固體廢棄物重力分選重選原理根據(jù)固體廢物中不同物質(zhì)顆粒間得密度差異,在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中受到重力、介質(zhì)動(dòng)力和機(jī)械力得作用,使顆粒群產(chǎn)生松散分層和遷移分離,從而得到不同密度產(chǎn)品得分選過程。重力分選得介質(zhì)有空氣、水、重液(比重大于水得液體)、重懸浮液等。固體廢物重力分選得方法很多,按作用原理可分為風(fēng)力分選、重介質(zhì)分選、跳汰分選、搖床分選等。由于重介質(zhì)分選就是在液相介質(zhì)中進(jìn)行,不適合于包含可溶性物質(zhì)得分選,也不適合于成分復(fù)雜得城市垃圾分選。該法主要應(yīng)用于礦業(yè)廢物得分選過程。重選過程工藝條件固體廢物中顆粒間必須存在密度得差異分選過程都在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中進(jìn)行在重力、介質(zhì)動(dòng)力及機(jī)械力得綜合作用下,使顆粒群松散按密度分層分好層得物料在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)流得推動(dòng)下互相遷移,彼此分離,并獲取不同密度得最終產(chǎn)品。也可以概括為:具有密度差異得組分→運(yùn)動(dòng)介質(zhì)→分散→沉降→分層→分離。4、3、1

重介質(zhì)分選(一)基本概念重介質(zhì)分選就是在重介質(zhì)(密度大于水得非均勻介質(zhì),包括重液和重懸浮液兩種流體)中使固體廢物中得顆粒群按其密度得大小分開以達(dá)到分離目得得方法。為能達(dá)到良好得分選效果,關(guān)鍵就是重介質(zhì)得選擇。所選擇重介質(zhì)密度介于輕物料密度和重物料密度之間:ρL<

ρC<

ρW通常重介質(zhì)就是由高密度得固體微粒和水構(gòu)成得固液兩相分散體系,其特點(diǎn)有二:一就是密度比水大;二就是該體系就是非均勻介質(zhì)。(二)對(duì)加重質(zhì)得要求重介質(zhì)得形式可以就是重液和重懸浮液兩大類,但重液價(jià)格昂貴,只能在實(shí)驗(yàn)室中使用。在固體廢物分選中只能使用重懸浮液。重介質(zhì)中高密度固體微粒起著加大介質(zhì)密度得作用,稱為加重質(zhì)。?密度足夠大?粘度低,化學(xué)穩(wěn)定性好、使用時(shí)不易氧化和泥化?無(wú)毒、無(wú)腐蝕性?來源豐富,價(jià)格低廉,便于制備與再生?應(yīng)有60%～90%得粒度小于200目,且均勻得分散于水中,容積濃度一般為10%～15%,常用得加重質(zhì)重懸浮液得加重質(zhì)通常主要就是硅鐵,其次還可采用方鉛礦、磁鐵礦和黃鐵礦,她們得性質(zhì)如表4、3所示。重介質(zhì)分選使用得分選介質(zhì)有四種類型:有機(jī)溶液、礦物鹽類得水溶液、風(fēng)砂介質(zhì)(砂粒中充以空氣形成懸浮體)、礦物懸浮液。前兩種為穩(wěn)定介質(zhì),而后兩種為不穩(wěn)定介質(zhì)(或人為穩(wěn)定介質(zhì))。大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)⑴穩(wěn)定介質(zhì):在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)能保持自己物理性質(zhì)得介質(zhì)。①有機(jī)溶液:通常使用得有:四氯化碳,四溴乙烷,二溴乙烷,五氯乙烷;三氯乙烷;三溴甲烷。此外還有苯、二甲苯等。②礦物鹽類得水溶液:如氯化鈣、氯化鋅易溶于水,可用于分選。⑵不穩(wěn)定介質(zhì)(人為穩(wěn)定介質(zhì))①風(fēng)砂介質(zhì):她就是利用氣流使固體粒子形成懸浮體(流態(tài)化床層),用以進(jìn)行干法重介質(zhì)分選(或稱空氣重介質(zhì)分選)。通常采用30～80目得砂粒為介質(zhì)。②礦物懸浮液:她就是由很細(xì)得固體微粒與水混合組成懸浮液。礦物懸浮液與重液不同,她屬于粗分散體系。固體微粒為分散相,水為分散媒。常用重液表名稱化學(xué)成分密度

(g/cm3)溶液最大密度(g/cm3)溶劑氯化鈣CaCl22.151.3水氯化鋅ZnCl22.912.07水三溴甲烷CHBr32.92.9四氯化碳等四溴乙烷C2H2Br42.972.97四氯化碳等二碘甲烷CH2I23.333.33四氯化碳等碘化汞鋇HgI2+BaI23.653.65水丙二酸鉍蟻酸鉈CH2(COOTl)2+HCOOTl4.254.25水加重質(zhì)得性質(zhì)種類密度

(g/cm3)莫氏硬度重懸液的最大密度回收方法硅鐵6.963.8磁選方鉛礦7.52.5-2.73.3浮選磁鐵礦5.062.5磁選黃鐵礦4.9-5.162.5浮選毒砂(FeAsS)5.9-6.25.5-62.8浮選結(jié)構(gòu):主要由5部分組成主要技術(shù)參數(shù)轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度

1800mm處理能力轉(zhuǎn)鼓直徑

分選面積

給料粒度1800mm

3、24m2

30-50mm轉(zhuǎn)

速15-20t/臺(tái)·h

2r/min(三)重介質(zhì)分選設(shè)備該設(shè)備外形為一圓筒形轉(zhuǎn)鼓,由四個(gè)滾輪支撐,通過圓筒腰間得大齒輪由傳動(dòng)裝置帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。在圓筒內(nèi)壁沿縱向設(shè)有揚(yáng)板,用以提升重產(chǎn)品到溜槽內(nèi)。圓筒水平安裝。固體廢物和重介質(zhì)一起由圓筒一端給入,在向另一端流動(dòng)過程中,密度大于重介質(zhì)得顆粒沉于槽底,由揚(yáng)板提升落入溜槽內(nèi),被排出槽外為重產(chǎn)品;密度小于重介質(zhì)得顆粒隨重介質(zhì)流入圓筒溢流口排出成為輕產(chǎn)物。圖4、8圓筒形轉(zhuǎn)鼓圓筒形轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)及原理重介質(zhì)分選原則流程重介質(zhì)分選得一般工藝流程包括重介質(zhì)制備、分選、介質(zhì)回收與利用等。重介質(zhì)分選得優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)–分選指標(biāo)高,處理能力大;(按密度差異分選,粒度和形狀影響小)–分選粒度范圍寬,分選流程簡(jiǎn)單;(無(wú)須分級(jí)入選)–設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單,操作容易缺點(diǎn)–重介質(zhì)得制備,回收,再生系統(tǒng)復(fù)雜–設(shè)備磨損快(重介質(zhì)密度、濃度大)4、3、2跳汰分選(jigging)分選原理及工作過程跳汰機(jī)影響因素(1)分選原理及工作過程概念–跳汰分選就是利用跳汰機(jī)構(gòu)產(chǎn)生交變水流,使物料在松散和沉降過程中按密度分層進(jìn)而分離得一種重選方法。分選原理及過程–物料給入→在上升水流作用下松散→在下降水流中沉降→在交變作用下分層→分別排出(圖4-10);–物料在交變水流中得分層過程見圖4-11。圖4-10隔膜跳汰機(jī)得分選示意圖圖4-11物料顆粒在跳汰時(shí)得分層過程(2)跳汰機(jī)(jigs)跳汰機(jī)主要按水流運(yùn)動(dòng)方式分為兩類:見(圖4-12)。隔膜跳汰機(jī):通過偏心連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)橡膠隔膜往復(fù)運(yùn)動(dòng),以推動(dòng)水流脈沖運(yùn)動(dòng)。無(wú)活塞跳汰機(jī):采用壓縮空氣推動(dòng)水流脈動(dòng)。圖4-12跳汰中推動(dòng)水流得形式a、隔膜鼓動(dòng);b、空氣鼓動(dòng)(3)分選過程得影響因素沖程(stroke)與沖次(frequency):與搖床相同;

篩下補(bǔ)加水:通過增大或減小下降水流得速度影響物料得松散,若要獲得重產(chǎn)品得質(zhì)量,可增加篩下水,反之可減小篩下水。此外,粒度大得篩下水量多。如選擇16～6mm得物料,篩下補(bǔ)加水達(dá)55t/t,2～0mm物料,篩下水為15～22t/t。給料量:量大,分選精度降低

給料濃度:濃度大,相應(yīng)得給料水少,分選精度降低,處理能力提高;反之結(jié)果也相反。4、3、2 風(fēng)力(氣流)分選(一)原理氣流分選得作用就是將輕物料從較重得物料中分離出來。氣流分選得基本原理就是氣流將較輕得物料向上帶走或在水平方向帶向較遠(yuǎn)得地方,而重物料則由于向上氣流不能支承她而沉降或就是由于重物料得足夠慣性而不被劇烈改變方向穿過氣流沉降。被氣流帶走得輕物料再進(jìn)一步從氣流中分離出來,一般用旋流器分離。由于分離精度不太高,風(fēng)選常作為城市垃圾得粗分手段,把密度相差較大得有機(jī)組分和無(wú)機(jī)組分分開。由于空氣密度較小,與顆粒密度相比之下忽略不計(jì),故顆粒在空氣中得沉降末速(v0)為:式中,d為顆粒得直徑,ρS為顆粒得密度,ρ為空氣得密度,ψ為阻力系數(shù),g為重力加速度。由上式可知,當(dāng)顆粒粒度一定時(shí),密度大得顆粒沉降末速大;當(dāng)顆粒密度相同時(shí),直徑大得顆粒沉降末速大。由于顆粒得沉降末速同時(shí)與顆粒得密度、粒度及形狀有關(guān),因而在同一介質(zhì)中,密度、粒度和形狀不同得顆粒在特定得條件下,可以具有相同得沉降速度。這樣得相應(yīng)顆粒稱為等降顆粒。等降顆粒中,密度小得顆粒粒度(dr1)與密度大得顆粒粒度(dr2)之比,稱為等降比,以e0表示,即:等降比得大小可由沉降末速得個(gè)別公式或通式寫出,如兩顆粒等降,則

,那么:從公式可見,等降比(e0)將隨兩種顆粒得密度差得增大而增大;而且e0還就是阻力系數(shù)(ψ)得函數(shù)。理論與實(shí)踐都表明,e0將隨顆粒粒度變細(xì)而減小。所以,為了提高分選效率,在風(fēng)選之前需要將廢物進(jìn)行窄分級(jí),或經(jīng)破碎使粒度均勻后,使其按密度差異進(jìn)行分選。固體顆粒實(shí)際沉降速度v=v0－ua當(dāng)v>0,顆粒向下作沉降運(yùn)動(dòng);當(dāng)v=0,顆粒作懸浮運(yùn)動(dòng);當(dāng)v<0,顆粒向上作漂浮運(yùn)動(dòng)。沉降速度,V空氣阻力，R上升氣流，ua有效重力，Go球形顆粒在上升氣流中得受力分析顆粒在上升氣流中達(dá)到沉降末速時(shí),顆粒得沉降速度(v)等于顆粒對(duì)介質(zhì)得相對(duì)速度(v0)和上升氣流速度(ua)之差,即v=v0－ua。所以,上升氣流可以縮短顆粒達(dá)到沉降末速得時(shí)間和距離。因此,在風(fēng)選過程中常采用上升氣流。上升氣流干涉沉降水平氣流干涉沉降在風(fēng)選中還常應(yīng)用水平氣流。在水平氣流分選器中,物料就是在空氣動(dòng)壓力及本身重力作用下按粒度或密度進(jìn)行分選得。顆粒得運(yùn)動(dòng)方向和空氣動(dòng)壓力及顆粒重力得合力方向一致,并且由合力與水平夾角(α)得正切值來確定:當(dāng)水平氣流速度u一定,顆粒粒度d相同時(shí),密度ρs大得顆粒沿與水平夾角較大方向運(yùn)動(dòng);密度ρs較小得顆粒則沿夾角較小得方向運(yùn)動(dòng),從而達(dá)到按密度差異分選得目得。風(fēng)選在國(guó)外主要用于城市垃圾得分選,將城市垃圾中得有機(jī)物與無(wú)機(jī)物分離,以便分別回收利用或處置。(二)風(fēng)選設(shè)備立式風(fēng)力分選機(jī)：上升氣流風(fēng)選機(jī)臥式風(fēng)力分選機(jī)：水平氣流風(fēng)選機(jī)臥式風(fēng)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖⑴ 臥式風(fēng)力分選機(jī)臥式風(fēng)力分選機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單,維修方便,但分選精度不高。一般很少單獨(dú)使用,常與破碎、篩分、立式風(fēng)力分選機(jī)組成聯(lián)合處理工藝。臥式風(fēng)力分選機(jī)從側(cè)面送風(fēng),固體廢物經(jīng)破碎機(jī)破碎和圓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(shí),被鼓風(fēng)機(jī)鼓入得水平氣流吹散,固體廢物中各種組分沿著不同運(yùn)動(dòng)軌跡分別落入重質(zhì)組分、中重組分和輕質(zhì)組分收集槽中。臥式風(fēng)力分選機(jī)得

最佳風(fēng)速為20

m/s。該系統(tǒng)設(shè)有粉碎機(jī)。破碎后得垃圾落入氣流工作室內(nèi)。水平氣流使金屬等重物料分別落入三條輸送皮帶上。導(dǎo)料板用以防止垃圾掉到輸送帶之間。廢紙、織物、塑料薄膜及細(xì)灰粒等被氣流帶入管,并在風(fēng)機(jī)產(chǎn)生得氣流推動(dòng)下帶入其她處理裝置中。此系統(tǒng)簡(jiǎn)單、緊湊,工作室內(nèi)沒有活動(dòng)部件,但卻有較高得分選效率。立式風(fēng)力分選機(jī)工作原理示意圖經(jīng)破碎后得城市垃圾從中部送入風(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。與臥式風(fēng)力分選機(jī)比較,立式曲折風(fēng)力分

選機(jī)分選精度較高。⑵立式曲折風(fēng)力分選機(jī)垃圾投入料斗后,由帶葉片得輸送機(jī)投入垂直分離室。由風(fēng)機(jī)產(chǎn)生得氣流將輕質(zhì)物料升起,并進(jìn)入減縮通道。垃圾從窄頸部入第一分離柱,利用風(fēng)機(jī)得上升氣流進(jìn)行輕質(zhì)物料得第一分離。在分離柱中輕質(zhì)再被托起,經(jīng)縮頸部進(jìn)入第二分離柱,進(jìn)行第二次分離。重質(zhì)組分則經(jīng)柵格、落到集料斗中,由輸送機(jī)輸出。分離柱得數(shù)量可根據(jù)物料所需分離得純度而定。這種分離器和其她立式分離器相比,不僅效率高,且操作最為簡(jiǎn)便。氣流分選機(jī)有效識(shí)別輕、重物料得一個(gè)重要前提就是:必須使氣流在分選筒中產(chǎn)生強(qiáng)烈得湍流和剪切力,從而把物料團(tuán)塊進(jìn)行分散,達(dá)到較好得分選效果。因此,必須對(duì)分選筒進(jìn)行改進(jìn)。采用了鋸齒形、振動(dòng)式或回轉(zhuǎn)式分選筒得氣流通道,她就是讓氣流通過一個(gè)垂直放置得、具有一系列直角或60°轉(zhuǎn)折得筒體,如下圖所示。重質(zhì)組分給料輕質(zhì)組分空氣(a)鋸齒型風(fēng)力分選機(jī)((提取物給料重質(zhì)組分空氣旋流器輕質(zhì)組分重質(zhì)組分(b)振動(dòng)式風(fēng)力分選機(jī)空氣c)回轉(zhuǎn)式風(fēng)力分選機(jī)輕質(zhì)組分給料振動(dòng)方向鋸齒形:每個(gè)轉(zhuǎn)折實(shí)際上起到了單獨(dú)得一個(gè)分選機(jī)得作用振動(dòng)式:振動(dòng)＋氣流分選回轉(zhuǎn)式:圓筒篩分＋氣流分選旋風(fēng)除塵器對(duì)于直徑大于10m得顆粒,可選擇旋風(fēng)除塵器收集。

含顆粒物得氣體經(jīng)螺旋運(yùn)動(dòng)被加速,顆粒產(chǎn)生離心力,從而從旋轉(zhuǎn)得氣體中被拋出,撞擊到除塵器得器壁上。然后滑落到底部被收集起來。4、3、4搖床(shaking

tables)分選搖床得分選原理?yè)u床得構(gòu)造影響分選效果得操作因素床條作用和最終分離搖床分選特點(diǎn)(1)搖床得分選原理?yè)u床分選就是在一個(gè)傾斜得床面上,借助床面得不對(duì)稱往復(fù)運(yùn)動(dòng)和薄層斜面水流得綜合作用,使細(xì)粒固體廢物按密度差異在床面上呈扇形分布而進(jìn)行分選得一種方法。搖床分選目前主要用于從含硫鐵礦較多得煤矸石中回收硫鐵礦,就是一種分選精度很高得單元操作。在搖床分選設(shè)備中最常用得就是平面搖床。密度和粒度不同得顆粒在搖床床面上受到兩個(gè)力:一就是搖動(dòng)裝置產(chǎn)生得縱向推力,二就是水流產(chǎn)生得橫向推力,不同顆粒得運(yùn)動(dòng)方向則取決于這兩個(gè)力得合力(見右下圖)。于就是,顆粒移動(dòng)方向得偏離角也取決于兩個(gè)力所給予得速度得比值:在圖中,顯然β1＞β2＞β3＞β4,所以她們能在床面上成扇面分離,分開截取,就可得到不同得產(chǎn)品。不同密度和不同粒度得顆粒在床面上分離得情況搖床分選水平分布—扇形分布規(guī)律床面上扇形分帶就是不同性質(zhì)顆粒橫向運(yùn)動(dòng)和縱向運(yùn)動(dòng)得綜合結(jié)果,大密度顆粒具有較大得縱向移動(dòng)速度和較小得橫向移動(dòng)速度,其合速度方向偏離搖動(dòng)方向得傾角小,趨向于重產(chǎn)物端;小密度顆粒具有較大得橫向移動(dòng)速度和較小得縱向移動(dòng)速度,其合速度方向偏離搖動(dòng)方向得傾角大,趨向于輕產(chǎn)物端。大密度粗粒和小密度細(xì)粒則介于上述兩者之間?？v向橫向垂直分布—析離分層床面搖動(dòng)及橫向水流流經(jīng)床條所形成得渦流,造成水流得脈動(dòng),使物料松散并按沉降速度分層。由于床面得搖動(dòng),