生活垃圾焚烧炉底灰中金属的分离技术

1、生活垃圾焚烧炉底灰中金属的分离技术1城市生活垃圾焚烧的基本情况城市生活垃圾焚烧费用昂贵，但与垃圾填埋相比具有明显的环境优势。 通过 焚烧，城市生活垃圾中的有机物转化为热能， 可用于发电或集中供热。焚烧后的 底灰主要由无机物和金属组成。2015年统计，全世界约有800个城市生活垃圾 焚烧炉在投产，其中一半在欧洲。假设其中2/3是炉排炉，每台炉每天处理垃圾 约500t, 23%勺垃圾以底灰形式排放，每天产生约 61000 t底灰，这些底灰中可 回收金属价值约3百万美元。图1为城市生活垃圾焚烧炉的简化示意，图2为初 级底灰的组成。图1 城市牛活坨圾焚烧炉的商化不量2新毅底灰的组成尤也物金属有机物细砂

2、（如口2机械分离的原理及流程介绍底灰加工类似于加工原生矿石，为了通过机械加工将金属与矿物质分离开 来，一般优先使用物理分离。物理分离的先决条件是需要确定金属比矿物基体材 料更为显著的物理性质。从底灰中提取金属通常采用的物理性质是磁化率、电导率和密度。由于底灰通常在凝固结块后才被加工，所以首先需要经过对其打散和 破碎才能从矿物基体中分离出来。为了获得较高的分离效率，需要通过筛选对底灰进行初步分类。 一般地，底 灰中金属的提取分为三个步骤：（1）打散（释放金属）；（2）分级（为了更好的分 离效率）；（3）分类（将金属转移到精矿中）。机械分离的原理及流程示意见图 3。 首先通过打散机对底灰进行打散，

3、然后通过两级筛分将其分为三种粒级， 再分别 在三个分流器上进行分离。金属0矿物质强制分寓残渣精矿:输送破碎机 底灰说分 _-分流器2一分流器3分流繇金属 残渣3机械分离过程的原理及流程3用于加工底灰的设备3.1 打散在底灰处理中，打散可以释放被包裹在矿物基体中的金属颗粒，如图 4。从 图4可以看出，经过打散后，金属物得到充分释放，在金属块的尺寸保持不变的 同时，矿物质的颗粒尺寸已经减小。咫4打散芾后麻板底灰打散最常用的是冲击式打散机，如图 5。该设备不粉碎单个颗粒，而是 对厚的料床进行冲击挤压，然后通过篦缝优先选出矿物质。只要进料粒度小于进 料口宽度，都能适用。因5冲击式打散机原理及实物因3.

4、2 分级在机械分离过程中，分级是根据粒度大小进行的分离，而分类是根据物理性 质，例如磁化率、密度或电导率进行的分离。为了确保对金属的分离效果，首先 对打散后的底灰进行分级。(1)棒筛和滚筒筛为了去除大块的金属，物料通常首先通过棒筛(图6左)。与传统振动筛相比, 该振动筛避免了潜在的致盲问题(即物料堵塞筛孔)。从棒筛筛选出的大块物料再 通过一个重型滚筒筛，如图6右所示。滚筒筛的一个优点是，附着在金属块上的 矿物质会被挤碎，从而进一步进行分选。圄6底灰为股没备棒赛和深初健(2)振动筛底灰处理中使用的最常见的振动筛如图 7所示。振动筛依靠弹簧，通过旋转 偏心挺杆装置的圆周运动来实现筛分。 篦板上有多

5、个大小相同的孔。孔可以是圆 形的，也可以是长方形的。当物料经过倾斜篦板时，细颗粒通过筛孔被筛选出来， 而粗颗粒则停留在篦板上。这种振动筛最大的问题就是筛孔容易被块状金属卡住 而使其筛选功能降低，因此应避免使用多层筛网，因为要定期清理筛孔，必须容 易接触筛网。囹7k助谛的原理及实物因(3) 星型筛星型筛可以避免筛孔堵塞现象。该设备采用具有柔性的聚氨酯齿串联安装在高速 旋转的主轴上，相邻主轴上的星形齿交错排列，以便能够相互清理。该设备的缺 点是必须偶尔检查主轴是否被线、绳等条状物缠绕。星型筛的原理及实物图见图 8。囹8星型符的原理及女物固150 nun肉9铜竹辨的屈目及实物用定框架柔性筛网往复式框

6、架10mmz下底灰的筛选比较困难，除了筛孔易堵外，底灰还有可能是粘稠的。 如果底灰是湿的或者粘稠的，就不能在常规振动筛上进行筛选分级。在这种情况 下，就要使用翻转筛（如图9所示），其柔性筛网对物料施加“蹦床效应”，增 强其剪切力，使附着在粗颗粒表面的细颗粒充分释放出来，从而实现筛选。这种 筛网的最小筛孔尺寸为3mm（5）立式旋转筛如果是加工细小的干底灰，粒径在 0.53mm则适合使用立式旋转筛（见图 10）。由于其筛网基本上是水平转动的，物料不是“跳跃”经过筛网，而是在筛 网上滑动，这样就可以防止细长颗粒垂直地钻入狭小的筛孔中，不至于堵塞筛孔。 立式旋转筛适宜安装在振动筛的下游，对于从底灰中回

7、收小铜线类细长颗粒非常 有效。310立式12转需的意18及寅物E3.3分类从底灰中提取金属的关键是机械分类过程。底灰通过分离器时，物理力优先 作用于目标粒子（金属），从而将它们从颗粒流中分离出来。物理力可以是机械的， 也可以是电磁的。在底灰加工厂中最常见的分离器是磁选机（也叫磁力分离器） 和涡流分离器，还有一些不常见的设备。（1）磁选机磁选机用来回收具有较强磁化率的金属颗粒。 底灰中物质按磁性来分，可以 分为三类：强磁性（如铁）、弱磁性（如氧化铁）和非磁性（如玻璃、有色金属等）。 图11中D是某一特定材料（如铁）的吸引区的外部边界。当磁铁接近钢球时，首 先吸引更大的球体到顶部。当磁铁从玻璃窗格

8、中取出时，大球体首先下落到底部。S11磁选机惯向磁极设计原理对于回U尺寸80 mm的磁性材料，滚筒磁铁是首选设备。它由一个固定的磁铁组成，一个非磁性材料的滚筒围绕着它旋转。 磁性物质被吸在滚筒上，滚筒磁选机还有一种叫高架磁铁。高架磁铁的设计如图13所示。aii高架磁铁的琼理和实物图(2)涡流分离器除磁选机外，涡流分离器也是较好的分类设备，因为它们能够回收诸如有色 金属等导电材料。涡流分离器主要由以 12m/s的速度运动的传送带，一个磁头 滑轮，一个带有强磁铁的转子，以及一个分流器组成，见图 14。罔M漏潦分离器原膻及实物囹(3)传感器分选机几乎所有底灰加工厂都安装了涡流分离器和磁选机，传感器分

9、选机只有少数几个 工厂使用，适用于劳动力成本较高的国家，主要是针对手工分拣。传感器分选机 的工作原理见图15。BO3!传感耨(导电的分用耦图15 传播器分选机的除理及实物图(4)手工分拣即使在应用传感器分选机的地方，手工分拣也很重要，需要将大量金属片进行详 细分类。例如，铁芯周围的铜线圈，除非通过手工挑选，否则会转移到废铁中， 并最终进入炼钢厂。不仅利润降低，而且还会受到钢厂处罚。手工分拣的流程见 图16。其主要由一条大约1.2m宽的皮带以0.15m/s的速度传送，由人工分拣出 不锈钢、铜、铁、黄铜、银和未燃烧的有机物质，剩下的留在皮带上，然后转移 到残渣中。(5)非常规设备分拣至少有一家德国公司有专门分拣硬币的分类机，这些硬币的大小为1632mm首先，使用专用设备，以硬币的圆形作为分离标准。然后对硬币进行清洗 和抛光，并通过自动分拣器进行分拣。再扫描