固体废物处理与处置第四章 固体废物分选固体废物处理与处置固体废物处理与处置筛 选2重力分选3分选方法1第四章 固体废物分选磁力分选4浮 选6其他分选方法7电力分选5分选处理系统8固体废物处理与处置4.1 分选方法1. 人工分选是最早采用的方法，适用于废物产源地、收集站、处理中心、转运站或处置场，其成本主要取决于劳动力费用，其效益主要取决于回收物资的市场价格2. 机械分选是根据固体废物组成中各种物质的一种或多种性质差异，采用不同的技术手段，设计各种机械装置，将其逐一分离固体废物处理与处置4.1 分选方法图 4.1 二级分选机和多级分选机流程图X11+X21+ … +X n1X12+X22+ … +X n2︰X1+Y1X2+Y2进料X0+Y0进料X0+Y0进料X10+X20+ … +Xn0二级分选机多级分选机X1+Y1X2+Y2︰Xm+Ym多级分选机X1m+X2m+ … +X nm固体废物处理与处置4.1 分选方法1.X物料在第一出料口的回收率 RX1可用下式表示：2.Y物料在第二出料口的回收率 RY2可用下式表示：3.X物料在第一出料口的纯度 PX1可用下式表示：4.同样， Y物料在第二出料口的纯度 PY2可用下式表示：固体废物处理与处置4.1 分选方法5.第 i个出料口中 X物料的回收率 RXi：6.第 i个出料口中 X物料的纯度 PXi：7.第 i个出料口中 XI物料的回收率 RXIi：8.第 i个出料口中 XI物料的纯度 PXIi：固体废物处理与处置4.2 筛选4.2.1 筛选的基本原理4.2.2 筛选效率的影响因素4.2.3 筛选设备固体废物处理与处置4.2.1 筛选的基本原理筛选也称筛分，它是根据固体废物颗粒的粒度差异，利用筛子将废物中粒度小于筛子孔径的细粒物料透过筛面，而大于筛子孔径的粗粒物料留在筛面上，从而完成粗、细物料的分离过程。
固体废物处理与处置4.2.1 筛选的基本原理筛选过程分为两个阶段：第一阶段是物料分层，细粒物料通过粗粒物料向筛面运动；第二阶段是细粒透筛，粒度小于筛子孔径的细粒物料透过筛面物料分层是完成筛选分离的条件，细粒透筛是筛选分离的目的，但它们不是先后的关系，而是相互交错同时进行的固体废物处理与处置4.2.1 筛选的基本原理透筛概率 P可表示为： （ 4-9）透筛概率 P取决于这两个面积的比值 4-10）当透筛概率为 P时，使颗粒透筛成功以概率 P出现，需要重复 N次，则 N值与透筛概率 P成反比即： （ 4-11）固体废物处理与处置4.2.1 筛选的基本原理表 4.1 颗粒透筛概率 P与颗粒相对粒度 d/L的关系d/L P N d/L P N0.1 0.810 2 0.7 0.090 110.2 0.640 2 0.8 0.040 250.3 0.490 2 0.9 0.010 1000.4 0.360 3 0.95 0.002 5 4000.5 0.250 4 0.99 0.000 1 10 0000.6 0.160 7 0.999 0.000 001 100 000固体废物处理与处置4.2.1 筛选的基本原理如果考虑当颗粒投落到筛丝上，重新跳起后又落入筛孔时所谓筛选效率是指实际得到的筛下产品质量与进入筛面固体废物中所含粒度小于筛子孔径的细粒物料质量之比。
固体废物处理与处置4.2.1 筛选的基本原理① 进入筛面的固体废物质量 Q等于筛上产品质量 Q2与筛下产品质量 Q1之和，即② 固体废物中小于筛子孔径的细粒物料质量等于筛上产品与筛下产品中所含细粒物料质量之和，即图 4.2 筛选效率的测定1— 入料 Q， ； 2— 筛上产品 Q1， ； 3— 筛下产品 Q2， 固体废物处理与处置4.2.1 筛选的基本原理式中， α 、 β 分别为筛下产品、筛上产品中小于筛子孔径的细粒物料质量分数整理得：实际生产中由于筛子磨损而有部分粒度大于筛子孔径的粗粒物料透筛，进入筛下产品，即 α ＜ 1此时，筛选效率采用下式计算固体废物处理与处置4.2.2 筛选效率的影响因素⑴ 固体废物性质的影响⑵ 筛选设备性能的影响⑶ 筛选操作条件的影响表 4.2 不同类型筛子的筛选效率筛子类型 固定筛 转筒筛 摇动筛 振动筛筛选效率 /% 50～ 60 60 70～ 80 >90固体废物处理与处置4.2.3 筛选设备⑴ 固定筛固定筛是最简单筛选设备，筛面有许多平行排列的筛条组成，可以水平安装或倾斜安装，筛条由横板连接在一起，位置固定不动由于构造简单、不耗用动力、设备费用低和维修方便，在固体废物回用中广泛应用。
固体废物处理与处置4.2.3 筛选设备⑵ 滚筒筛滚筒筛也称转筒筛，其筛面是侧壁设筛孔的圆柱或圆锥形筒，如图 4.3所示图 4.3 滚筒筛筛面1— 给料； 2— 运动方向； 3— 排出物； 4— 筛出物固体废物处理与处置4.2.3 筛选设备图 4.4 滚筒筛结构示意图1－滚筒； 2－固定在筒体两端外圆上的两个圆滚环；3－摩擦辊； 4－传递杆； 5－电动机； 6－减速装置； 7－皮带轮；8－轴向止推辊； 9－进料斗固体废物处理与处置4.2.3 筛选设备沉落状态抛落状态离心状态物料在筛子中的运动的三种状态固体废物处理与处置4.2.3 筛选设备图 4.5 滚筒筛内物料颗粒运动状态滚筒筛转速的最佳速度约为临界速度的 45%临界转速可按下式计算：固体废物处理与处置4.2.3 筛选设备⑶ 振动筛振动筛是利用机械带动筛面运动从而实现物料筛选的一种设备，在固体废物处理中有广泛应用图 4.6 惯性振动筛构工作原理示意图1－筛箱； 2－筛网； 3－皮带轮； 4－主轴；5－轴承； 6－配重轮； 7－重块； 8－板簧固体废物处理与处置4.2.3 筛选设备1－上筛箱； 2－下机体； 3－传动装置；4－共振弹簧； 5－板簧； 6－支承弹簧图 4.7 共振筛的原理示意图固体废物处理与处置4.2.3 筛选设备督察式读者主要读者 次要读者初始读者守门员式读者经破碎机处理后的废钢的特点固体废物处理与处置4.3 重力分选4.3.1 重介质分选4.3.2 跳汰分选4.3.3 风力分选4.3.4 摇床分选固体废物处理与处置4.3.1 重介质分选重介质分选是在重介质（密度大于水的非均匀介质，包括重液和重悬浮液两种流体）中使固体废物中的颗粒群按其密度的大小分开以达到分离目的的方法。
为能达到良好的分选效果，关键是重介质的选择要求重介质的密度 应介于固体废物中轻物料密度 和重物料密度 之间，即：固体废物处理与处置4.3.1 重介质分选表 4.3 重悬浮液加重质的性质种类 密度(g/cm3) 摩氏硬度配成重悬浮液的 （g/cm3） 磁性 回收方法硅铁 6.9 6 3.8 强磁性 磁选方铅矿 7.5 2.5～ 2.7 3.3 非磁性 浮选磁铁矿 5.0 6 2.5 强磁性 磁选黄铁矿 4.9～ 5.1 6 2.5 非磁性 浮选毒砂 5.9～ 6.2 5.5～ 6 2.8 非磁性 浮选固体废物处理与处置4.3.1 重介质分选⑴ 稳定介质稳定介质的特性是在很长的时间内能保持自己的物理性质① 有机溶液② 矿物盐类的水溶液固体废物处理与处置4.3.1 重介质分选⑵ 不稳定介质（人为稳定介质）① 风砂介质② 矿物悬浮液1－圆筒形转鼓； 2－大齿轮； 3－滚轮； 4－扬板； 5－溜槽图 4.8 圆筒形转鼓固体废物处理与处置4.3.1 重介质分选图 4.9 重介质分选工艺流程固体废物处理与处置4.3.2 跳汰分选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分选介质是水，称为水力跳汰。
水力跳汰分选设备称为跳汰机图 4.10 隔膜跳汰机分选示意图1－偏心机构； 2－隔膜； 3－筛板； 4－外套筒； 5－锥形阀； 6－内套筒固体废物处理与处置4.3.2 跳汰分选（ a）分层前颗粒混杂堆积；（ b）上升水流将床层抬起；（ c）颗粒在水流中沉降分层；（ d）下降水流，床层紧密，重颗粒进入底层图 4.11颗粒在跳汰时的分层过程固体废物处理与处置4.3.2 跳汰分选（ a）隔膜鼓动 （ b）空气鼓动 图 4.12 跳汰机中推动水流运动的形式1— 压缩空气固体废物处理与处置4.3.3 风力分选1.颗粒在空气中的沉降末速（ v0）为：5.密度小的颗粒粒度（ dr1）与密度大的颗粒粒度（ dr2）之比，称为等降比，以 e0表示，即：3.等降比的大小可由沉降末速的个别公式或通式写出，如两颗粒等降，则 ，那么：固体废物处理与处置4.3.3 风力分选4.颗粒在上升气流中达到沉降末速时，颗粒的沉降速度（v0′ ）等于颗粒对介质的相对速度（ v0）和上升气流速度（ ua）之差，即5.颗粒群的干涉末速（ vhs）为6.使颗粒群开始松散和悬浮的最小上升气流速度（ umin）为：固体废物处理与处置4.3.3 风力分选7.颗粒将受到以下两个力的作用：空气的动压力（ R）8.颗粒本身的重力（ G）为：9.颗粒的运动方向将和两力的合力方向一致，并且由合力与水平夹角（ α ）的正切值来确定：图 4.13 在室式分离器中作用在颗粒 d上的力固体废物处理与处置4.3.3 风力分选风选设备及应用：按气流吹入分选设备内的方向不同，风选设备可分为两种类型：水平气流风选机（又称为卧式风力分选机）和上升气流风选机（又称为立式风力分选机）。
1）卧式风力分选机图 4.14 卧式风力分选机工作原理示意图固体废物处理与处置4.3.3 风力分选⑵ 立式曲折风力分选机图 4.15 立式曲折风力分选机工作原理示意图（ a）底部供风式； （ b）顶部抽吸式1－旋流器； 2－风机固体废物处理与处置4.3.4 摇床分选⑴ 摇床分选原理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，使细粒固体废物按密度差异在床面上呈扇形分布而进行分选的一种方法摇床分选是细粒固体物料分选应用最为广泛的方法之一固体废物处理与处置4.3.4 摇床分选⑵ 摇床分选设备及应用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，如图 4.16所示图 4.16 摇床结构示意图1－床面； 2－给水槽； 3－给料槽；4－床头； 5－滑动支承； 6－弹簧； 7－床条固体废物处理与处置4.3.4 摇床分选图 4.17 摇床上颗粒分带情况示意图1－给料端； 2－轻产物端； 3－传动端； 4－重产物端固体废物处理与处置4.3.4 摇床分选图 4.18 不同性质颗粒在床面上分离的示意图固体废物处理与处置4.4 磁力分选4.4.1 磁力分选原理4.4.2 磁选设备4.4.3 磁流体分选固体废物处理与处置4.4.1 磁力分选原理磁力分选简称磁选，它在固体废物的处理和利用中通常用来分选或去除铁磁性物质。
磁流体分选常用来从工厂废料中分离回收铝、铜、铅、锌等有色金属磁选有两种类型：一种是传统的电磁和永磁磁系磁选法；另一种是磁流体分选法，是近二十年发展起来的一种新的分选方法固体废物处理与处置4.4.1 磁力分选原理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，即图 4.18 不同性质颗粒在床面上分离的示意图固体废物处理与处置4.4.2 磁选设备⑴ 磁力滚筒又称磁滑轮，有水磁和电磁两种图 4.20 CT型永磁磁力滚筒1－多极磁系； 2－圆筒； 3－磁导板； 4－皮带固。