固态废料的预处理2.1固态废料的破碎2.1.1破碎的基本概念2.1.2主要破碎设备2.1.3低温破碎与湿式破碎2.2固态废料的分选2.2.1筛分2.2.2重力分选2.2.3磁力分选2.2.4电力分选2.2.5其他分选方法2.2.6分选回收工艺系统2.12.1固态废料的破碎固体废物的破碎成分复杂且不均匀，体积非常庞大是固态废料的特点，成分复杂且不均匀，体积非常庞大是固态废料的特点，这对整个固废物回收处理系统而言，都是极为不利的，这对整个固废物回收处理系统而言，都是极为不利的，因此减小最大颗粒尺寸对处理系统的可靠性是极为因此减小最大颗粒尺寸对处理系统的可靠性是很重要的。重要的。一、破碎处理的目的固态废料的破碎处理通常不是最终处理，它往往作为运输、贮存、焚烧、热分解、熔融、压缩、磁选等的预处理。也就是说破碎的目的主要是将废物变成适和于进一步加工或能经济地再处理的形状与大小。2.1.1破碎的基本概念减小体积，便于运输和存储。二、固态废料破碎优点提高适宜的粒度，以便有效地回收固态废料中某种成分（如贵重金属破碎成小块有利于对其磁选）。比表面积增加，提高焚烧、热分解熔融等作业的稳定性和热效率。为固态废料的下一步加工作准备。如煤矸石制砖、制水泥等，都要求把它破碎和磨碎到一定粒度以下，以便于进一步加工制备使用。E.防止粗大、锋利的废物损坏分选、焚烧等工艺设备。三、固态废料的机械强度和破碎方法（1）机械强度固态废料的机械强度是指固态废料抗破碎的阻力，一般是利用静载下测定的抗住压力的强度来表示。抗压强度大于250Mpa者为坚硬固态废料；抗压强度40~250Mpa者为中硬固态废料；抗压强度小于40Mpa者为软固态废料。小粒度机械强度大粒度机械强度，这是由于小粒度宏观和微观裂缝小于大粒度。在实际工程中，废物的硬度在某些特定的程度上反映废物破在实际工程中，废物的硬度在某些特定的程度上反映废物破碎的难易程度，可以用硬度表示固态废料的可碎性。碎的难易程度，可以用硬度表示固态废料的可碎性。见下表见下表。。软质物料软质物料中硬物料中硬物料坚硬物料坚硬物料最坚硬物料最坚硬物料石棉矿石棉矿石膏矿石膏矿软质石膏板软质石膏板烟煤烟煤褐煤褐煤粘土粘土石灰石石灰石白云石白云石砂石砂石泥灰石泥灰石岩石岩石铁矿石铁矿石金属矿石金属矿石电石电石矿渣矿渣烧结产品烧结产品韧性化工原料韧性化工原料砾石砾石花岗岩花岗岩刚玉刚玉碳化硅碳化硅硬质熟料硬质熟料烧结镁砂烧结镁砂各种硬度物料分类按破碎固体所用的外力，既消耗能量的形式可分两类：按破碎固体所用的外力，既消耗能量的形式可分两类：（2）破碎方法目前大范围的应用的是机械能破碎。当废物块度太大，不能直接用破碎机时，需先切割到可以装入破碎机进料口的程度。如处理废旧金属品，玻璃钢制品或塑料制品，汽车、船只、坦克等。以下介绍几种切割法：机械能破碎是利用破碎工具对固态废料施力而将其破碎的，主要有压碎、劈碎、折断、磨碎和冲击破碎等。非机械能破碎是利用电能、热能等对固态废料进行破碎的新方法，如低温破碎、热力破碎、减压破碎及超声波破碎等。流体切割法射流切割法是将水蒸汽或水以高速度从小口径喷嘴射向被切割物质进行切割的方法，适用于切割可燃性物质。气割法大多数都用在切割钢铁材料制品。加热切割法等离子切割法激光素切割法割速度比气割激光发生器价格昂贵，对反射或透射造成的危害迄今尚无适当的办法，故使用的不普遍。四、固态废料破碎机械方法选择视固态废料的机械强度而定：坚硬物料采用挤压破碎和冲击破碎十分有效（鄂式破碎机和冲击破碎机）。韧性废物剪切破碎和冲击破碎，剪切破碎比冲击破碎处理速度小，但破碎后物料粒度均匀。一般破碎机都是由两种或两种以上的破碎方法联合作用对其废物进行破碎的，如压碎和折断、冲击破碎和磨碎等。脆性废物劈碎、冲击破思考题：固态废料选择破碎机类型时应考虑哪一些原因？所需要的破碎能力；固态废料的性质（如破碎特性、硬度、密度、形状、含水率等）和颗粒的大小；对破碎产品粒径大小，粒度组成、形状的要求；供料方式；安装操作场所情况等。五、破碎比、破碎段与破碎流程破碎比破碎比=原废物粒度／破碎后废物粒度破碎比表示废物粒度在破碎过程中减小的倍数表示方法有两种：极限破碎比（在工程上常用）max:废物破碎前的最大粒度max：废物破碎后的最大粒度maxmaxcp：破碎前平均粒度破碎后平均粒度一般破碎机的平均破碎比在3—30之间;好的破碎机破碎比可在40—400之间。cpcp（2）破碎段固态废料每经过一次破碎机就称为一个破碎段。但对固态废料的分选，如浮选、磁选、电选工艺来说，由于要求的粒度很细，破碎比很大，就需要把几台破碎机依次串联，进行多次破碎，此时的破碎比等于各段破碎比的乘积。即：破碎段数越多，破碎流程就越复杂，工程投资相对增加，因此，在可能的条件下，应尽量采用一段或两段破碎流程。（3）破碎流程根据固态废料的性质、粒度大小、要求的破碎比和破碎机的类型，每段破碎流程可有不同的组合方式，其基本工艺流程如下：A.单纯的破碎流程：具有流程和破碎机组合简单，操作控制方便，占地面积小等优点，但只适用于破碎产品粒度要求不高的场合。B.带有预先筛分的破碎流程：特点是预先筛除废物中不需要破碎的粒度，相对减少了进入破碎机的总给料量，同时有利于节能。C.带有检查筛分的两种破碎流程：特点是能够将破碎产物中的一部分大于所要求的产品粒度颗粒分离出来，送回破碎机再破碎，因此可获得全部符合粒度要求的产品。见图。破碎破碎破碎的基本工艺流程（a）单纯破碎工艺（b）预先筛分破碎工艺（c）带检查筛分破碎工艺（d）带预先筛分和检查筛分破碎工艺破碎破碎筛分破碎的基本工艺流程2.1.2破碎设备颚式破碎机锤式破碎机冲击式破碎机剪切式破碎机辊式破碎机球磨机它适合于坚料的破碎。物料受到冲击、剪切和研磨等作用而被破碎。破碎低二氧化硅含量的松散物料。中等硬度、软质、脆性、韧性以及纤维状等固态废料。能耗低，粉碎程度小磨碎，用于矿业废物和工业废物破碎机特点及应用颚式破碎机特点：结构相对比较简单、坚固、维护方便、高度小、工作可靠。作用：主要对物料进行压碎、劈碎和折断。大多数都用在强度与韧性高、腐蚀性强的废物。如：煤矸石作为沸腾炉燃料、制砖和水泥原料时的破碎等，即可用于粗碎，也可用于中、细碎。应用：锤式破碎机特点：出料粒度细。原理：电动机带动主轴—圆盘—锤子非常快速地旋转，固态废料自给料口进入机内——受高速转子的垂直打击、冲击、剪切、研磨而破碎。中等硬度、腐蚀性弱及体积大废物。含水分，油的有机物，纤维结构废物，韧性的石棉等废料。应用：作用：废物主要受到打击、冲击、剪切、研磨只有一个转子，可逆式、不可逆有两个相对回转的转子分类 单转子锤式破碎机： 双转子锤式破碎机： 破碎比大，适应能力强，构造简单，外形 尺寸小，操作便捷，易于维护等。 适用于中等硬度、软质、脆性、韧性以 及纤维状等多种固态废料。我国在水泥、 火力发电、玻璃、化工、建材、冶金等 工业大范围的应用。(如破碎废旧家具、电 视机、杂器等生活用品) 应用场景范围： 机械构造内部关键破碎部件研磨板和冲击板是 根据不同处理要求拆装，粒度为20mm装研磨板，要 破碎粒度小或软物料容重较轻时就将冲击板和研磨 板、筛条都装上，对各种废物破碎适应能力强。 往复剪切式破碎机剪切破碎是靠固定刀和可活动刀的啮合作用来 剪切废物。有往复式刀、旋转刀等形式。 点：比冲击破碎机的噪声小，产生的粉尘少。应用场景范围： 对城市垃圾焚烧厂很适用。在日本的东京 都、大坂市、横滨市等地焚烧厂均使用。 采用纵向和横向组合刀具进行剪 切，可使破碎后的物料变得很小。 构造简单，易于维修保养，噪音小，振 动产生量小，没有爆炸性。 应用场景范围：靠剪切力破碎，适用于建筑废料、草垫 等可燃性大块垃圾的破碎。 剪切式破碎机 辊式破碎机 光辊破碎机：辊子表面十分光滑，压挤和研磨破碎——硬 度大的废物 齿辊破碎机：辊子表面有齿牙，劈碎——脆性、含泥 粘性废物 用于烧结矿、煤炭、水泥、硅酸盐、玻璃、陶 瓷等行业，适于中等硬度以下脆性物料的破碎， 大多数都用在矿石的中细碎作业 应用：球磨机 作用：主要对物料进行粉碎。 大多数都用在矿业废物和工业废物的最后一段粉碎。 应用： 能耗低，产品过度粉碎程度小，构造简单，工 作可靠。 特点： 一、低温破碎 对于在常温下难以破碎的固态废料如汽车轮胎、 包裹电线，废家用电器等，可利用其低温变脆的性能 而有效的破碎，亦可利用不一样的物质脆化温度的差异 做出合理的选择破碎，即所谓的低温破碎技术。 对于在常温下难以破碎的固态废料采用低温破碎。 哪些物质采用低温破碎较为贴切？ 低温破碎与常温破碎相比，动力消耗可减少1/4 以下，噪声降低4dB，振动减轻1/4—1/5。 2.1.3 低温破碎与湿式破碎 低温破碎技术——是利用一些固态废料中所具有的 各种材质在低温下的脆性温差，控制适宜温度，使 不一样的材质变脆，接着进行破碎，最后进行分选。 低温破碎流程 预冷装置废物 浸没冷却装置皮带运输机 高速冲击破碎 低温破碎工艺流程图1、破碎后的同一种物料均匀，尺寸大体一致， 形状好，便于分离利用； 2、复合材料经过低温破碎后，分离性能好，资 源的回收率和回收的材质的纯度都比较高；并且 很容易分离出混在其中的非塑料物质； 3、使用的冷媒一般都会采用无毒无味无爆炸性液氮， 并且原料易得到； 4、对于极难破碎的并且塑性极高的氟塑料废物， 采用液氮低温破碎，能轻松的获得碎块和高分散度的 粉末。 低温破碎的优点 低温破碎的应用 塑料名称 塑料名称 脆化温度 脆化温度 聚氯乙烯 聚氯乙烯 聚乙烯 聚乙烯 聚丙烯 聚丙烯 ––2020 ––95 95 –135135 2020 各种塑料的脆化点 采用冲击式破碎机时，低温破碎所需动力要比常 温破碎所需动力小得多。 低温破碎还用于从有色金属混合物、废旧轮胎、 包裹电线等废物中回收铜、锌、铝等。 1）使含纸垃圾变成均质浆状物，可按流体处理； 2）不孽生蚊蝇、无恶臭、卫生条件好； 3）噪声低、无发热、爆炸、粉尘等危害； 4）脱水有机残渣，质量、粒度、水分变化小； 5）适用于回收垃圾中的纸类、玻璃及金属材料等。 二、湿式破碎 湿式破碎原理和设备 利用特制的破碎机将投入机内的含纸垃圾和大 量的水流一起剧烈搅拌和破碎成为浆液的过程，从而 回收垃圾中的纸纤维，这种使含纸垃圾纸浆化的特制 破碎机称为湿式破碎机。 湿式破碎优点 对进料的适应性好，易破碎的废物首先破碎并及时排出，不会产生过粉碎现象。 可根据要求改变滚筒长度、破碎板段数、筛网孔径等。三、半湿式选择性破碎机 原理和设备 半湿式选择性破碎分选是利用城市垃圾中各种不同物质 的强度和脆性的差异，在一定湿度下破碎成不同粒度的碎块， 然后通过不同筛孔加以分离的过程。由于该过程是在半湿状 态下，通过兼有选择性破碎和筛分两种功能的装置中实现的， 因此，把这种装置称为半湿式选择性破碎分选机。 特点 2.2 固态废料分选 固态废料分选简称废物分选，是废物处理的一种方法。 其目的是： 1）将其中可回收利用的物质分离出来， 2）将不利于后续处理、处置工艺要求的物料分离出来。 依据固态废料物理和物理化学性质不同而有不同 的分选方法 请同学举例说明分选方法。 物质密度 差异 重力分选 物质粒度 差异 筛选（分） 物质磁性 差异 磁力分选 物质电性 差异 电力分选 物质光电 性差异 光电分选 物质摩擦 性差异 摩擦分选 物质弹性 差异 弹性分选 物质湿润 性差异 2.2.1筛分 一、筛分原理 筛分是利用筛子将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留在筛面上，完成粗、 细分离的过程。 细粒透筛时，尽管粒度都小于筛孔，但难易程度却 不同。粒度小于筛孔3/4的颗粒，很容易通过粗粒形成