第四章 分选

• 振动筛由于筛面强烈振动，消除了堵塞筛孔的现象，有利 于湿物料的筛分，可用于粗、中、细粒的筛分，还可以用 于振动和脱泥筛分。
振动筛主要有惯性振动筛和共振筛。
（1）惯性振动筛
是通过由 不平衡体的旋 转所产生的离 心惯性力，使 箱体产生振动 的一种筛子。 适用于细粒废 物、潮湿及年 性、黏性废物 的筛分。
2、滚筒筛
• 筒形筛是一个倾斜的圆筒，置于若干滚子上，圆筒的侧 壁上开有许多筛孔。
• 圆筒以很慢的速度转动（10～15r/min），因此不需要很 大动力，这种筛的优点是不会堵塞。 • 筒形筛筛分时，固体废物在筛中不断滚翻，较小的物料 颗粒最终通过筛孔筛出。物料在筛子中的运动有两种状 态： （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， 然后沿抛物线轨迹落回筛底。
筛 分 设 备 类 型 及 选 择
三、重力分选
根据固废中不同物质颗粒间的密度差异，在运动介质中利用重力、 介质动力和机械力的作用，使颗粒群产生松散分层和迁移分离， 从而得到不同密度产品的分选过程。
• 重力分选是在活动的或流动的介质中按颗粒的密度或粒度进 行颗粒混合物的分选过程。 • 重力分选的介质有：空气、水、重液、重悬浮液等。 • 按作用原理分：气流分选、惯性分选、重介质分选、摇床分 选、跳汰分选等。
一、人工分选
最基本条件 废物不能有过大的质量、过大的含水量和不能对人体有害。 优点 识别能力强，可以区分用机械方法无法分开的废物 可直接回收无需进一步加工即能回用的物品 可消除能使后续处理系统发生事故的废物

机械分选—根据物质粒度、密度、磁性、光电性、摩擦性、弹性、润湿 性等—筛选、重力分选、磁力分选、光电分选、摩擦及 弹性分选、浮选。
1、基本原理
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。选择重介质密度（ρc）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。 颗粒密度>重介质密度，颗粒下沉，集中于底部成 为重产物；颗粒密度<重介质密度，颗粒上浮，集 中于上部成为轻产物，分别排出，达到分选目的。
二、筛分
m,α
m2,θ
m1,β 图3-22
2、筛分效率
• 回收率，是指实际得到的筛下产品中小于筛孔尺寸的细粒物料质量与入 筛废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料质量之比
筛分效率：
E
m1 100 % m
（3-13）
式中：m---入筛SW重量； m1---筛下产品重量； α---m中小于筛孔尺寸的废物质量分数； β---- m1中小于筛孔尺寸的废物质量分数。 实际上，
的旋转产生离心惯 性力，使筛箱产生
振动。适用于细粒
废物的筛分 （0.1~0.15 mm ），
也用于潮湿及粘性
废物的筛分。
（4）共振筛：是利用连杆上装有弹簧的曲柄连杆机构驱
动，使筛子在共振状态下进行筛分，处理能力大、筛分效 率高、耗电少。
4、共振筛
共振筛在工作中，箱体的动能和弹簧的位能相互转化， 只需补充克服阻尼所消耗的能量，即可维持筛子的连续振 动。当该弹性系统的固有自振频率和传动装置的强迫振动 频率接近或相同，实现了共振状态下的筛分操作。 优点：功率消耗低，处理能力大，筛分效率高，适用于细 废物颗粒的筛分。
• 固体废物中颗粒间必须存在密度差异； • 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，使颗 粒群松散并按密度分层； • 分层物料在运动介质流的推动下互相迁移，彼此 分离，并获得不同密度的产品。
也可以概括为：
具有密度差异的组分→运动介质→分散→沉降→分层 →分离。
（一）重介质分选
m1m 即 E100%
即有一部分小于筛孔尺寸的颗粒物仍停留在筛面上。
根据 m m1 m2 m2＝m－m1
m＝m1 m 2 即： m＝m1 m m1
m（ ） m1＝
m2为筛上产品的质量；θ为筛上产品中小于筛孔尺寸的细粒的质量分数
• 共振筛具有处理能力大、筛分效率高、耗电少及结构紧凑等 优点，是一种有发展前途的筛分设备；但其制造工艺复杂、 机体较重、橡胶弹簧易老化等缺点。
固体 废 物筛分
格筛在粗碎前， 10~15r/min， 棒条筛在粗 3~50，临界 碎和中碎 前。摩擦 振动筛 速度45% 角，30~ 350， >50 mm 筛分设
二、筛分---Sieving, Screening
1、原理
利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面，而大于 筛孔的粗粒物料留在筛面上，完成粗、细粒物料分离的过程 分离过程可看作由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，分层结果是大颗粒在上，小颗粒 在下；细粒透筛是分离目的，使小颗粒透过筛孔成为筛下物 粒度小于筛孔尺寸3/4的颗粒，容易通过粗粒形成的间隙到 达筛面透过筛孔，称为“易筛粒”；粒度大于筛孔尺寸3/4的 颗粒，很难通过粗粒形成的间隙，而且粒度越接近筛孔尺寸 就越难透筛，这种颗粒称为“难筛粒”。
见动画
第二节 固体废物的分选
一、筛分
2 常见筛分设备
⑶ 振动筛 振动筛通过产生振动的振动器，将振动传递给筛箱，筛 箱可以自由振动，使颗粒产生近乎垂直于筛面的跳动或作圆 形、椭圆形运动。振动筛适用于细粒废物（0.1-15mm）的筛 分，也可用于潮湿及黏性废物的筛分。
• 惯性振动筛是通过由不平衡体的旋转所产生的离 心惯性力，使筛箱产生振动的一种筛子。当电动 机带动皮带轮作高速旋转时，配重轮上的重块即 产生离心惯性力，其水平分力使弹簧作横向变形， 由于弹簧横向钢度大，所以水平分力被横向钢度 所吸收。而垂直分力则垂直于筛面，通过筛箱作 用于弹簧，强迫弹簧做拉伸及压缩运动。因此， 筛箱的运动轨迹为椭圆或近似于圆。由于该种筛 子激振力是离心惯性力，故称为惯性振动筛。
由比值 1.75<e<2.5, 较易重力分选； ① 物质间密度差异越大，分 1.5<e<1.75,较难重力分选; 选越易; ② 介质密度越大，分选越易。 1.25<e<1.5,难重力分选; （这是重介质分选的基础） e<1.25,极难重力分选
重力分选分类
重介质分选 跳汰分选 风力分选 摇床分选
重选过程的共同工艺条件
（2）共振筛
共振筛是利用连杆上装有弹簧的曲柄 连杆机构驱动，使筛子在共振状态下进行 筛分。
见动画
• 共振筛是利用连杆上装有弹簧的曲柄连杆机构驱 动，使筛子在共振状态下进行筛分。当电动机带 动装置在下机体上的偏心轴转动时，偏心轴使连 杆作往复运动。连杆通过其端的弹簧将作用力传 给筛箱，与此同时下机体也受到相反的作用力， 使筛箱和下机体沿着倾斜方向振动。筛箱、弹簧 及下机体组成一个弹性系统，该弹性系统固有的 自振频率与传动装置的强迫振动率接近或相同时， 使筛子在共振状态下筛分故称为共振筛。
• 当筛分物料以抛落状态运动时，物料达到最大的紊 流状态，此时筛子的筛分效率达到最高。如果筒形 筛的转速进一步提高，会达到某一临界速度，这时 粒子呈离心状态运动，结果使物料颗粒 附在筒壁上 不会掉下，使筛分效率降低。 • 筛分效率与圆筒筛的转速和停留时间有关，一般认 为物料在筒内滞留25～30s，转速5～6r/min为最佳。 例如，有的筒形筛的直径为1.2m，长1.8m，转速18r /min，生产率为2t/h， 效率95％～100%，当生产率 达到2.5t/h，效率下降为90％。另外，筒的直径和 长度也对筛分效率有很大影响。
代入筛分效率公式得到：
m1 （ ） E 100%＝ 100% （ - 16 3 ） m （ ）
3、影响筛分效率的因素
（1）筛分物料的性质
固体废物的粒度：粒度与筛孔尺寸差别大的“易筛粒”含量
越多，筛分效率越高，而粒度接近筛孔尺寸的“难筛粒”越 多，筛分效率则越低； 固体废物的形状：同样大小的球形和多面体颗粒比片状或针 状颗粒容易通过筛孔；
固体废物的含水率：当废物含水率低于5%时，属于干法筛分，
筛分效率较高；当含水率增加到5~8%时，筛分效率大大降低； 当含水率增加到10~14%以上时，出现了空隙水分，变为湿法 筛分，筛分效率又将增高。
（2）筛分设备性能
筛孔形状：采用方形筛孔，筛面的有效面积较大，筛分效 率较高，当筛分粒度较小且水分较高时，宜采用圆孔，以 避免方形孔的四角附近发生颗粒黏结从而堵塞筛孔。 筛面类型：筛面有棒条筛面、钢板冲孔筛面及钢丝编织筛 网三种，其中棒条筛面有效面积小，筛分效率低，编织筛 网有效面积大，筛分效率高，冲孔筛面介于两者之间。 筛面宽度：过窄的筛面使废物层增厚而不利于细粒接近筛 面，过宽的筛面则使废物筛分时间太短，一般宽长比。 1:2.5~3。 筛面倾角：倾角过小，筛上物不外排；倾角过大，废物排 出速度过快，筛分时间短，筛分效率低。
常用重液表 名称
氯化钙 氯化锌 三溴甲烷 四溴乙烷 二碘甲烷 碘化汞钡 丙二酸铋蚁酸 铊
化学成分
CaCl2 ZnCl2 CHBr3 C2H2Br4 CH2I2 HgI2+BaI2 CH2(COOTl)2+HCOOTl
2、重介质(heavy medium)
重介质有两种：
• 重液
• 密度较高的有机溶液和无机盐溶液。 • 重液是均质液体，稳定性好，但来源少，价格贵， 一般用于实验室进行重液分析，测定原料的密度组成。
• 悬浮液
• 是由各种磨细的固体颗粒与水组成的混合物； • 是一种非均质的两相体系，稳定性差，但来源广，价 格低廉，无毒，易回收，广泛用于工业上的重介质分 选过程。 • 悬浮液中的固体颗粒又叫加重质。
重力分选原理
g ( s c )d V0 6 c
影响重力分选的因素主要是：颗粒 的尺寸、颗粒与介质的密度差及介质的 阻力。
(cm/s