固体废物处理与资源化03

1、【概念概念】 压实破碎压实破碎 分选分选 中和氧化还原中和氧化还原 化学浸出化学浸出 【方法原理方法原理】 固体废物压实、破碎及分选技术的基础理论和方法固体废物压实、破碎及分选技术的基础理论和方法 ； 固体废物的化学处理技术；固体废物的化学处理技术； 本章重点本章重点3.1 3.1 固体废物的压实固体废物的压实 3.1.1 3.1.1 压实的基本概念压实的基本概念 3.1.2 3.1.2 压实设备类型压实设备类型3.2 3.2 固体废物的破碎固体废物的破碎 3.2.1 3.2.1 破碎的基本概念破碎的基本概念 3.2.2 3.2.2 破碎机破碎机 3.3 3.3 固体废物的分选固体废物的分选

2、3.3.1 3.3.1 筛分筛分 3.3.2 3.3.2 重力分选重力分选 3.3.3 3.3.3 磁力分选磁力分选 3.3.4 3.3.4 浮选浮选 3.3.5 3.3.5 电力分选电力分选3.4 3.4 分选回收工艺系统分选回收工艺系统 3.4.1 3.4.1 城市垃圾分选回收工艺系统城市垃圾分选回收工艺系统 3.4.2 3.4.2 粉煤灰分选回收系统粉煤灰分选回收系统 3.4.3 3.4.3 从煤从煤矸石中分选回收硫铁矿系统从煤从煤矸石中分选回收硫铁矿系统 3.5 3.5 固体废物的化学处理技术固体废物的化学处理技术 3.5.1 3.5.1 中和法中和法 3.5.2 3.5.2 氧化还原

3、法氧化还原法 3.5.3 3.5.3 煤粉焙烧还原法煤粉焙烧还原法内内 容容 提提 要要固体废物的预处理固体废物的预处理v固体废物的预处理为废物的合适处理处置提供条件，主要有固体废物的预处理为废物的合适处理处置提供条件，主要有压实、破碎压实、破碎和和分选分选等等。预处理的作用：预处理的作用：v以以填埋填埋为主的废物（为主的废物（压实压实：降低废物的体积，减少运输量和运输费用，：降低废物的体积，减少运输量和运输费用，提高填埋场的利用效率）提高填埋场的利用效率）v以以焚烧或堆肥焚烧或堆肥为主的废物（为主的废物（破碎破碎：不需要压实处理，破碎、分选使物料：不需要压实处理，破碎、分选使物料粒度均匀、大

4、小适宜，有利于提高粒度均匀、大小适宜，有利于提高焚烧焚烧和和堆肥化堆肥化效率）效率）v废物的废物的资源综合利用资源综合利用（破碎和分选：破碎和分选：实现不同物料分别回收利用）实现不同物料分别回收利用）讨论题讨论题v某工厂产生的工业废物其主要成分为：某工厂产生的工业废物其主要成分为：铬渣铬渣（主要为（主要为铬铬酸钙酸钙和和铬铝酸钙铬铝酸钙）占）占5050，铁屑（主要为，铁屑（主要为金属铁金属铁）占）占2020，易挥发性固体有机物占易挥发性固体有机物占1010，其它杂质（主要成分为，其它杂质（主要成分为纸张纸张）占占2020，采用如下所示的工艺流程进行工业废物的处理及，采用如下所示的工艺流程进行工

5、业废物的处理及回收利用，请指出该工艺的不合理之处，并设计另外一套回收利用，请指出该工艺的不合理之处，并设计另外一套合理的工艺进行最终处理和利用，并对所采用的工艺原理合理的工艺进行最终处理和利用，并对所采用的工艺原理进行简要叙述。进行简要叙述。v课堂练习：请分析处理工艺的合理性课堂练习：请分析处理工艺的合理性铬铬渣渣占占50，铁铁屑屑（主主要要为为金金属属铁铁）占占20，易易挥挥发发性性固固体体有有机机物物占占10，其其它它杂杂质质（主主要要成成分分为为纸纸张张）占占20筛筛分分有有机机物物铬铬渣渣和和铁铁卫卫生生填填埋埋混混合合石石灰灰加加热热水水淬淬盐盐酸酸气气体体处处理理铬铬渣渣填填埋埋渗

6、渗滤滤液液处处理理气气体体处处理理 ( (1 15 50 00 0)压压实实v调整后调整后铬铬渣渣占占50，铁铁屑屑（主主要要为为金金属属铁铁）占占20，易易挥挥发发性性固固体体有有机机物物占占10，其其它它杂杂质质（主主要要成成分分为为纸纸张张）占占20筛筛分分有有机机物物铬铬渣渣焚焚烧烧混混合合石石灰灰加加热热水水淬淬气气体体处处理理铬铬渣渣填填埋埋或或利利用用废废渣渣处处理理气气体体处处理理 ( (1 15 50 00 0)1.1.去去掉掉压压实实2.2.有有机机物物（主主要要含含废废纸）纸），可可以以采采用用焚焚烧烧或或湿湿法法制制浆浆3.3.水水淬淬渣渣不不能能加加盐盐酸酸处处理理磁

7、磁选选金金属属铁铁为什么要预处理？为什么要预处理？v1、v2、v3、3.1 固体废物的压实固体废物的压实3.1.1 3.1.1 压实的基本概念压实的基本概念 1 1、固体废物的压实、固体废物的压实固体废物的压实也称压缩，是指通过外力加压于松散的固体固体废物的压实也称压缩，是指通过外力加压于松散的固体废物，以增加物料的容重和减少其体积的过程。使废物便于废物，以增加物料的容重和减少其体积的过程。使废物便于运输、贮存和填埋。运输、贮存和填埋。 压实适用对象：压实适用对象：压缩性能大而回复性能小的固体废物；不适用于某些较密实压缩性能大而回复性能小的固体废物；不适用于某些较密实的固体和弹性废物。的固体和

8、弹性废物。以城市生活垃圾为例，压实前容重通常在以城市生活垃圾为例，压实前容重通常在0.10.10.6t/m0.6t/m3 3范围，经过一般范围，经过一般机械压实后，容重可提高到机械压实后，容重可提高到1t/m1t/m3 3左右。如果通过高压压缩，垃圾容重可达左右。如果通过高压压缩，垃圾容重可达1.1251.1251.38t/m1.38t/m3 3，体积则可减少为原来体积的，体积则可减少为原来体积的1/31/31/101/10。因此固体废物填埋前常需进行压实处理，尤其对松散型废物或中空性废因此固体废物填埋前常需进行压实处理，尤其对松散型废物或中空性废物事先压碎更显必要。压实操作的具体压力大小可根

9、据处理废物的物理性物事先压碎更显必要。压实操作的具体压力大小可根据处理废物的物理性质（如易压缩性、脆性等）而定。一般开始阶段，随压力增加，物料容重质（如易压缩性、脆性等）而定。一般开始阶段，随压力增加，物料容重较迅速增加，以后这种变化会逐渐减弱，且有一定限度。即使增加外压，较迅速增加，以后这种变化会逐渐减弱，且有一定限度。即使增加外压，并不能使废物容重无限增大（这是由于压实后垃圾会产生反弹力，类似于并不能使废物容重无限增大（这是由于压实后垃圾会产生反弹力，类似于分子距离太近会使斥力大大增加的道理）分子距离太近会使斥力大大增加的道理）。 v实践证明，未经破碎的原状城市垃圾，实践证明，未经破碎的原

10、状城市垃圾，压实容重极限值压实容重极限值约为约为1.1 t/m1.1 t/m3 3。比较经济的方法是先破碎再压实，可提。比较经济的方法是先破碎再压实，可提高压实效率，即用较小的压力取得相同的增加容重效果。高压实效率，即用较小的压力取得相同的增加容重效果。固体废物经压实处理，增加容重，减少体积后，可以提固体废物经压实处理，增加容重，减少体积后，可以提高收集容器与运输工具的装载效率，在填埋处置时可提高收集容器与运输工具的装载效率，在填埋处置时可提高场地的利用率。高场地的利用率。2 2、压实程度的量度、压实程度的量度为判断压实效果，比较压实技术与压实设备的为判断压实效果，比较压实技术与压实设备的效率

11、，常用空隙比与空隙率、湿密度与干密度、体效率，常用空隙比与空隙率、湿密度与干密度、体积减少百分比、压缩比与压缩倍数等指标来表示固积减少百分比、压缩比与压缩倍数等指标来表示固体废物的压实程度。体废物的压实程度。 （1 1）空隙比与空隙率）空隙比与空隙率 a.a.空隙比空隙比固体废物可设想为各种固体物体颗粒及颗粒之间充满气体空隙共同构成固体废物可设想为各种固体物体颗粒及颗粒之间充满气体空隙共同构成的集合体。由于固体颗粒本身空隙较大，而且许多固体物料有吸收能力和的集合体。由于固体颗粒本身空隙较大，而且许多固体物料有吸收能力和表面吸附能力，因此，废物中水分主要都存在于固体颗粒中，而不存在空表面吸附能力

12、，因此，废物中水分主要都存在于固体颗粒中，而不存在空隙中，不占据体积。故固体废物的总体积（隙中，不占据体积。故固体废物的总体积（V Vm m）就等于包括水分在内的固）就等于包括水分在内的固体颗粒体积（体颗粒体积（V Vs s）与空隙体积（）与空隙体积（VvVv）之和。即：）之和。即： V Vm m= V= Vs s+ V+ Vv v (3-1) (3-1) 则废物的空隙比（则废物的空隙比（e e）可定义为：）可定义为： e= Ve= Vv v/ V/ Vs s (3-2) (3-2)b.b.空隙率空隙率用得更多的参数是空隙率用得更多的参数是空隙率(),(),可定义为可定义为: : =V=Vv

13、v/V/Vm m (3-3) (3-3)空隙比或空隙率越低，则表明压实程度越高，相应的容空隙比或空隙率越低，则表明压实程度越高，相应的容重越大。顺便指出空隙率大小对堆肥化工艺供氧、透气性重越大。顺便指出空隙率大小对堆肥化工艺供氧、透气性及焚烧过程物料与空气接触效率也是重要的评价参数。及焚烧过程物料与空气接触效率也是重要的评价参数。 （2 2）湿密度与干密度）湿密度与干密度如果忽略空隙中的气体质量，固体废物的总质量如果忽略空隙中的气体质量，固体废物的总质量(Wm)(Wm)就等于固体物质就等于固体物质质量质量(Ws)(Ws)与水份质量与水份质量(Ww)(Ww)之和，即之和，即: : W Wm m=

14、 W= Ws s +W +Ww w 固体废物的湿密度：固体废物的湿密度： w w= W= Wm m/ V/ Vm m 干密度：干密度： d d= W= Ws s / V / Vm m实际上，废物收运，及处理过程中测定的物料质量常都包括水分，故实际上，废物收运，及处理过程中测定的物料质量常都包括水分，故一般容重均是湿密度。压实前后固体废物密度值及其变化率不大，是度量一般容重均是湿密度。压实前后固体废物密度值及其变化率不大，是度量压实效果的重要参数，也容易测定，故比较实用。压实效果的重要参数，也容易测定，故比较实用。（3 3）体积减少百分比）体积减少百分比体积减少百分比（体积减少百分比（R R）用

15、下式表示：）用下式表示：R=R=（V Vi iV Vf f）/V/Vi i 100% (3-4)100% (3-4)式中，式中，R R为体积减少百分比，为体积减少百分比，% %；V Vi i为压实前废物的体积，为压实前废物的体积，m m3 3；V Vf f为压实前废物的体积，为压实前废物的体积，m m3 3。 （4 4）压缩比与压缩倍数）压缩比与压缩倍数 a a、压缩比、压缩比 压缩比（压缩比（r r）可定义为：）可定义为： r= Vr= Vf f/ V/ Vi i（r1r1） (3-5)(3-5) 显然，显然，r r越小，说明压实效果越好。越小，说明压实效果越好。 b b、压缩倍数、压缩倍数

16、 压缩倍数（压缩倍数（n n）可定义为：）可定义为： n= Vn= Vi i/ V/ Vf f （n1n1） (3-6)(3-6)n n 与与 r r互为倒数，显然互为倒数，显然n n越大，证明压实效果越好，工程上习惯用越大，证明压实效果越好，工程上习惯用n n更普更普遍。体积减少百分比遍。体积减少百分比R R与压实倍数（与压实倍数（n n）可互相推算。如图）可互相推算。如图3-13-1所示。所示。由图看出，体积减少百分比在由图看出，体积减少百分比在80%80%以下变化时，压实倍数在以下变化时，压实倍数在1-51-5之间，变之间，变化幅度较少；当化幅度较少；当R R值越过值越过80%80%以上

17、时，以上时，n n值急剧上升，几乎成直线变化。例，值急剧上升，几乎成直线变化。例，当当R=90%R=90%时，可推出时，可推出n= Vn= Vi i/ V/ Vf f= 10= 10；R= 95%R= 95%时，时，n= Vn= Vi i/ V/ Vf f = 20= 20。图图2-7-12-7-1压缩比与体积减少关系曲线压缩比与体积减少关系曲线影响垃圾压实作业的主要参数影响垃圾压实作业的主要参数v垃圾的组分情况垃圾的组分情况v含水率含水率v垃圾层厚度垃圾层厚度v机械滚压次数机械滚压次数v碾压速度碾压速度3.1.2 3.1.2 压实设备类型压实设备类型根据操作情况分，用于固体废物的压实设备可分

18、为固定式和移根据操作情况分，用于固体废物的压实设备可分为固定式和移动式两大类。凡用人工或机械方法（液压方式为主）把废动式两大类。凡用人工或机械方法（液压方式为主）把废物送到压实机械里进行压实的设备称为固定式。各种家用物送到压实机械里进行压实的设备称为固定式。各种家用小型压实器、废物收集车上配备压实器及中转站配置的专小型压实器、废物收集车上配备压实器及中转站配置的专用压实机等均属固定式压实设备。而移动式是指在填埋现用压实机等均属固定式压实设备。而移动式是指在填埋现场使用的轮胎式或履带式压实机、钢轮式布料压实机以及场使用的轮胎式或履带式压实机、钢轮式布料压实机以及其他专门设计的压实机具。其他专门设

19、计的压实机具。u1.1.固定式压实设备固定式压实设备 （1 1）结构型式）结构型式 压实器通常由一个容器单元和一个压实单元组成。容器单元通过料箱压实器通常由一个容器单元和一个压实单元组成。容器单元通过料箱或料斗（视单位装料量大小而定）接受固体废物物料，并把它们供入压实单或料斗（视单位装料量大小而定）接受固体废物物料，并把它们供入压实单元，压实单元通常装有用液压（亦可用气压）控制操作的挤压头，利用一定元，压实单元通常装有用液压（亦可用气压）控制操作的挤压头，利用一定的挤压力把固体废物压成致密的形式。目前使用的压实器，有的是为处理金的挤压力把固体废物压成致密的形式。目前使用的压实器，有的是为处理金

20、属类废物设计的，有的是为处理城市普通垃圾设计的，有的适合于塑料类物属类废物设计的，有的是为处理城市普通垃圾设计的，有的适合于塑料类物质的处理。城市垃圾收集车或中转站通常采用上述固定式挤压操作，可以水质的处理。城市垃圾收集车或中转站通常采用上述固定式挤压操作，可以水平，亦可以垂直进行，常用的是平，亦可以垂直进行，常用的是带水平压头的卧式压实器（图带水平压头的卧式压实器（图3-23-2）。）。图图3-23-2水平式压实结构水平式压实结构 （2 2）基本参数）基本参数 固定式压实器的基本参数包括：固定式压实器的基本参数包括： a. a. 装料截面尺寸装料截面尺寸 b. b. 循环时间循环时间 c.

21、c. 压面上的压力压面上的压力 d. d. 压面的行程长度压面的行程长度 e. e. 体积排率体积排率v2.2.移动式压实设备移动式压实设备移动式压实器是指在填埋现场使用的轮胎式或履带式压实移动式压实器是指在填埋现场使用的轮胎式或履带式压实机、钢轮式压实机以及其他专门设计的压实机具。按压机、钢轮式压实机以及其他专门设计的压实机具。按压实过程工作原理，移动式压实器可分为碾（接）压、夯实过程工作原理，移动式压实器可分为碾（接）压、夯实、振动三种，相应有碾实、振动三种，相应有碾( (治治) )压压实机、夯实压实机、压压实机、夯实压实机、振动压实机三大类。固体废物压实处理主要采用碾振动压实机三大类。固

22、体废物压实处理主要采用碾( (滚滚) )压方式。图压方式。图3-33-3所示为填理场常用压实机。所示为填理场常用压实机。图图3-33-3填埋场常用的压实机填埋场常用的压实机问题问题v1 1、如要将生活垃圾进行焚烧或最肥处理，是、如要将生活垃圾进行焚烧或最肥处理，是否需要压实预处理，为什么？否需要压实预处理，为什么？3.2 3.2 固体废物的破碎固体废物的破碎3.2.1 3.2.1 破碎的基本概念破碎的基本概念 1 1、破碎的定义、破碎的定义通过人为或机械等外力的作用，破坏物体内部的凝聚力通过人为或机械等外力的作用，破坏物体内部的凝聚力和分子间作用力，使物体破裂变碎的操作过程统称为破碎。和分子间

23、作用力，使物体破裂变碎的操作过程统称为破碎。 2 2、破碎的目的、破碎的目的 使运输、焚烧、热解、熔化、压缩等操作能够或容易进行，使运输、焚烧、热解、熔化、压缩等操作能够或容易进行，更经济有效。更经济有效。 为分选和进一步加工提供合适的粒度，有利于综合利用。为分选和进一步加工提供合适的粒度，有利于综合利用。 增大比表面积，提高焚烧、热解、堆肥处理的效率。增大比表面积，提高焚烧、热解、堆肥处理的效率。 破碎使固体废物体积减小，便于运输、压缩和高密度填埋，破碎使固体废物体积减小，便于运输、压缩和高密度填埋，加速土地还原利用。加速土地还原利用。3 3、破碎流程、破碎流程图图3-4 3-4 破碎的基本

24、工艺流程破碎的基本工艺流程4 4、破碎的方法、破碎的方法（1 1）冲击破碎（重力破碎、动破碎）冲击破碎（重力破碎、动破碎）（2 2）剪切破碎）剪切破碎（3 3）挤压破碎）挤压破碎（4 4）摩擦破碎）摩擦破碎（5 5）低温破碎（塑料、橡胶等）低温破碎（塑料、橡胶等）（6 6）湿式破碎（纸类、纤维）湿式破碎（纸类、纤维）图图3-4 3-4 机械破碎方法机械破碎方法5 5、破碎比、破碎比在破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比。破碎比表在破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比。破碎比表示废物粒度在破碎过程中减少的倍数。示废物粒度在破碎过程中减少的倍数。 a a、最大粒度法

25、、最大粒度法 i=Di=Dmaxmax/ d/ dmaxmax (3-7) (3-7) D Dmaxmax 为破碎前的最大粒度；为破碎前的最大粒度； d dmaxmax 为破碎后的最大粒度。为破碎后的最大粒度。 b b、平均粒度法、平均粒度法 i=Di=Daveave/ d/ daveave (3-8) (3-8) D Daveave为破碎前的平均粒度；为破碎前的平均粒度； d daveave为破碎后的平均粒度。为破碎后的平均粒度。3.2.2 3.2.2 破碎机破碎机1 1、辊式破碎机、辊式破碎机辊式破碎机是利用冲击剪切和挤压作用进行破碎的，用两辊式破碎机是利用冲击剪切和挤压作用进行破碎的，用

26、两个相对旋转的辊子抓取并强制送入要破碎的废物。该种破碎个相对旋转的辊子抓取并强制送入要破碎的废物。该种破碎机主要用于破碎脆性材料，而对延性材料只能起到压平作用。机主要用于破碎脆性材料，而对延性材料只能起到压平作用。在资源回收和废物处理领域，既可用于对废物的破碎，也可在资源回收和废物处理领域，既可用于对废物的破碎，也可用作对含有玻璃器皿、铝和铁皮罐的废物进行分选。其简单用作对含有玻璃器皿、铝和铁皮罐的废物进行分选。其简单结构如图结构如图3-53-5所示：所示：图图3-5 3-5 齿辊破碎机齿辊破碎机2 2、颚式破碎机、颚式破碎机 颚式破碎机是利用冲击和挤压作用进行破碎。颚式破碎颚式破碎机是利用冲

27、击和挤压作用进行破碎。颚式破碎机俗称老虎口。可分为简单摆动型、复杂摆动型、综合摆机俗称老虎口。可分为简单摆动型、复杂摆动型、综合摆动型三种（图动型三种（图3-63-6）。该机主要用于选矿、建材、化学工业）。该机主要用于选矿、建材、化学工业领域。领域。图图3-6 3-6 颚式破碎机的主要类型颚式破碎机的主要类型3 3、冲击式破碎机、冲击式破碎机冲击式破碎机可分为锤式破碎机和反击式破碎机。冲击式破碎机可分为锤式破碎机和反击式破碎机。锤式破碎机（图锤式破碎机（图3-73-7）利用冲击、摩擦和剪切作用进行破碎。）利用冲击、摩擦和剪切作用进行破碎。适用于破碎质地较硬的物料，还可破碎含水分和油质的有机适用

28、于破碎质地较硬的物料，还可破碎含水分和油质的有机物等。物等。反击式破碎机是一种新型、高效破碎设备（图反击式破碎机是一种新型、高效破碎设备（图3-83-8），适用），适用于破碎中硬、软、脆、纤维性物料。于破碎中硬、软、脆、纤维性物料。图图3-7 3-7 锤式破碎机结构锤式破碎机结构图图3-8 3-8 反击式破碎机结构反击式破碎机结构4 4、剪切式破碎机、剪切式破碎机剪切式破碎机是通过剪切式破碎机是通过固定刀和可动刀之间固定刀和可动刀之间的啮合作用将物料的啮合作用将物料切开或割裂而完成破碎过程（图切开或割裂而完成破碎过程（图3-93-9），特别适合破碎低二氧），特别适合破碎低二氧化硅含量的松散物料

29、化硅含量的松散物料 。图图3-9 3-9 冯冯罗尔（罗尔（Von RollVon Roll）型往复剪切式破碎机结构）型往复剪切式破碎机结构5 5、球磨机、球磨机 球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备，是工业生产中球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备，是工业生产中广泛使用的高细磨机械之一。广泛使用的高细磨机械之一。 其种类有很多，如手球磨机，卧式球磨机，球磨机轴瓦，节能球磨机，其种类有很多，如手球磨机，卧式球磨机，球磨机轴瓦，节能球磨机，溢流型球磨机，陶瓷球磨机，格子球磨机等。溢流型球磨机，陶瓷球磨机，格子球磨机等。 球磨机适用于粉磨各种矿石及其它物料，被广泛用于选矿，建材及化球

30、磨机适用于粉磨各种矿石及其它物料，被广泛用于选矿，建材及化工等行业，可分为干式和湿式两种磨矿方式。根据排矿方式不同，可分格工等行业，可分为干式和湿式两种磨矿方式。根据排矿方式不同，可分格子型和溢流型两种。子型和溢流型两种。 砂磨后的物料粒径可以达到几个砂磨后的物料粒径可以达到几个m，极限约，极限约1 m。 图图3-10 3-10 球磨机的示意图球磨机的示意图图图3-11 3-11 磨介的运动状态磨介的运动状态球磨机应用实例球磨机应用实例炉渣制备水泥炉渣制备水泥 城市生活垃圾焚烧炉渣城市生活垃圾焚烧炉渣( (简称炉渣简称炉渣) )，含有一定量的，含有一定量的CdCd、HgHg、PdPd、AsAs

31、、CrCr、SeSe、ZnZn等重金属，以及大量碱金属离子等重金属，以及大量碱金属离子K K、Na Na 及及 ClCl。若按现有方式作填埋。若按现有方式作填埋处理，其一侵占土地资源，其二重金属的溶出对地下水丰富的南方以及酸处理，其一侵占土地资源，其二重金属的溶出对地下水丰富的南方以及酸雨较严重的地区，会造成严重的二次污染。因此，炉渣的无害化处理与综雨较严重的地区，会造成严重的二次污染。因此，炉渣的无害化处理与综合利用是目前探讨的新课题。现阶段可考虑在生产砌筑水泥方面对炉渣进合利用是目前探讨的新课题。现阶段可考虑在生产砌筑水泥方面对炉渣进行资源化利用。行资源化利用。炉渣制备水泥时需先拣去其中大

32、块物件、较大块玻璃及铁钉，混合均匀，炉渣制备水泥时需先拣去其中大块物件、较大块玻璃及铁钉，混合均匀，烘干，后置于球磨机内粉磨，对粉磨细度需严格控制，再经煅烧后，即可烘干，后置于球磨机内粉磨，对粉磨细度需严格控制，再经煅烧后，即可作为水泥掺和料用于水泥制备。作为水泥掺和料用于水泥制备。6 6、低温破碎、低温破碎图图3-12 3-12 低温破碎的流程低温破碎的流程塑料的低温破碎塑料的低温破碎有关塑料的低温破碎的研究成果，可以归纳如下：有关塑料的低温破碎的研究成果，可以归纳如下：（1 1）塑料脆化点（塑料脆化点（）：例如，聚氯乙烯）：例如，聚氯乙烯-5-5-20-20；聚乙烯为；聚乙烯为-95-95

33、-135-135；聚丙烯为聚丙烯为0 020;20;（2 2）冷冻装置：冷冻槽绝热壁厚冷冻装置：冷冻槽绝热壁厚300mm300mm，从顶部喷射液氮雾，塑料置于槽，从顶部喷射液氮雾，塑料置于槽内运输皮带上向前移动内运输皮带上向前移动4m4m，从喷射雾开始后，从喷射雾开始后4min4min，槽内温度将为，槽内温度将为-75-75；62min62min后降达后降达-167-167，温度分布大体上均匀。，温度分布大体上均匀。（3 3）破碎温度：采用只具有拉伸、弯曲、压缩作用力的破碎机时，所需动破碎温度：采用只具有拉伸、弯曲、压缩作用力的破碎机时，所需动力大于常温破碎。如用带冲击力的破碎机时，情况正好相

34、反。因此，若力大于常温破碎。如用带冲击力的破碎机时，情况正好相反。因此，若以冲击破碎为主，配合张力和剪切力破碎机最适合于低温破碎。以冲击破碎为主，配合张力和剪切力破碎机最适合于低温破碎。 用低温破碎法从有色金属混合物等废物中回收铜、锌、铝。美国某研用低温破碎法从有色金属混合物等废物中回收铜、锌、铝。美国某研究机构对有色金属混合物、废轮胎、包覆电线电缆等废物进行低温选择破究机构对有色金属混合物、废轮胎、包覆电线电缆等废物进行低温选择破碎碎（7272，1min1min），），从从2.5cm2.5cm以上以上产物中可回收产物中可回收97%97%的铜，的铜，100100的铝的铝（不含锌不含锌），从），

35、从2.5cm2.5cm以下以下产物中可回收产物中可回收2.82.8的铜，的铜，100%100%的锌（不含的锌（不含铝），说明能进行选择性破碎。铝），说明能进行选择性破碎。 如果采用常温破碎，则锌因为有延展性破碎，如果采用常温破碎，则锌因为有延展性破碎，25mm25mm以上产物中锌残留以上产物中锌残留率达到率达到82.782.7，说明低温破碎能进行选择性破碎。说明低温破碎能进行选择性破碎。课堂练习课堂练习v1、为什么要对固体废物进行破碎处理？怎样根据固体废、为什么要对固体废物进行破碎处理？怎样根据固体废物的性质选择破碎方法？选择破碎机时应综合考虑那些方面物的性质选择破碎方法？选择破碎机时应综合考

36、虑那些方面？为什么？为什么？v2、什么是低温破碎？其优点和主要应用是什么？（答案、什么是低温破碎？其优点和主要应用是什么？（答案见下页）见下页）v习题习题1答案：答案：v目的：目的：v将固体废物转变成适合于进一步加工或者能经济地再处理的形状与大小将固体废物转变成适合于进一步加工或者能经济地再处理的形状与大小。v选择方法：选择方法：v选择破碎方法时，需要根据固体废物的机械强度，特别是废物的硬度来选择破碎方法时，需要根据固体废物的机械强度，特别是废物的硬度来加以确定。一般说来，对于脆硬性废物如废矿石等，应该采用挤压、劈加以确定。一般说来，对于脆硬性废物如废矿石等，应该采用挤压、劈裂、弯曲、冲击和磨

37、碎等方法；对于柔硬性废物，如废钢铁、废塑料等裂、弯曲、冲击和磨碎等方法；对于柔硬性废物，如废钢铁、废塑料等，多用剪切和冲击破碎；对于含有大量废纸的生活垃圾，湿式和半湿式，多用剪切和冲击破碎；对于含有大量废纸的生活垃圾，湿式和半湿式破碎具有较好的效果；对于粗大的固体废物，一般先剪切或者压缩成型破碎具有较好的效果；对于粗大的固体废物，一般先剪切或者压缩成型后，再利用破碎机进行破碎。后，再利用破碎机进行破碎。v选择破碎机：选择破碎机：v选择破碎机时，应该满足以下基本要求。选择破碎机时，应该满足以下基本要求。v 设备的处理规模必须根据设计处理量和现有处理能力综合考虑，破碎设备的处理规模必须根据设计处理

38、量和现有处理能力综合考虑，破碎机的正常处理能力与物料的类型、进料尺寸大小、密度，以及出料尺寸要机的正常处理能力与物料的类型、进料尺寸大小、密度，以及出料尺寸要求等相关。求等相关。v 应根据被破碎物料的性质和尺寸大小选择破碎机的机型和种类。应根据被破碎物料的性质和尺寸大小选择破碎机的机型和种类。v 使用破碎机械的同时应该设置环境保护措施。对于常温干式破碎机，使用破碎机械的同时应该设置环境保护措施。对于常温干式破碎机，应该使用除尘装置来防止粉尘污染大气；采取充分的措施消除振动；采取应该使用除尘装置来防止粉尘污染大气；采取充分的措施消除振动；采取适当的隔音装置来减少噪声。适当的隔音装置来减少噪声。v

39、 对破碎机械以及工艺过程应该采取保护措施。当被破碎物料中含有易对破碎机械以及工艺过程应该采取保护措施。当被破碎物料中含有易燃易爆物时，应该采取适当的安全措施，如装设喷水龙头等加以防护。燃易爆物时，应该采取适当的安全措施，如装设喷水龙头等加以防护。v习题习题2 2答案答案v低温破碎：低温破碎：v利用常温下难以破碎的固体废物在低温时变脆的性能对其进行破碎的方利用常温下难以破碎的固体废物在低温时变脆的性能对其进行破碎的方法。同时，还可以根据不同物质的脆化温度的差异进行选择性的破碎。法。同时，还可以根据不同物质的脆化温度的差异进行选择性的破碎。v优点：优点：v 对于含有复合材质的物料，可以进行有效的破

40、碎分离；对于含有复合材质的物料，可以进行有效的破碎分离；v 同一种材料在破碎后粒度均匀，尺寸大体一致，形状好，便于分离；同一种材料在破碎后粒度均匀，尺寸大体一致，形状好，便于分离；v 动力消耗较低，噪声水平和振动水平也有所降低；动力消耗较低，噪声水平和振动水平也有所降低；v 对于极难破碎并且塑性极高的氟塑料废物，采用液氮低温破碎，可以对于极难破碎并且塑性极高的氟塑料废物，采用液氮低温破碎，可以获得碎块和粉末；破碎成品的形状适合于进一步的处理。获得碎块和粉末；破碎成品的形状适合于进一步的处理。v应用：应用：v目前，由于破碎成本和技术的限制，低温破碎的应用并不普及，主要有目前，由于破碎成本和技术的

41、限制，低温破碎的应用并不普及，主要有几个方面：几个方面：v 从有色金属混合物、废轮胎、包覆电线中回收铜、铝、锌等金属；从有色金属混合物、废轮胎、包覆电线中回收铜、铝、锌等金属；v 塑料的低温破碎；塑料的低温破碎；v 橡胶轮胎的破碎。橡胶轮胎的破碎。分选是将固体废物中可回收利用或不利于后续处理、处置工分选是将固体废物中可回收利用或不利于后续处理、处置工艺要求的物料用人工或机械方法分门别类地分离出来，并加以艺要求的物料用人工或机械方法分门别类地分离出来，并加以综合利用的过程。综合利用的过程。分选方法包括人工拣选和机械分选。机械分选又分为筛分、分选方法包括人工拣选和机械分选。机械分选又分为筛分、重力

42、分选、磁力分选、电力分等。重力分选、磁力分选、电力分等。3.3 3.3 固体废物的分选固体废物的分选v粒度差异粒度差异筛选筛选（筛分）（筛分）v密度差异密度差异重力分选重力分选v磁性差异磁性差异磁力分选磁力分选v导电性差异导电性差异电力分选电力分选（静电分选）（静电分选）v表面润湿性（物理化学性质）差异表面润湿性（物理化学性质）差异浮选浮选v光电性差异光电性差异光电分选光电分选v摩擦性差异摩擦性差异摩擦分选摩擦分选v弹性差异弹性差异弹跳分选弹跳分选v分选效果的评价指标分选效果的评价指标v评价分选效果的好坏评价分选效果的好坏的的常用指标有：常用指标有：回收率、纯度、综回收率、纯度、综合效率。合效

43、率。v所谓回收率所谓回收率是是指单位时间某一排料口中排出的某一组分指单位时间某一排料口中排出的某一组分的量与进入分选机的此组分量之比的量与进入分选机的此组分量之比。对于最简单的二级分。对于最简单的二级分选设备，如果以选设备，如果以x x、y y代表两种物料，代表两种物料，x x在两个排出口被分为在两个排出口被分为x x1 1、x x2 2（质量）（质量），y y在两个排出口被分为在两个排出口被分为y y1 1、y y2 2 （质量）（质量）， ，则在第一排出口，则在第一排出口x x和和y y回收率为回收率为: :1112100%xxRxx1112100%yyRyyv式中，式中，RxRx1 1、

44、 RyRy1 1分别为分别为第一排出口物料第一排出口物料x x、y y的回收率，的回收率，% %；v但用回用率的概念不能完全说明分选效果，还应考虑某一组但用回用率的概念不能完全说明分选效果，还应考虑某一组分物料在同一排出口排出物所占的分数，分物料在同一排出口排出物所占的分数，即纯度即纯度。则在第一排。则在第一排放口放口x x及及y y的纯度为：的纯度为：v式中，式中，Px1、 Py1为为在第一排出口物料在第一排出口物料x、y的纯度，的纯度，%.1111100%xxPxy1111100%yyPxyv回收率回收率又因分选方法的不同而又有不同的含义。如对筛分又因分选方法的不同而又有不同的含义。如对筛

45、分来说，回收率又成为筛分效率。理想的分选设备既要有高的来说，回收率又成为筛分效率。理想的分选设备既要有高的回收率，也需要有高的纯度，在计算时，一般采用回收率，也需要有高的纯度，在计算时，一般采用综合效率综合效率E E来表示：来表示：11220000( , )100%100%xyxyE x yxyxy 3.3.1 3.3.1 筛分筛分1 1、定义、定义筛分是利用筛子使物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面，而大筛分是利用筛子使物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面，而大于筛孔的粗粒物料滞留在筛面上，从而完成粗细物料分离的于筛孔的粗粒物料滞留在筛面上，从而完成粗细物料分离的过程。过程。该分离过程可以看作是物料

46、分层和细粒透筛两个阶段组成。物该分离过程可以看作是物料分层和细粒透筛两个阶段组成。物料分层是完成分离的条件，细粒透筛是分离的目的。料分层是完成分离的条件，细粒透筛是分离的目的。v2、目、目v计量单位目粒度是指原料颗粒的尺寸计量单位目粒度是指原料颗粒的尺寸,一般以颗粒的最大长度来表示。网一般以颗粒的最大长度来表示。网目是表示标准筛的筛孔尺寸的大小。在泰勒标准筛中，所谓网目就是目是表示标准筛的筛孔尺寸的大小。在泰勒标准筛中，所谓网目就是2.54厘米厘米(1英寸英寸)长度中的筛孔数目长度中的筛孔数目,并简称为目。并简称为目。泰勒标准筛制：泰勒筛制的分度是以泰勒标准筛制：泰勒筛制的分度是以200目筛孔

47、尺寸目筛孔尺寸0.074mm为基准，为基准，乘或除以主模数方根（乘或除以主模数方根（1.141）的）的n次方（次方（n1，2，3），就得到较），就得到较 200粗或细的筛孔尺寸，如果粗或细的筛孔尺寸，如果 数数2的四次方根（的四次方根（1.1892）的）的n次方去乘或次方去乘或除除0.074mm，就可以得到分度更细的一系列，就可以得到分度更细的一系列 的筛孔尺寸。的筛孔尺寸。vv目数越大，表示颗粒越细。类似于金相组织的放大倍数。目数越大，表示颗粒越细。类似于金相组织的放大倍数。目数前加正负号则表示能否漏过该目数的网孔。负数表示能漏过该目数目数前加正负号则表示能否漏过该目数的网孔。负数表示能漏过

48、该目数的网孔，即颗粒尺寸小于网孔尺寸；而正数表示不能漏过该目数的网孔的网孔，即颗粒尺寸小于网孔尺寸；而正数表示不能漏过该目数的网孔，即颗粒尺寸大于网孔尺寸。例如，颗粒为，即颗粒尺寸大于网孔尺寸。例如，颗粒为-100目目+200目，即表示这目，即表示这些颗粒能从些颗粒能从100目的网孔漏过而不能从目的网孔漏过而不能从200目的网孔漏过，在筛选这种目目的网孔漏过，在筛选这种目数的颗粒时，应将目数大（数的颗粒时，应将目数大（200）的放在目数小（）的放在目数小（100）的筛网下面，在）的筛网下面，在目数大（目数大（200）的筛网中留下的即为）的筛网中留下的即为-100200目的颗粒。目的颗粒。v米与

49、目数对照表米与目数对照表 1微米微米-12500目目 1.3微米微米-8000目目 2微米微米-6250目目 2.6微米微米-5000目目 5微米微米-2500目目 6.5微米微米-2000目目 10微米微米-1250目目 15微米微米-800目目 20微米微米-625目目 33微米微米-425目目 37微米微米-400目目 44微米微米-325目目 74微米微米-200目目 149微米微米-100目目 350微米微米-45目目 3 3、筛分效率、筛分效率 由于筛分过程较复杂，影响筛分质量的因素也多种多样，由于筛分过程较复杂，影响筛分质量的因素也多种多样，通常用筛分效率来表示筛分过程的优劣。通

50、常用筛分效率来表示筛分过程的优劣。 筛分效率是指筛分时实际得到的筛下物的质量与物料中所筛分效率是指筛分时实际得到的筛下物的质量与物料中所含粒度小于筛孔尺寸的物料的质量之比。含粒度小于筛孔尺寸的物料的质量之比。 筛分效率的简易表达式为：筛分效率的简易表达式为： E= QE= Q1 1 /(Q )100% (3-9) /(Q )100% (3-9) E E为筛分效率，为筛分效率，% % Q Q1 1筛下物质量；筛下物质量； Q Q为入筛原料重量；为入筛原料重量； 为原料中小于筛孔尺寸的颗粒重量的百分比，为原料中小于筛孔尺寸的颗粒重量的百分比，% %。 但是在实际筛分过程中要测定但是在实际筛分过程中

51、要测定Q Q1 1和和Q Q是比较困难的，因此必须换成便于计是比较困难的，因此必须换成便于计算的式子。设固体废物入筛质量算的式子。设固体废物入筛质量Q Q等于筛上产品质量等于筛上产品质量Q Q2 2和筛下产品质量和筛下产品质量Q Q1 1之和：之和： Q= QQ= Q1 1 + Q + Q2 2 (3-10) (3-10) 固体废物中小于筛孔尺寸的细粒质量等于筛上产品与筛下产品中小于筛固体废物中小于筛孔尺寸的细粒质量等于筛上产品与筛下产品中小于筛孔尺寸的细粒质量之和：孔尺寸的细粒质量之和： Q= 100QQ= 100Q1 1 + Q + Q2 2 (3-11) (3-11) 为筛为筛上产品中所

52、含有小于筛孔尺寸的细粒质量百分数，上产品中所含有小于筛孔尺寸的细粒质量百分数，% %。将将(3-11)(3-11)代入代入(3-10)(3-10)得到：得到： Q Q1 1 = =（-）Q/Q/（100-100-） (3-12)(3-12)将将(3-12)(3-12)代入代入(3-9)(3-9)得到：得到： E =100E =100（-）/（100-100-）% (3-13)% (3-13) 必须指出，筛分效率的计算公式必须指出，筛分效率的计算公式(3-13)(3-13)是在筛下产品是在筛下产品100%100%都是小于筛都是小于筛孔尺寸的前提下导出的。实际生产中由于筛网磨损而常有部分大于筛孔尺

53、孔尺寸的前提下导出的。实际生产中由于筛网磨损而常有部分大于筛孔尺寸的粗粒进入筛下产品，此时，筛下产品不是寸的粗粒进入筛下产品，此时，筛下产品不是100Q100Q1 1，而是，而是QQ，则此时筛，则此时筛分效率计算公式为：分效率计算公式为： E =E =（-）/（-）% (3-14) % (3-14) v4 4、影响筛分的因素、影响筛分的因素v主要有：主要有：（1 1）入筛物料的性质，包括物料的粒度状态、含水率）入筛物料的性质，包括物料的粒度状态、含水率(10%)(10%)和含泥量及和含泥量及颗粒形状；颗粒形状；（2 2）筛分设备的运动特征（固定）筛分设备的运动特征（固定 运动）；运动）；（3

54、3）筛面结构，包括筛网类型及筛网的有效面积，筛面倾角；）筛面结构，包括筛网类型及筛网的有效面积，筛面倾角；（4 4）筛分设备防堵挂、缠绕以及使物料沿筛面均匀分布的性能；）筛分设备防堵挂、缠绕以及使物料沿筛面均匀分布的性能；（5 5）筛分操作条件，包括连续均匀给料、及时清理与维修筛面等。）筛分操作条件，包括连续均匀给料、及时清理与维修筛面等。5 5、筛分设备、筛分设备（1 1）固定筛）固定筛筛面由许多平行的筛条组成，可以水平安装或倾斜安装。结构简单、筛面由许多平行的筛条组成，可以水平安装或倾斜安装。结构简单、不消耗动力、设备费用低、维修方便。分为格筛和棒条筛。不消耗动力、设备费用低、维修方便。分

55、为格筛和棒条筛。格筛一般安装在粗破碎机之前，以保证入料块度适宜。格筛一般安装在粗破碎机之前，以保证入料块度适宜。棒条筛主要用于粗碎和中碎之前，为保证废物料沿筛面下滑，安装角棒条筛主要用于粗碎和中碎之前，为保证废物料沿筛面下滑，安装角应大于废物对筛面的摩擦角，一般为应大于废物对筛面的摩擦角，一般为30-3530-350 0。棒条筛筛孔尺寸为筛下粒度。棒条筛筛孔尺寸为筛下粒度的的1.1-1.21.1-1.2倍，一般筛孔尺寸不小于倍，一般筛孔尺寸不小于50mm50mm。筛条宽度应大于固体废物中最。筛条宽度应大于固体废物中最大粒度的大粒度的2.52.5倍。倍。棒条式筛板棒条式筛板 （2 2）筒形筛）筒

56、形筛筒形筛是一个倾斜的圆通，置于若干滚子上，圆筒的侧壁上开有许多筛筒形筛是一个倾斜的圆通，置于若干滚子上，圆筒的侧壁上开有许多筛孔。圆筒以很慢的速度转动，因此不需要很大动力，其优点是不会堵塞。孔。圆筒以很慢的速度转动，因此不需要很大动力，其优点是不会堵塞。 筒形筛筛分时，固体废物在筛中不断滚翻，较小的物料颗粒最终进入筛筒形筛筛分时，固体废物在筛中不断滚翻，较小的物料颗粒最终进入筛孔筛出。物料在筛子中的运动状态有两种：孔筛出。物料在筛子中的运动状态有两种：（1 1）沉落状态）沉落状态 物料颗粒由于筛子的圆周运动被带起，然后滚落到向上物料颗粒由于筛子的圆周运动被带起，然后滚落到向上运动的颗粒上面；

57、运动的颗粒上面；（2 2）抛落状态）抛落状态 筛子运动速度足够时，颗粒飞入空中，然后沿抛物线轨筛子运动速度足够时，颗粒飞入空中，然后沿抛物线轨道落回筛底。道落回筛底。筒形筛筒形筛筒形筛筛中颗粒的运动状态筒形筛筛中颗粒的运动状态筒形筛分析图筒形筛分析图（3 3）振动筛）振动筛振动方向与筛面垂直或近似垂直，物料在筛面上发生离振动方向与筛面垂直或近似垂直，物料在筛面上发生离析现象，密度大而粒度小的颗粒钻过密度小而颗粒大的颗析现象，密度大而粒度小的颗粒钻过密度小而颗粒大的颗粒的空隙，进入下层到达筛面，大大有利于筛分的进行。粒的空隙，进入下层到达筛面，大大有利于筛分的进行。振动筛的倾角一般为振动筛的倾角

58、一般为8-408-40。图图3-13 3-13 惯性振动筛构造及工作原理图惯性振动筛构造及工作原理图激振力：离心激振力：离心惯性力惯性力CYA型圆振动筛型圆振动筛LZS系列冷矿振动筛系列冷矿振动筛SZR系列热矿振动筛系列热矿振动筛ZSG系列直线振动筛系列直线振动筛GZT系列高频振动筛系列高频振动筛煤煤粉振动筛粉振动筛各种各种振动筛振动筛ZSG系列直线振动筛系列直线振动筛ZSG系列直线振动筛是一种新型、高效的筛分设系列直线振动筛是一种新型、高效的筛分设备，主要用于冶金矿山、煤炭、建材、建材、电备，主要用于冶金矿山、煤炭、建材、建材、电力、化工等行业，尤以冶金行业用途最为广泛，力、化工等行业，尤以

59、冶金行业用途最为广泛，是高炉糟下、焦化厂、选矿场常用的筛分机械，是高炉糟下、焦化厂、选矿场常用的筛分机械，该机采用新型节能振动电机或激振器作振动源，该机采用新型节能振动电机或激振器作振动源，橡胶弹簧支撑并隔振，具有处理量大、筛分效率橡胶弹簧支撑并隔振，具有处理量大、筛分效率高、筛网更换方便、安装及维修简单等优点。高、筛网更换方便、安装及维修简单等优点。工作原理及结构特点：工作原理及结构特点：ZSG系列直线振动筛是利用振动电机或普通系列直线振动筛是利用振动电机或普通电机拖动激振器，使筛体沿激振力方向作周期性电机拖动激振器，使筛体沿激振力方向作周期性往复振动，物料在晒面上沿直线方向作抛物线运往复振

60、动，物料在晒面上沿直线方向作抛物线运动，从而达到筛分目的。动，从而达到筛分目的。ZSG系列直线振动筛由振动源、筛体、筛网系列直线振动筛由振动源、筛体、筛网、减振装置和底拖组成，筛机侧板采用优质钢板、减振装置和底拖组成，筛机侧板采用优质钢板制作而成，侧板与横梁、激振器底座采用高强度制作而成，侧板与横梁、激振器底座采用高强度螺栓或环槽铆钉连接，结构合理，坚固耐用。螺栓或环槽铆钉连接，结构合理，坚固耐用。 型号入筛粒度(mm)处理能力(t/h)配用振动电机电压(v)功率(kw)振频(Hz)双振幅(mm)有效筛面(m2)单支点动负荷(N)ZSGB-061515010-100YZO-10-63801.0