固体废物处理-重力分选.ppt

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1、重力分选重力分选重力分选原理重力分选是根据固体废物中不同物质间的密度差异进行分选的方法。重选都是在介质中进行的，常用介质有水、空气、重液和悬浮液。由于介质对运动的物质颗粒有浮力和阻力，不同性质的颗粒物的运动状态出现差异，彼此分离。重选过程中物质颗粒的基本运动形式：在介质中沉降。一定介质中，一定的物质颗粒重力一定，而阻力则和物粒的沉降速度有关。物粒以一定速度沉降，这种速度称为沉降末速。在一定介质中，物粒的粒度和密度越大，沉降末速度就越大，若不同物质的粒度相同，则密度大的末速度就大，优先沉降。重选必须在运动的介质中进行，只有在运动的介质中，紧密的物料床层才能得到松散，分层才得以进行。重选基本规律：

2、物料层松散物料层松散分层分层分离分离沉降运搬重选中介质的运动形式有：（1）垂直运动：包括连续上升介质流，间断上升介质流，上升与下降交替介质流。（2）水平运动：包括倾角较小的斜面介质流。（3）回转运动：包括不同方向的回转介质流。根据分选介质及其运动形式，重选可分为风力分选、重介质分选、跳汰分选、摇床分选和溜槽分选等。风力分选风力分选（一）风选（一）风选(Wind Separation)(Wind Separation)定义：定义：风力分选简称风选，又称气流分选，是以空气风力分选简称风选，又称气流分选，是以空气为分选介质，将轻物料从较重物料中分离出来为分选介质，将轻物料从较重物料中分离出来一种方法

3、。一种方法。风选实质上包含两个分离过程：分离出具有低风选实质上包含两个分离过程：分离出具有低密度、空气阻力大的轻质部分密度、空气阻力大的轻质部分(提取物提取物)和具有和具有高密度、空气阻力小的重质部分高密度、空气阻力小的重质部分(排出物排出物)；进；进一步将轻颗粒从气流中分离出来。后一分离步一步将轻颗粒从气流中分离出来。后一分离步骤常由旋流器完成、与除尘原理相似。骤常由旋流器完成、与除尘原理相似。（二）风力分选原理（二）风力分选原理 在风选过程中应用的风压不超过在风选过程中应用的风压不超过1MPa1MPa，所以，所以，实际上可以忽略空气的压缩性，而将其视为具有液体实际上可以忽略空气的压缩性，而

4、将其视为具有液体性质的介质。颗粒在水中的沉降规律也同样适用于在性质的介质。颗粒在水中的沉降规律也同样适用于在空气中的沉降，但由于空气密度较小，与颗粒密度相空气中的沉降，但由于空气密度较小，与颗粒密度相比可忽略不计，故颗粒在空气中的沉降末速比可忽略不计，故颗粒在空气中的沉降末速V V0 0为：为：1、颗粒在空气中的沉降末速、颗粒在空气中的沉降末速 从上式中可看出：当颗粒粒度一定从上式中可看出：当颗粒粒度一定时，密度大的颗粒沉降末速时，密度大的颗粒沉降末速V0大；当颗粒大；当颗粒密度密度s s相同时，直径相同时，直径d大的颗粒沉降末速大的颗粒沉降末速大。大。2 2、等降比、等降比 由于颗粒的沉降末

5、速与颗粒的密度、粒由于颗粒的沉降末速与颗粒的密度、粒度及形状有关，因而在同一介质中，度及形状有关，因而在同一介质中，不同性不同性质的颗粒可以具有相同的沉降末速，这样的质的颗粒可以具有相同的沉降末速，这样的相应颗粒称为等降颗粒相应颗粒称为等降颗粒。其中，其中，密度小的颗密度小的颗粒粒度与密度大的颗粒粒度之比，称为等降粒粒度与密度大的颗粒粒度之比，称为等降比。比。等降比越大，越不利于按密度分级。等降比越大，越不利于按密度分级。所以，为了提高分选效率，在风选之前需所以，为了提高分选效率，在风选之前需要将废物进行窄分级，或经破碎使粒度均要将废物进行窄分级，或经破碎使粒度均匀后，使其按密度差异进行分选。

6、匀后，使其按密度差异进行分选。（三）风选设备（三）风选设备 按气流吹入分选设备内的方向不同，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（卧风选设备可分为两种类型：水平气流（卧式）风选机和上升气流（立式）风选机。式）风选机和上升气流（立式）风选机。物料是在空气动压力及本身重力作物料是在空气动压力及本身重力作用下按粒度或密度进行分选的。用下按粒度或密度进行分选的。当水平气流速度当水平气流速度u u一定，颗粒粒度一定，颗粒粒度d d相同时，相同时，密度密度s s大的颗粒沿与水平大的颗粒沿与水平夹角较大方向运动夹角较大方向运动;密度密度s s较小的颗粒则沿夹角较较小的颗粒则沿夹角

7、较小的方向运动，从而达到小的方向运动，从而达到按密度差异分选的目的。按密度差异分选的目的。水平气流分选机构造简单，维修方便，但水平气流分选机构造简单，维修方便，但分选精度不高，一般很少单独使用，常与破碎、分选精度不高，一般很少单独使用，常与破碎、筛分、立式风力分选机组成联合处理工艺。立筛分、立式风力分选机组成联合处理工艺。立式风力分选机则分选精度较高。式风力分选机则分选精度较高。上升气流干涉沉降上升气流干涉沉降 颗粒在空气中沉降所受到的阻力远小颗粒在空气中沉降所受到的阻力远小于在水中，故常采用上升气流以缩短颗粒于在水中，故常采用上升气流以缩短颗粒达到沉降末速的时间和距离，颗粒实为干达到沉降末速

8、的时间和距离，颗粒实为干涉沉降。在干涉条件下，上升气流速度远涉沉降。在干涉条件下，上升气流速度远小于颗粒的自由沉降末速时，颗粒群就呈小于颗粒的自由沉降末速时，颗粒群就呈悬浮状态。悬浮状态。为了使物料在分选机内达到较好的分选效果，为了使物料在分选机内达到较好的分选效果，就要让气流在分选筒内产生湍流和剪切力，从而就要让气流在分选筒内产生湍流和剪切力，从而把物料团块进行分散。为此风力分选常常和其他把物料团块进行分散。为此风力分选常常和其他分选手段结合在一个设备中。分选手段结合在一个设备中。重介质重介质BLH重介质分选重介质分选：在在重重介介质质中中使使固固体体废废物物中中的的颗颗粒粒群群按按密密度度

9、分分开开的的方方法法称称为为重重介介质质分分选选（heavy heavy media media separation)separation)又又称称浮浮沉沉法法。其其分分选选工工艺艺一一般般包包括介质制备、分选、介质回收与再生等。括介质制备、分选、介质回收与再生等。为使分选过程有效地进行为使分选过程有效地进行,需选择重介质密度需选择重介质密度在固体废物中的轻物料密度和重物料密度之间：在固体废物中的轻物料密度和重物料密度之间：L(轻物料）轻物料）W(重物料）重物料）：通常将：通常将密度大于水密度大于水的介质称为重介质，的介质称为重介质，是由高密度的固体微粒和水构成的固液两是由高密度的固体微粒和

10、水构成的固液两相散体系。相散体系。重介质分选重介质分选合力合力G G0 0V(V()g g；V V为颗粒体积；为颗粒体积；为颗粒密度；为颗粒密度；为重介质密度；为重介质密度；g g为重力加速度；为重力加速度；对对的矿粒的矿粒,G G0 0为正为正,即下沉；即下沉；的颗的颗粒，粒，G G0 0为负，上浮。为负，上浮。四溴乙烷和丙酮的混合物四溴乙烷和丙酮的混合物(密度为密度为24g/cm)五氯乙烷五氯乙烷(密度为密度为167g/cm)重介质可以分为重介质可以分为重液重液和和重悬浮重悬浮液液两大类。两大类。1 1、重液、重液可将铝从轻重物料中分离出来。可将铝从轻重物料中分离出来。在选煤中常应用在选煤

11、中常应用重重液液：有有四四氯氯化化碳碳、氯氯化化钙钙水水溶溶液液等等，但但因因它它们们价价格格昂昂贵，不易回收，或有毒，多用于试验室应用。贵，不易回收，或有毒，多用于试验室应用。影响重介质分选效率的悬浮液基本性质是影响重介质分选效率的悬浮液基本性质是密度密度粘度粘度稳定性稳定性2 2、悬浮液、悬浮液悬悬浮浮液液：在在液液体体中中不不溶溶解解的的固固体体被被分分散散并并保保持持流流动动状状态态。由由水水和和加加重重剂剂混混合合而而成成,比比重重为为，随随选选用用的的加加重重剂剂密密度度及及其其与与水水的的配配比比而而变变化化。加加重重剂剂为为粘粘土土、石石英英和和方方铅铅矿等细粒固体，根据对重悬

12、浮液所需比重选用。矿等细粒固体，根据对重悬浮液所需比重选用。粘度增大粘度增大,则颗粒阻力增大则颗粒阻力增大,降低分选的精度与设备生降低分选的精度与设备生产率产率;降低粘度降低粘度,可以提高分选速度可以提高分选速度,但令稳定性降低。但令稳定性降低。重重介介质质分分选选的的精精度度很很高高,入入选选颗颗粒粒粒粒度度范范围围也也较较宽宽,很很适适合合各各种种固固体体废废物物的的处处理理与与分分选选。可可以以分分选选密密度度差差很很小小的的物物粒粒（在在理理想想条条件件下下,可可以以分分选选密密度度仅仅相相差差0.2 g/cm3 的的两两种种矿矿物物）,处处理理能能力力大大。该该法法主主要要应应用用与

13、与矿矿业业废废物物的的分分选选，可可用用于于分分离离多多种种金金属属，特特别别是是从从废废金金属属混混合物中回收铝。合物中回收铝。重介质分选优点重介质分选优点 必必须须指指出出：入入选选颗颗粒粒粒粒度度过过小小,特特别别是是重重介介质质密密度度与与分分离离物物质质密密度度相相近近时时沉沉降降速速度度很很小小,分分离离很很慢慢,所所以以在在实实际际分分离离前前,应应筛筛去去细细粒粒部部分分,对对于于大大密密度度物物料料,粒粒度度下下限限23mm,轻轻密密度度物物料料粒粒度度下下限限36mm,采采用重悬浮液时用重悬浮液时,粒度下限可降至粒度下限可降至05mm。重介质分选缺点重介质分选缺点 由由于于

14、重重介介质质分分选选是是在在液液相相介介质质中中进进行行,不不适适合合包包含含可可溶溶性性物物质质的的分分选选,也也不不适适合合成成分分复复杂杂的的城城市市垃垃圾圾分分选选。且且重重介介质质本本身身稳稳定定性性好好的的成成本本高高，成成本低易于回收的稳定性差。本低易于回收的稳定性差。固体废物进行重介质分选的条件固体废物进行重介质分选的条件:固体废物中颗粒间必须存在密度的差异固体废物中颗粒间必须存在密度的差异;分选过程都是在运动介质中进行的分选过程都是在运动介质中进行的;在重力、介质动力及机械力的综合作用下，使在重力、介质动力及机械力的综合作用下，使颗粒群松散并按密度分层颗粒群松散并按密度分层;

15、分好层的物料在运动介质流的推动下互相迁移，分好层的物料在运动介质流的推动下互相迁移，彼此分离，并获得不同密度的最终产品。彼此分离，并获得不同密度的最终产品。重介质分选机有：重介质分选机有：圆筒形分选机圆筒形分选机锥形分选机锥形分选机鼓形分选机鼓形分选机重介质振动槽重介质振动槽重介质旋流器重介质旋流器 选选煤煤常常用用角角锥锥形形、深深槽槽型型及及浅浅槽槽型型重重介介质质分分选选机机。重重产产品品排排出出则则视视情情况况选选用用立立轮轮、斜斜轮轮、刮刮板板或或螺螺旋旋输输送送机机等等装装置置，从从而而构构成成多多种种型型式式的的重重介介质质分分选选机机。在在选选矿矿中中以以圆圆筒筒形形重重介介质

16、质分分选机用得最多。选机用得最多。分选块状物料分选块状物料分选细粒物料分选细粒物料BLH鼓形重介质分选机鼓形重介质分选机BLH鼓形重介质分选机鼓形重介质分选机鼓形重介质分选机鼓形重介质分选机 跳跳汰汰分分选选(jig separation)是是在在垂垂直直脉脉冲冲介介质质中中颗颗粒粒群群反反复复交交替替的的膨膨胀胀收收缩缩，按按密密度度分分选选固固体体废废物物的的一一种种方方法法。跳跳汰汰分分选选是是一一种种常常用用的的重重力力分分选选方方法法,可以用来处理可以用来处理密度差较大密度差较大的粗大颗粒废物。的粗大颗粒废物。它它使使磨磨细细的的混混合合废废物物中中的的不不同同密密度度的的粒粒子子群

17、群,在在垂垂直直脉脉动动运运动动介介质质中中按按密密度度分分层层、小小密密度度的的颗颗粒粒群群位位于于上上层层,大大密密度度的的颗颗粒粒群群位位于于下下层层,从从而而实实现现物物料分离。料分离。跳汰分选跳汰分选BLH 跳跳汰汰分分选选时时，将将固固体体废废物物放放入入跳跳汰汰机机的的筛筛板板上上，形形成成密密集集的的物物料料层层，从从筛筛板板的的下下面面周周期期性性的的给给入入脉脉冲冲水水流流，使使物物料料层层松松散散并并按按密密度度分分层层，上上层层的的轻轻物物料料被被水水平平水水流流带带到到机机外外，成成为为轻轻产产物物，下下层层的的重重料料一一部部分分透透过过筛筛板板成成为为筛筛下下重重

18、物物，还还有有部分筛上物质。部分筛上物质。跳跳汰汰的的介介质质可可以以是是水水或或空空气气。目目前前用用于于固固体体废废物物分分选选的的介介质质都都是是水水。跳跳汰汰分分选选为为古古老老的的矿矿物物加加工工分分选选技技术术,在在固固体体废废物物分分选选中中,主主要要用用作作混混和和金金属废物的分离属废物的分离,在城市垃圾的分离中也应用较多。在城市垃圾的分离中也应用较多。脉冲循环的分离原理脉冲循环的分离原理 一个脉冲循环中包括这样两个过程：一个脉冲循环中包括这样两个过程：床面先是浮起，然后被压紧。在浮起状态，轻床面先是浮起，然后被压紧。在浮起状态，轻颗粒加速较快，运动到床面物上面；在压紧状颗粒加

19、速较快，运动到床面物上面；在压紧状态重颗粒比轻颗粒加速快，钻入床面物的下层态重颗粒比轻颗粒加速快，钻入床面物的下层中，从而使物料分层。脉冲作用使密度差异表中，从而使物料分层。脉冲作用使密度差异表现更明显。现更明显。BLH隔膜跳汰机分选示意图隔膜跳汰机分选示意图BLH 分选原理：惯性分选是用传输带、旋流分选原理：惯性分选是用传输带、旋流器或气流等在水平方向抛射粒子，利用由于器或气流等在水平方向抛射粒子，利用由于密度、粒度不同而形成的惯性差异，以及粒密度、粒度不同而形成的惯性差异，以及粒子粒子研抛物线运动轨迹不同的性质，从而子粒子研抛物线运动轨迹不同的性质，从而实现分离的方法。实现分离的方法。惯性分选惯性分选 摇床分选摇床分选分选原理：分选原理：摇床分选是在床面和横向水流的共同作用下实现的，床面上床条或刻槽是纵向的，与水流方向近于垂直，水流横向流过时在沟槽内形成涡流，涡流和床面摇动的共同作用可使矿砂层松散并按密度分层，重矿物转向下层，轻矿物转向上层，称此过程为“析离分层”，上层轻矿粒受到水流较大冲力，而下层重矿粒则受较小冲力，因此轻矿粒在床面上横向运动速度大于重矿粒在床面上的横向运动速度。光说不看假把式！光说不看假把式！上图上图 摇床构造：摇床构造：