固體廢物分選 (2)講稿

1、關于固體廢物分選 (2)第一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月分選的一般理論分選（separation）：廢物處理的一種方法(單元操作)，其目的是分離出可回收利用的或不利于后續(xù)處理、處置工藝要求的物料。 分為人工分選和機械分選。第二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月人工分選最早，適用于廢物產(chǎn)地、收集站、處理中心、轉運站、處置場。機械分選據(jù)廢物的粒度、密度、磁性、電性、光電性、摩擦性、彈性的差異，方法分為篩分、重力分選、光電分選、磁力分選、電力分選、摩擦與彈跳分選。第三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、人工分選主要是人工分揀，回收紙張、玻璃、塑料、橡膠等物品?；緱l件

2、：廢物不能質量過大，含水率不能太高，不能有害于人體。位置：廢物傳送帶兩旁。特點：識別能力強，直接回收有用物質，消除可能使后續(xù)處理發(fā)生事故的廢物。但工作勞動強度大，衛(wèi)生條件差，目前還無法完全被機械代替。第四張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 二.篩分(screening)篩分定義：是利用篩子將物料中小于篩孔的細粒物料透過篩面，而大于篩孔的粗粒物料留在篩面上，完成粗、細粒物料分離的過程。分選依據(jù)：粒度差異 篩分過程：物料分層：物料和篩面間存在相對運動，使篩面上的物料層處于松散狀態(tài)，即按顆料大小分層，形成粗粒位于上層，細粒位于下層的規(guī)則排列。細粒透篩：位于下層的細粒到達篩面并透過篩孔。第五張

3、，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第六張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月篩分易篩粒粒度小于篩孔尺寸3/4的顆粒，很容易通過粗粒形成的間隙到達篩面而透篩，稱為“易篩?！彪y篩粒粒度大于篩孔尺寸3/4的顆粒，很難通過粗粒形成的間隙，而且粒度越接近篩孔尺寸越難透篩，這種顆粒稱為“難篩?！钡谄邚?，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月篩分效率篩分效率：是指實際得到的篩下產(chǎn)品重量與入篩廢物中所含小于篩孔尺寸的細粒物料重量比式中：E 篩分效率，%； m 入篩固體廢物重量； m1 篩下產(chǎn)品重量； 入篩固體廢物中小于篩孔的細粒質量分數(shù)； 為篩下產(chǎn)品中小于篩孔的細粒的質量分數(shù)第八張，PPT共八十一頁

4、，創(chuàng)作于2022年6月但是，在實際篩分過程中由于物料量大，要測定m1和m是比較困難的，若能通過測定采集樣品的屬性進行測定計算則比較方便。如左圖，根據(jù)物料平衡：m=m1+m2m=m1+m2、 、 為小于篩孔的細粒所占的百分率整理得m，m2，m1，第九張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月影響篩分效率的因素（1）篩分物料性質的影響粒徑分布： “易篩?！焙吭蕉?，篩分效率越高； “難篩?！痹蕉?，篩分效率越低。顆粒形狀：一般球形、立方形、多邊形顆粒篩分效率較高；而顆粒呈扁平狀或長方塊，用方形或圓形篩孔的進行篩分，其篩分效率較低。平面狀的物料，如塑料膜、紙、紙板類等，會大片的覆在篩面上，形成“盲區(qū)”

5、而堵塞大片的篩分面積。含水率和含泥量：廢物外表水分會使顆粒結團或附著在粗粒上而不易透篩。當篩孔較大、廢物含水率較高時，反而造成顆粒活動性的提高此時水分有促進顆粒透篩作用，此時稱濕式篩分法。第十張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月影響篩分效率的因素（2）篩分設備性能的影響篩子運動方式：不同類型的篩子進行篩分時，其篩分效率為：固定篩滾筒篩振動篩篩子運動強度：篩子運動強度不足時，篩面上物料不易松散和分層，細粒不易進篩，篩分效率不高；但運動強度過大又使廢物很快通過篩面排出，篩分效率也不高篩面尺寸：篩面寬度影響篩子的處理能力，其長度則影響篩分效率。負荷相等時，過窄的篩面使廢物層增厚而不利于細粒接近

6、篩面；過寬的篩面則又使廢物篩分時間太短，一般寬長比為1:2.5-3。篩面傾角:為了便于篩上產(chǎn)品的排出，傾角過小起不到此作用；傾角過大時，廢物排速過快，篩分時間短，篩分效率低。一般篩分傾角以15-25較適宜。第十一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月影響篩分效率的因素（3）篩分操作條件的影響連續(xù)均勻給料，使廢物沿整個篩面寬度鋪成一簿層，既充分利用篩面，又便于細粒透篩，可以提高篩子的處理能力和篩分效率。及時清理和維修篩面。使篩分設備振動程度維持在最適水平.振動不足時，物料不易松散分層，使透篩困難；振動過于劇烈時，物料來不及透篩，便又一次被卷入振動中，使廢物很快移動至篩面末端被排出，也使篩分效

7、率不高。因此，對振動篩應調節(jié)振動頻率與振幅等；對該筒篩而言，重要的是轉速的調節(jié)。第十二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月篩分設備（1）固定篩篩面由許多平行排列的篩條組成，可水平安裝或傾斜安裝。固定篩由于構造簡單、不耗用動力、設備費用低和維修方便，在固體廢物處理中廣泛應用。格篩一般安裝在粗破碎機之前以保證入料塊度適宜。棒條篩主要用于粗碎和中碎之前，為保證廢物料沿篩面下滑，安裝角應大于廢物對篩面的摩擦角，一般為3035。棒條篩篩孔尺寸為篩下粒度的1.11.2倍，一般篩孔尺寸不小于50mm。篩條寬度應大于固體廢物中最大粒度的2.5倍。 第十三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第十四張

8、，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月篩分設備（2）滾筒篩滾筒篩是一個傾斜的圓筒，置于若干滾子上，圓筒的側壁上開有許多篩孔。筒形篩篩分時，固體廢物在篩中不斷滾翻，較小的物料顆粒最終通過篩孔篩出。圓筒以很慢的速度轉動（1015r/min）不需要很大動力，節(jié)能且維護方便。生活垃圾篩分常用第十五張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月亦叫轉筒篩，篩面為帶孔的圓柱形筒體或截頭的圓錐體。篩網(wǎng)一般為沖擊板。安裝傾角35。物料在滾筒篩中的運動有三種狀態(tài)：（1）沉落狀態(tài)：顆粒被圓周運動帶起，滾落到向上運動的顆粒層表面。（2）拋落狀態(tài)：篩筒轉速足夠高時，顆粒沿筒壁上升，沿拋物線軌跡落回篩底。（3）離心狀態(tài)：

9、轉速進一步提高，顆粒附著在筒壁上不再落下，此轉速稱為臨界轉速。物料處于拋落狀態(tài)時效果最佳，一般，物料在筒內(nèi)滯留2530S，轉速56r/min時篩分效率最佳。第十六張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第十七張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月篩分設備（3）振動篩振動篩在筑路、建筑、化工、冶金和谷物加工等部門得到廣泛應用。特點是振動方向與篩面垂直或近似垂直，振動次數(shù)6003600r/min，振幅0.51.5mm。物料在篩面上發(fā)生離析現(xiàn)象，密度大而粒度小的顆粒鉆過密度小而粒度大的顆粒的空隙，進入下層到達篩面，大大有利于篩分的進行。安裝傾角一般在840之間。振動篩由于篩面強烈振動，消除了堵

10、塞篩孔的現(xiàn)象，有利于濕物料的篩分，可用于粗、中細粒的篩分，還可以用于振動和脫泥篩分。振動篩主要有慣性振動篩和共振篩。第十八張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月慣性振動篩通過由不平衡體的旋轉所產(chǎn)生的離心慣性力，使篩箱產(chǎn)生振動的一種篩子。當電動機帶動皮帶輪作高速旋轉時，配重輪上的重塊即產(chǎn)生離心慣性力，其水平分力使彈簧作橫向變形，強迫彈簧做拉伸及壓縮運動。篩箱的運動軌跡為橢圓或近似于圓。第十九張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月共振篩利用連桿上裝有彈簧的曲柄連桿機構驅動，使篩子在共振狀態(tài)下進行篩分。 優(yōu)點：處理能力大，篩分效率高、耗電少以及結構緊湊缺點：工藝復雜、機體重大、橡膠彈簧易老化

11、。第二十張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三.重力分選重力分選（gravity separation）：根據(jù)固體廢物中不同物質顆粒間的密度差異，在運動介質中受到重力、介質動力和機械力的作用，使顆粒群產(chǎn)生松散分層和遷移分離，從而得到不同密度產(chǎn)品的分選過程。分選依據(jù)：密度或粒度差異分選介質：空氣、水、重液等。按作用原理分：風力分選、搖床分選、跳汰分選、重介質分選等。第二十一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月不同密度礦物分選的難易程度按照等降比e判斷。e=2-/(1-)式中1- 輕礦物的密度，kg/m3 2- 重礦物的密度，kg/m3 - 分選介質的密度，kg/m3 e5 極易重力分

12、選的物料 2.5e5 易選物料 1.75e2.5 較易選物料 1. 5e1.75 較難選物料 1.25e1.5 難選物料，分離效率不高； eua，v0，顆粒向下沉降；當v0=ua，v=0，顆粒懸??；當v0ua，v3810-6 m3/kg弱磁性比磁化系數(shù) x0 0.193810-6 m3/kg非磁性比磁化系數(shù) x0 0.1910-6 m3/kg第四十七張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月磁選機的磁場中，顆粒同時受磁力和其它機械合力的作用，磁性顆粒分離的必要條件是磁性顆粒所受的磁力必須大于與其方向相反的機械力的合力磁選機中的磁鐵有兩類：通電方式磁化、極化鐵磁材料形成的電磁；利用永磁材料形成磁

13、區(qū)。第四十八張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月磁選設備（1）磁力滾筒將固體廢物均勻地給在皮帶運輸機上，當廢物經(jīng)過磁力滾筒時，非磁性或磁性很弱的物質在離心力和重力作用下脫離皮帶面；而磁性較強的物質受磁力作用被吸到皮帶上，并由皮帶帶到磁力滾筒的下部，當皮帶離開磁力滾筒伸直時，由于磁場強度減弱而落入磁性物質收集槽中。第四十九張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月磁選設備（2）懸吊磁鐵器懸吊磁鐵器有一般式除鐵器和帶式除鐵器兩種。當鐵物數(shù)量少時采用一般式，當鐵物數(shù)量多時采用帶式。一般式除鐵器是通過切斷電磁鐵的電流排除鐵物，而帶式除鐵器則是通過膠帶裝置排除鐵物。第五十張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作

14、于2022年6月2.磁流體分選定義：利用磁流體作為分選介質，在磁場或磁場和電場的聯(lián)合作用下產(chǎn)生“加重” 作用，按固體廢物各組分的磁性和密度的差異，或磁、導電性和密度的差異，使不同組分分離 。技術特點：重力分選和磁力分選聯(lián)合作用，可彌補傳統(tǒng)磁選對非鐵磁性物質無選擇性的選點，使之按密度和磁性差異分離。第五十一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月磁流體所謂磁流體是指某種能夠在磁場和電場聯(lián)合作用下磁化，呈現(xiàn)似加重現(xiàn)象，對顆粒產(chǎn)生磁浮力作用的穩(wěn)定分散液。磁流體通常采用強電解質溶液、順磁性溶液和鐵磁性膠體懸浮液。似加重后的磁流體仍然具有液體原來的物理性質，如密度、流動性、粘滯性等。似加重后的密度稱為

15、視在密度，它可以通過改變外磁場強度、磁場梯度或電場強度來調節(jié)。1600kg/m319000kg/m3 磁流體分選可分離密度范圍很寬的固體廢物。從廢物中回收鋁、銅、鋅、鉛等金屬。第五十二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月五. 電力分選電力分選（Electric Field Separation）：電力分選簡稱電選，是利用物料各種組分在高壓電場中電性的差異而實現(xiàn)分選的一種方法。一般物質大致可分為電的良導體、半導體和非導體，它們在電場中有著不同的運動軌跡，加上機械力的共同作用，即可將它們互相分開。電力分選對于塑料、橡膠、纖維、廢紙、合成皮革、樹脂等與某些物料的分離，各種導體、半導體和絕緣體的

16、分離等都十分簡便有效。第五十三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月電選原理1.靜電分選廢物的帶電方式為直接傳導帶電；廢物直接與傳導電極接觸，導電性好的廢物將獲得和電極極性相同的電荷而被排斥；導電性差的廢物與帶電滾筒接觸被極化，在靠近滾筒一端產(chǎn)生相反的束縛電荷被滾筒吸引，從而實現(xiàn)不同電性的廢物分離。適用對象：各種塑料（99%）、橡膠、纖維紙（100%）、合成皮革和膠卷等物質的分選。隨含水率升高回收率增大。第五十四張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.電暈、靜電復合電場電暈電場區(qū)：廢物由給料斗均勻地給入輥筒上，隨著輥筒的旋轉進入電暈電場區(qū)，電暈極放電導致顆粒極化帶負電荷，顆粒向滾筒電

17、極遷移并放電，導體放電速度快靜電場區(qū)：進入靜電場不再繼續(xù)獲得負電荷，但仍繼續(xù)放電。導體放完全部負電荷，并從輥筒上得到正電荷而被輥筒排斥落下；非導體顆粒由于有較多的剩余負電荷，被吸附在輥筒上，帶到輥筒后方被毛刷強制刷下；半導體顆粒的運動軌跡則介于導體與非導體顆粒之間，成為半導體產(chǎn)品落下，從而完成電選分離過程。第五十五張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月電力分選的原理圖第五十六張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月靜電分選及應用將含有鋁和玻璃的廢物通過電振給料器均勻地給到帶電輥筒上，鋁為良導體，從輥筒電極獲得相同符號的大量電荷，因而被輥筒電極排斥落入鋁收集槽內(nèi)；玻璃為非導體，與帶電輥筒接

18、觸被極化，在靠近輥筒一端產(chǎn)生相反的束縛電荷，輥筒吸住，隨輥筒帶至后面被毛刷落進玻璃收集槽，從而實現(xiàn)鋁與玻璃的分離。 第五十七張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月高壓電分選及應用將粉煤灰均勻給到旋轉接地輥筒上，帶入電暈電場后，炭粒由于導電性良好，很快失去電荷，進入靜電場后從輥筒電極獲得相同符號的電荷而被排斥，在離心力、重力及靜電斥力綜合作用下落入集炭槽成為精煤；而灰粒由于導電性較差，能保持電荷，與帶相反符號電荷的輥筒相吸并牢固地吸附在輥筒上，最后被毛刷強制落入集灰槽，從而實現(xiàn)炭灰分離。第五十八張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.分選原理根據(jù)廢物組分的摩擦系數(shù)和碰撞系數(shù)的差異，在斜

19、面上運動或與斜面碰撞時，產(chǎn)生不同的運動速度和彈跳軌跡，從而實現(xiàn)分離。其他分選方法（一）摩擦與彈跳分選第五十九張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月分選過程固體廢物運動方式隨顆粒的形狀或密度不同而不同：纖維狀廢物或片狀廢物幾乎全靠滑動，球形顆粒有滑動、滾動和彈跳三種運動方式。單顆粒單體在斜面上向下運動時，纖維狀或片狀體的滑動加速度較小，運動速度不快，所以它脫離斜面拋出的初速度較小，而球形顆粒由于做滑動、滾動和彈跳相結合的運動，其加速度較大，運動速度較快，因此它脫離斜面拋出的初速度較大。第六十張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月當廢物離開斜面拋出時纖維狀或片狀體受空氣阻力影響較大，在空氣

20、中減速很快，拋射軌跡表現(xiàn)嚴重的不對稱（開始接近拋物線，其后接近垂直下落）故拋射不遠。球形顆粒受空氣阻力影響較小，在空氣中減速較慢，拋射軌跡表現(xiàn)對稱，拋射較遠。因此，纖維狀廢物與顆粒廢物、片狀廢物與顆粒廢物，因形狀不同在斜面上運動或彈跳時，產(chǎn)生不同的運動速度和軌跡，因而可以分離。第六十一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）分選設備1、帶式篩2、斜板運輸分選機3、反彈滾筒分選機第六十二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月六、光電分選利用物質表面光反射特性的不同而分離物料的方法稱為光電分選?？蓮睦谢厥障鹉z、塑料、金屬、玻璃等物質。第六十三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6

21、月光電分選工作原理圖第六十四張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月兩級分選單元操作過程：進料是由X物料和Y物料組成的混合物，經(jīng)過2級分選機，物料衡算如下：進料X0+Y0兩級分選機出料X1 + Y1 X2 + Y2七、分選效果的評價第一出料口第二出料口進料口第六十五張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月回收率（）：單位時間內(nèi)某一出料口中排出的某一組分的質量與進入分選機的該組份質量之比：數(shù)量指標，可通過計算確定純度（）（品味）：某一排料口中排出的某一組分的質量與該出料口排出的所有組分總質量之比：質量指標，可通過化驗確定 第六十六張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月浮選根據(jù)物質的潤濕性

22、（親水性、疏水性）差異進行分離。（一）浮選原理 浮選是通過在固體廢物與水調制成的料漿中加入浮選藥劑擴大不同組分的可浮性差異，再通入空氣形成無數(shù)細小氣泡，使目的顆粒黏附在氣泡上，并隨氣泡上浮于料漿表面成為泡沫層刮出，成為泡沫產(chǎn)品；不浮的顆粒則留在料漿內(nèi)，通過適當處理后廢棄。（二）浮選藥劑 捕收劑、起泡劑、抑制劑、 活化劑、介質調節(jié)劑第六十七張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月使目的顆粒表面疏水，增加可浮性，使其易于向氣泡附著。（1）異極性捕收劑：由極性基(親固)和非極性基(疏水)組成。常用的有黃藥(烴基二硫代碳酸鹽，ROCSSMe，R為烴基，Me為堿金屬離子)、油酸(十八烯(9)酸，通式為

23、C17H33COOH,不易溶，需加溶劑乳化或制成油酸鈉使用）。黃藥捕收含銅廢物:Cu2+4ROCSS Cu( ROCSS)2+ ( ROCSS) 2油酸捕收螢石廢物:Ca2+2C17H33COO Ca(OOH33C17)2。1、捕收劑第六十八張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）非極性油類捕收劑：難溶于水，不能解離成離子而得名。主要成分為脂肪烴(CnH2n+2)、脂環(huán)烴(CnH2n)和芳香烴三類。常用的有煤油、柴油、燃料油、變壓器油等。目前，主要用于一些天然可浮性很好的非極性廢物顆?；厥?，例如：粉煤灰中未燃盡碳的回收、廢石墨的回收等。第六十九張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月

24、表面活性物質，促進泡沫形成，增加分選界面。其結構特征為：是一種異極性的有機物質，極性基親水，非極性基親氣，使起泡劑分子在空氣和水的界面上產(chǎn)生定向排列；大部分起泡劑是表面活性物質，能夠強烈地降低水的表面張力；起泡劑應有適當?shù)娜芙舛?。常用的起泡劑有：松醇油、脂肪醇等?、起泡劑第七十張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月氣泡氣泡氣泡氣泡起泡劑氣泡起泡劑捕收劑起泡劑在氣泡表面的吸附起泡劑與捕收劑的相互作用起泡劑與捕收劑常聯(lián)合作用，不僅在氣泡表面而且在廢物表面也有聯(lián)合作用，這種聯(lián)合作用被稱為“共吸附”現(xiàn)象。第七十一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月主要用于調整捕收劑的作用及介質條件。(1)

25、活化劑：促進目的顆粒與捕收劑作用，常用的多為無機鹽(硫酸鈉、硫酸銅等)。(2) 抑制劑：抑制非目的顆粒的可浮性，常用的有各種無機鹽(水玻璃)和有機鹽(單寧、淀粉)。(3) pH值調整劑：調整介質的pH值，常用的是酸類和堿類。(4) 分散劑：促使料漿中非目的細粒成分散狀態(tài)，常用的有無機鹽類(蘇打水、水玻璃)和高分子化合物(各類聚磷酸鹽)。(5) 混凝劑：促使料漿種目的顆粒聯(lián)合成較大團粒常用的有石灰、明礬、聚丙烯酰胺等。3、調整劑第七十二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）浮選設備按充氣和攪拌方式的不同，目前生產(chǎn)中使用的主要有：機械攪拌式浮選機；充氣攪拌式浮選機；充氣式浮選機；氣體析出

26、式浮選機。第七十三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月大型浮選機一般由兩個槽組成，吸入槽合直流槽。漿料由進漿管進入，給到蓋板與葉輪中心處，由于葉輪的高速旋轉，在蓋板與葉輪中心處造成一定的負壓，空氣由進氣管和套管吸入，與料漿緩和后一起被葉輪甩出。在強烈的攪拌下氣流被分割成無數(shù)微細氣泡。預選物質顆粒與氣泡碰撞粘附在氣泡上而浮升至料漿表面形成泡沫層，經(jīng)刮泡機刮出形成泡沫產(chǎn)品，再經(jīng)消泡脫水后即可回收。機械攪拌式浮選機的工作過程：第七十四張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月氣泡在浮選機內(nèi)的運動狀況：1、充氣攪拌區(qū)；2、分離區(qū)； 3、泡沫區(qū)。第七十五張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（四）浮選工藝過程1、調漿浮選前料漿的調制：主要是廢物的破碎、磨碎等，目的是得到粒度適宜，基本上單體解離的顆粒，進入浮選的料漿濃度必須適合浮選工藝的要求。濃度低，回收率很低，質量高；濃度過高，回