固體廢物處理與資源化課件 第三章 預(yù)處理

【概念】

壓實(shí)破碎分選脫水

【方法原理】

固體廢物壓實(shí)、破碎及分選技術(shù)的基礎(chǔ)理論和方法

；固體廢物的化學(xué)處理技術(shù)；本章重點(diǎn)第三章固體廢物的預(yù)處理固體廢物的預(yù)處理固體廢物的預(yù)處理為廢物的合適處理處置提供條件，主要有壓實(shí)、破碎和分選等。預(yù)處理的作用：以填埋為主的廢物（壓實(shí)：降低廢物的體積，減少運(yùn)輸量和運(yùn)輸費(fèi)用，提高填埋場(chǎng)的利用效率）以焚燒或堆肥為主的廢物（破碎：不需要壓實(shí)處理，破碎、分選使物料粒度均勻、大小適宜，有利于提高焚燒和堆肥化效率）廢物的資源綜合利用（破碎和分選：實(shí)現(xiàn)不同物料分別回收利用）第一節(jié)固體廢物的壓實(shí)一、壓實(shí)的目的固體廢物的壓實(shí)也稱壓縮，是指通過外力加壓于松散的固體廢物，以增加物料的容重和減少其體積的過程。使廢物便于運(yùn)輸、貯存和填埋。壓實(shí)適用對(duì)象：壓縮性能大而回復(fù)性能小的固體廢物；不適用于某些較密實(shí)的固體和彈性廢物。以城市生活垃圾為例，壓實(shí)前容重通常在0.1～0.6t/m3范圍，經(jīng)過一般機(jī)械壓實(shí)后，容重可提高到1t/m3左右。如果通過高壓壓縮，垃圾容重可達(dá)1.125～1.38t/m3，體積則可減少為原來體積的1/3～1/10。因此固體廢物填埋前常需進(jìn)行壓實(shí)處理，尤其對(duì)松散型廢物或中空性廢物事先壓碎更顯必要。壓實(shí)操作的具體壓力大小可根據(jù)處理廢物的物理性質(zhì)（如易壓縮性、脆性等）而定。一般開始階段，隨壓力增加，物料容重較迅速增加，以后這種變化會(huì)逐漸減弱，且有一定限度。即使增加外壓，并不能使廢物容重?zé)o限增大（這是由于壓實(shí)后垃圾會(huì)產(chǎn)生反彈力，類似于分子距離太近會(huì)使斥力大大增加的道理）。

實(shí)踐證明，未經(jīng)破碎的原狀城市垃圾，壓實(shí)容重極限值約為1.1t/m3。比較經(jīng)濟(jì)的方法是先破碎再壓實(shí)，可提高壓實(shí)效率，即用較小的壓力取得相同的增加容重效果。固體廢物經(jīng)壓實(shí)處理，增加容重，減少體積后，可以提高收集容器與運(yùn)輸工具的裝載效率，在填埋處置時(shí)可提高場(chǎng)地的利用率。二、固體廢物壓實(shí)程度的量度為判斷壓實(shí)效果，比較壓實(shí)技術(shù)與壓實(shí)設(shè)備的效率，常用空隙比與空隙率、濕密度與干密度、體積減少百分比、壓縮比與壓縮倍數(shù)等指標(biāo)來表示固體廢物的壓實(shí)程度。

（一）空隙比與空隙率

a.空隙比固體廢物可設(shè)想為各種固體物體顆粒及顆粒之間充滿氣體空隙共同構(gòu)成的集合體。由于固體顆粒本身空隙較大，而且許多固體物料有吸收能力和表面吸附能力，因此，廢物中水分主要都存在于固體顆粒中，而不存在空隙中，不占據(jù)體積。故固體廢物的總體積（Vm）就等于包括水分在內(nèi)的固體顆粒體積（Vs）與空隙體積（Vv）之和。即：

Vm=Vs+Vv (3-1)

則廢物的空隙比（e）可定義為：

e=Vv/Vs(3-2)b.空隙率用得更多的參數(shù)是空隙率(ε),可定義為:

ε=Vv/Vm(3-3)空隙比或空隙率越低，則表明壓實(shí)程度越高，相應(yīng)的容重越大。順便指出空隙率大小對(duì)堆肥化工藝供氧、透氣性及焚燒過程物料與空氣接觸效率也是重要的評(píng)價(jià)參數(shù)。

（二）濕密度與干密度如果忽略空隙中的氣體質(zhì)量，固體廢物的總質(zhì)量(Wm)就等于固體物質(zhì)質(zhì)量(Ws)與水份質(zhì)量(Ww)之和，即:

Wm=Ws+Ww

固體廢物的濕密度：

ρw=Wm/Vm干密度：

ρd=Ws/Vm實(shí)際上，廢物收運(yùn)，及處理過程中測(cè)定的物料質(zhì)量常都包括水分，故一般容重均是濕密度。壓實(shí)前后固體廢物密度值及其變化率不大，是度量壓實(shí)效果的重要參數(shù)，也容易測(cè)定，故比較實(shí)用。（三）體積減少百分比體積減少百分比（R）用下式表示：R=[（Vi－Vf）/Vi]×100%(3-4)式中，R為體積減少百分比，%；Vi為壓實(shí)前廢物的體積，m3；Vf為壓實(shí)后廢物的體積，m3。

（四）壓縮比與壓縮倍數(shù)

a、壓縮比

壓縮比（r）可定義為：

r=Vf/Vi（r≤1）(3-5)

顯然，r越小，說明壓實(shí)效果越好。

b、壓縮倍數(shù)

壓縮倍數(shù)（n）可定義為：

n=Vi/Vf

（n≥1）(3-6)n與r互為倒數(shù)，顯然n越大，證明壓實(shí)效果越好，工程上習(xí)慣用n更普遍。體積減少百分比R與壓實(shí)倍數(shù)（n）可互相推算。如圖3-1所示。由圖看出，體積減少百分比在80%以下變化時(shí)，壓實(shí)倍數(shù)在1-5之間，變化幅度較少；當(dāng)R值越過80%以上時(shí)，n值急劇上升，幾乎成直線變化。例，當(dāng)R=90%時(shí)，可推出n=Vi/Vf=10；R=95%時(shí)，n=Vi/Vf

=20。圖2-7-1壓縮比與體積減少關(guān)系曲線影響垃圾壓實(shí)作業(yè)的主要參數(shù)垃圾的組分情況含水率垃圾層厚度機(jī)械滾壓次數(shù)碾壓速度三、壓實(shí)設(shè)備類型根據(jù)操作情況分，用于固體廢物的壓實(shí)設(shè)備可分為固定式和移動(dòng)式兩大類。凡用人工或機(jī)械方法（液壓方式為主）把廢物送到壓實(shí)機(jī)械里進(jìn)行壓實(shí)的設(shè)備稱為固定式。各種家用小型壓實(shí)器、廢物收集車上配備壓實(shí)器及中轉(zhuǎn)站配置的專用壓實(shí)機(jī)等均屬固定式壓實(shí)設(shè)備。移動(dòng)式是指在填埋現(xiàn)場(chǎng)使用的輪胎式或履帶式壓實(shí)機(jī)、鋼輪式布料壓實(shí)機(jī)以及其他專門設(shè)計(jì)的壓實(shí)機(jī)具。（一）固定式壓實(shí)設(shè)備

（1）結(jié)構(gòu)型式

壓實(shí)器通常由一個(gè)容器單元和一個(gè)壓實(shí)單元組成。容器單元通過料箱或料斗（視單位裝料量大小而定）接受固體廢物物料，并把它們供入壓實(shí)單元，壓實(shí)單元通常裝有用液壓（亦可用氣壓）控制操作的擠壓頭，利用一定的擠壓力把固體廢物壓成致密的形式。目前使用的壓實(shí)器，有的是為處理金屬類廢物設(shè)計(jì)的，有的是為處理城市普通垃圾設(shè)計(jì)的，有的適合于塑料類物質(zhì)的處理。城市垃圾收集車或中轉(zhuǎn)站通常采用上述固定式擠壓操作，可以水平，亦可以垂直進(jìn)行，常用的是帶水平壓頭的臥式壓實(shí)器（圖3-2）。圖3-2水平式壓實(shí)結(jié)構(gòu)

（2）基本參數(shù)

固定式壓實(shí)器的基本參數(shù)包括：

a.裝料截面尺寸

b.循環(huán)時(shí)間

c.壓面上的壓力

d.壓面的行程長(zhǎng)度

e.體積排率（二）移動(dòng)式壓實(shí)設(shè)備移動(dòng)式壓實(shí)器是指在填埋現(xiàn)場(chǎng)使用的輪胎式或履帶式壓實(shí)機(jī)、鋼輪式壓實(shí)機(jī)以及其他專門設(shè)計(jì)的壓實(shí)機(jī)具。按壓實(shí)過程工作原理，移動(dòng)式壓實(shí)器可分為碾（接）壓、夯實(shí)、振動(dòng)三種，相應(yīng)有碾(治)壓壓實(shí)機(jī)、夯實(shí)壓實(shí)機(jī)、振動(dòng)壓實(shí)機(jī)三大類。固體廢物壓實(shí)處理主要采用碾(滾)壓方式。圖3-3所示為填理場(chǎng)常用壓實(shí)機(jī)。圖3-3填埋場(chǎng)常用的壓實(shí)機(jī)問題1、如要將生活垃圾進(jìn)行焚燒或最肥處理，是否需要壓實(shí)預(yù)處理，為什么？第二節(jié)固體廢物的破碎一、破碎的目的

1、破碎的定義通過人為或機(jī)械等外力的作用，破壞物體內(nèi)部的凝聚力和分子間作用力，使物體破裂變碎的操作過程統(tǒng)稱為破碎。

2、破碎的目的①使運(yùn)輸、焚燒、熱解、熔化、壓縮等操作能夠或容易進(jìn)行，更經(jīng)濟(jì)有效。②為分選和進(jìn)一步加工提供合適的粒度，有利于綜合利用。③增大比表面積，提高焚燒、熱解、堆肥處理的效率。④破碎使固體廢物體積減小，便于運(yùn)輸、壓縮和高密度填埋，加速土地還原利用。3、破碎流程圖3-4破碎的基本工藝流程二、破碎的方法（1）沖擊破碎（重力沖擊、動(dòng)沖擊）（2）剪切破碎（3）擠壓破碎（4）摩擦破碎（5）低溫破碎（塑料、橡膠等）（6）濕式破碎（紙類、纖維）圖3-4機(jī)械破碎方法破碎比在破碎過程中，原廢物粒度與破碎產(chǎn)物粒度的比值稱為破碎比。破碎比表示廢物粒度在破碎過程中減少的倍數(shù)。

a、最大粒度法

i=Dmax/dmax (3-7)

Dmax

為破碎前的最大粒度；

dmax

為破碎后的最大粒度。

b、平均粒度法

i=Dave/dave (3-8)

Dave為破碎前的平均粒度；

dave為破碎后的平均粒度。四、破碎設(shè)備1、輥式破碎機(jī)輥式破碎機(jī)是利用沖擊剪切和擠壓作用進(jìn)行破碎的，用兩個(gè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)幼ト〔?qiáng)制送入要破碎的廢物。該種破碎機(jī)主要用于破碎脆性材料，而對(duì)延性材料只能起到壓平作用。在資源回收和廢物處理領(lǐng)域，既可用于對(duì)廢物的破碎，也可用作對(duì)含有玻璃器皿、鋁和鐵皮罐的廢物進(jìn)行分選。其簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)如圖3-5所示：圖3-5齒輥破碎機(jī)2、顎式破碎機(jī)顎式破碎機(jī)是利用沖擊和擠壓作用進(jìn)行破碎。顎式破碎機(jī)俗稱老虎口。可分為簡(jiǎn)單擺動(dòng)型、復(fù)雜擺動(dòng)型、綜合擺動(dòng)型三種（圖3-6）。該機(jī)主要用于選礦、建材、化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域。圖3-6顎式破碎機(jī)的主要類型復(fù)雜擺動(dòng)破碎比4-8，簡(jiǎn)單擺動(dòng)破碎比3-63、沖擊式破碎機(jī)沖擊式破碎機(jī)可分為錘式破碎機(jī)和反擊式破碎機(jī)。錘式破碎機(jī)（圖3-7）利用沖擊、摩擦和剪切作用進(jìn)行破碎。適用于破碎質(zhì)地較硬的物料，還可破碎含水分和油質(zhì)的有機(jī)物等。反擊式破碎機(jī)是一種新型、高效破碎設(shè)備（圖3-8），適用于破碎中硬、軟、脆、纖維性物料。圖3-7錘式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖3-8反擊式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)4、剪切式破碎機(jī)剪切式破碎機(jī)是通過固定刀和可動(dòng)刀之間的嚙合作用將物料切開或割裂而完成破碎過程（圖3-9）。特別適合破碎低二氧化硅含量的松散物料。圖3-9馮·羅爾（VonRoll）型往復(fù)剪切式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)5、粉磨機(jī)（球磨機(jī)）

球磨機(jī)是物料被破碎之后，再進(jìn)行粉碎的關(guān)鍵設(shè)備，是工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的高細(xì)磨機(jī)械之一。

其種類有很多，如手球磨機(jī)，臥式球磨機(jī)，球磨機(jī)軸瓦，節(jié)能球磨機(jī)，溢流型球磨機(jī)，陶瓷球磨機(jī)，格子球磨機(jī)等。

球磨機(jī)適用于粉磨各種礦石及其它物料，被廣泛用于選礦，建材及化工等行業(yè)，可分為干式和濕式兩種磨礦方式。砂磨后的物料粒徑可以達(dá)到幾個(gè)μm，極限約1μm。

圖3-10球磨機(jī)的示意圖圖3-11磨介的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)球磨機(jī)應(yīng)用實(shí)例爐渣制備水泥城市生活垃圾焚燒爐渣(簡(jiǎn)稱爐渣)，含有一定量的Cd、Hg、Pd、As、Cr、Se、Zn等重金屬，以及大量堿金屬離子K、Na及Cl。若按現(xiàn)有方式作填埋處理，其一侵占土地資源，其二重金屬的溶出對(duì)地下水豐富的南方以及酸雨較嚴(yán)重的地區(qū)，會(huì)造成嚴(yán)重的二次污染。爐渣的無害化處理與綜合利用是目前探討的新課題?，F(xiàn)階段可考慮在生產(chǎn)砌筑水泥方面對(duì)爐渣進(jìn)行資源化利用。爐渣制備水泥時(shí)需先揀去其中大塊物件、較大塊玻璃及鐵釘，混合均勻，烘干，后置于球磨機(jī)內(nèi)粉磨，對(duì)粉磨細(xì)度需嚴(yán)格控制，再經(jīng)煅燒后，即可作為水泥摻和料用于水泥制備。6、低溫破碎圖3-12低溫破碎的流程其他破碎方法塑料的低溫破碎有關(guān)塑料的低溫破碎的研究成果，可以歸納如下：（1）塑料脆化點(diǎn)（℃）：例如，聚氯乙烯-5～-20；聚乙烯為-95～-135；聚丙烯為0～20;（2）冷凍裝置：冷凍槽絕熱壁厚300mm，從頂部噴射液氮霧，塑料置于槽內(nèi)運(yùn)輸皮帶上向前移動(dòng)4m，從噴射霧開始后4min，槽內(nèi)溫度將為-75℃；62min后降達(dá)-167℃，溫度分布大體上均勻。（3）破碎溫度：采用只具有拉伸、彎曲、壓縮作用力的破碎機(jī)時(shí)，所需動(dòng)力大于常溫破碎。如用帶沖擊力的破碎機(jī)時(shí)，情況正好相反。因此，若以沖擊破碎為主，配合張力和剪切力破碎機(jī)最適合于低溫破碎。

用低溫破碎法從有色金屬混合物等廢物中回收銅、鋅、鋁。美國(guó)某研究機(jī)構(gòu)對(duì)有色金屬混合物、廢輪胎、包覆電線電纜等廢物進(jìn)行低溫選擇破碎（－72℃，1min），從2.5cm以上產(chǎn)物中可回收97%的銅，100％的鋁（不含鋅），從2.5cm以下產(chǎn)物中可回收2.8％的銅，100%的鋅（不含鋁），說明能進(jìn)行選擇性破碎。如果采用常溫破碎，則鋅因?yàn)橛醒诱剐云扑椋?5mm以上產(chǎn)物中鋅殘留率達(dá)到82.7％，說明低溫破碎能進(jìn)行選擇性破碎。分選是將固體廢物中可回收利用或不利于后續(xù)處理、處置工藝要求的物料用人工或機(jī)械方法分門別類地分離出來，并加以綜合利用的過程。分選方法包括人工揀選和機(jī)械分選。機(jī)械分選又分為篩分、重力分選、磁力分選、電力分等。第三節(jié)固體廢物的分選粒度差異－篩選（篩分）密度差異－重力分選磁性差異－磁力分選導(dǎo)電性差異－電力分選（靜電分選）表面潤(rùn)濕性（物理化學(xué)性質(zhì)）差異－浮選光電性差異－光電分選摩擦性差異－摩擦分選彈性差異－彈跳分選分選效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)分選效果的好壞的常用指標(biāo)有：回收率、純度、綜合效率。所謂回收率是指單位時(shí)間某一排料口中排出的某一組分的量與進(jìn)入分選機(jī)的此組分量之比。對(duì)于最簡(jiǎn)單的二級(jí)分選設(shè)備，如果以x、y代表兩種物料，x在兩個(gè)排出口被分為x1、x2（質(zhì)量），y在兩個(gè)排出口被分為y1、y2（質(zhì)量），

，則在第一排出口x和y回收率為:式中，Rx1、Ry1分別為第一排出口物料x、y的回收率，%；但用回用率的概念不能完全說明分選效果，還應(yīng)考慮某一組分物料在同一排出口排出物所占的分?jǐn)?shù)，即純度。則在第一排放口x及y的純度為：式中，Px1、Py1為在第一排出口物料x、y的純度，%.回收率又因分選方法的不同而又有不同的含義。如對(duì)篩分來說，回收率又成為篩分效率。理想的分選設(shè)備既要有高的回收率，也需要有高的純度，在計(jì)算時(shí)，一般采用綜合效率E來表示：一、人工分選二、篩分（一）定義篩分是利用篩子使物料中小于篩孔的細(xì)粒物料透過篩面，而大于篩孔的粗粒物料滯留在篩面上，從而完成粗細(xì)物料分離的過程。該分離過程可以看作是物料分層和細(xì)粒透篩兩個(gè)階段組成。物料分層是完成分離的條件，細(xì)粒透篩是分離的目的。（二）目計(jì)量單位目粒度是指原料顆粒的尺寸,一般以顆粒的最大長(zhǎng)度來表示。網(wǎng)目是表示標(biāo)準(zhǔn)篩的篩孔尺寸的大小。在泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩中，所謂網(wǎng)目就是2.54厘米(1英寸)長(zhǎng)度中的篩孔數(shù)目,并簡(jiǎn)稱為目。

米與目數(shù)對(duì)照表

1微米--------12500目

1.3微米--------8000目

2微米--------6250目

2.6微米--------5000目

5微米--------2500目

6.5微米--------2000目

10微米--------1250目

15微米--------800目

20微米--------625目

33微米--------425目

37微米--------400目

44微米--------325目

74微米--------200目

149微米--------100目

350微米--------45目目數(shù)越大，表示顆粒越細(xì)。（三）篩分效率由于篩分過程較復(fù)雜，影響篩分質(zhì)量的因素也多種多樣，通常用篩分效率來表示篩分過程的優(yōu)劣。篩分效率是指篩分時(shí)實(shí)際得到的篩下物的質(zhì)量與物料中所含粒度小于篩孔尺寸的物料的質(zhì)量之比。

篩分效率的簡(jiǎn)易表達(dá)式為：

E=Q1/(Q?α)?100%(3-9)

E為篩分效率，%Q1篩下物質(zhì)量；

Q為入篩原料重量；

α為原料中小于篩孔尺寸的顆粒重量的百分比，%。但是在實(shí)際篩分過程中要測(cè)定Q1和Q是比較困難的，因此必須換成便于計(jì)算的式子。設(shè)固體廢物入篩質(zhì)量Q等于篩上產(chǎn)品質(zhì)量Q2和篩下產(chǎn)品質(zhì)量Q1之和：

Q=Q1+Q2(3-10)

E=β（α-θ）/α（β-θ）%β為篩下產(chǎn)品中小于篩孔尺寸的細(xì)粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)；α為入篩下產(chǎn)品中小于篩孔尺寸的細(xì)粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)；θ為篩上產(chǎn)品中小于篩孔尺寸的細(xì)粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

（四）影響篩分的因素主要有：（1）入篩物料的性質(zhì)，包括物料的粒度狀態(tài)、含水率(10%)和含泥量及顆粒形狀；（2）篩分設(shè)備的運(yùn)動(dòng)特征（固定<運(yùn)動(dòng)）；（3）篩面結(jié)構(gòu)，包括篩網(wǎng)類型及篩網(wǎng)的有效面積，篩面傾角；（4）篩分設(shè)備防堵掛、纏繞以及使物料沿篩面均勻分布的性能；（5）篩分操作條件，包括連續(xù)均勻給料、及時(shí)清理與維修篩面等。（五）篩分設(shè)備（1）固定篩篩面由許多平行的篩條組成，可以水平安裝或傾斜安裝。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不消耗動(dòng)力、設(shè)備費(fèi)用低、維修方便。分為格篩和棒條篩。格篩一般安裝在粗破碎機(jī)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(yīng)大于廢物對(duì)篩面的摩擦角，一般為30-350。棒條篩篩孔尺寸為篩下粒度的1.1-1.2倍，一般篩孔尺寸不小于50mm。篩條寬度應(yīng)大于固體廢物中最大粒度的2.5倍。棒條式篩板

（2）筒形篩筒形篩是一個(gè)傾斜的圓通，置于若干滾子上，圓筒的側(cè)壁上開有許多篩孔。圓筒以很慢的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，因此不需要很大動(dòng)力，其優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)堵塞。筒形篩篩分時(shí)，固體廢物在篩中不斷滾翻，較小的物料顆粒最終進(jìn)入篩孔篩出。物料在篩子中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有兩種：（1）沉落狀態(tài)物料顆粒由于篩子的圓周運(yùn)動(dòng)被帶起，然后滾落到向上運(yùn)動(dòng)的顆粒上面；（2）拋落狀態(tài)篩子運(yùn)動(dòng)速度足夠時(shí)，顆粒飛入空中，然后沿拋物線軌道落回篩底。筒形篩筒形篩篩中顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（3）振動(dòng)篩振動(dòng)方向與篩面垂直或近似垂直，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顆粒大的顆粒的空隙，進(jìn)入下層到達(dá)篩面，大大有利于篩分的進(jìn)行。振動(dòng)篩的傾角一般為8-40°。圖3-13慣性振動(dòng)篩構(gòu)造及工作原理圖激振力：離心慣性力CYA型圓振動(dòng)篩LZS系列冷礦振動(dòng)篩SZR系列熱礦振動(dòng)篩ZSG系列直線振動(dòng)篩GZT系列高頻振動(dòng)篩煤粉振動(dòng)篩各種振動(dòng)篩ZSG系列直線振動(dòng)篩ZSG系列直線振動(dòng)篩是一種新型、高效的篩分設(shè)備，主要用于冶金礦山、煤炭、建材、建材、電力、化工等行業(yè)，尤以冶金行業(yè)用途最為廣泛，是高爐糟下、焦化廠、選礦場(chǎng)常用的篩分機(jī)械，該機(jī)采用新型節(jié)能振動(dòng)電機(jī)或激振器作振動(dòng)源，橡膠彈簧支撐并隔振，具有處理量大、篩分效率高、篩網(wǎng)更換方便、安裝及維修簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

ZSG系列直線振動(dòng)篩是利用振動(dòng)電機(jī)或普通電機(jī)拖動(dòng)激振器，使篩體沿激振力方向作周期性往復(fù)振動(dòng)，物料在曬面上沿直線方向作拋物線運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到篩分目的。

ZSG系列直線振動(dòng)篩由振動(dòng)源、篩體、篩網(wǎng)、減振裝置和底拖組成，篩機(jī)側(cè)板采用優(yōu)質(zhì)鋼板制作而成，側(cè)板與橫梁、激振器底座采用高強(qiáng)度螺栓或環(huán)槽鉚釘連接，結(jié)構(gòu)合理，堅(jiān)固耐用。型號(hào)入篩粒度(mm)處理能力(t/h)配用振動(dòng)電機(jī)電壓(v)功率(kw)振頻(Hz)雙振幅(mm)有效篩面(m2)單支點(diǎn)動(dòng)負(fù)荷(N)ZSGB-0615≤15010-100YZO-10-63801.0×2166-100.9600ZSGB-091810-100YZO-20-62.0×21.62900ZSGB-102010-180YZO-20-62.0×22.01300ZSGB-1224≤25010-200YZO-30-62.5×22.881620ZSGB-103015-250YZO-30-62.5×23.01850ZSGB-123020-300YZO-30-62.5×23.62140ZSGB-153020-350YZO-50-63.7×24.52810ZSGB-0615≤15010-100YZO-10-61.0×20.9600ZSG2B-102010-180YZO-20-62.0×22.01300ZSG2B-1224≤25010-200YZO-30-62.5×22.881620ZSG2B-103015-250YZO-50-62.5×23.01850ZSG2B-123020-300YZO-30-62.5×23.62140ZSG2B-153020-350YZO-50-63.7×24.52810技術(shù)參數(shù)表（配用振動(dòng)電機(jī)）三、重力分選1、重力分選定義

根據(jù)固體廢物顆粒間密度的差異，以及在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中所受的重力、流體動(dòng)力和其他機(jī)械力不同而實(shí)現(xiàn)按密度分選的過程。什么是重選？重選，是根據(jù)固體廢物中不同物質(zhì)顆粒間的密度差異，在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中受到重力、介質(zhì)動(dòng)力和機(jī)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。重力分選的介質(zhì)：空氣、水、重液、重懸浮液。3、重力分選的特點(diǎn)（1）固體顆粒間必須存在密度（或粒度）的差異；（2）分選過程在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中進(jìn)行；（3）在重力、流體動(dòng)力、顆粒間摩擦力的綜合作用下，固體顆粒群松散并按密度（或粒度）分層；（4）分好層的物料在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)的托運(yùn)下達(dá)到分離。分選難易e>5極易重力分選2.5<e<5易重力分選1.75<e<2.5較易重力分選1.5<e<1.75較難重力分選1.25<e<1.5難重力分選e<1.25不宜采用重力分選圖3-14立式氣流分選機(jī)4、重力分選介紹（1）風(fēng)力（氣流）分選什么是風(fēng)力分選？風(fēng)選是以空氣為分選介質(zhì)，在氣流作用下使固體廢物顆粒按密度和粒度進(jìn)行分選的一種方法。風(fēng)選包含兩個(gè)分離過程：①分離輕質(zhì)部分和重質(zhì)部分；②將輕質(zhì)顆粒從氣流中分離出來。沉降末速等降比顆粒在空氣中的等降比遠(yuǎn)小于在水中的，大約為其的1/2-1/5。因此風(fēng)選前需將廢物進(jìn)行窄分級(jí)，或經(jīng)破碎使粒度均勻，按密度差進(jìn)行分選。顆粒運(yùn)動(dòng)方向立式曲折式風(fēng)力分選機(jī)圖3-16鋸齒形、振動(dòng)式和回轉(zhuǎn)式氣流分選機(jī)物料和氣流的分選過程圖3-17旋流器的工作原理圖2、重介質(zhì)分選所謂重介質(zhì)，就是密度大于水的介質(zhì)，重介質(zhì)有重液和重懸浮液兩大類。在重介質(zhì)中使固體廢物中的顆粒群按密度分開的方法稱為重介質(zhì)分選。為使分選過程有效地進(jìn)行，選擇的重介質(zhì)密度（ρc）需介于固體廢物中輕物料密度（ρL）和重物料密度（ρW）之間，即：

ρL<ρc<ρW凡顆粒密度大于重介質(zhì)密度的重物料都下沉，集中于分選設(shè)備的底部成為重產(chǎn)物；顆粒密度小于重介質(zhì)密度的輕物料都上浮，集中于分選設(shè)備的上部成為輕產(chǎn)物。它們分別排出，從而達(dá)到分選的目的。重液有四溴乙烷和丙酮的混合物，密度為2.4kg/L，在選煤中已有應(yīng)用。重懸浮液中加的介質(zhì)有硅鐵，將硅鐵與水按85:15的比例混合，相對(duì)密度可以達(dá)到3.0以上。另外還有方鉛礦、磁鐵礦和黃鐵礦等。加重質(zhì)的粒度約200目，占60～80％，與水混合形成微細(xì)顆粒的重懸浮液。影響重介質(zhì)分選效率的懸浮液基本性質(zhì)是密度、粘度和穩(wěn)定性。表3.3.2重懸浮液加重質(zhì)的性質(zhì)用于重介質(zhì)分選的常用加重質(zhì)有硅鐵、磁鐵礦等。硅鐵含硅量為13%～18%，其密度為6.9g/cm3，可配制成密度為3.2～3.5g/cm3的重介質(zhì)。硅鐵具有耐氧化、硬度大、帶強(qiáng)磁化性等特點(diǎn)，使用后經(jīng)篩分和磁選可以回收再生。純磁鐵礦密度為5.0g/cm3，用含鐵60%以上的鐵精礦粉可配制得重介質(zhì)，其密度達(dá)2.5g/cm3

。磁鐵礦在水中不易氧化，可用弱磁選法回收再生利用。鼓形重介質(zhì)分選機(jī)1．圓形轉(zhuǎn)鼓2.大齒輪3.輥輪4.揚(yáng)板5.溜槽圖3-18重介質(zhì)分選機(jī)工作原理什么是搖床分選？搖床分選是在一個(gè)傾斜的床面上，借助床面的不對(duì)稱往復(fù)運(yùn)動(dòng)和薄層斜面水流的綜合作用，使細(xì)粒固體廢物按密度差異在床面上呈扇形分布而進(jìn)行分選的一種方法。3、搖床分選平面搖床搖床分選的特點(diǎn)：①床面的強(qiáng)烈搖動(dòng)使松散分層和遷移分離得到加強(qiáng)，分選過程中析離分層占主導(dǎo)，使其按密度分選更加完善；②搖床分選是斜面薄層水流分選的一種，因此，等降顆?？梢蛞苿?dòng)速度的不同而達(dá)到按密度分選；③不同性質(zhì)顆粒的分離，不單純?nèi)Q于縱向和橫向的移動(dòng)速度，而主要取決于它們的合速度偏離搖動(dòng)方向的角度。跳汰分選是在垂直變速介質(zhì)流中按密度分選固體廢物的一種方法，它使磨細(xì)的混合廢物中的不同粒子群，在垂直脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中按密度分層，小密度的顆粒群位于上層，大密度的顆粒群（重質(zhì)組分）位于下層，從而實(shí)現(xiàn)物料的分離。在生產(chǎn)過程中，原料不斷地送進(jìn)跳汰裝置，輕重物質(zhì)不斷分離并被淘汰掉，這樣可形成連續(xù)不斷的跳汰過程。跳汰介質(zhì)可以是水或空氣，但目前用于固體廢物分選的介質(zhì)都是水。在固體廢物的分選中，國(guó)外主要用作混合金屬?gòu)U物的分離。

4、跳汰分選圖3-23顆粒在跳汰時(shí)的分層過程圖3-24跳汰機(jī)中推動(dòng)水流運(yùn)動(dòng)的形式隔膜鼓動(dòng)脈動(dòng)頻率一般為每分鐘100～300次。圖3-22隔膜跳汰及分選示意圖圖3-25跳汰分選裝置及工作過程四、磁力分選1、磁選原理磁選是利用固體廢物中各種物質(zhì)的磁性差異在不均勻磁場(chǎng)中進(jìn)行分選的一種處理方法。磁選過程是將固體廢物輸入磁選機(jī)后，磁性顆粒在不均勻磁場(chǎng)作用下被磁化，從而受磁場(chǎng)吸引力的作用，使磁性顆粒吸在圓筒上，并隨圓筒進(jìn)入排料端排出；非磁性顆粒由于所受的磁場(chǎng)作用力很少，仍留在廢物中而被排出。

固體廢物顆粒通過磁選機(jī)的磁場(chǎng)時(shí)，同時(shí)受到磁力和機(jī)械力（包括重力、離心力、介質(zhì)阻力、摩擦力等）的作用。磁性強(qiáng)的顆粒所受的磁力大于其所受的機(jī)械力，而非磁性顆粒所受的磁力則以機(jī)械力占優(yōu)勢(shì)，由于作用在各種顆粒上的磁力和機(jī)械很小，則以機(jī)械力占優(yōu)勢(shì)。由于作用在各種顆粒上的磁力的合力不同，使它們的運(yùn)動(dòng)軌跡也不同，從而實(shí)現(xiàn)分離。

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它方向相反的機(jī)械力的合力，即：f磁＞∑f機(jī)

式中：f磁——磁性顆粒所受的磁力；∑f機(jī)——與磁力方向相反的機(jī)械力的合力。該式不僅說明了不同磁性顆粒的分離條件，同時(shí)也說明了磁選的實(shí)質(zhì)，即磁選是利用磁力與機(jī)械力對(duì)不同磁性顆粒的不同作用而實(shí)現(xiàn)的。2、磁選機(jī)的磁場(chǎng)

磁選機(jī)能使磁體產(chǎn)生磁力作用的空間，稱為磁選機(jī)的磁場(chǎng)。磁場(chǎng)可分為均勻磁場(chǎng)和非均勻磁場(chǎng)兩種類。均勻磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向一致。非均勻磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向都是變化的。磁場(chǎng)的非均勻性可用磁場(chǎng)梯度來表示。磁場(chǎng)強(qiáng)度隨空間位移的變化率稱為磁場(chǎng)梯度，用dH/dx表示。磁場(chǎng)梯度為一矢量，其方向?yàn)榇艌?chǎng)強(qiáng)度變化最大的方向，并且指向H增大的一方，對(duì)均勻磁場(chǎng)中dH/dx=0，非均勻磁場(chǎng)中dH/dx≠0。

3、固體廢物中各種物質(zhì)磁性的分類根據(jù)固體廢物比磁化系數(shù)的大小，可大致分為以下三類：（1）強(qiáng)磁性物質(zhì)其比磁化系數(shù)（X0）>38×10-6m3/kg，在弱磁場(chǎng)磁選機(jī)中可分離出這類物質(zhì)。（2）弱磁性物質(zhì)其比磁化系數(shù)（X0）=（0.19-7.5）×10-6m3/kg，可在強(qiáng)磁場(chǎng)磁選機(jī)中分離出這類物質(zhì)。（3）非磁性物質(zhì)其比磁化系數(shù)（X0）<0.19×10-6m3/kg，在磁選機(jī)中可以與磁性物質(zhì)分離。4、磁選設(shè)備及應(yīng)用（1）磁力滾筒磁力滾筒又稱磁滑輪，有永磁和電磁兩種。應(yīng)用較多的是永磁滾筒（圖3-26）。這種設(shè)備的主要組成部分是一個(gè)回轉(zhuǎn)的多極磁系和套在磁系外面的用不銹鋼或銅、鋁等非導(dǎo)磁材料制的圓筒。一般磁系包角為360℃。磁系與圓筒固定在同一個(gè)軸上，安裝在皮帶運(yùn)輸機(jī)頭部(代替?zhèn)鲃?dòng)滾筒)。將固體廢物均勻地給在皮帶運(yùn)輸機(jī)上，當(dāng)廢物經(jīng)過磁力該筒時(shí)，非磁性或磁性很弱的物質(zhì)在離心力和重力作用下脫離皮帶面，而磁性較強(qiáng)的物質(zhì)受磁力作用被吸在皮帶上，并由皮帶帶到磁力滾筒的下部，當(dāng)皮帶離開磁力滾筒伸直時(shí)，由于磁場(chǎng)強(qiáng)度減弱而落人磁性物質(zhì)收集槽中。這種設(shè)備主要用于工業(yè)固體廢物或城市垃圾的破碎設(shè)備或焚燒護(hù)前，除去廢物中的鐵器，防止損壞破碎設(shè)備或焚燒爐。圖3-26永磁滾筒磁選機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理（2）濕式CTN型永磁圓筒式磁選機(jī)

CTN型永磁圓筒式磁選機(jī)的構(gòu)造型式為逆流型（圖3-27）。它的給料方向和圓筒旋轉(zhuǎn)方向或磁性物質(zhì)的移動(dòng)方向相反。物料液由給料箱直接進(jìn)入圓筒的磁系下方，非磁性物質(zhì)由磁系左邊下方的底板上排料口排出。磁性物質(zhì)隨圓筒逆著給料方向移到磁性物質(zhì)排料端，排入磁性物質(zhì)收集槽中。

圖3-27濕式逆流型永磁圓筒式磁選機(jī)（3）懸吊磁鐵器懸吊磁鐵器主要用于去除城市垃圾中的鐵器，保護(hù)破碎設(shè)備及其它設(shè)備免受損壞。懸吊磁鐵器有一般式除鐵器和帶式除鐵器兩種（圖3-28）。當(dāng)鐵物數(shù)量少時(shí)采用一般式，當(dāng)鐵物數(shù)量多時(shí)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。

圖3-28懸吸型磁選機(jī)3.3.3.2磁流體分選（MHS）

1、磁流體分選原理磁流體分選是利用磁流體作為分選介質(zhì)，在磁場(chǎng)或磁場(chǎng)和電場(chǎng)的聯(lián)合作用下產(chǎn)生的磁性和密度差異。用磁流體作為分選介質(zhì)，在磁場(chǎng)或磁場(chǎng)和電“加重”作用，按固體廢物各組分的磁性和導(dǎo)電性和密度的差異，使不同組分分離。當(dāng)固體廢物中各組分間的磁性差異小而密度或?qū)щ娦圆町愝^大時(shí)，采用磁流體可以有效地進(jìn)行分離。所謂磁流體是指某種能夠在磁場(chǎng)或磁場(chǎng)和電場(chǎng)聯(lián)合作用下磁化，呈現(xiàn)似加重現(xiàn)象，對(duì)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(qiáng)電解質(zhì)溶液，順磁性溶液和鐵磁性膠體懸浮液。似加重后的滋流體仍然具有液體原來的物理性質(zhì)，如密度、流動(dòng)性、粘滯性等。似加重后的密度稱為視在密度，它可以通過改變外磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)梯度或電場(chǎng)強(qiáng)度來調(diào)節(jié)。視在密度高于流體密度（真密度）數(shù)倍，流體真密度一般為1400—1600kg/m3左右，而似加重后的流體視在密度可高達(dá)19000kg/m3，因此，磁流體分選可以分離密度范圍寬的固體廢物。磁流體分選根據(jù)分離原理與介質(zhì)的不同，可分為磁流體動(dòng)力分選和磁流體靜力分選兩種。（1）磁流體動(dòng)力分選（MHDS)磁流體動(dòng)力分選是在磁場(chǎng)（均勻磁場(chǎng)或非均勻磁場(chǎng)）與電場(chǎng)的聯(lián)合作用下，以強(qiáng)電解質(zhì)溶液為分選介質(zhì)，按固體廢物中各組分間密度、比磁化率和電導(dǎo)率的差異使不同組分分離。磁流體動(dòng)力分選的研究歷史較長(zhǎng)，技術(shù)也較成熟。優(yōu)點(diǎn)是分選介質(zhì)為導(dǎo)電的電解質(zhì)溶液，來源廣、價(jià)格便宜，粘度較低，分選設(shè)備簡(jiǎn)單，處理能力較大，處理粒度為0.5—6mm的固體廢物時(shí)，可達(dá)50t/h，最大可達(dá)100—600t/h。缺點(diǎn)是分選介質(zhì)的視在密度較小，分離精度較低。（2）磁流體靜力分選（MHSS)磁流體靜力分選是在非均勻磁場(chǎng)中，以順磁性液體和鐵磁性膠體懸浮液為分選介質(zhì)，按固體廢物中各組分間密度和比磁化率的差異進(jìn)行分離。由于不加電場(chǎng)，不存在電場(chǎng)和磁場(chǎng)聯(lián)合作用產(chǎn)生的特性渦流，故稱為靜力分選。優(yōu)點(diǎn)是在密度高，如磁鐵礦微粒制成的鐵磁性膠體懸浮液視在密度高達(dá)19000kg/m3，介質(zhì)粘度較小，分離精度高。缺點(diǎn)是分選設(shè)備較復(fù)雜，介質(zhì)價(jià)格較高，回收困難，處理能力較小。通常，要求分離精度高時(shí)，采用靜力分選；固體廢物中各組分間電導(dǎo)率差異大時(shí)，采用動(dòng)力分選。磁流體分選是一種重力分選和磁力分選聯(lián)合作用的分選過程。各種物質(zhì)在似加重介質(zhì)中按密度差異分離，這與重力分選相似，在磁場(chǎng)中按各種物質(zhì)間磁性（或電性）差異分離與磁選相似。不僅可以將磁性和非磁性物質(zhì)分離，而且也可以將非磁性物質(zhì)之間按密度差異分離。磁流體分選法在固體廢物處理與利用中占有特殊的地位。它不僅可以分離各種工業(yè)固體廢物，而且還可以從城市垃圾中回收鋁、銅、鋅、鉛等金屬。2、分選介質(zhì)（1）順磁性鹽溶液順磁性鹽溶液有三十多種，Mn、Fe、Ni、Co鹽的水溶液均可作為分選介質(zhì)。其中有實(shí)用意義的有FeSO4、MnSO4、CoSO4、Fe（NO3）2、Mn

（NO3）2

、FeCl2、MnCl2、CoCl2等。這些溶液的體積磁化率約8×10-7-8×10-8，真密度約為1400-1600kg/m3，且黏度低，無毒。其中MnCl2的視在密度可達(dá)11000-12000kg/m3，是重懸浮液所不能比擬的。MnCl2和Mn（NO3）2溶液基本具有上述分選介質(zhì)所要求的特性條件，是較理想的分選介質(zhì)。分離固體廢物（輕產(chǎn)物密度）<3000kg/m3時(shí)，可選用便宜的FeSO4、MnSO4、CoSO4水溶液。（2）鐵磁性膠粒懸浮液一般選用超細(xì)粒（10nm）磁鐵礦膠粒作分散質(zhì)，用油酸、煤油等非極性液體介質(zhì)，并添加表面活性劑調(diào)制成鐵磁性膠粒懸浮液。一般每升該懸浮液中含107-1018個(gè)磁鐵礦粒子。其真密度為1050-2000kg/m3，在外磁場(chǎng)及電場(chǎng)作用下，可使介質(zhì)加重到20000kg/m3時(shí)。這種磁流體介質(zhì)黏度高，穩(wěn)定性差，介質(zhì)回收再生困難。3、磁選應(yīng)用李坑垃圾焚燒發(fā)電廠爐渣磁選出的金屬渣什么是電力分選？利用固體廢物中各種組分在高壓電場(chǎng)中電性的差異進(jìn)行分選的方法。分離半導(dǎo)體和非導(dǎo)體固體廢物。五、電力分選（自學(xué)）電選設(shè)備靜電分選機(jī)電暈靜電聯(lián)合電選機(jī)YD-4型高壓電選機(jī)靜電分選機(jī)電暈靜電聯(lián)合電選機(jī)YD-4型高壓電選機(jī)3.4分選回收工藝系統(tǒng)為了經(jīng)濟(jì)有效地回收城市垃圾和工業(yè)固體廢物中有用物質(zhì)，根據(jù)廢物的性質(zhì)和要求，將兩種或兩種以上的分選單元操作組合成一個(gè)有機(jī)的分選回收工藝系統(tǒng)，也稱為分選回收工藝流程。

3.4.1城市垃圾分選回收工藝系統(tǒng)

城市垃圾分選回收工藝系統(tǒng)包括收集運(yùn)輸、破碎、篩選、重選、磁選、摩擦與跳汰分選、浮等。

圖3-20為城市垃圾分選回收系統(tǒng)圖。經(jīng)該系統(tǒng)分選回收可得到以下產(chǎn)品：

(1)輕質(zhì)可燃物（熱值約15×l03kJ·kg-1），主要有紙類、塑料薄膜、布類等；

(2)雜紙類；

(3)鐵系金屬；

(4)重質(zhì)無機(jī)物，玻璃約占重量的65%，其余為非金屬。圖3-31垃圾分選回收系統(tǒng)3.4.2粉煤灰分選回收系統(tǒng)

粉煤灰中除含有炭粒外，還含有空心玻璃微珠、磁珠和密實(shí)玻璃等有用物質(zhì)．對(duì)于這些物質(zhì)既可單獨(dú)加以回收，也可以采用綜合回收的方法。圖3-32是粉煤灰分選回收系統(tǒng)圖。圖3-32粉煤灰分選回收系統(tǒng)粉煤灰應(yīng)用實(shí)例蒸壓粉煤灰磚制備蒸壓粉煤灰磚是我國(guó)20世紀(jì)60年代初研究出來的墻體材料，是我國(guó)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。其生產(chǎn)工藝流程如圖1所示；粉煤灰是一種近似火山灰的水硬性材料，由其制成的磚在水中長(zhǎng)期浸泡，其強(qiáng)度不但不會(huì)降低反而還會(huì)繼續(xù)少量增長(zhǎng)，所以這種磚適宜用于水中及潮濕環(huán)境中，這是其他墻體材料不可比的。3.4.3從煤矸石中分選回收硫鐵礦系統(tǒng)

首先將煤矸石破碎，使硫鐵礦與矸石單體分離，然后進(jìn)行分選回收。常采用分段破碎、分段分選回收。粒徑50～13mm的大塊，采用跳汰分選或重介質(zhì)分選回收硫鐵礦；粒徑13mm以下的中小塊可采用搖床分選回收；粒徑小于0.5mm的細(xì)粒，采用磁選或浮選回收。圖3-33是從煤矸石中回收硫鐵礦的工藝系統(tǒng)。圖3-33從煤矸矸石中回收硫鐵礦工藝系統(tǒng)廢線路板的處理與回收

線路板是一種附著于絕緣基材表面、用于連接電子元器件(包括屏蔽元件)的導(dǎo)電圖形，簡(jiǎn)稱PCB。

廢線路板因其特定的功能要求而含有多種金屬材料，如銅鐵、鋁、錫、鉛等，而且還含有金、銀等貴金屬。如線路板中銅的含量為l2.5％，錫的含量為4.0％，鉛的含量為2.7％。而礦石中銅的含量?jī)H為0.5％～3.0％，錫的含量是0.2％～O.85％，鉛的含量為0.3％～7.5％。