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文檔簡(jiǎn)介
1、重力分選重力分選原理1重力分選是根據(jù)固體廢物中不同物質(zhì)間的密度差異進(jìn)行分選的方法。重選都是在介質(zhì)中進(jìn)行的,常用介質(zhì)有水、空氣、重液和懸浮液。由于介質(zhì)對(duì)運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)顆粒有浮力和阻力,不同性質(zhì)的顆粒物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)出現(xiàn)差異,彼此分離。2重選過(guò)程中物質(zhì)顆粒的基本運(yùn)動(dòng)形式:在介質(zhì)中沉降。一定介質(zhì)中,一定的物質(zhì)顆粒重力一定,而阻力則和物粒的沉降速度有關(guān)。物粒以一定速度沉降,這種速度稱為沉降末速。在一定介質(zhì)中,物粒的粒度和密度越大,沉降末速度就越大,若不同物質(zhì)的粒度相同,則密度大的末速度就大,優(yōu)先沉降。3重選必須在運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)中進(jìn)行,只有在運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)中,緊密的物料床層才能得到松散,分層才得以進(jìn)行。重選基本規(guī)律:
2、物料層松散分層分離沉降運(yùn)搬4重選中介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形式有:(1)垂直運(yùn)動(dòng):包括連續(xù)上升介質(zhì)流,間斷上升介質(zhì)流,上升與下降交替介質(zhì)流。(2)水平運(yùn)動(dòng):包括傾角較小的斜面介質(zhì)流。(3)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng):包括不同方向的回轉(zhuǎn)介質(zhì)流。根據(jù)分選介質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)形式,重選可分為風(fēng)力分選、重介質(zhì)分選、跳汰分選、搖床分選和溜槽分選等。5風(fēng)力分選(一)風(fēng)選(Wind Separation)定義:風(fēng)力分選簡(jiǎn)稱風(fēng)選,又稱氣流分選,是以空氣為分選介質(zhì),將輕物料從較重物料中分離出來(lái)一種方法。風(fēng)選實(shí)質(zhì)上包含兩個(gè)分離過(guò)程:分離出具有低密度、空氣阻力大的輕質(zhì)部分(提取物)和具有高密度、空氣阻力小的重質(zhì)部分(排出物);進(jìn)一步將輕顆粒從氣流中分離出
3、來(lái)。后一分離步驟常由旋流器完成、與除塵原理相似。6(二)風(fēng)力分選原理 在風(fēng)選過(guò)程中應(yīng)用的風(fēng)壓不超過(guò)1MPa,所以,實(shí)際上可以忽略空氣的壓縮性,而將其視為具有液體性質(zhì)的介質(zhì)。顆粒在水中的沉降規(guī)律也同樣適用于在空氣中的沉降,但由于空氣密度較小,與顆粒密度相比可忽略不計(jì),故顆粒在空氣中的沉降末速V0為:71、顆粒在空氣中的沉降末速 從上式中可看出:當(dāng)顆粒粒度一定時(shí),密度大的顆粒沉降末速V0大;當(dāng)顆粒密度s相同時(shí),直徑d大的顆粒沉降末速大。82、等降比 由于顆粒的沉降末速與顆粒的密度、粒度及形狀有關(guān),因而在同一介質(zhì)中,不同性質(zhì)的顆??梢跃哂邢嗤某两的┧?,這樣的相應(yīng)顆粒稱為等降顆粒。其中,密度小的顆粒
4、粒度與密度大的顆粒粒度之比,稱為等降比。9 等降比越大,越不利于按密度分級(jí)。所以,為了提高分選效率,在風(fēng)選之前需要將廢物進(jìn)行窄分級(jí),或經(jīng)破碎使粒度均勻后,使其按密度差異進(jìn)行分選。10 (三)風(fēng)選設(shè)備 按氣流吹入分選設(shè)備內(nèi)的方向不同,風(fēng)選設(shè)備可分為兩種類型:水平氣流(臥式)風(fēng)選機(jī)和上升氣流(立式)風(fēng)選機(jī)。11 物料是在空氣動(dòng)壓力及本身重力作用下按粒度或密度進(jìn)行分選的。 當(dāng)水平氣流速度u一定,顆粒粒度d相同時(shí),密度s大的顆粒沿與水平夾角較大方向運(yùn)動(dòng);密度s較小的顆粒則沿夾角較小的方向運(yùn)動(dòng),從而達(dá)到按密度差異分選的目的。12 水平氣流分選機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單,維修方便,但分選精度不高,一般很少單獨(dú)使用,常與破
5、碎、篩分、立式風(fēng)力分選機(jī)組成聯(lián)合處理工藝。立式風(fēng)力分選機(jī)則分選精度較高。13上升氣流干涉沉降 顆粒在空氣中沉降所受到的阻力遠(yuǎn)小于在水中,故常采用上升氣流以縮短顆粒達(dá)到沉降末速的時(shí)間和距離,顆粒實(shí)為干涉沉降。在干涉條件下,上升氣流速度遠(yuǎn)小于顆粒的自由沉降末速時(shí),顆粒群就呈懸浮狀態(tài)。14 為了使物料在分選機(jī)內(nèi)達(dá)到較好的分選效果,就要讓氣流在分選筒內(nèi)產(chǎn)生湍流和剪切力,從而把物料團(tuán)塊進(jìn)行分散。為此風(fēng)力分選常常和其他分選手段結(jié)合在一個(gè)設(shè)備中。15重介質(zhì)BLH重介質(zhì)分選:在重介質(zhì)中使固體廢物中的顆粒群按密度分開的方法稱為重介質(zhì)分選(heavy media separation)又稱浮沉法。其分選工藝一般包
6、括介質(zhì)制備、分選、介質(zhì)回收與再生等。 為使分選過(guò)程有效地進(jìn)行,需選擇重介質(zhì)密度在固體廢物中的輕物料密度和重物料密度之間:L(輕物料) W(重物料):通常將密度大于水的介質(zhì)稱為重介質(zhì),是由高密度的固體微粒和水構(gòu)成的固液兩相散體系。重介質(zhì)分選16合力G0V()g;V為顆粒體積;為顆粒密度;為重介質(zhì)密度;g為重力加速度; 對(duì)的礦粒,G0為正,即下沉;的顆粒,G0為負(fù),上浮。17四溴乙烷和丙酮的混合物(密度為24g/cm)五氯乙烷(密度為167g/cm)重介質(zhì)可以分為重液和重懸浮液兩大類。1、重液可將鋁從輕重物料中分離出來(lái)。在選煤中常應(yīng)用重液:有四氯化碳、氯化鈣水溶液等,但因它們價(jià)格昂貴,不易回收,或
7、有毒,多用于試驗(yàn)室應(yīng)用。18影響重介質(zhì)分選效率的懸浮液基本性質(zhì)是密度粘度穩(wěn)定性2、懸浮液懸浮液:在液體中不溶解的固體被分散并保持流動(dòng)狀態(tài)。由水和加重劑混合而成,比重為1.254.0,隨選用的加重劑密度及其與水的配比而變化。加重劑為粘土、石英和方鉛礦等細(xì)粒固體,根據(jù)對(duì)重懸浮液所需比重選用。 粘度增大,則顆粒阻力增大,降低分選的精度與設(shè)備生產(chǎn)率;降低粘度,可以提高分選速度,但令穩(wěn)定性降低。19 重介質(zhì)分選的精度很高,入選顆粒粒度范圍也較寬,很適合各種固體廢物的處理與分選??梢苑诌x密度差很小的物粒(在理想條件下,可以分選密度僅相差0.2 g/ cm3 的兩種礦物),處理能力大。 該法主要應(yīng)用與礦業(yè)廢
8、物的分選,可用于分離多種金屬,特別是從廢金屬混合物中回收鋁。重介質(zhì)分選優(yōu)點(diǎn)20 必須指出:入選顆粒粒度過(guò)小,特別是重介質(zhì)密度與分離物質(zhì)密度相近時(shí)沉降速度很小,分離很慢,所以在實(shí)際分離前,應(yīng)篩去細(xì)粒部分,對(duì)于大密度物料,粒度下限23mm,輕密度物料粒度下限36mm,采用重懸浮液時(shí),粒度下限可降至05mm。 重介質(zhì)分選缺點(diǎn) 由于重介質(zhì)分選是在液相介質(zhì)中進(jìn)行,不適合包含可溶性物質(zhì)的分選,也不適合成分復(fù)雜的城市垃圾分選。且重介質(zhì)本身穩(wěn)定性好的成本高,成本低易于回收的穩(wěn)定性差。21固體廢物進(jìn)行重介質(zhì)分選的條件: 固體廢物中顆粒間必須存在密度的差異;分選過(guò)程都是在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中進(jìn)行的; 在重力、介質(zhì)動(dòng)力及機(jī)械
9、力的綜合作用下,使顆粒群松散并按密度分層; 分好層的物料在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)流的推動(dòng)下互相遷移,彼此分離,并獲得不同密度的最終產(chǎn)品。22重介質(zhì)分選機(jī)有:圓筒形分選機(jī)錐形分選機(jī)鼓形分選機(jī)重介質(zhì)振動(dòng)槽重介質(zhì)旋流器 選煤常用角錐形、深槽型及淺槽型重介質(zhì)分選機(jī)。重產(chǎn)品排出則視情況選用立輪、斜輪、刮板或螺旋輸送機(jī)等裝置,從而構(gòu)成多種型式的重介質(zhì)分選機(jī)。在選礦中以圓筒形重介質(zhì)分選機(jī)用得最多。分選塊狀物料分選細(xì)粒物料23242526BLH鼓形重介質(zhì)分選機(jī)27BLH鼓形重介質(zhì)分選機(jī)28鼓形重介質(zhì)分選機(jī)29 跳汰分選(jig separation)是在垂直脈沖介質(zhì)中顆粒群反復(fù)交替的膨脹收縮,按密度分選固體廢物的一種方法。
10、跳汰分選是一種常用的重力分選方法,可以用來(lái)處理密度差較大的粗大顆粒廢物。 它使磨細(xì)的混合廢物中的不同密度的粒子群,在垂直脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中按密度分層、小密度的顆粒群位于上層,大密度的顆粒群位于下層,從而實(shí)現(xiàn)物料分離。跳汰分選30BLH 跳汰分選時(shí),將固體廢物放入跳汰機(jī)的篩板上,形成密集的物料層,從篩板的下面周期性的給入脈沖水流,使物料層松散并按密度分層,上層的輕物料被水平水流帶到機(jī)外,成為輕產(chǎn)物,下層的重料一部分透過(guò)篩板成為篩下重物,還有部分篩上物質(zhì)。 跳汰的介質(zhì)可以是水或空氣。目前用于固體廢物分選的介質(zhì)都是水。跳汰分選為古老的礦物加工分選技術(shù),在固體廢物分選中, 主要用作混和金屬?gòu)U物的分離,在城市垃圾的分離中也應(yīng)用較多。31脈沖循環(huán)的分離原理 一個(gè)脈沖循環(huán)中包括這樣兩個(gè)過(guò)程:床面先是浮起,然后被壓緊。在浮起狀態(tài),輕顆粒加速較快,運(yùn)動(dòng)到床面物上面;在壓緊狀態(tài)重顆粒比輕顆粒加速快,鉆入床面物的下層中,從而使物料分層。脈沖作用使密度差異表現(xiàn)更明顯。BLH3233隔膜跳汰機(jī)分選示意圖BLH34 分選原理:慣性分選是用傳輸帶、旋流器或氣流等在水平方向拋射粒子,利用由于密度、粒度不同而形成的慣性差異,以及粒子粒子研拋物線運(yùn)動(dòng)軌跡不同的性質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)分離的方法。慣性分選35 搖床分選分選原理:搖床分選是在床面和橫向水流的共同作用下實(shí)現(xiàn)的,床面上
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