第3章固态废料的预处理.doc第三章固态废料的预处理第一节固态废料的破碎破碎是指利用人力或机械等外力的作用,破坏固态废料质点间的内聚力和分子间作用力而使大块固态废料破碎成小块的过程。磨碎是指小块固态废料颗粒分裂成细粉的过程。—、概述1破碎的目的(1) 使固态废料的容积减小,便于运输和贮存;(2) 为固态废料的分选提供所要求的入选粒度,以便有效地回收固态废料种某种成分;(3) 使固态废料的比表面积增加,提高焚烧、热分解、熔融等作业的稳定性和热效率;(4) 为固态废料的下一步加工做准备;(5) 用破碎后的生活垃圾进行填埋处置时,压实密度高而均匀,提高填埋场的利用效率;(6) 防止粗大、锋利的固态废料损坏分选、焚烧和热解等设备或炉膛。2固态废料的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。通常用静载下测定的抗住压力的强度、抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度来表示。其中抗压强度最大,抗剪强度次之,抗弯强度较小,抗拉开强度最小。一般以固态废料的抗住压力的强度为标准來衡量。抗压强度大于50MPa者为坚硬固态废料;40-25MPa者为中硬固态废料;小于25MPa者为软固态废料。固态废料的机械强度与废物颗粒的粒度有关,粒度小的废物颗粒,其宏观和微观裂缝比大粒度颗粒要少,因而机械强度较高。在实际工程中,鉴于固态废料的硬度在一定稈度上反映被破碎的难易稈度,因而可以用废物的硬度表示其可碎性。矿物的硬度可按莫式硬度分为十级,其硬度从小到大排列如下:⑴滑膏:(2)石膏:⑶方解石;(4)萤石;(5)灰石;(6)长石:(7)石英:(8)黄玉石;(9)刚玉;(10)金刚石。各种固态废料的硬度可通过与这些矿物相比较来确定。另一种方法是按物料在破碎时的性状分为最坚硬物料、坚硬物料、中硬物料和软质物料四种,如表所示。各种硬度物料的分类软质物料中硬物料坚硬物料最坚硬物料石棉矿石灰石铁矿物花岗岩石膏矿白云石金属矿石刚玉板石砂岩电石碳化硅软质石膏板泥灰石矿渣硬质熟料烟煤岩址Qun烧结产品烧结镁砂褐煤韧性化工原料方土烁石在需要破碎的废物屮,大多数呈现脆性,废物在断裂Z前的变形很小。但也有一些需要破碎的废物在常温下呈现较高的可塑性,这些废物用传统的破碎机难以破碎,需要釆取特殊实施。例如,废椽胶在压力作用下能产牛较大的塑性变形而裂,但可利用其低温变脆的性能而有效地破碎。乂如破碎金属切削下来的金属屑,压力只能使其压实成团,但不能碎成小片或小条、粉末,一定要采用特制的金属切削破碎机进行相对有效的破碎。3破碎方法按照破碎固态废料消耗能量的形式分为机械能破碎和非机械能破碎两类。机械能破碎是对固态废料施力而将其破碎,包扌舌冲击破碎、挤压破碎、剪切破碎、摩擦破碎等;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,包括低温破碎、热力破碎、减压破碎、超声波破碎和磨碎等方法。目前大范围的应用的是机械能破碎,主要有压碎、劈碎、折断、磨碎和冲击破碎等方法。选择破碎方法时,需视凶体废物的机械强度,特别是废物的硬度而定。对坚硬物采用挤压破碎和冲击破碎十分有效;对脆性废物则采用劈碎、冲击破碎为宜。-•般破碎机都是由两种或两种以上的破碎方法联合作用对固态废料进行破碎的,例如压碎和折断、冲击破碎和磨碎。4破碎比与破碎段在破碎过程屮,原废物粒度与破碎后产物粒度的比值称为破碎比。破碎比表示废物粒度在破碎过程中减小的倍数,即表示废物被破碎的程度。破碎比的计算方式有以下两种:(1)用废物破碎前的最大粒度(Dnax)与破碎后最大粒度(血Q的比值来确定破碎比⑴:i~Dmax/max (3一1)用该法确定的破碎比称为极限破碎比,在工程设计中常被釆用。根据最大块直径来选择破碎机给料口宽度。(2)用废物破碎前的平均粒度(QQ与破碎后平均粒度(d“)的比值來确定破碎比(i):(3—2)该法确定的破碎比称为真实破碎比,能较真实地反映破碎程度,所以,在科研及理论研究中常被采用。一般破碎机的平均破碎比在3・30之间,磨碎机破碎比可达40-400以上。固态废料每经过一次破碎机或磨碎机称为一个破碎段,若要求破碎比不大,一段破碎即可满足。但对固态废料的分选,例如,浮选、磁选、电选等工艺来说,由于要求的入选粒度很细,破碎比很大,往往需要把几台破碎机依次串联,或根据自身的需求把破碎机和磨碎机依次串联组成破碎和磨碎流程。对固态废料进行多次(段)破碎,其总破碎比等于各段破碎比山,i2,……,in)的乘积,即(3-3)z=/jx/2x/3x•••xin破碎段数是决定破碎工艺流程的皐本指标,它主要决定破碎废物的原始粒度和最终粒度。破碎段数越多,破碎流程就越复杂,工程投资相应增加,因此,在可能的条件下,应尽量采用一段或两段流程。二、破碎机破碎固态废料常用的破碎机类型有频式破碎机、锤式破碎机、冲击式破碎机、剪切式破碎机、棍式破碎机和球磨机等。选择破碎机类型吋,必须考虑下列因素:①所需要的破