固體廢物處理與處置分選第1頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

固體廢物的分選就是將固體廢物中各種可回收利用廢物或不利于后續(xù)處理工藝要求的廢物組分采用適當(dāng)技術(shù)分離出來的過程。

手工揀選:轉(zhuǎn)運站或處理中心的廢物傳送帶兩邊。分類機(jī)械分選:一般先經(jīng)過破碎，包括:篩選(分)、風(fēng)選、浮選、磁選、電選、摩擦與彈跳分選、光電分選等。在固體廢物處理、處置與回用之前應(yīng)該進(jìn)行分選，將有用的組分加以分選回收，將有害的成分分離出來，對固體廢物進(jìn)行分選有很重要的意義。第2頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月一、篩分(一)篩分原理1、篩分過程：利用一個或一個以上的篩面，將不同粒徑顆粒的混合廢物分成兩組或兩組以上顆粒組的過程。該過程由物料分層和細(xì)粒透篩兩個階段組成。易篩粒：粒度小于篩孔尺寸3/4的顆粒，很易通過粗粒形成的間隙到達(dá)篩面而透篩。難篩粒：粒度大于篩孔尺寸3/4的顆粒，粒度越接近篩孔尺寸就越難透篩。第3頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2、篩分效率：篩選時實際得到的篩下產(chǎn)物的質(zhì)量與原料中所含粒度小于篩孔尺寸的物料的質(zhì)量比，用百分?jǐn)?shù)表示。

(此時篩下產(chǎn)物全部為小于篩孔尺寸的顆粒)

式中：

Q

1為篩下產(chǎn)物質(zhì)量，kg；Q為入篩固體廢物質(zhì)量，kg；α入篩固體廢物中小于篩孔尺寸的細(xì)粒含量，%。第4頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月3、影響篩分效率的因素（1）固體廢物性質(zhì)的影響：

a、粒度組成（易篩粒含量越高，篩分效率越高）；

b、含水率和含泥量（含水量小于5%且含泥質(zhì)較少時，影響不大，屬干式篩分；含水量達(dá)5%~8%，且顆粒粒度較細(xì)又含泥質(zhì)時，顆粒間以及顆粒與網(wǎng)絲間產(chǎn)生較大凝聚力，堵塞篩孔，使篩分無法繼續(xù)進(jìn)行；含水量達(dá)10%~14%時，顆粒形成泥漿，凝聚力下降，顆粒團(tuán)聚體散成單體顆粒，篩分效率提高，屬濕式篩分。）

c、顆粒形狀（球形最易，片狀或條狀顆粒，難通過圓形或方形篩孔的篩子，但易通過長方形篩孔的篩子。）第5頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）篩分設(shè)備性能的影響：篩孔形狀、篩面、篩子運動方式及運動強(qiáng)度、篩面寬度和長度、篩面傾角(15°-25°為易)。（3）篩分操作條件的影響：注意連續(xù)均勻給料、及時清理和維修篩面。第6頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）篩分設(shè)備1、固定篩2、滾筒篩3、振動篩

(1)慣性振動篩

(2)共振篩第7頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月1、固定篩

篩分物料時，篩面固定不動的篩分設(shè)備。篩面由許多平行排列的篩條組成，可以水平或傾斜安裝。（1）棒條篩：由平行排列的棒條組成，篩孔尺寸為篩下粒度的1.1~1.2倍（一般不小于50mm），適于篩分粒度大于50mm的粗粒廢物，主要用在初碎和中碎之前，安裝傾角一般為30~35°。（2）格篩：由縱橫排列的格條組成，一般安裝在粗碎機(jī)之前，以保證入料塊度適宜。第8頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

亦叫轉(zhuǎn)筒篩，篩面為帶孔的圓柱形筒體或截頭的圓錐體。篩網(wǎng)一般為沖擊板。安裝傾角3～5°。物料在滾筒篩中的運動有三種狀態(tài)：（1）沉落狀態(tài)：顆粒被圓周運動帶起，滾落到向上運動的顆粒層表面。（2）拋落狀態(tài)：篩筒轉(zhuǎn)速足夠高時，顆粒沿筒壁上升，沿拋物線軌跡落回篩底。（3）離心狀態(tài)：轉(zhuǎn)速進(jìn)一步提高，顆粒附著在筒壁上不再落下，此轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。物料處于拋落狀態(tài)時效果最佳，一般，物料在筒內(nèi)滯留25~30s，轉(zhuǎn)速5~6r/min時篩分效率最佳。2、滾筒篩第10頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

振動方向與篩面垂直或近似垂直，振動次數(shù)600~3600r/min，振幅0.5~1.5mm。物料在篩面上發(fā)生離析現(xiàn)象，密度大而粒度小的顆粒穿過密度小而粒度大的顆粒間隙，進(jìn)入下層到達(dá)篩面，大大有利于篩分地進(jìn)行。安裝傾角一般控制在8~40°之間。（1）慣性振動篩（2）共振篩3、振動篩第12頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月通過由不平衡的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心慣性力使篩箱產(chǎn)生振動的一種篩子。由于篩面作強(qiáng)烈的振動，消除了堵塞篩孔的現(xiàn)象，有利于濕物料的篩分。適用于0.1~0.15mm的粗中細(xì)粒廢物的篩分。還可用作脫水振動和脫泥篩分。

慣性振動篩構(gòu)造及工作原理圖

(a)振動篩構(gòu)造圖；(b)工作原理圖（1）慣性振動篩第13頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月利用連桿上裝有彈簧的曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動，使篩子在共振狀態(tài)下進(jìn)行篩分的。優(yōu)點：處理能力大，篩分效率高、耗電少以及結(jié)構(gòu)緊湊缺點：工藝復(fù)雜、機(jī)體重大、橡膠彈簧易老化。共振篩構(gòu)造及工作原理圖1、上篩箱2、下機(jī)體3、傳動裝置4、共振彈簧5、板簧6、支撐彈簧（2）共振篩第14頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月二、風(fēng)選又稱氣流分選，是最常用的一種按固體廢物密度分離固體廢物中不同組分的重選方法。（一）風(fēng)選原理

風(fēng)選，以空氣為分選介質(zhì)，氣流將輕物料向上帶走或水平帶向較遠(yuǎn)的地方，重物料沉降或拋出較近距離。通常成為“豎向氣流分選”和“水平氣流分選”。實質(zhì)上包含兩個過程：分離出具有低密度、空氣阻力大的輕質(zhì)部分（提取物）和具有高密度、空氣阻力小的重質(zhì)部分（排出物）；再進(jìn)一步將輕顆粒從氣流中分離出來，常采用旋流器（除塵）。第15頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月空氣阻力，R有效重力，G0沉降速度，v空氣阻力有效重力

則有：剛開始沉降時，v=0,dv/dt=g，為球形顆粒的最大加速度；當(dāng)dv/dt=0時，沉降速度達(dá)到最大，固體顆粒在G0，R的作用下達(dá)到動態(tài)平衡而作等速沉降運動。設(shè)最大沉降速度為v0，則有受力分析靜止空氣中的顆粒受力分析根據(jù)牛頓定律:第16頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月上升氣流中顆粒受力分析空氣阻力，R有效重力，G0

氣流速度，ua沉降速度，v0固體顆粒實際沉降速度v=v0-ua。當(dāng)v0>ua時，v>0，顆粒向下做沉降運動；當(dāng)v0=ua時，v=0，顆粒做懸浮運動；當(dāng)v0<ua時，v<0，顆粒向上作漂浮運動。因此，可通過控制上升氣流速度，控制固體廢物種不同密度顆粒的運動狀態(tài)，使有的顆粒上浮，有的下沉，從而將這些不同密度的固體顆粒加以分離。第17頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月α氣流速度，ua沉降速度，v0固體顆粒的實際運動方向：在ua一定時，對窄級別固體顆粒，其密度ρs越大，沉降距離離出發(fā)點越近。沿著氣流運動方向，獲得的固體顆粒的密度逐漸減小。因此，通過控制水平氣流速度，就可控制不同密度顆粒的沉降位置，從而有效的分離不同密度的固體顆粒。水平氣流中顆粒受力分析第18頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）風(fēng)選設(shè)備1、臥式風(fēng)力分選機(jī)(水平氣流分選機(jī)）2、立式風(fēng)力分選機(jī)（上升氣流分選機(jī)）3、其他風(fēng)力分選機(jī)第19頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月該機(jī)從側(cè)面水平送風(fēng)，固體廢物經(jīng)破碎機(jī)破碎和滾筒篩篩分使其粒度均勻后，定量給入機(jī)內(nèi)，當(dāng)廢物在機(jī)內(nèi)下落時，被鼓風(fēng)機(jī)鼓入的水平氣流吹散，固體廢物中各種組分沿著不同運動軌跡分別落入重質(zhì)組分、中重質(zhì)組分和輕質(zhì)組分收集槽中。當(dāng)分選城市生活垃圾時，水平氣流分選機(jī)的最佳風(fēng)速為20m/s。1、臥式風(fēng)力分選機(jī)(水平氣流分選機(jī))第20頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月第21頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月經(jīng)破碎后的城市生活垃圾從中部給入風(fēng)力分選機(jī)，物料在上升氣流作用下，垃圾中各組分按密度進(jìn)行分離，重質(zhì)組分從底部排出，輕質(zhì)組分從頂部排出，經(jīng)旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離。

2、立式風(fēng)力分選機(jī)（上升氣流分選機(jī)）第22頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月與水平氣流分選機(jī)比較，立式曲折形氣流分選機(jī)分選精度較高。由于沿曲折管路管壁下落的廢物受到來自下方的高速上升氣流的頂吹，可以避免直管路中管壁附近與管中心流速不同而降低分選精度的缺點，同時可以使結(jié)塊垃圾因受到曲折處高速氣流而被吹散，因此，能夠提高分選精度。曲折風(fēng)路形狀為Z字形，其傾斜度為60°，每段長度為280mm。第23頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月三、磁選利用固體廢物中各種物質(zhì)的磁性差異在不均勻磁場中進(jìn)行分選的一種處理方法。（一）磁選原理

f磁>∑f機(jī)>f非磁

f磁=mx0?HgradH式中：m廢物顆粒質(zhì)量，g；x0廢物顆粒的比磁化系數(shù)，cm3/g；H磁選機(jī)的磁場強(qiáng)度，Oe(奧斯特，1Oe=79.5775A/m)；gradH磁選機(jī)的磁場梯度，Oe/cm。第25頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月固體廢物中各種物質(zhì)磁性分類（據(jù)比磁化系數(shù)）：1、強(qiáng)磁性物質(zhì)：x0>38×10-6m3/Kg2、弱磁性物質(zhì):x0=(0.19~7.5)×10-6m3/Kg3、非磁性物質(zhì):x0<0.19×10-6m3/KgHgradH反應(yīng)磁選設(shè)備特性。根據(jù)H的大小磁選設(shè)備分為三類：1、弱磁場磁選設(shè)備：磁極表面H≥1700Oe,分選x0大的顆粒；2、中等磁場磁選設(shè)備：磁極表面2000~6000Oe，分選x0中等的顆粒；3、強(qiáng)磁場磁選設(shè)備：磁極表面H=6000~26000Oe，分選x0小的顆粒；此外要求gradH≠0，也就是說磁選必須在非均勻磁場中進(jìn)行。第26頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月鐵磁性物質(zhì)在磁場中的分離

第27頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）常用磁選機(jī)1、磁力滾筒2、吸持型磁選機(jī)3、懸吸型磁選機(jī)4、濕式永磁圓筒式磁選機(jī)第28頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月1、磁力滾筒

又稱磁滑輪，主要由磁滾筒和輸送皮帶組成。磁滾筒有永磁滾筒和電磁滾筒兩種。第29頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2、吸持型磁選機(jī)廢物顆粒通過輸送皮帶直接送至收集面上。滾筒式：水平滾筒外殼由黃銅或不銹鋼制造，內(nèi)包有半環(huán)形磁鐵。帶式：磁性滾筒與廢物傳送帶合為一體。第30頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月3、懸吸型磁選機(jī)一般式除鐵器：通過傳送帶將廢物顆粒輸送穿過有較大梯度的磁場。為間斷式工作，通過切斷電磁鐵的電流排出鐵物。帶式除鐵器：連續(xù)工作式，鐵物數(shù)量較多時適用。第31頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月4、濕式永磁圓筒式磁選機(jī)分為順流型和逆流型兩種形式，常用的為逆流型。順流型磁選機(jī)的給料方向和圓筒的旋轉(zhuǎn)方向或磁性產(chǎn)品的移動方向一致。逆流型則正好相反，主要適用于粒度小于0.6mm的強(qiáng)磁性顆粒的回收及從鋼鐵冶煉排出的含鐵塵泥和氧化鐵皮中回收鐵。第32頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月通過自學(xué)書上P78-81內(nèi)容，回答以下問題：電選的原理是什么？摩擦與彈跳分選的原理是什么？設(shè)備的類型有哪些？光電分選的原理是什么，適用對象是哪些？分選的回收率和品位分別指的是什么？第33頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月電選機(jī)可分為靜電分選機(jī)和復(fù)合電場分選機(jī)分別見書P79，圖3-37和3-38(a)在靜電分選機(jī)中，廢物的帶電方式為直接傳導(dǎo)帶電，廢物直接與傳導(dǎo)電極接觸，導(dǎo)電性好的廢物將獲得和電極極性相同的電荷而被排斥；導(dǎo)電性差的廢物或非導(dǎo)體與帶電滾筒接觸被極化，在靠近滾筒一段產(chǎn)生相反的束縛電荷而被滾筒所吸引，從而實現(xiàn)不同電性的廢物分離。第34頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)合電場分選機(jī)電場為電暈-靜電復(fù)合電場。在電場中有兩個電極，電暈電極和滾筒電極，分別帶負(fù)電荷和正電荷。導(dǎo)電性好的物質(zhì)將負(fù)電荷迅速傳給正極而不受正極作用；導(dǎo)電性差的物質(zhì)由于傳遞電荷速度很慢，而受到正極的吸引作用，而完成電選分離過程。第35頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月靜電分選可用于各種塑料、橡膠、纖維紙、合成皮革和膠卷等物質(zhì)的分選，使塑料類回收率達(dá)到99%以上，紙類可基本可達(dá)100%。電選常用于各種礦物的分選，依照不同礦物質(zhì)的介電常數(shù)的不同，將礦物顆粒分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和非導(dǎo)體。第36頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月摩擦與彈跳分選原理根據(jù)固體廢物中各組分的摩擦系數(shù)和碰撞系數(shù)的差異，在斜面上運動或與斜面碰撞彈跳時，產(chǎn)生不同的運動速度和彈跳軌跡而實現(xiàn)彼此分離的一種處理方法。見書P80圖3-39.第37頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月光電分選利用物質(zhì)表面反光特性的不同而將物料分離的方法。當(dāng)欲選顆粒與背景顏色不同時，反射光經(jīng)光電倍增管轉(zhuǎn)換為電信號，電子電路分析該信號后產(chǎn)生控制信號驅(qū)動高頻氣閥，噴射出壓縮空氣，將電子電路分析出的欲選顆粒吹離軌道，加以收集。第38頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月四、浮選（一）浮選原理浮選是通過在固體廢物與水調(diào)制成的料漿中加入浮選劑擴(kuò)大不同組分的可浮性差異，再通入空氣形成無數(shù)細(xì)小氣泡，使目的顆粒黏附在氣泡上，并隨氣泡上浮于料漿表面成為泡沫層刮出，成為泡沫產(chǎn)品；不浮的顆粒則留在料漿內(nèi)，通過適當(dāng)處理后廢棄。（二）浮選藥劑捕收劑、起泡劑、調(diào)整劑（如抑制劑、活化劑、介質(zhì)調(diào)節(jié)劑）第39頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月使目的顆粒表面疏水，增加可浮性，使其易于向氣泡附著。（1）異極性捕收劑：由極性基(親固)和非極性基(疏水)組成。常用的有黃藥(烴基二硫代碳酸鹽，ROCSSMe，R為烴基，Me為堿金屬離子)、油酸(十八烯(9)酸，通式為C17H33COOH,不易溶需加溶劑乳化或制成油酸鈉使用）。黃藥捕收含銅廢物:Cu2++4ROCSS－→Cu(ROCSS)2+(ROCSS)2油酸捕收螢石廢物:Ca2++2C17H33COO－→Ca(OOH33C17)2。1、捕收劑第40頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）非極性油類捕收劑：難溶于水，不能解離成離子而得名。主要成分為脂肪烴(CnH2n+2)、脂環(huán)烴(CnH2n)和芳香烴三類。常用的有煤油、柴油、燃料油、變壓器油等。目前，主要用于一些天然可浮性很好的非極性廢物顆粒回收，例如：粉煤灰中未燃盡碳的回收、廢石墨的回收等。第41頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月表面活性物質(zhì)，促進(jìn)泡沫形成，增加分選界面。其結(jié)構(gòu)特征為：①是一種異極性的有機(jī)物質(zhì)，極性基親水，非極性基親氣，使起泡劑分子在空氣和水的界面上產(chǎn)生定向排列；②大部分起泡劑是表面活性物質(zhì)，能夠強(qiáng)烈地降低水的表面張力；③起泡劑應(yīng)有適當(dāng)?shù)娜芙舛?。常用的起泡劑有：松醇油、脂肪醇等?、起泡劑第42頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月氣泡氣泡氣泡氣泡起泡劑氣泡起泡劑捕收劑起泡劑在氣泡表面的吸附起泡劑與捕收劑的相互作用起泡劑與捕收劑常聯(lián)合作用，不僅在氣泡表面而且在廢物表面也有聯(lián)合作用，這種聯(lián)合作用被稱為“共吸附”現(xiàn)象。第43頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月主要用于調(diào)整捕收劑的作用及介質(zhì)條件。(1)活化劑：促進(jìn)目的顆粒與捕收劑作用，常用的多為無機(jī)鹽(硫酸鈉、硫酸銅等)。(2)抑制劑：抑制非目的顆粒的可浮性，常用的有各種無機(jī)鹽(水玻璃)和有機(jī)鹽(單寧、淀粉)。(3)pH值調(diào)整劑：調(diào)整介質(zhì)的pH值，常用的是酸類和堿類。(4)分散劑：促使料漿中非目的細(xì)粒成分散狀態(tài)，常用的有無機(jī)鹽類(蘇打水、水玻璃)和高分子化合物(各類聚磷酸鹽)。(5)混凝劑：促使料漿種目的顆粒聯(lián)合成較大團(tuán)粒常用的有石灰、明礬、聚丙烯酰胺等。3、調(diào)整劑第44頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）浮選設(shè)備

按充氣和攪拌方式的不同，目前生產(chǎn)中使用的主要有：機(jī)械攪拌式浮選機(jī)；充氣攪拌式