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2012-05-30 50页 ppt 2MB 62阅读

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p3null第三章 固体废物的预处理第三章 固体废物的预处理 【概念】压实 破碎 分选      中和 氧化还原 化学浸出 【方法原理】 固体废物压实、破碎及分选技术的基础理论和方法 ; 固体废物的化学处理技术; 本章重点null3.1 固体废物的压实 3.1.1 压实的基本概念 3.1.2 压实设备类型 3.2 固体废物的破碎 3.2.1 破碎的基本概念 3.2.2 破碎机 ...
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null第三章 固体废物的预处理第三章 固体废物的预处理 【概念】压实 破碎 分选      中和 氧化还原 化学浸出 【方法原理】 固体废物压实、破碎及分选技术的基础理论和方法 ; 固体废物的化学处理技术; 本章重点null3.1 固体废物的压实 3.1.1 压实的基本概念 3.1.2 压实设备类型 3.2 固体废物的破碎 3.2.1 破碎的基本概念 3.2.2 破碎机 3.3 固体废物的分选 3.3.1 筛分 3.3.2 重力分选 3.3.3 磁力分选 3.3.4 浮选 3.3.5 电力分选 3.4 分选回收工艺系统 3.4.1 城市垃圾分选回收工艺系统 3.4.2 粉煤灰分选回收系统 3.4.3 从煤从煤矸石中分选回收硫铁矿系统 3.5 固体废物的化学处理技术 3.5.1 中和法 3.5.2 氧化还原法 内 容 提 要null固体废物的预处理 固体废物的预处理为废物的合适处理处置提供条件,主要有压实、破碎和分选等。 预处理的作用: 以填埋为主的废物(压实:降低废物的体积,减少运输量和运输费用,提高填埋场的利用效率) 以焚烧或堆肥为主的废物(破碎:不需要压实处理,破碎、分选使物料粒度均匀、大小适宜,有利于提高焚烧和堆肥化效率) 废物的资源综合利用(破碎和分选:实现不同物料分别回收利用)讨论题讨论题某工厂产生的工业废物其主要成分为:铬渣(主要为铬酸钙和铬铝酸钙)占50%,铁屑(主要为金属铁)占20%,易挥发性固体有机物占10%,其它杂质(主要成分为纸张)占20%,采用如下所示的工艺流程进行工业废物的处理及回收利用,请指出该工艺的不合理之处,并设计另外一套合理的工艺进行最终处理和利用,并对所采用的工艺的原理进行简要的叙述。null课堂练习:请处理工艺的合理性3.1 固体废物的压实3.1 固体废物的压实3.1.1 压实的基本概念 1、固体废物的压实 固体废物的压实也称压缩,是指通过外力加压于松散的固体物,以增加物料的容重和减少其体积的过程。使废物便于运输、贮存和填埋。 压实适用对象 压缩性能大而回复性能小的固体废物;不适用于某些较密实的固体和弹性废物。null 以城市生活垃圾为例,压实前容重通常在0.1~0.6t/m3范围,经过一般机械压实后,容重可提高到1 t/m3左右。如果通过高压压缩,垃圾容重可达1.125~1.38 t/m3,体积则可减少为原来体积的1/3~1/10。因此固体废物填埋前常需进行压实处理,尤其对松散型废物或中空性废物事先压碎更显必要。压实操作的具体压力大小可根据处理废物的物理性质(如易压缩性、脆性等)而定。一般开始阶段,随压力增加,物料容重较迅速增加,以后这种变化会逐渐减弱,且有一定限度。即使增加外压,并不能使废物容重无限增大(这是由于压实后垃圾会产生反弹力,类似于分子距离太近会使斥力大大增加的道理)。null 实践证明,未经破碎的原状城市垃圾,压实容重极限值约为1.1 t/m3。比较经济的方法是先破碎再压实,可提高压实效率,即用较小的压力取得相同的增加容重效果。固体废物经压实处理,增加容重,减少体积后,可以提高收集容器与运输工具的装载效率,在填埋处置时可提高场地的利用率。 null2、压实程度的量度 为判断压实效果,比较压实技术与压实设备的效率,常用空隙比与空隙率、湿密度与干密度、体积减少百分比、压缩比与压缩倍数等指标来表示固体废物的压实程度。 ①空隙比与空隙率 a.空隙比 固体废物可设想为各种固体物体颗粒及颗粒之间充满气体空隙共同构成的集合体。由于固体颗粒本身空隙较大,而且许多固体物料有吸收能力和表面吸附能力,因此,废物中水分主要都存在于固体颗粒中,而不存在空隙中,不占据体积。故固体废物的总体积(Vm)就等于包括水分在内的固体颗粒体积(Vs)与空隙体积(Vv)之和。即: Vm= Vs+ Vv (3-1) 则废物的空隙比(e)可定义为: e= Vv/ Vs (3-2) null b.空隙率 用的更多的参数是空隙率(ε),可定义为: ε=Vv/Vm (3-3) 空隙比或空隙率越低,则表明压实程度越高,相应的容重越大。顺便指出空隙率大小对堆肥化工艺供氧、透气性及焚烧过程物料与空气接触效率也是重要的评价参数。 ②湿密度与干密度 如果忽略空隙中的气体质量,固体废物的总质量(Wm)就等于固体物质质量(Ws)与水份质量(Ww)之和,即: Wm= Ws +Ww 固体废物的湿密度:ρw= Wm/ Vm 干密度:ρd= Ws / Vm 实际上,废物收运,及处理过程中测定的物料质量常都包括水分,故一般容重均是湿密度。压实前后固体废物密度值及其变化率不大,是度量压实效果的重要参数,也容易测定,故比较实用。 null ③体积减少百分比 体积减少百分比(R)用下式表示: R=[(Vi-Vf)/Vi]×100% (3-4) 式中,R为体积减少百分比,%; Vi为压实前废物的体积,m3; Vf为压实前废物的体积,m3。 ④压缩比与压缩倍数 a压缩比 压缩比(r)可定义为: r= Vf/ Vi(r≤1) (3-5) 显然,r越小,说明压实效果越好。 b 压缩倍数 压缩倍数(n)可定义为: n= Vi/ Vf (n≥1) (3-6) n 与r互为倒数,显然n越大,证明压实效果越好,工程上以习惯用n更普遍。体积减少百分比R与压实倍数(n)可互相推算。其相互关系如图2-7-1所示 null 由图看出,体积减少百分比在80%以下变化时,压实倍数在1~5之间,变化幅度较少;当R值越过80%以上时,n值急剧上升,几乎成直线变化。例,当R=90%时,可推出n= Vi/ Vf=10;R=95%时,n= Vi/ Vf=20。null影响垃圾压实作业的主要参数 垃圾的组分情况 含水率 垃圾层厚度 机械滚压次数 碾压速度 null3.1.2 压实设备类型 根据操作情况分,用于固体废物的压实设备可分为固定式和移动式两大类。凡用人工或机械方法(液压方式为主)把废物送到压实机械里进行压实的设备称为固定式。各种家用小型压实器、废物收集车上配备压实器及中转站配置的专用压实机等均属固定式压实设备。而移动式是指在填埋现场使用的轮胎式或履带式压实机、钢轮式布料压实机以及其他专门设计的压实机具。null (1)固定式压实设备 ①结构型式 压实器通常由一个容器单元和一个压实单元组成。容器单元通过料箱或料斗(视单位装料量大小而定)接受固体废物物料,并把它们供入压实单元,压实单元通常装有用液压(亦可用气压)控制操作的挤压头,利用一定的挤压力把固体废物压成致密的形式。目前使用的压实器,有的是为处理金属类废物设计的,有的是为处理城市普通垃圾设计的,有的适合于塑料类物质的处理。城市垃圾收集车或中转站通常采用上述固定式挤压操作,可以水平,亦可以垂直进行,常用的是带水平压头的卧式压实器(图3-1)。null图3-1水平式压实结构null ②基本参数 固定式压实器的基本参数包括: a.装料截面尺寸 b. 循环时间 c. 压面上的压力 d.压面的行程长度 e. 体积排率null(2)移动式压实设备 移动式压实器是指在填埋现场使用的轮胎式或履带式压实机、钢轮式布料厅实权以及其他专门设计的压实机具。按压实过程工作原理,移动式压实器可分为碾(接)压、夯实、振动三种,相应有碾(治)压压实机、夯实压实机、振动压实机三大类。固体废物压实处理主要采用碾(滚)压方式。图3-2所示为填理场常用压实机。null图3-2填埋场常用的压实机3.2 固体废物的破碎3.2 固体废物的破碎3.2.1 破碎的基本概念 (1)破碎的定义 通过人为或机械等外力的作用,破坏物体内部的凝聚力和分子间的作用力,使物体破裂变碎的操作过程统称为破碎。 (2)破碎的目的 ①使运输、焚烧、热解、熔化、压缩等操作能够或容易进行,更经济有效。 ②为分选和进一步加工提供合适的粒度,有利于综合利用。 ③增大比表面积,提高焚烧、热解、堆肥处理的效率。 ④破碎使固体废物体积减小,便于运输、压缩和高密度填埋,加速土地还原利用。 null(3)破碎流程图3-3 破碎的基本工艺流程null(4)破碎的方法 冲击破碎(重力破碎、动破碎) 剪切破碎 挤压破碎 摩擦破碎 低温破碎(塑料、橡胶等) 湿式破碎(纸类、纤维)null图3-4 机械破碎方法null(5)破碎比 在破碎过程中,原废物粒度与破碎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少的倍数。 a、最大粒度法 i=Dmax/ dmax (3-7) Dmax 为破碎前的最大粒度; dmax 为破碎后的最大粒度。 b、平均粒度法 i=Dave/ dave (3-8) Dave为破碎前的平均粒度; dave为破碎后的平均粒度。问题问题如要将生活垃圾进行最终的焚烧处理,在焚烧前是否应该将其压缩,以减少焚烧炉处理能力小的缺点? 如要将生活垃圾进行最终的堆肥处理,在堆肥前是否应该将其压缩,以减少堆肥场处理能力小的缺点?null3.2.2 破碎机 (1)辊式破碎机 辊式破碎机是利用冲击剪切和挤压作用进行破碎的,用两个相对旋转的辊子抓取并强制送入要破碎的废物。该种破碎机主要用于破碎脆性材料,而对延性材料只能起到压平作用。在资源回收和废物处理领域,既可用于对废物的破碎,也可用作对含有玻璃器皿、铝和铁皮罐的废物进行分选。其简单结构如图3-5所示:null图3-5 齿辊破碎机null(2)颚式破碎机 颚式破碎机是利用冲击和挤压作用进行破碎。颚式破碎机俗称老虎口。可分为简单摆动型、复杂摆动型、综合摆动型三种(图3-4)。该机主要用于选矿、建材、化学工业领域。null图3-6 颚式破碎机的主要类型null(3)冲击式破碎机 冲击式破碎机可分为锤式破碎机和反击式破碎机。 锤式破碎机(图3-7)利用冲击、摩擦和剪切作用进行破碎。适用于破碎质地较硬的物料,还可破碎含水分和油质的有机物等。 反击式破碎机是一种新型、高效破碎设备(图3-8),适用于破碎中硬、软、脆、纤维性物料。null图3-7 锤式破碎机结构null图3-8 反击式破碎机结构null(4)剪切式破碎机 剪切式破碎机是通过固定刀和可动刀之间 的啮合作用将物料切开或割裂而完成破碎过程(图3-9)。null图3-9 冯·罗尔(Von Roll)型往复剪切式破碎机结构(5)球磨机(5)球磨机图3-10 球磨机的示意图null图3-11 磨介的运动状态(6)低温破碎(6)低温破碎图3-12 低温破碎的流程null塑料的低温破碎 有关塑料的低温破碎的研究成果,可以归纳如下: 塑料脆化点(℃):例如,聚氯乙烯-5~-20;聚乙烯为-95~-135;聚丙烯为0~20; 冷冻装置:冷冻槽绝热壁厚300mm,从顶部喷射液氮雾,塑料置于槽内运输皮带上向前移动4m,从喷射雾开始后4min,槽内温度将为-75℃;62min后降达-167℃,温度分布大体上均匀。 破碎温度:采用只具有拉伸、弯曲、压缩作用力的破碎机时,所需动力大于常温破碎。如用带冲击力的破碎机时,情况正好相反。因此,若以冲击破碎为主,配合张力和剪切力破碎机最适合于低温选择破碎。null 用低温破碎法从有色金属混合物等废物中回收铜、锌、铝。美国某研究机构对有色金属混合物、废轮胎、包覆电线电缆等废物进行低温选择破碎(-72℃,1min),从2.5cm以上产物中可回收97%的铜,100%的铝(不含锌),从2.5cm以下产物中可回收2.8%的铜,100%的锌(不含铝),说明能进行选择性破碎。 如果采用常温破碎,则锌因为有延展性破碎,25mm以上产物中锌残留率达到82.7%,说明低温破碎能进行选择性破碎。3.3 固体废物的分选3.3 固体废物的分选 分选是将固体废物中可回收利用或不利于后续处理、处置工艺要求的物料用人工或机械方法分门别类地分离出来,并加以综合利用的过程。 分选方法包括人工拣选和机械分选。机械分选又分为筛分、重力分选、磁力分选、电力分选等。null3.3.1 筛分 (1)定义 筛分是利用筛子使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滞留在筛面上,从而完成粗细物料分离的过程。 该分离过程可以看作是物料分层和细粒透筛两个阶段组成。物料分层是完成分离的条件,细粒透筛是分离的目的。 (2)筛分效率 由于筛分过程较复杂,影响筛分质量的因素也多种多样,通常用筛分效率来表示筛分过程的优劣。 筛分效率是指筛分时实际得到的筛下物的质量与物料中所含粒度小于筛孔尺寸的物料的质量之比。 null 筛分效率的简易表达式为: E= Q1 /(Q •α)•100% (3-9) E为筛分效率,% Q1筛下物质量; Q为入筛原料重量; α为原料中小于筛孔尺寸的颗粒重量的百分比,%。 但是在实际筛分过程中要测定Q1和Q是比较困难的,因此必须换成便于计算的式子。设固体废物入筛质量Q等于筛上产品质量Q2和筛下产品质量Q1之和: Q= Q1 + Q2 (3-10) 固体废物中小于筛孔尺寸的细粒质量等于筛上产品与筛下产品中小于筛孔尺寸的细粒质量之和: Qα= 100Q1 + Q2 θ (3-11) θ为筛上产品中所含有小于筛孔尺寸的细粒质量百分数,%。 将(3-11)代入(3-10)得到: Q1 =(α-θ)Q/(100-θ) (3-12) 将(3-12)代入(3-9)得到: E =100(α-θ)/α(100-θ)% (3-13) 必须指出,筛分效率的计算公式(3-13)是在筛下产品100%都是小于筛孔尺寸的前提下导出的。实际生产中由于筛网磨损而常有部分大于筛孔尺寸的粗粒进入筛下产品,此时,筛下产品不是100Q1,而是Qβ,则此时筛分效率计算公式为: E =β(α-θ)/α(β-θ)% (3-14)null影响筛分的因素很多,主要有: ①入筛物料的性质,包括物料的粒度状态、含水率(10%)和含泥量及颗粒形状; ②筛分设备的运动特征(固定<运动); ③筛面结构,包括筛网类型及筛网的有效面积,筛面倾角; ④筛分设备防堵挂、缠绕以及使物料沿筛面均匀分布的性能; ⑤筛分操作条件,包括连续均匀给料、及时清理与维修筛面等。null①固定筛 筛面由许多平行的筛条组成,可以水平安装或倾斜安装。结构简单、不消耗动力、设备费用低、维修方便。分为格筛和棒条筛。 格筛一般安装在粗破碎机之前,以保证入料块度适宜。 棒条筛主要用于粗碎和中碎之前,为保证废物料沿筛面下滑,安装角应大于废物对筛面的摩擦角,一般为30-350。棒条筛筛孔尺寸为筛下粒度的1.1-1.2倍,一般筛孔尺寸不小于50mm。筛条宽度应大于固体废物中最大粒度的2.5倍。null②筒形筛 筒形筛是一个倾斜的圆通,置于若干滚子上,圆筒的侧碧上开有许多筛孔。圆筒以很慢的速度转动,因此不需要很大动力,其优点是不会堵塞。 筒形筛筛分时,固体废物在筛中不断滚翻,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有两种: (1)沉落状态 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上面; (2)抛落状态 筛子运动速度足够时,颗粒飞入空中,然后沿抛物线轨道落回筛底。null筒形筛筒形筛筛中颗粒的运动状态null筒形筛分析图nullnull③振动筛 振动方向与筛面垂直或近似垂直,物料在筛面上发生离析现象,密度大而粒度小的颗粒钻过密度小而颗粒大的颗粒的空隙,进入下层到达筛面,大大有利于筛分的进行。振动筛的倾角一般为8-400。图3-13 惯性振动筛构造及工作原理图null3.3.2 重力分选 1、重力分选: 根据固体废物颗粒间密度的差异,以及在运动介质中所受的重力、流体动力和其他机械力不同而实现按密度分选的过程。 重力分选的方法 气流分选 重介质分选 摇床分选 跳汰分选 磁力分选null 重力分选的特点 固体颗粒间必须存在密度(或粒度)的差异; 分选过程在运动介质中进行; 在重力、流体动力、颗粒间摩擦力的综合作用下,固体颗粒群松散并按密度(或粒度)分层; 分好层的物料在运动介质的托运下达到分离。 null图3-14 立式气流分选机1 气流分选null图3-15 水平气流分选机null图3-16 锯齿形、振动式和回转式气流分选机null当物料颗粒悬浮在气流中时,气流的速度可以用牛顿公式来表示:null物料和气流的分选过程图3-17 旋流器的工作原理图null2 重介质分选 所谓重介质,就是密度大于水的介质,重介质有重液和重悬浮液两大类。 在重介质中使固体废物中的颗粒群按密度分开的方法称为重介质分选。为使分选过程有效地进行,选择的重介质密度(ρc)需介于固体废物中轻物料密度(ρL)和重物料密度(ρW)之间, 即:ρL<ρc<ρW 凡颗粒密度大于重介质密度的重物料都下沉,集中于分选设备的底部成为重产物;颗粒密度小于重介质密度的轻物料都上浮,集中于分选设备的上部成为轻产物。它们分别排出,从而达到分选的目的。null 重液有四溴乙烷和丙酮的混合物,密度为2.4kg/L,在选煤中已有应用。 重悬浮液中加的介质有硅铁,将硅铁与水按85:15的比例混合,相对密度可以达到3.0以上。另外还有方铅矿、磁铁矿和黄铁矿等。加重质的粒度约200目,占60~80%,与水混合形成微细颗粒的重悬浮液。影响重介质分选效率的悬浮液基本性质是密度、粘度和稳定性。null 用于重介质分选的常用加重质有硅铁、磁铁矿等。硅铁含硅量为13%~18%,其密度为6.8g/cm3,可配制成密度为3.2~3.5g/cm3的重介质。硅铁具有耐氧化、硬度大、带强磁化性等特点,使用后经筛分和磁选可以回收再生。纯磁铁矿密度为5.0g/cm3,用含铁60%以上的铁精矿粉可配制得重介质,其密度达2.5g/cm3 。磁铁矿在水中不易氧化,可用弱磁选法回收再生利用。表3.3.2.2 重悬浮液加量质的性质null图3-18 重介质分选机工作原理 1.圆形转鼓 2.大齿轮 3.辊轮 4.扬板 5.溜槽null3 摇床分选图3-19 摇床结构示意图null 摇床分选是在一个倾斜的床面上,借助床面的不对称往复运动和薄层斜面水流的综合作用,使细粒固体按密度差异在床面上呈扇形分布面进行分选的一种方法。 摇床分选目前主要用于从含硫铁矿较多的煤矸石中回收硫铁矿,是一种分选精度很高的单元操作。在摇床分选设备中最常用的是平面摇床。 平面摇床主要由床面、床头和传动机构组成。床面近似呈梯形,横向有1.5º~5º的倾斜。null图3-20 摇床上颗粒分带情况示意图null 摇床床面上扇形分带是不同性质颗粒横向运动和纵向运动的综合结果,大密度颗粒具有较大的纵向移动速度和较小的横向移动速度,其合速度方向偏离摇动方向的倾角小,趋向于重产物端;小密度颗粒具有较大的横向移动速度和较小的纵向移动速度,其合速度方向偏离摇动方向的倾角大,趋向于轻产物端。大密度粗粒和小密度细粒则介于上述两者之间。null 在摇床分选过程中,物料的松散分层及在床面上的分带,直接受床面的纵向摇动及横向水流冲洗作用支配。床面摇动及横向水流流经床条所形成的涡流,造成水流的脉动,使物料松散并按沉降速度分层。由于床面的摇动,导致细而重的颗粒钻过颗粒的间隙,沉于最底层,这种作用称为析离。析离分层是摇床分选的重要特点。它使颗粒按密度分层更趋完善。分层的结果是粗而轻的颗粒在最上层,其次是细而轻的颗粒,再次之是粗而重的颗粒,最底层是细而重的颗粒。null图3-21 摇床上析离分层示意图null 摇床分选具有以下特点:床面的强烈摇动使物料松散并按沉降速度分层,分选过程中析离(通过床面摇动使细而重的颗粒穿过间隙沉于最底层的作用)占主导,使其按密度分选更加完善;摇床分选是斜面薄层水流分选的一种,因此,等径颗粒可因移动速度的不同而达到按密度分选;不同性质颗粒的分离,不单纯取决于纵向和横向的移动速度,而主要取决于它们的合速度偏离摇动方向的角度。null4 跳汰分选图3-22 隔膜跳汰及分选示意图null跳汰分选是在垂直变速介质流中按密度分选固体废物的一种方法,它使磨细的混合废物中的不同粒子群,在垂直脉动运动介质中按密度分层,小密度的颗粒群位于上层,大密度的颗粒群(重质组分)位于下层,从而实现物料的分离。 在生产过程中,原料不断地送进跳汰装置,轻重物质不断分离并被淘汰掉,这样可形成连续不断的跳汰过程。跳汰介质可以是水或空气,但目前用于固体废物分选的介质都是水。 在固体废物的分选中,国外主要用作混合金属废物的分离。 null图3-23 颗粒在跳汰时的分层过程null隔膜鼓动脉动频率一般为每分钟100~300次。图3-24 跳汰机中推动水流运动的形式null图3-25 跳汰分选装置及工作过程5 磁力分选5 磁力分选磁选原理 磁选是利用固体废物中各种物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选的一种处理方法。磁选过程是将固体废物输入磁选机后,磁性颗粒在不均匀磁场作用下被磁化,从而受磁场吸引力的作用,使磁性颗粒吸在圆筒上,并随圆筒进入排料端排出;非磁性颗粒由于所受的磁场作用力很少,仍留在废物中而被排出。 null 固体废物颗粒通过磁选机的磁场时,同时受到磁力和机械力(包括重力、离心力、介质阻力、摩擦力等)的作用。磁性强的颗粒所受的磁力大于其所受的机械力,而非磁性颗粒所受的磁力则以机械力占优势,由于作用在各种颗粒上的磁力和机械很小,则以机械力占优势。由于作用在各种颗粒上的磁力的合力不同,使它们的运动轨迹也不同,从而实现分离。 磁性颗粒分离的必要条件是磁性颗粒所受的磁力必须大于与它方向相反的机械力的合力,即 f磁>∑f机 式中: f磁——磁性颗粒所受的磁力; ∑f机——与磁力方向相反的机械力的合力。 该式不仅说明了不同磁性颗粒的分离条件,同时也说明了磁选的实质,即磁选是利用磁力与机械力对不同磁性颗粒的不同作用而实现的。null图3-26 永磁滚筒磁选机结构与工作原理null图3-27 湿式逆流型永磁圆筒式磁选机null图3-28 悬吸型磁选机3.3.4 浮选3.3.4 浮选1、浮选原理 浮选是固体废弃物与水调制的料浆中加入浮选药剂,并通入空气形成无数细小气泡,使欲选物质颗粒粘附在气泡上,随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层,然后刮出回收;不浮的颗粒仍留在料浆内,通过适当处理后废弃。 固体废物浮选主要是利用欲选物质对气泡粘附的选择性。其中有些物质表面的疏水性较强,容易粘附在气泡上,而另一类物质表面亲水,不易粘附在气泡上。物质表面的亲水、疏水性能,可以通过浮选药剂的作用而加强。因此,在浮选工艺中正确选择、使用浮选药剂是调整物质可浮选的主要外因条件。 2、浮选药剂 药剂根据在浮选过程中的作用不同,可分为捕收剂、起泡剂和调整剂三大类。null3、浮选设备 浮选设备类型很多,我国使用最多的是机械搅拌式浮选机,其构造如图3-29。大型浮选机每两个槽为一组,第一个槽为吸入槽,第二个槽为直流槽。小型浮选机多以4~6个槽为一组,每排可以配置2~20个槽。每组有一个中间室和料浆面调节装置。null图3-29 空气自吸式机械搅拌浮选机及其吸气装置构造null 浮选工作时,料浆由进浆管进入,给到盖板与叶轮中心处,由于叶轮的高速旋转,在盖板与叶轮中心处造成一定的负压,空气由进气管和套管吸入,与料浆混合后一起被叶轮甩出。在强烈的搅拌下,气流被分割成无数微细气泡。预选物质颗粒与气泡碰撞粘附在气泡上而浮升至料浆表面形成泡沫层,经刮泡机刮出成为泡沫产品,再经消泡脱水后即可回收。 浮选是固体废物资源化的一种重要技术,我国已应用于从粉煤灰中回收炭,从煤矸石中回收硫铁矿,从焚烧炉渣中回收金属等。 浮选法的主要缺点是有些工业固体废物浮外,还需要一些辅助工序如浓缩、过滤、脱水、干燥等。因此,在生产实践中究竟采用哪一种分选,应根据固体废物的性质,技术经济综合比较后确定。3.3.5 电力分选3.3.5 电力分选1、电选的基本原理 (1)电选分离过程 电力分选简称电选,它是利用固体废物中各种组分在高压电场中电性的差异实现分选的一种方法。 电选分离过程是在电选设备中进行的。废物颗粒在电晕一静电复合电场电选设备中的分离过程如图3-30所示。给料斗把物料均匀地给入滚筒上,物料随着滚筒的旋转进入电晕电场区。 null图3-30 电选机结构与工作原理示意图null 由于电场区空间带有电荷,导体和非导体颗粒都获得负电荷,导体颗粒一面荷电,一面又把电荷传给滚筒(接地电极),其放电速度快。因此当废物颗粒随滚筒旋转离开电晕电场区而进入静电场区时,导体颗粒的剩余电荷少,而非导体颗粒则因放电较慢,致使剩余电荷多。 导体颗粒进入静电场后不再继续获得负电荷,但仍继续放电,直 至完全放完全部电荷,并从滚筒上得到正电荷而被滚筒排斥,在电力、离心力和重力的综合作用下,其运动轨迹偏离滚筒,而在滚筒前方落下。非导体颗粒由于较多的剩余负电荷,将与滚筒相吸,被吸附在滚筒下,带到滚筒后方,被毛刷强制刷下;半导体颗粒的运动轨迹则介于导体与非导体颗料之间,成为导体产品落下,从而完成电选分离过程。3.4 分选回收工艺系统3.4 分选回收工艺系统 为了经济有效地回收城市垃圾和工业固体废物中有用物质,根据废物的性质和要求,将两种或两种以上的分迭单元操作组合成一个有机的分选回收工艺系统,也称为分选回收工艺流程。null 3.4.1 城市垃圾分选回收工艺系统 城市垃圾分选回收工艺系统包括收集运输、破碎、筛选、重选、磁选、摩擦与跳汰分选、浮选等。 图3-20为城市垃圾分选回收系统图。经该系统分选回收可得到以下产品: ①轻质可燃物(热值约15×l03kJ·kg-1),主要有纸类、塑料薄膜、布类等; ②杂纸类; ③铁系金属; ④重质无机物,玻璃约占重量的65%, 其余为非金属。null图3-31 垃圾分选回收系统null3.4.2 粉煤灰分选回收系统 粉煤灰中除含有炭粒外,还含有空心玻璃微珠、磁珠和密实玻璃等有用物质.对于这些物质既可单独加以回收,也可以采用综合回收的方法。图3-32是粉煤灰分选回收系统图。null图3-32 粉煤灰分选回收系统null3.4.3 从煤矸石中分选回收硫铁矿系统 首先将煤矸石破碎,使硫铁矿与矸石单体分离,然后进行分选回收。常采用分段破碎、分段分选回收。粒径50~13mm 的大块,采用跳汰分选或重介质分选回收硫铁矿;粒径13mm以下的中小块可采用摇床分选回收;粒径小于0.5mm 的细粒,采用磁选或浮选回收。图3-33是从煤矸石中回收硫铁矿的工艺系统。 null图3-33 从煤矸矸石中回收硫铁矿工艺系统3.5 固体废物的化学处理技术3.5 固体废物的化学处理技术 固体废物的处理是通过一定的技术手段,改变废物的结构和性质,达到减量化、资源化和无害化的目的。null3.5.1 中和法 中和法主要用于处理化工、冶金、电镀等行业所排出的酸性或碱性废渣。它是采用适当的中和剂与废渣中的碱性或酸性物质发生中和反应,使之接近中性,以减轻它们对环境的危害。 对酸性废渣的处理,中和剂多采用石灰,以降低处理费用。而对碱性废渣的处理,中和剂一般可选用硫酸或盐酸。如果在距离较近的不同企业同时有碱性和酸性废渣排出,则可根据所排废渣的性质,将两者按一定的比例直接混合来达到中和的目的,这是最经济有效的处理方法。 中和反应设备可采用罐式机械搅拌或池式人工搅拌。前者用于处理量较大的场合,而后者用于间歇小规模的处理。 null3.5.2 氧化还原法 氧化还原法是通过氧化或还原反应,使废物中价态可发生变化的有毒成分转化为无害或低毒且具有化学稳定性的成分,以便进一步处理和处置。下面以铬渣的处理为例作一简单介绍。 铬渣中有毒成分主要是六价的铬酸盐,可以采用加入还原剂将六价铬还原为三价铬以降低它的毒性,常用的方法有以下两种。null 3.5.2.1煤粉焙烧还原法 将铬渣与适量的煤粉或废活性炭、锯末、稻壳等含碳物质均匀混合,加人回转窑中,在缺氧的条件下进行高温焙烧(500~800℃),利用焙烧过程中产生的CO作还原剂。 从硫铁矿烧渣中可以回收哪些物质?试举例加以说明。null课堂提问: 1.固体废物浮选主要是利用欲选物质对气泡粘附的选择性,其中容易粘附在气泡上的是疏水性还是亲水性物质。 2.简述电选分离的原理。 3. 重介质分选时,下列物质中常用来作为重介质的为 。 A. 磁铁矿 B. 硅铁 C. 粘土 D.炉渣 4. 实践证明,未经破碎的原状城市垃圾,压实容重极限值约为 t/m3。 A.0.9 B. 1.1 C. 1.5 D.2.0
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