗砂筒转动的过程中，搅拌桨能对环形网格内的石英砂进行搅拌，加快石英砂的酸洗速度。
进一步，所述分离层的上下表面均粘贴有密封垫。密封垫的设置增强了筛分单元整体的密封性，有效防止对体积较大的石英砂进行酸洗时酸液从渗漏至洗砂筒的下部分。
进一步，所述洗砂筒上设有泄压阀。在酸洗的过程中，部分酸液会挥发为酸雾，使得洗砂筒内的气压增大，当洗砂筒中压力超过泄压阀设定压力时，泄压阀自动开启泄压，保证洗砂筒中的压力在设定压力之下，防止发生意外。
附图说明
图1是本发明一种用于石材的酸洗装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：洗砂筒1、集酸槽2、电机3、过滤层4、筛孔41、分离层5、通孔51、弹簧52、加重块53、支撑层6、开口61、环形网格7、搅拌桨8、泄压阀9。
如图1所示，一种用于石材的酸洗装置，包括洗砂筒1、集酸槽2和用于驱动洗砂筒1水平旋转的电机3，电机3电连接有控制器，控制器可从市场上直接购买所得，在本实施例中使用的控制器为福州欣联达科技供应的SDJ-3.5KW电机控制器。通过预先对控制器进行设置，可使电机3在预设的时间段内以固定的速度转动。洗砂筒1竖直设置，洗砂筒1上设有泄压阀9，洗砂筒1的下表面与集酸槽2连接，洗砂筒1的下表面开有阀门，打开阀门，洗砂筒1内的液体能够转移至集酸槽2内。洗砂筒1内固定安装有环形网格7，环形网格7内固定有用于搅拌石英砂的搅拌桨8；洗砂筒1内还设有将洗砂筒1和环形网格7分为上下两部分的筛分单元，筛分单元从上至下依次包括过滤层4、分离层5和支撑层6。过滤层4位于环形网格7内的部分开有筛孔41，该筛孔41能够筛分体积较小的石英砂；支撑层6位于环形网格7接触的部分开有开口61，石英砂能够从开口61通过；分离层5滑动连接在过滤层4和支撑层6之间，分离层5的上表面设有与过滤层4接触的密封垫，而分离层5的下表面设有与支撑层6接触的密封垫。分离层5的一端焊接有弹簧52，弹簧52的一端固定在分离层5上，另一端固定在洗砂筒1的内壁；分离层5的另一端焊接有加重块53，加重块53位于洗砂筒1的外壁。分离层5靠近弹簧52的一侧开有允许石英砂通过的通孔51，在普通状态下，该通孔51被过滤层4遮挡、密封。
使用时，根据以往的工作经验，预先对控制器进行设置，使电机3在固定的时间段内以固定的速度转动。将石英砂放入洗砂筒1上部的环形网格7内，启动电机3，电机3的输出轴以较高的转速驱动洗砂筒1旋转，随着洗砂筒1的高速转动，加重块53带动分离层5朝远离弹簧52的一侧运动，此时分离层5上的通孔51能对准过滤层4的筛孔41部分和支撑层6上的开口61。在洗砂筒1高速转动的过程中，体积较小的石英砂能依次通过筛孔41、通孔51和开口61，最后掉落在洗砂筒1的下部。电机3停止运动，往洗砂筒1的上部加入浓度较高的酸液，然后电机3启动，电机3以较慢的转速转动，加重块53不会被甩出或甩出的距离较短，筛分单元将洗砂筒1的上下两部分完全隔绝。一段时间后，石英砂酸洗充分后，酸液的浓度有所降低，此时电机3以较高的转速转动，洗砂筒1上部分的酸液依次通过筛孔41、通孔51和开口61，转移至洗砂筒1的下部分。电机3持续工作，位于洗砂筒1上部分环形网格7内的石英砂在离心力的作用下，附着在石英砂表面的酸液被甩出，最后落至洗砂筒1的下部分；而位于洗砂筒1下部分环形网格7内的石英砂在浓度降低的酸液中进行酸洗，除去杂质。酸洗完毕后，电机3关闭，打开阀门，酸液转移至集酸槽2中，与集酸槽2中的碱液发生中和反应，最后将处理过后的酸液排出。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
