固体废物处理与处置课程设计-日处理20t废覆铜板分选回收处理工艺设计

课程设计课程名称固体废物处理与处置题目名称日处理20t废覆铜板分选回收处理工艺设计目录前言························································11.1任务说明····················································11.1.1课程设计基础资料···········································11.1.2设计内容···················································11.1.3设计要求···················································1第二章任务设计·····················································22.1厂址选择·····················································22.2.1破碎·······················································32.2.2分选工艺物料恒算···········································32.2.3预处理·····················································42.2.4选择性破碎机···············································42.2.5筛分·······················································52.2.6磁选·······················································62.2.7垃圾储料仓·················································62.2.8吊车、抓斗的选择···········································62.2.9输送带·····················································72.3分选处理过程环保处理系统····································10第三章效益分析····················································113.1环境效益分析················································113.2社会效益分析················································11参考资料·······················································13附图第第页第一章前言1.1任务说明1.1.1课程设计基础资料线路板生产过程中的废覆铜板中含有相当数量的铜，从覆铜板中分离和回收铜具有显著的经济效益，并能有效节约和保护资源。考虑到回收工艺的经济性和环保要求，设计高效、稳定和环保的分选处理方案非常关键。从电子废物的成分和回收利用现状出发，考虑到废覆铜板成分较为简单，机械和物理分选具有明显的优势，工业应用上提倡采用多级破碎和物理分选相结合的回收利用方案。分选得到铜米和胶粉，分别进入相应的冶炼和加工成新的产品。通过对废覆铜板的初步分析，覆铜板中的Cu含量约为18%，其他为胶粉。分选系统生产能力为20t/d，日工作时间为20h。1.1.2设计内容（1）、分选各环节的物料平衡计算与特性分析（2）、废覆铜板破碎分选处理系统的总体设计（3）、废覆铜板的破碎和分选设备的计算和选型（4）、各类物料的输送设备的计算和选型（5）、分选处理过程环保处理系统（废水和废气处理）1.1.3设计要求根据规划和所给的其他原始资料，设计相应处理系统，具体内容包括：1、确定处理系统的工艺流程，选择处理构筑物并通过计算确定其尺寸（附必要的草图）；2、处理厂的工艺平面布置图，内容包括：标出处理厂的范围、全部处理构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性；3、处理厂工艺流程高程布置，表示各处理构筑物的高程关系、高度以及排放口的标高；4、按施工图标准画出主要处理设施的构筑物（一个即可）的平面、立面和剖面图；5、编写设计说明书。第二章任务设计2.1厂址选择一般情况下，为了输送方便和处理方便，垃圾分选处理系统和垃圾焚烧系统，垃圾堆肥系统建在一起。考虑到需要很大的占地面积的同时，还要考虑运输费用，综合以上因素，垃圾分选系统适合建在交通相对方便的郊区，人口密度小，避免设备运行的噪声影响周边居民的日常生活。2.2垃圾分选工艺设计计算废覆铜板破碎分选处理系统的总体设计电路板的资源化处理，就是将印刷电路板中的有用组分，根据各组分的性质，将它们分离提纯出来。根据分离原理的不同，把资源化技术分为化学处理，物理机械处理，热处理技术，生物处理技术等。本设计采用机械物理法。2.2.1破碎机械物理法处理废弃电路板的思路是采用破（粉）碎实现电路板各组分，特别是金属与非金属组分的有效分离，利用金属与非金属之间的物理性质差异（密度、导电性、形状、磁性、形状、粒度、颜色等），实现金属与非金属的分离。相关研究表明，电路板中金属（如铜箔）粉碎到0.6mm左右才能实现好的解离，因此通过粗碎是无法实现基板中的大部分金属与非金属解离。必须进一步地粉碎，才能进行后续的分选。常见的细碎设备有很多，目前主要有锤石粉碎机，剪切机，气流磨，分层加速器，BHS转子冲击破碎机。破碎方法（1）冲击式破碎机。（2）剪切式破碎机。（3）锟式破碎机。（4）颚式破碎机。该设计使用滚筒破碎机。2.2.2分选工艺物料恒算垃圾分选厂每小时的处理量为Q0=Q/T式中Q每天的垃圾处理量，Q=20t/d;T每天的工作时间，T=12h。Q0=20/12=1.67(t/h)2.2.3预处理清洁废覆铜板2.2.4选择破碎机先进行粗碎，粗碎可将废覆铜板破碎为200mm以下的颗粒，之后进行细碎。(1)选型根据垃圾破碎分选工艺要求选择国产滚筒破碎机，具体技术特征如表2-4.表2-4滚筒破碎机技术特征规格3400×6700生产能力/t/h170滚筒直径m3.4长度m6.7倾角°3.5转数r/min12筛孔尺寸/mm50提升板高度/mm300电动机型号BJQ2-72-4功率kw30转数r/min1460计算校核根据式，取经验值α=60°，β=10°横断面装料面积为物料跌落所需时间为T=t1+t2==0.773s则：T=1.67+0.773=2.44s当筛体倾斜安装时，实际物料轨迹为不规则的螺旋线，该螺旋线的螺距即物料跌落一次向前所走的距离，即=0.0772m物料沿滚筒轴向前的前进速度v为滚筒破碎机实际生产能力为则所选择的破碎机能满足生产要求。2.2.5筛分①.筛上物主要是du50mm的颗粒。②.筛下物为dmmu50的被破碎的颗粒。垃圾滚筒筛筛分处理量为1.67t/h滚筒筛主要参数确定如下：设计筛体长度5m，筛体直径1.6m，筛孔取10mm×10mm，安装倾角4°。筛分效率和生产率。根据“垃圾分选机-垃圾滚筒筛”行业标准（CJ/T5013.1-95),筛下物粒径12mm，筛分效率80%。选取筛分效率为90%。滚筒筛转速。通常为了获得较好的筛分效率，应使物料在筛体内做较大的翻动。滚筒筛临界转速nc为根据实验表明，垃圾滚筒筛回转速度一般取临界转速的30%～60%较为理想，则取滚筒筛转速为12r/min。(3)旋风分离器选择根据气体流量3.156m3/min和入口风速6.7m/s,选取型旋风分离器，其允许进口风速12m/s,处理量750m3/h。2.2.6磁选废覆铜板经过磁选滚筒理论上可以分选金属铜。已知生产能力Q0=1.67t/h废覆铜板，根据以上数据选择永磁筒式磁选机，其主要技术参数如表2-3所示。表2-3永磁筒式磁选机主要技术参数型号规格mm×mm槽体形式圆筒转速r/min处理能力t/h电动机型号功率KW重量kgCTB-612半逆流4010-20JTC-5612.2502.2.7垃圾储料仓仓体容积（m3)取V100(m3)仓体尺寸计算每个小仓的体积V0,m3;长度a,m;宽度b,m;深度c,m。则V0=abc取a=3m,b=9m,c=4m;V0=3×9×4=108（m3)>100（m3)通过计算结果可知可以满足要求。2.2.8吊车、抓斗的选择根据垃圾最大日处理量选择吊车、抓斗、其工艺参数如表2-2所示。项目参数设计依据数量1台垃圾最大日处理量吨位1吨抓斗容量跨度7m储料坑跨度运行周期143s吊车进行各种运动的速度实际运行时间50min/h供给能力10t/h抓斗抓斗量抓斗一次抓起量为：t即抓斗一次抓起量0.08t即可满足生产需求。选择一次抓起量为100kg的抓斗。2.2.9输送带在垃圾分选工艺中，带式输送机是主要的运输机械，它连接各个分选设备。因此，各分选设备段之间的输送带带宽、带长、带速及输送带的安装位置需根据具体情况分别估算。(1)输送带①带宽确定输送带主要输送从垃圾储坑经过初级篦子送入的及由输送带送至滚筒破碎机的垃圾，在这一段输送带上同时进行人工分选。故带速不宜选择过快，选取带速为0.3m/s。由于垃圾的密度较小和较松散，所以一般用槽式胶带输送带。胶带输送机的输送能力由下式计算。式中Q——输送能力，由物料衡算知Q近似取15.4t/h；Fb——物料在胶带的截面积，m2；——输送带运行速度，取0.3m/s；——物料的堆密度，对垃圾取0.45;——倾角系数。对有人工手选输送带应水平放置，故对于槽型输送带上物料堆积的断面积为：其中，胶带的槽角α选取TD72型为。则：15.4=3600×（0.2514-0.1531×B2）×0.3×0.45×1则B=1.194m，取带宽为1.2m②电动机功率计算在确定胶带输送机的电功率以前，首先要计算传动滚筒的轴功率。转动滚筒轴功率的计算公式为胶面传动滚筒=0.90，因此，电动机功率为:故选用Y100L-2型三相异步电动机，额定功率为3.0kW。输送带Ⅱ①带宽的确定输送带Ⅱ主要用于输送自滚筒破碎机筛上物（主要为废纸，塑料及部分有机物）送至风选设备。取带速为1.0m/s，输送倾角15°，倾角系数为0.885，由物料衡算此时输送量为3.8616t/h，则输送带带宽为：3.861636000.2514-0.1531B21.00.450.885得B=1.26m，取带宽B=1.2m②电动机功率计算取.采用滚动轴承，查得=0.030，=0.0318，=8.17×10-5，=1.03，=1.005，导料挡板k5，空段清扫器k60.23，弹换清扫器k71.5，k80.18。将以上各数据带入计算式，转动滚筒轴功率为:电动机功率为所以选用型电动机，额定功率为7.5。输送带Ⅲ①带宽的确定输送带Ⅲ主要用于输送自滚筒破碎机筛下物（主要为无机物、碎石渣、玻璃及部分有机物）送至滚筒筛。取带速为1.5m/s，输送倾角，倾角系数为0.957，由物料衡算此时输送量为10.2664t/h，计算方法同上。经计算取输送带仍为1.2m。②电动机功率计算已知采用滚动轴承，查得=0.030，导料挡板k52.25，空段清扫器k60.23，弹换清扫器k71.5，k80.36。将以上各数据带入计算式，转动滚筒轴功率为N(0.0318×20×1.5+8.17×10-5×10.2664×20+0.00273×10.2664×5)×1.08×1.005+(2.25+0.23+1.5)×1.5+0.36×0.45=7.324（KW）电动机功率为：故选用Y160M4型电动机，额定功率为11kW。2.3分选处理过程环保处理系统覆铜板的整个生产工艺属于无水工艺，生产流程不会产生污水。尾气是主要污染物，较多来自于有机溶剂的挥发，采用焚烧法处理。废气中主要成分为VOC，氮氧化物，氯气和氨气。另外由于焚烧采用重油，柴油或天然气为燃料，废气中还存在SO2类污染物。对此可采用固体吸收法，利用活性炭、硅胶等材料处理。此外，分选过程中可能产生粉尘，可用袋式除尘器加以收集。第三章效益分析3.1环境效益分析垃圾分选是垃圾处理的初始步骤，是垃圾减量化、无害化、资源化、产业化的最终出路。通过垃圾分选把有用物资，如纸张、塑料、玻璃、瓶罐、金属等从垃圾中分离出来