固体废物处理处置工程 第四章 固体废物分选

1、第第 四四 章章 固体废物分选固体废物分选第四章 固体废物分选第一节第一节 筛筛 分分第二节第二节 重力分选重力分选第三节第三节 磁力分选磁力分选第四节第四节 电力分选电力分选第五节第五节 浮浮 选选第六节第六节 其他分选工艺其他分选工艺第七节第七节 分选回收工艺系统分选回收工艺系统第一节第一节 筛筛 分分一、筛分基本理论一、筛分基本理论（一）、筛分原理（一）、筛分原理物料与筛面之间保持适当的相对运动物料与筛面之间保持适当的相对运动物料分层物料分层细粒透筛细粒透筛实现粗细物料的分离实现粗细物料的分离筛面筛面筛面筛面筛面筛面筛面筛面（一）、筛分原理（一）、筛分原理易筛粒易筛粒：难筛粒难筛粒：粒度

2、小于筛孔尺寸的颗粒：粒度小于筛孔尺寸的颗粒：粒度粒度小于小于筛孔尺寸筛孔尺寸3/4的颗粒的颗粒粒度粒度大于大于筛孔尺寸筛孔尺寸3/4的颗粒的颗粒（二）、筛分效率（二）、筛分效率筛分效率筛分效率实际得到的筛下产品重量实际得到的筛下产品重量入筛废物中小于筛孔尺寸的细粒物料重量入筛废物中小于筛孔尺寸的细粒物料重量E 筛分效率，筛分效率，Q 入筛固体废物重量入筛固体废物重量Q1筛下产品重量筛下产品重量a 入筛固体废物中小于筛孔的细粒含量，入筛固体废物中小于筛孔的细粒含量，式中：式中：1）入筛的固体废物重量：）入筛的固体废物重量：Q = Q1 + Q2 （4-2）2）固体废物中小于筛孔）固体废物中小于筛

3、孔 尺寸的细粒重量：尺寸的细粒重量：Q a= Q1 + Q2 （4-3）将将（4-2）代入式代入式（4-3）：1）（QQa：入筛废物中小于筛孔的细入筛废物中小于筛孔的细 粒含量，粒含量，：筛上产品中小于筛孔的筛上产品中小于筛孔的 细粒含量，细粒含量， ：筛下产品中小于筛孔的筛下产品中小于筛孔的 细粒含量，细粒含量，将将代入式：代入式：整理得：整理得：1）（QQ）（）（E100a：入筛废物中小于筛孔的细入筛废物中小于筛孔的细 粒含量，粒含量，：筛上产品中小于筛孔的筛上产品中小于筛孔的 细粒含量，细粒含量， ：筛下产品中小于筛孔的筛下产品中小于筛孔的 细粒含量，细粒含量，一、筛分基本理论一、筛分基

4、本理论（三）、影响筛分效率的因素（三）、影响筛分效率的因素1、固体废物的性质、固体废物的性质 固体废物粒度的影响固体废物粒度的影响 固体废物含水率和含泥量的影响固体废物含水率和含泥量的影响 固体废物颗粒形状的影响固体废物颗粒形状的影响（三）、影响筛分效率的因素（三）、影响筛分效率的因素2、筛分设备的性能、筛分设备的性能 筛面类型筛面类型 筛面的运动方式及运动强度筛面的运动方式及运动强度 筛面的长宽比筛面的长宽比: 筛面的倾角筛面的倾角:筛子类型筛子类型 固定筛固定筛 转筒筛转筒筛 摇动筛摇动筛 振动筛振动筛筛分效率（）筛分效率（） 5060 60 7080 90以上以上一般宽长比一般宽长比1:

5、2.53一般筛面倾角一般筛面倾角1525（三）、影响筛分效率的因素（三）、影响筛分效率的因素3、筛分操作条件、筛分操作条件均匀给料均匀给料筛面及时清理、维修筛面及时清理、维修第一节第一节 筛筛 分分二、筛分设备类型及应用二、筛分设备类型及应用（一）、固定筛（一）、固定筛1、格、格 筛筛2、棒条筛、棒条筛棒棒条条筛筛固定筛特点固定筛特点优点优点：结构简单，不需动力，适于粗筛：结构简单，不需动力，适于粗筛 作业。作业。缺点：缺点：筛分效率低，仅筛分效率低，仅6070， 容易被块状物堵塞，需经常清扫。容易被块状物堵塞，需经常清扫。（二）、滚筒筛（二）、滚筒筛（三）、振动筛（三）、振动筛惯性振动筛的特

6、点惯性振动筛的特点适于处理粒度适于处理粒度0.115mm的细粒物料，的细粒物料，还可筛分潮湿和黏性物料。还可筛分潮湿和黏性物料。缺点：缺点：电动机振动大，寿命受影响，振幅不能电动机振动大，寿命受影响，振幅不能太大，太大，不宜处理粗粒物料不宜处理粗粒物料共振筛的特点共振筛的特点筛分效率高，生产能力大，耗电少，结构筛分效率高，生产能力大，耗电少，结构紧凑，适于中细物料筛分，最大给料粒度紧凑，适于中细物料筛分，最大给料粒度可达可达150mm。缺点：缺点：制造工艺复杂，机体重大，橡胶弹簧易老制造工艺复杂，机体重大，橡胶弹簧易老化化特点特点：广泛应用于选矿、煤炭等工业部门，：广泛应用于选矿、煤炭等工业部

7、门，适于物料的中细粒度筛分。适于物料的中细粒度筛分。 振动筛中以振动筛中以“自定中心振动筛自定中心振动筛”应用最多应用最多，主要用于有一定硬度和弹性的颗粒物分选，主要用于有一定硬度和弹性的颗粒物分选，如城市垃圾的一次分选和二次分选如城市垃圾的一次分选和二次分选振振 动动 筛筛第二节第二节 重重 力力 分分 选选概概 述述:重力分选重力分选简称简称重选重选，是根据固体废物，是根据固体废物中中不同物质颗粒间的密度差异不同物质颗粒间的密度差异，在运，在运动介质中受到重力、介质动力和机械动介质中受到重力、介质动力和机械力的作用，使颗粒群产生松散分层和力的作用，使颗粒群产生松散分层和迁移分离，从而得到不

8、同密度产品的迁移分离，从而得到不同密度产品的分选过程分选过程固体废物的重力分选：固体废物的重力分选：重介质分选重介质分选跳汰分选跳汰分选风力分选风力分选摇床分选摇床分选一、重介质分选一、重介质分选（一）、基（一）、基 本本 原原 理理重介质重介质：通常将密度大于水的介质称为重介质：通常将密度大于水的介质称为重介质重介质分选重介质分选：在重介质中使固体废物群中的颗：在重介质中使固体废物群中的颗 粒按密度分开的方法粒按密度分开的方法固体废物中轻物料密度固体废物中轻物料密度重介质的密度重介质的密度固体废物中重物料密度固体废物中重物料密度重介质分选重介质分选（二）、对重介质性能的要求（二）、对重介质性

9、能的要求重介质重介质是由是由高密度的固体微粒高密度的固体微粒和和水水构成的构成的固液固液两相分散体系两相分散体系，它是，它是密度高于水的非均匀介质。密度高于水的非均匀介质。其中，其中，高密度固体微粒高密度固体微粒起着加大介质密度的作起着加大介质密度的作用，固称为用，固称为加重质加重质（二）、对重介质性能的要求（二）、对重介质性能的要求1、加重质的选择、加重质的选择加重质应具有加重质应具有足够高的密度足够高的密度，在使用过程中，在使用过程中不不易泥化和氧化易泥化和氧化，来源丰富来源丰富，价廉易得价廉易得，便于制便于制备与再生备与再生一般要求加重质的一般要求加重质的粒度小于粒度小于200目目，占占

10、6090，能够能够均匀分散在水中均匀分散在水中重介质分选重介质分选（二）、对重介质性能的要求（二）、对重介质性能的要求2、对重介质性能的要求、对重介质性能的要求重介质应具有重介质应具有密度高密度高，粘度低粘度低，化学稳定性化学稳定性好好，无毒无毒，无腐蚀性无腐蚀性，易回收再生易回收再生等特性等特性重介质分选重介质分选（三）、重介质分选设备（三）、重介质分选设备鼓形重介质分选机鼓形重介质分选机重介质分选重介质分选重介质分选工艺流程：重介质分选工艺流程：供料供料重介质重介质分离器分离器清洁后介质清洁后介质介质回流槽介质回流槽稀介质收集槽稀介质收集槽稀释介质稀释介质沉沉 浮浮水再循环水再循环浓缩器浓

11、缩器磁鼓磁鼓排放和排放和冲洗筛冲洗筛二、跳汰分选二、跳汰分选（一）、跳汰分选原理（一）、跳汰分选原理跳汰分选：跳汰分选： 是在是在垂直变速介质流垂直变速介质流中中按密度分按密度分选选固体的一种方法固体的一种方法筛下水筛下水颗粒在跳汰时的分层过程颗粒在跳汰时的分层过程（a）分层前颗粒混杂堆积）分层前颗粒混杂堆积 （b）上升水流将床层抬起）上升水流将床层抬起（c）颗粒在水流中沉降分层）颗粒在水流中沉降分层 （d）下降水流，床层紧密，）下降水流，床层紧密， 重颗粒进入底层重颗粒进入底层（二）、跳汰分选设备（二）、跳汰分选设备跳汰机中推动水流运动的形式跳汰机中推动水流运动的形式隔膜鼓动隔膜鼓动空气鼓动

12、空气鼓动隔膜跳汰机隔膜跳汰机无活塞跳汰机无活塞跳汰机三、风力分选三、风力分选（一）、风力分选原理（一）、风力分选原理风力分选：风力分选：简称简称风选风选，又称，又称气流分选气流分选。是以。是以空气为分选介空气为分选介质质，在气流作用下使固体废物颗粒按，在气流作用下使固体废物颗粒按密度和粒密度和粒度度进行分选的一种方法进行分选的一种方法FgFfFD固体颗粒在空气介质中受重力、浮力和固体颗粒在空气介质中受重力、浮力和空气介质的阻力三种力作用，其中：空气介质的阻力三种力作用，其中：颗粒所受重力：颗粒所受重力：VgFsg式中：式中： 为固体颗粒的密度为固体颗粒的密度 V 为固体颗粒的体积。假定颗粒为球

13、为固体颗粒的体积。假定颗粒为球 形，则形，则s36dV颗粒所受浮力：颗粒所受浮力：VgFf式中：式中： 为空气密度为空气密度 颗粒所受阻力：颗粒所受阻力：22vdFD式中：式中： 为阻力系数为阻力系数FgFfFD当重力、浮力和空气介质阻力三种力达到平当重力、浮力和空气介质阻力三种力达到平衡时，加速度为零，此时固体颗粒的沉降速衡时，加速度为零，此时固体颗粒的沉降速度称为度称为沉降末速度沉降末速度v0：DfgFFF+即：即：22dvVgVgs+22036)(dvgdsgdvs6)(0因：因：s所以：所以：gdvs60固体颗粒在空气中的沉降末速：固体颗粒在空气中的沉降末速：FgFfFD（一）、风力分

14、选原理（一）、风力分选原理3、颗粒的等降比：、颗粒的等降比：2、等降颗粒：、等降颗粒：由于颗粒的沉降末速与颗粒密度、粒度及形状有由于颗粒的沉降末速与颗粒密度、粒度及形状有关，因而在同一介质中，密度、粒度和形状不同关，因而在同一介质中，密度、粒度和形状不同的颗粒在特定的条件下，可以具有相同的沉降速的颗粒在特定的条件下，可以具有相同的沉降速度，这样的相应颗粒称为等降颗粒。度，这样的相应颗粒称为等降颗粒。等降颗粒中，密度小的颗粒粒度（等降颗粒中，密度小的颗粒粒度（dr1）与密度）与密度大的颗粒粒度（大的颗粒粒度（dr2）之比，称为等降比。）之比，称为等降比。210rrdde（一）、风力分选原理（一）

15、、风力分选原理如两颗粒等降，则：如两颗粒等降，则：4、自由沉降等降比的公式：、自由沉降等降比的公式：由颗粒在空气中的沉降末速公式得：由颗粒在空气中的沉降末速公式得：所以：所以：210rrddeFgFfFD（一）、风力分选原理（一）、风力分选原理5、颗粒在上升气流中的沉降：、颗粒在上升气流中的沉降：0v：颗粒对介质的相对速度：颗粒对介质的相对速度式中：式中：0v：颗粒的沉降速度：颗粒的沉降速度au：上升气流速度：上升气流速度颗粒群的干涉末速为：颗粒群的干涉末速为：nv）（1v0hs式中：式中：物料的容积浓度：物料的容积浓度n值大小与物料粒度、形状有关，多介于值大小与物料粒度、形状有关，多介于2.

16、334.65之间之间（一）、风力分选原理（一）、风力分选原理6、颗粒在水平气流中的分选：、颗粒在水平气流中的分选：6、颗粒在水平气流中的分选：、颗粒在水平气流中的分选：颗粒在水平气流中的运动方向：颗粒在水平气流中的运动方向：u（二）、风选设备及应用（二）、风选设备及应用（三）、风力分选工艺流程（三）、风力分选工艺流程（三）、风力分选工艺流（三）、风力分选工艺流程程分选结果表明：分选结果表明：1、自然干燥的城市垃圾含水率为、自然干燥的城市垃圾含水率为9.1%,最最佳分选结果是轻质组分中有机物的纯度为佳分选结果是轻质组分中有机物的纯度为96.7%，回收率，回收率95.6%；重质组分中无机；重质组分

17、中无机物纯度为物纯度为87.4%，回收率，回收率57.8%.2、含水率为、含水率为42的垃圾分选结果是：有的垃圾分选结果是：有机物纯度机物纯度97，无机物纯度，无机物纯度39.9五、摇床分选五、摇床分选摇床分选目前主要用于摇床分选目前主要用于从含硫铁矿较多的煤矸从含硫铁矿较多的煤矸石中回收硫铁矿石中回收硫铁矿摇床分选摇床分选第三节第三节 磁磁 力力 分分 选选一、磁一、磁 选选（一）、磁选原理（一）、磁选原理磁选磁选是利用固体废物中各种物质的是利用固体废物中各种物质的磁性磁性差异差异在在不均匀磁场不均匀磁场中进行分选的一种处中进行分选的一种处理方法理方法磁选原理磁选原理1）、磁选过程：）、磁选

18、过程：式中：式中：f磁磁磁性颗粒所受的磁力磁性颗粒所受的磁力f磁磁与磁力方向相反的机械力的合力与磁力方向相反的机械力的合力2）、颗粒在磁选机中的受力分析：）、颗粒在磁选机中的受力分析：磁选原理磁选原理磁性颗粒分离的必要条件：磁性颗粒分离的必要条件：ff磁机3）、磁选机的磁场）、磁选机的磁场（a a）均匀磁场）均匀磁场（b b）非均匀磁场）非均匀磁场磁选原理磁选原理磁磁 选选物体的体积磁化系数，物体的体积磁化系数，K0：表示表示单位体积物体单位体积物体在在单位磁场强度的外磁场单位磁场强度的外磁场中中磁化时所产生的磁化时所产生的磁矩磁矩，其数值大小表明了，其数值大小表明了磁化磁化的难易程度的难易程

19、度物体的比磁化系数，物体的比磁化系数，X0：物体的体积磁化系数与其密度的比值称为物体物体的体积磁化系数与其密度的比值称为物体的比磁化系数。的比磁化系数。X0K0/（三）、固体废物中各种物质磁性分类（三）、固体废物中各种物质磁性分类 强磁性物质强磁性物质比磁化系数比磁化系数 x0300010-6cm3/g 非磁性物质非磁性物质比磁化系数比磁化系数 x0=（5003000）10-6cm3/gX00：顺磁性：顺磁性磁磁 选选（四）、磁选设备及应用（四）、磁选设备及应用1、磁力滚筒、磁力滚筒2、悬吊磁铁器、悬吊磁铁器一般式除铁器一般式除铁器2、悬吊磁铁器、悬吊磁铁器带式除铁器带式除铁器磁选的作用：磁选

20、的作用：回收利用黑色金属回收利用黑色金属保护后续设备免遭损坏保护后续设备免遭损坏提供净化无铁非磁性物料提供净化无铁非磁性物料减少焚烧处理和填埋处置的废物数量减少焚烧处理和填埋处置的废物数量磁磁 选选第四节第四节 电电 力力 分分 选选第四节第四节 电电 力力 分分 选选电力分选：电力分选：简称简称电选电选，是利用固体废物中各种组分，是利用固体废物中各种组分在在高压电场中高压电场中电性的差异电性的差异而实现分选的而实现分选的一种方法一种方法一、电选的基本原理：一、电选的基本原理：1 1、电选过程中颗粒的带电方式：、电选过程中颗粒的带电方式：（1 1）、直接传导带电）、直接传导带电（2 2）、电晕

21、带电）、电晕带电+ + + + +- - - - - -+ +- - - - - - -2 2、电选分离过程、电选分离过程（1 1）、静电分选机中的电选分离过程）、静电分选机中的电选分离过程带电辊筒带电辊筒（传导电极）（传导电极）导电性好的固体废物颗粒导电性好的固体废物颗粒导电性差的固体废物颗粒导电性差的固体废物颗粒静电分选机及应用静电分选机及应用2 2、电选分离过程、电选分离过程（2 2）、复合电场分选机中的电选分离过程）、复合电场分选机中的电选分离过程YD-4YD-4型高压电选机及应用型高压电选机及应用第第 五五 节节 浮浮 选选第第 五五 节节 浮浮 选选一、浮选原理一、浮选原理浮选是在

22、固体废物与水调制的浆料中，浮选是在固体废物与水调制的浆料中，加入浮选药剂，并通入空气形成无数细加入浮选药剂，并通入空气形成无数细小气泡，使欲选物质颗粒粘附在气泡上，小气泡，使欲选物质颗粒粘附在气泡上，随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层，然随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层，然后刮出回收；不浮颗粒仍留在料浆内，后刮出回收；不浮颗粒仍留在料浆内，通过适当处理后废弃。通过适当处理后废弃。二、浮选药剂二、浮选药剂（一）、捕收剂（一）、捕收剂（二）、起泡剂（二）、起泡剂（三）、调整剂（三）、调整剂（一）、捕（一）、捕 收收 剂剂二、浮选药剂二、浮选药剂捕收剂捕收剂能够选择性地粘附在欲选的物质颗粒表能够选择性地粘附在欲选的物质颗粒表面上，面上，使其疏水性增强使其疏水性增强，提高可浮性提高可浮性，使其更，使其更容易被气泡粘附并随气泡上浮容易被气泡粘附并随气泡上浮（一）、捕（一）、捕 收收 剂剂二、浮选药剂二、浮选药剂2、非极性油类捕收剂、非极性油类捕收剂1、异极性捕收剂、异极性捕收剂极性基极性基非极性基非极性基（二）、起（二）、起 泡泡 剂剂二、浮选药剂二、浮选药剂是一种是一种表面活性物质表面活性物质，主要作用在，主要作用在水水-气气界面界面上，使其界面张