4.4 固体废物的分选（一）--筛分在线视频

大家好

这节课我们学习固体废物的分选第一部分

固体废物的分选有两个主要的目的

一个是通过一定的技术

将固体废物分成两种或两种以上的物质

或者是分成两种或者两种以上的粒度级别

第二个是将有用的成分分选出来加以利用

或者是将有害的成分分离出来

防止损害后续的处理处置设施或设备

分选的基本原理是

利用物料的某些性质为识别标志

用机械或电磁的分选装置加以选别

达到分离的目的

分选效果的好坏可以用不同的指标来评定

我们比较常用的是

回收率纯度和综合效率

其中回收率和纯度用的比较多

回收率指的是单位时间内

某一排料口当中排出的某一组份的量

与进入分选机的此组分的量之比

纯度是某一组分的物料

在同一排出口排出物当中所占的分数

我们以两级分选机为例

它的进料假如说含有XY两种物料

两级分选机的意思是有两个出料口

我们以X0Y0代表两种物料

X0在两个排出口被分为X1X2

Y0在两个排出口被分为Y1Y2

我们来看一下

在第一个排出口X0和Y0它的回收率

X的物料它的回收率就等于X1比上X0

也就是X1比上X1加上X2

Y物料它在第一个排出口

它的回收率是Y1比上Y0

也就是Y1比上Y1加Y2

然后我们再来看一下它们的纯度

就是在第一个排料口它的纯度

根据定义

X物料在第一个排料口

它的纯度就是X1比上X1加上Y1

Y物料在第一个排出口

它的纯度是Y1比上X1加上Y1

对于一个理想的分选设备

我们既要有高的回收率

也要有高的纯度

这样的话才能是比较好的设备

也就是说回收率和纯度要同时进行考量

如果只有比较高的回收率

比如说两个物料XY都从第一个排料口出来

它的回收率可能都是百分之百

但是仍然是没有区分开

它的纯度还是比较低

所以要比较理想的话

就是回收率也要高纯度也要高

另一个就是说我们

如果是用两个来进行衡量的话

就是用两个指标来进行评价的时候

我们觉得可能不太方便

所以有的时候也致力于寻找一种

单一的综合指标来进行评价

对于给料当中

含有X和Y两种物料的两级分选过程来说

雷特曼定义了综合分选效率的定义

也就是说他认为

在同一排出口回收率之差为综合分选效率

也就是说

E就等于X1比上X0减去Y1比上Y0

它也等于X2比上X0减掉Y2比上Y0

不过一般来讲它这个表示方法不是很明确

所以我们用的比较多的评价方式

还是回收率和纯度两个指标同时来进行评价

固体废物的分选是根据物质的粒度密度

磁性电性光电性摩擦性弹性

以及表面润湿性的不同而进行分离的

常用的分选方法就根据它们性质的不同来分

比如说我们根据粒度的不同进行筛分

根据密度的不同进行重选

根据磁性的不同用磁选

根据导电性的不同用电选的方法

根据表面润湿性的不同进行浮选

分别对这些分选的方法做一个简单的介绍

首先我们看一下手工捡选

这是最简单的

一般我们是在中转站的时候

可以看到就是在这个皮带的两端站有工人

他们可以把一些比较大的这个物料

把它分捡出来

或者说一些可以资源化利用的

这个大型的物料分捡出来

再一个我们来看一下筛分

筛分

它是利用筛子将松散的固体废物分成两种

或者是多种粒度级别的分选方法

筛分我们可以看作是

由物料分层和细粒透筛两个阶段来组成

首先是为了使粗细物料通过筛面进行分离

必须使物料和筛面之间具有适当的相对运动

使筛面上的物料处于松散的状态

即按照颗粒的大小进行分层

形成粗粒位于上层

细粒位于下层的规则排列

细粒到达筛面来透过筛孔

物料和筛面的相对运动

还可以使堵在筛孔上的颗粒脱离筛孔

以利于细粒通过

根据细粒透筛的难易程度

我们又把它分为易筛粒和难筛粒

一般来说如果物料的粒度小于筛孔的3/4

这样的颗粒就比较容易通过筛孔

我们把它称为易筛粒

如果这个物料的粒度虽然是小于筛孔

但是它大于筛孔的3/4

这种颗粒就比较难以通过

我们把它称为是难筛粒

筛分我们根据使用的目的不同

又分为准备筛分预先筛分

检查筛分以及脱水脱泥筛分

准备筛分是将固体废物按照粒度

分为若干的级别‘’

各级别送到下一步工序进行处理

预先筛分是把物料送到破碎机之前

先把小于破碎机排料口宽度的

这个细粒级筛分出来

这样的话可以提高破碎的效率

而且可以防止过度破碎

节省能源

检查筛分是对经过

破碎机破碎以后的废物进行筛分

我们把粒度大于排料口宽度的这些

粒子筛出来

重新返回破碎机在进行破碎

我们把它称为检查筛分

脱水脱泥筛分指的是

用筛分的方法脱去废物当中所含的水分和泥质

根据筛子操作条件的不同

我们又把它分为干法筛分和湿法筛分

干法筛分一般来说是在空气当中进行筛分

对于一些比较非常细的物料

用干法筛分效率非常低

我们可以在水中来进行筛分

我们把它称为湿法筛分

筛分效果的好坏一般我们用筛分效率来评价

所谓筛分效率

是指实际得到的筛下产品的质量

Q1与入筛废物当中所含的

小于筛孔尺寸的颗粒质量之比

我们用式子η等于Q1比上Q乘以α来表示

在这里Q1是筛下产品的质量

Q是入筛固体废物的质量

α是入筛的固体废物当中

小于筛孔尺寸的颗粒的含量

在实际的筛分过程当中

测定Q1和Q是比较困难的

因此我们必须变换成便于计算的式子

假定筛下产品当中没有大于筛孔尺寸的粗粒

我们可以列出以下两个方程

固体废物的入筛的质量Q等于筛上产品质量

Q2和筛下产品质量Q1之和

再一个方程是

固体废物当中小于筛孔尺寸的细粒质量就等于

筛上产品中

小于筛孔尺寸的细粒质量与筛下产品质量之和

也就是说Q乘以α就等于Q1加上Q2乘以β

在这里Q Q1和Q2和上面的意思是一样的

在这里β是筛上产品当中

小于筛孔尺寸的细粒含量

这样的话

我们把上面的式1代入式2就可以得出来

Q1等于α减β括号乘以Q比上1减去β

然后这样我们就可以算出来筛分效率

η就等于α减β比上α乘以1减β乘以100%

这样的话α和β我们都是比较容易测的

上面这个式子当中

我们是认为筛下产品100%都是小于筛孔尺寸的

也就是说θ是等于100%在这种情况下推导出来的

而在实际的生产当中

由于筛网的磨损

所以有一部分大于筛孔尺寸的粗粒

可能会进入筛下

成为筛下产品

这个时候筛分效率的计算公式

我们就可以写成η

就等于θ乘以括号α减β

比上α乘以括号θ减β乘上100%

大部分的筛分装置它的效率是85%到95%

影响筛分效率的因素包括固体废物的性质

筛分设备的性能以及筛分的操作条件

固体废物的性质主要包括

废物的粒度形状废物的含水率

筛分设备的性能

包括筛孔的形状

筛面以及筛子的参数

筛分操作条件主要是筛子它的操作

我们分别看一下

先看这个废物的粒度和形状的影响

就是说如果给料当中

物料的这个粒度

比筛孔的尺寸要小得多

大家就可以想见

这个颗粒通过的就比较容易

筛分的效率就会比较高

如果颗粒的粒度虽然比筛孔小

但是比筛孔小得不多

就是相差不太多

我们说它就是说难筛粒的含量比较多

这样的话就筛分效率就会比较低

再一种就是形状

如果是球状的颗粒

或者是多面的这个颗粒就比较容易筛分

但是片状的和针状的颗粒就比较难筛分

再一个就是废物的含水率会有影响

当废物当中含水率比较低

也就是说物料比较干的时候

我们用干法筛分

筛分的效率比较高

但是当含水率增加到5到8%的时候

筛分效率就会大大的降低

当物料的含水率

增加到10%到14%的时候

由于出现了孔隙水分

所以这个时候筛分效率就比较低

所以这个时候我们就用湿法筛分

筛分效率就可以提高

再一个如果物料的含泥量比较高

因为含有水分容易引起细粒的结团

筛分效率也会比较低

再一个我们看一下筛面和筛子参数的影响

当我们这个物料量一定的时候

如果是筛面的这个宽度比较大

这个料层就会铺得比较薄

再一个如果是筛子的长度越大

筛分的时间就会越长

所以这样话也筛分的效率就会比较高

一般来说筛面长度和宽度之比

大概是2.5到3比1

再一个筛子的倾角也很重要

倾角要选择比较合适

如果是筛子的倾角过大

这个物料很快就会滑过去

这个颗粒通过筛孔就比较困难

如果是倾角过小

筛分的效率可能会比较高

但是生产量就会减小

再一个就是筛子的振幅和频率

筛子的振幅和频率

必须使筛面产生足够的加速度

可以使卡在筛孔当中的颗粒可以跳出来

来防止筛面堵塞

再一个是筛子的操作

就是筛子的给料必须稳定

然后沿着筛面的宽度给料要比较均匀

在给料方向最好是

顺着物料沿筛面的运动方向来给料

下面我们来介绍几种筛分的机械

主要是看筒形筛和振动筛以及固定筛

固定筛一般分为格筛和棒条筛

它一般来选比较粗的这个物料

我们在这里就不详细讲了

我们主要是讲筒形筛和振动筛

我们先来看一下筒形筛

筒形筛它是一个倾斜大约3到5度的一个圆筒

圆筒的侧壁上开有许多筛孔

圆筒以很慢的速度来进行转动

一般来说大概是10到15转每分钟

因此它不需要很大的动力

这种筛的优点是不会堵塞

圆筒筛进行筛分的时候

固体废物在筛中不断的进行翻滚

较小的物料颗粒最终进入筛孔筛出

物料在筛子中的运动状态大概分为三种

沉落状态

抛落状态

和离心状态

沉落状态就是物料颗粒

由于筛子的圆周运动被带起

然后滚落到向上运动的颗粒的上面

抛落状态是筛子的运动速度足够的时候

将颗粒飞入空中

然后沿抛物线抛回筛地

当筛分物料以抛落状态运动的时候

物料达到最高最大的紊流状态

此时筛子的筛分效率达到最高

如果是筒形筛的转速进一步提高

会达到某一个临界的速度

这个时候粒子呈离心的状态运动

结果是使物料颗粒附着在桶壁上不会落下

使筛分效率又进一步降低

筛分效率与圆桶的转数和停留时间有关

一般认为物料

在筒内的滞留时间是25到30秒

转数是5到6转每分为最佳

另外桶的直径和长度对筛分效率也有很大的影响

这个图是筒形筛的一些改进

就是为了提高筛分效率

比如说我们可以

在同一个筒形筛上采用不同的筛孔

可以得到不同粒度的物料

还可以在筒形筛的内部加上一些破碎刀

这样话对这个起到一些破袋的作用

因为我们平时扔垃圾的时候是装在袋里

所以在筒形筛里进行筛分的时候要把它破袋

这样的话使筛分效率来提高

再一个我们来看一下振动筛

振动筛它是利用筛网的振动频率

对颗粒进行分级的设备

振动筛安装在筛箱上

筛箱及筛面在激振装置的作用下

产生圆形椭圆形或者是直线轨迹的振动

振动的作用是使筛面上的物料松散离析

密度大而粒度小的颗粒

钻过密度小而粒度大的颗粒的空隙到达筛面

并且通过筛孔排出

有利于筛分的进行

同时消除颗粒堵塞筛孔的现象

有利于湿物料的筛分

我们根据激振方式的不同

把振动筛分为惯性振动筛和共振筛

惯性振动筛是通过由不平衡体的旋转

所产生的离心惯性力

使筛子产生振动

当电动机带动皮带轮作高速旋转的时候

配重轮上重块就产生离心惯性力

它的水平分力使弹簧做横向的变形

由于弹簧横向的刚度大

所以水平分力被横向刚度所吸收

而垂直分力则垂直于筛面

通过筛箱作用于弹簧

强迫弹簧做拉伸及压缩运动

因此筛箱的运动轨迹是椭圆或者是近似于圆

由于这种筛子的激振力是离心惯性力

所以我们把这种筛子称为惯性振动筛

惯性振动筛它的转速可以很高

筛分效率可以达到80%

它适合处理粒度0.1到15毫米的细粒的物料

也可以筛分比较潮湿和粘性的物料

但是它的缺点是电动机的振动比较大

寿命受影响

而且它的振幅也不能太大

不适合处理粗粒的物料

再一个是共振筛

共振筛的工作原理是

利用装有弹簧的曲柄连杆机构驱动

使筛子在共振的状态下进行筛分

电动机带动装载下机体上的偏心轴转动

轴上的偏心是连杆做往复的运动

连杆通过弹簧将作用力传给筛箱

与此同时下机体受到相反的作用力

使筛箱和下机体沿倾斜方向运动

但它们的运动方向相反

所以达到动力平衡

筛箱弹簧和下机体组成一个弹性的系统

该弹性系统固有的自振频率

与传动装置的强迫振动频率

接近或者是相同时

筛子在共振状态下筛分

所以称为共振筛

筛箱压缩弹簧而运动时

其运动速度和动能都逐渐减小

弹簧的位能增加

筛箱的运动和动能为零时

弹簧的位能达到极大值

接着筛箱向相反的方向运动

弹簧的位能转化为筛箱的动能

筛箱运动速度增加

筛箱的速度和动能达到极大值时

弹簧伸长到极限位能最小

所以共振筛的工作过程

是筛箱动能和弹簧的位能相互转化的过程

每次振动的时候

只要补充为克服阻尼的能量

就能维持筛子的振动

因此筛子虽然比较大

但是功率消耗却很小

共振筛的优点是处理能力比较大

筛分效率比较高

耗电也比较少

结构比较紧凑

适合中细粒的筛分

它的缺点是制造工艺非常复杂机体比较大

而且橡胶弹簧比较容易老化

这节课就到这里

谢谢大家