03講義固體廢物的破碎與細(xì)磨

第三學(xué)習(xí)單元第三學(xué)習(xí)單元（6課時(shí)）：固體廢物的破碎和細(xì)磨固體廢物的破碎，破碎、機(jī)械強(qiáng)度、機(jī)械能破碎方法固體廢物的細(xì)磨，細(xì)磨的原理與方法、細(xì)磨設(shè)備固體廢物的低溫破碎本學(xué)習(xí)單元的重點(diǎn)和難點(diǎn)：固體廢物的破碎方法及設(shè)備固體廢物低溫破碎的原理及方法固體廢物的破碎3.1.1導(dǎo)言1、為什么要學(xué)習(xí)本單元？讓大家了解破碎的定義與目的、固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度的概念和破碎方法、破碎方法的選擇、破碎產(chǎn)物的特性表示法、細(xì)磨原理和方法。2、本單元學(xué)習(xí)內(nèi)容破碎的定義、目的，機(jī)械強(qiáng)度的概念、機(jī)械能破碎方法、破碎方法的選擇，破碎比、破碎段、破碎流程、破碎產(chǎn)物的特性表示法，破碎機(jī)械、細(xì)磨的概念、原理和方法，低溫破碎、濕式破碎。3、學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握破碎的定義與機(jī)械強(qiáng)度的概念，了解破碎機(jī)的類型和特點(diǎn)；掌握固體廢物破碎的基礎(chǔ)理論；了解固體廢物破碎的基本方法。3.1.2破碎的基礎(chǔ)理論1、破碎的定義通過外力克服固廢破壞物體點(diǎn)間內(nèi)聚力使大塊分裂為小塊即破碎，進(jìn)一步分裂為細(xì)粉即磨碎。2、破碎的目的和意義有利于三化處理。固體廢物經(jīng)破碎之后，尺寸減小，粒度均勻，有助于固體廢物的焚燒、堆肥和資源化利用處理；固體廢物經(jīng)破碎之后，體積減小，容重和密實(shí)性增加，便于運(yùn)輸、壓縮、貯存和高密度填埋及土地還原利用等；固體廢物經(jīng)破碎之后，有助于不同組分單體分選與回收利用。3、固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度和破碎方法（1）機(jī)械強(qiáng)度的概念固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度是指固體廢物抗破碎的阻力。通常用靜載下測定的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度來表示?？箟簭?qiáng)度＞抗剪強(qiáng)度＞抗彎強(qiáng)度＞抗拉強(qiáng)度?？箟簭?qiáng)度〉250MPa堅(jiān)硬固體廢物；40-250MPa中硬固體廢物；＜40MPa軟固體廢物。2）固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度機(jī)械強(qiáng)度的表征-莫式硬度在實(shí)際工程中，鑒于固體廢物的硬度在一定程度上反映被破碎的難易程度，因而可以用廢物的硬度表示其可碎性。礦物的硬度可按莫式硬度分為十級，其硬度從小到大排列如下：滑膏、石膏、方解石、螢石、灰石、長石、石英、黃玉石剛玉、金剛石。各種固體廢物的硬度可通過與這些礦物相比較來確定。4、機(jī)械能破碎方法曲碎*劈碎F折晰|⑷罐辟卜⑺沖擊趾萍5、破碎方法的選擇選擇破碎方法時(shí)，需視固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度，特別是廢物的硬度而定；堅(jiān)硬物擠壓破碎和沖擊破碎十分有效；脆性廢物劈碎、沖擊破碎為宜；般破碎機(jī)都是由兩種或兩種以上的破碎方法聯(lián)合作用對固體廢物進(jìn)行破碎的，例如壓碎和折斷、沖擊破碎和磨碎等。破碎比、破碎段與破碎流程(1)破碎比：指破碎過程中原廢物粒度與破碎產(chǎn)物粒度比值，即廢物粒度在破碎過程中減少的倍數(shù)與破碎機(jī)能量消耗和處理能力有關(guān)。計(jì)算方法：有兩種表示方法。用廢物破碎前的最大粒度(D)與破碎后的最大粒度(d)maxmax的比值來確定破碎比G)。Di=maxdmax該法確定的破碎比稱為極限破碎比，在工程設(shè)計(jì)中常被采用。根據(jù)最大物料直徑來選擇破碎機(jī)給料口的寬度。用廢物破碎前的平均粒度(D)與破碎后的平均粒度(d)cpcp的比值來確定破碎比G)。Di=—cpdcp該法確定的破碎比稱為真實(shí)破碎比，能較真實(shí)的反映破碎程度，在科研和理論研究中常被采用。(2)破碎段固體廢物每經(jīng)過一次破碎機(jī)或磨碎機(jī)稱為一個(gè)破碎段。若要求破碎比不大，一段破碎即可滿足。但對固體廢物的分選，例如，浮選、磁選、電選等工藝來說，如要求的入選粒度很細(xì)，破碎比很大，需要幾臺破碎機(jī)串聯(lián)，或根據(jù)需要把破碎機(jī)和磨碎機(jī)依次串聯(lián)。對固體廢物進(jìn)行多次(段)破碎，其總破碎比等于各段破碎比(ii2,……,in)的乘積。破碎段數(shù)是決定破碎工藝流程的基本指標(biāo)，它主要決定破碎廢物的原始粒度和最終粒度。破碎段數(shù)越多，破碎流程就越復(fù)雜，工程投資相應(yīng)增加。3)破碎流程根據(jù)固體廢物的性質(zhì)、粒度大小，要求的破碎比和破碎機(jī)的類型，每段破碎流程可以有不同的組合方式。單純破碎工藝：簡單、操控方便、占地少等優(yōu)點(diǎn)，但只適用于對破碎產(chǎn)品粒度要求不高的場合；帶預(yù)篩分破碎工藝：相對減少了進(jìn)入破碎機(jī)的總給料量，有利于節(jié)能；帶檢查篩分破碎工藝：可獲得全部符合粒度要求的產(chǎn)品；帶預(yù)篩分和檢查篩分破碎工藝。6、破碎產(chǎn)物的特性表示法粒徑：固體廢物顆粒大小通常經(jīng)粒徑(particlesize)表示,用篩網(wǎng)孔徑來衡量，又稱粒度。粒徑大小表示方法:篩孔直徑或篩網(wǎng)數(shù)目，其中篩目是lin(~25.4mm)長度上的篩孔數(shù)，簡稱為“目”。粒度分布表示法：有累積曲線法和頻度曲線法兩種。累積曲線法(Accumulativecurve)：是以比某一粒徑大或小的顆粒量占總顆粒量的百分率（R）對應(yīng)于該粒徑所作的曲線，是一條連續(xù)曲線。頻度曲線（Frequencycurve）:是以某一粒徑范圍內(nèi)的顆粒量（△W）占顆?？偭浚╓）的百分率與粒徑間隔（AD）的比值對應(yīng)于各自粒徑范圍所得到的曲線，為不連續(xù)的直方圖。7、破碎機(jī)械鄂式破碎機(jī)錘式破碎機(jī)沖擊式破碎機(jī)剪切式破碎機(jī)輥式破碎機(jī)粉磨學(xué)完以上內(nèi)容，你應(yīng)該對破碎的定義、目的和意義，固體廢物機(jī)械強(qiáng)度、機(jī)械能破碎方法、破碎比、破碎段與破碎流程，破碎產(chǎn)物的特性表示法，破碎機(jī)械有所了解與掌握。固體廢物的細(xì)磨3.2.1細(xì)磨的原理和方法1）細(xì)磨的概念細(xì)磨是固體廢物破碎過程的后續(xù)，在固體廢物處理與資源化中得到廣泛的應(yīng)用。2）細(xì)磨的目的、原理與方法通常細(xì)磨有三個(gè)目的：對廢物進(jìn)行最后一段粉碎，其中各種成分單體分離，為下一步分選創(chuàng)造條件；對多種廢料原料進(jìn)行粉磨，同時(shí)起到把它們混合均勻的作用；制造廢物粉末，增加物料比表面積，加速物料化學(xué)反應(yīng)的速率。因此，它既是固體廢物分選前的準(zhǔn)備工序，也是固體廢物資源化利用的重要組成部分。例如：用煤矸石生產(chǎn)水泥、磚瓦、矸石棉、化肥和提取化工原料等，用鋼渣生產(chǎn)水泥、磚瓦、化肥、溶劑以及對垃圾堆肥深加工等過程都離不開細(xì)磨工序。細(xì)磨機(jī)對垃圾的破碎程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過破碎過程。細(xì)磨程序通常在內(nèi)裝有磨礦介質(zhì)的磨機(jī)中進(jìn)行。在工業(yè)上應(yīng)用的細(xì)磨設(shè)備類型很多。如：1、球磨機(jī)圓筒形球磨機(jī)在細(xì)磨中應(yīng)用最為廣泛。它由圓柱形筒體、筒體兩端端蓋、中空軸頸、端蓋軸承和傳動大齒輪等主要部件組成。在筒體內(nèi)裝有鋼球和被磨物料，其裝入量為筒體有效容積的25%?50%。筒體內(nèi)壁設(shè)有襯板，它同時(shí)啟到防止筒體磨損和提升鋼球的作用。筒體兩端的中空軸頸有兩個(gè)作用：一是起到支撐的作用，使球磨機(jī)全部重量經(jīng)中空軸頸傳給軸承和機(jī)座；二是起給料和排料的漏斗作用。2、棒磨機(jī)棒磨機(jī)以鋼棒作為細(xì)磨介質(zhì)。為了防止筒體旋轉(zhuǎn)時(shí)鋼棒歪斜而產(chǎn)生亂棒現(xiàn)象，棒磨機(jī)的錐形端蓋敷上襯板后內(nèi)表面是平直的。鋼棒長度一般比筒體長度短20?50mm。棒磨機(jī)的鋼棒是通過“線接觸”產(chǎn)生的壓碎和研磨作用來粉碎固廢，因此具有選擇性的破碎作用，更減少了固體廢物的過粉碎。其產(chǎn)品粒度均勻，鋼棒消耗量低，它一般用于第一段的粗磨。在鎢、錫或其他的稀有金屬礦的重選廠或磁選廠從尾礦中回收其金屬時(shí)，為了防止固廢中的金屬過粉碎，常采用棒磨機(jī)。3、礫磨機(jī)礫磨機(jī)是一種用礫石或卵石作為細(xì)磨介質(zhì)的細(xì)磨設(shè)備，是古老的細(xì)磨設(shè)備之一。由于細(xì)磨機(jī)的生產(chǎn)率和細(xì)磨介質(zhì)的密度成正比，因此礫磨機(jī)的筒體尺寸要比相同生產(chǎn)率的球磨機(jī)大。同時(shí)，其襯板一般要求能夠夾住細(xì)磨介質(zhì)形成“自襯”，以減少襯板磨損，加強(qiáng)提升物料的能力和固體廢物間的粉碎作用。因此，采用網(wǎng)狀襯板和梯形襯板或者兩者的組合。使用礫磨機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)速一般比球磨機(jī)高，常為臨介轉(zhuǎn)速的85%?90%，料漿濃度一般比球磨機(jī)低5%?10%。礫磨機(jī)的單位處理能耗小、生產(chǎn)費(fèi)用低、節(jié)省金屬材料、能避免金屬對物料的污染等特點(diǎn)，適用于對產(chǎn)品有某些特殊要求的場合。4、自磨機(jī)若以自身廢物作為介質(zhì)，就被稱為自磨機(jī)，自磨機(jī)中再加入適量的鋼球，就構(gòu)成了所謂的半自磨機(jī)。自磨機(jī)又稱為無介質(zhì)磨機(jī)，分為干磨和濕磨兩種。干式自磨機(jī)的物料粒度一般為300~400mm，—次磨細(xì)到0.1mm以下，粉碎比可達(dá)3000?4000，比球磨機(jī)等有介質(zhì)磨機(jī)大數(shù)十倍。5、細(xì)磨的程序細(xì)磨的程序以濕式細(xì)磨為主，但對于缺水地區(qū)和某些忌水工藝過程，如水泥廠生產(chǎn)過程、干法選礦過程則采用干式細(xì)磨。學(xué)完以上內(nèi)容，你應(yīng)該對細(xì)磨的概念、原理與方法，細(xì)磨設(shè)備如:球磨機(jī)、棒磨機(jī)、礫磨機(jī)、自磨機(jī)，以及細(xì)磨的程序有所了解。3.3.1低溫破碎1、低溫破碎的概念對于在常溫下難以破碎的固體廢物，可以利用其低溫變脆的性能而有效的破碎，也可以利用不同的物質(zhì)脆化溫度的差異進(jìn)行選擇性的破碎，即所謂低溫破碎技術(shù)。2、低溫破碎的特點(diǎn)低溫破碎裝置噪聲大、振動強(qiáng)、產(chǎn)生粉塵多，此外還具有爆炸性、污染環(huán)境以及過量消耗動力等缺點(diǎn)。在選用不同類型的機(jī)械設(shè)備時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況，通過多種方案是比較盡量減少弊病，滿足處理的要求。3、低溫破碎的應(yīng)用一些特殊的固體廢物如汽車輪胎、包覆電線等在常溫下很難被破碎，但是它們有個(gè)共同是特性，就是在低溫時(shí)很容易變脆，如果利用這個(gè)特性提供低溫環(huán)境，就可以有效地對其進(jìn)行選擇性破碎。4、低溫破碎的優(yōu)缺點(diǎn)低溫破碎通常需要配置制冷系統(tǒng)，液氮作為制冷劑，液氮具有制冷溫度低、無毒、無爆炸危險(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn)。然而，由于