生活垃圾焚燒爐底灰中金屬的分離技術(shù)

1、生活垃圾焚燒爐底灰中金屬的分離技術(shù)1城市生活垃圾焚燒的基本情況城市生活垃圾焚燒費(fèi)用昂貴，但與垃圾填埋相比具有明顯的環(huán)境優(yōu)勢。 通過 焚燒，城市生活垃圾中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為熱能， 可用于發(fā)電或集中供熱。焚燒后的 底灰主要由無機(jī)物和金屬組成。2015年統(tǒng)計(jì)，全世界約有800個城市生活垃圾 焚燒爐在投產(chǎn)，其中一半在歐洲。假設(shè)其中2/3是爐排爐，每臺爐每天處理垃圾 約500t, 23%勺垃圾以底灰形式排放，每天產(chǎn)生約 61000 t底灰，這些底灰中可 回收金屬價值約3百萬美元。圖1為城市生活垃圾焚燒爐的簡化示意，圖2為初 級底灰的組成。圖1 城市?；钲缁贌隣t的商化不量2新毅底灰的組成尤也物金屬有機(jī)物細(xì)砂

2、（如口2機(jī)械分離的原理及流程介紹底灰加工類似于加工原生礦石，為了通過機(jī)械加工將金屬與礦物質(zhì)分離開 來，一般優(yōu)先使用物理分離。物理分離的先決條件是需要確定金屬比礦物基體材 料更為顯著的物理性質(zhì)。從底灰中提取金屬通常采用的物理性質(zhì)是磁化率、電導(dǎo)率和密度。由于底灰通常在凝固結(jié)塊后才被加工，所以首先需要經(jīng)過對其打散和 破碎才能從礦物基體中分離出來。為了獲得較高的分離效率，需要通過篩選對底灰進(jìn)行初步分類。 一般地，底 灰中金屬的提取分為三個步驟：（1）打散（釋放金屬）；（2）分級（為了更好的分 離效率）；（3）分類（將金屬轉(zhuǎn)移到精礦中）。機(jī)械分離的原理及流程示意見圖 3。 首先通過打散機(jī)對底灰進(jìn)行打散，

3、然后通過兩級篩分將其分為三種粒級， 再分別 在三個分流器上進(jìn)行分離。金屬0礦物質(zhì)強(qiáng)制分寓殘?jiān)V:輸送破碎機(jī) 底灰說分 _-分流器2一分流器3分流繇金屬 殘?jiān)?機(jī)械分離過程的原理及流程3用于加工底灰的設(shè)備3.1 打散在底灰處理中，打散可以釋放被包裹在礦物基體中的金屬顆粒，如圖 4。從 圖4可以看出，經(jīng)過打散后，金屬物得到充分釋放，在金屬塊的尺寸保持不變的 同時，礦物質(zhì)的顆粒尺寸已經(jīng)減小。咫4打散芾后麻板底灰打散最常用的是沖擊式打散機(jī)，如圖 5。該設(shè)備不粉碎單個顆粒，而是 對厚的料床進(jìn)行沖擊擠壓，然后通過篦縫優(yōu)先選出礦物質(zhì)。只要進(jìn)料粒度小于進(jìn) 料口寬度，都能適用。因5沖擊式打散機(jī)原理及實(shí)物因3.

4、2 分級在機(jī)械分離過程中，分級是根據(jù)粒度大小進(jìn)行的分離，而分類是根據(jù)物理性 質(zhì)，例如磁化率、密度或電導(dǎo)率進(jìn)行的分離。為了確保對金屬的分離效果，首先 對打散后的底灰進(jìn)行分級。(1)棒篩和滾筒篩為了去除大塊的金屬，物料通常首先通過棒篩(圖6左)。與傳統(tǒng)振動篩相比, 該振動篩避免了潛在的致盲問題(即物料堵塞篩孔)。從棒篩篩選出的大塊物料再 通過一個重型滾筒篩，如圖6右所示。滾筒篩的一個優(yōu)點(diǎn)是，附著在金屬塊上的 礦物質(zhì)會被擠碎，從而進(jìn)一步進(jìn)行分選。圄6底灰為股沒備棒賽和深初健(2)振動篩底灰處理中使用的最常見的振動篩如圖 7所示。振動篩依靠彈簧，通過旋轉(zhuǎn) 偏心挺桿裝置的圓周運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)篩分。 篦板上有多

5、個大小相同的孔?？卓梢允菆A 形的，也可以是長方形的。當(dāng)物料經(jīng)過傾斜篦板時，細(xì)顆粒通過篩孔被篩選出來， 而粗顆粒則停留在篦板上。這種振動篩最大的問題就是篩孔容易被塊狀金屬卡住 而使其篩選功能降低，因此應(yīng)避免使用多層篩網(wǎng)，因?yàn)橐ㄆ谇謇砗Y孔，必須容 易接觸篩網(wǎng)。囹7k助諦的原理及實(shí)物因(3) 星型篩星型篩可以避免篩孔堵塞現(xiàn)象。該設(shè)備采用具有柔性的聚氨酯齒串聯(lián)安裝在高速 旋轉(zhuǎn)的主軸上，相鄰主軸上的星形齒交錯排列，以便能夠相互清理。該設(shè)備的缺 點(diǎn)是必須偶爾檢查主軸是否被線、繩等條狀物纏繞。星型篩的原理及實(shí)物圖見圖 8。囹8星型符的原理及女物固150 nun肉9銅竹辨的屈目及實(shí)物用定框架柔性篩網(wǎng)往復(fù)式框

6、架10mmz下底灰的篩選比較困難，除了篩孔易堵外，底灰還有可能是粘稠的。 如果底灰是濕的或者粘稠的，就不能在常規(guī)振動篩上進(jìn)行篩選分級。在這種情況 下，就要使用翻轉(zhuǎn)篩（如圖9所示），其柔性篩網(wǎng)對物料施加“蹦床效應(yīng)”，增 強(qiáng)其剪切力，使附著在粗顆粒表面的細(xì)顆粒充分釋放出來，從而實(shí)現(xiàn)篩選。這種 篩網(wǎng)的最小篩孔尺寸為3mm（5）立式旋轉(zhuǎn)篩如果是加工細(xì)小的干底灰，粒徑在 0.53mm則適合使用立式旋轉(zhuǎn)篩（見圖 10）。由于其篩網(wǎng)基本上是水平轉(zhuǎn)動的，物料不是“跳躍”經(jīng)過篩網(wǎng)，而是在篩 網(wǎng)上滑動，這樣就可以防止細(xì)長顆粒垂直地鉆入狹小的篩孔中，不至于堵塞篩孔。 立式旋轉(zhuǎn)篩適宜安裝在振動篩的下游，對于從底灰中回

7、收小銅線類細(xì)長顆粒非常 有效。310立式12轉(zhuǎn)需的意18及寅物E3.3分類從底灰中提取金屬的關(guān)鍵是機(jī)械分類過程。底灰通過分離器時，物理力優(yōu)先 作用于目標(biāo)粒子（金屬），從而將它們從顆粒流中分離出來。物理力可以是機(jī)械的， 也可以是電磁的。在底灰加工廠中最常見的分離器是磁選機(jī)（也叫磁力分離器） 和渦流分離器，還有一些不常見的設(shè)備。（1）磁選機(jī)磁選機(jī)用來回收具有較強(qiáng)磁化率的金屬顆粒。 底灰中物質(zhì)按磁性來分，可以 分為三類：強(qiáng)磁性（如鐵）、弱磁性（如氧化鐵）和非磁性（如玻璃、有色金屬等）。 圖11中D是某一特定材料（如鐵）的吸引區(qū)的外部邊界。當(dāng)磁鐵接近鋼球時，首 先吸引更大的球體到頂部。當(dāng)磁鐵從玻璃窗格

8、中取出時，大球體首先下落到底部。S11磁選機(jī)慣向磁極設(shè)計(jì)原理對于回U尺寸80 mm的磁性材料，滾筒磁鐵是首選設(shè)備。它由一個固定的磁鐵組成，一個非磁性材料的滾筒圍繞著它旋轉(zhuǎn)。 磁性物質(zhì)被吸在滾筒上，滾筒磁選機(jī)還有一種叫高架磁鐵。高架磁鐵的設(shè)計(jì)如圖13所示。aii高架磁鐵的瓊理和實(shí)物圖(2)渦流分離器除磁選機(jī)外，渦流分離器也是較好的分類設(shè)備，因?yàn)樗鼈兡軌蚧厥罩T如有色 金屬等導(dǎo)電材料。渦流分離器主要由以 12m/s的速度運(yùn)動的傳送帶，一個磁頭 滑輪，一個帶有強(qiáng)磁鐵的轉(zhuǎn)子，以及一個分流器組成，見圖 14。罔M漏潦分離器原膻及實(shí)物囹(3)傳感器分選機(jī)幾乎所有底灰加工廠都安裝了渦流分離器和磁選機(jī)，傳感器分

9、選機(jī)只有少數(shù)幾個 工廠使用，適用于勞動力成本較高的國家，主要是針對手工分揀。傳感器分選機(jī) 的工作原理見圖15。BO3!傳感耨(導(dǎo)電的分用耦圖15 傳播器分選機(jī)的除理及實(shí)物圖(4)手工分揀即使在應(yīng)用傳感器分選機(jī)的地方，手工分揀也很重要，需要將大量金屬片進(jìn)行詳 細(xì)分類。例如，鐵芯周圍的銅線圈，除非通過手工挑選，否則會轉(zhuǎn)移到廢鐵中， 并最終進(jìn)入煉鋼廠。不僅利潤降低，而且還會受到鋼廠處罰。手工分揀的流程見 圖16。其主要由一條大約1.2m寬的皮帶以0.15m/s的速度傳送，由人工分揀出 不銹鋼、銅、鐵、黃銅、銀和未燃燒的有機(jī)物質(zhì)，剩下的留在皮帶上，然后轉(zhuǎn)移 到殘?jiān)小?5)非常規(guī)設(shè)備分揀至少有一家德國公司有專門分揀硬幣的分類機(jī)，這些硬幣的大小為1632mm首先，使用專用設(shè)備，以硬幣的圓形作為分離標(biāo)準(zhǔn)。然后對硬幣進(jìn)行清洗 和拋光，并通過自動分揀器進(jìn)行分揀。再掃描