涡电流分选机理及应用
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汽车废料
预破碎
主破碎
轻质材料
气流分选
Hale Waihona Puke Baidu铁磁性物质
磁选
塑 料 、橡 胶
涡电流分选
有色金属
图 ４ 废汽车资源化处理流程
３．３ 铝及有色金属铸造业中型砂的提纯 在铝及有色金属铸造业中， 型砂在使用过程中
会逐渐被金属残渣污染， 从而影响铸件的质量。使用 涡流分选方法可有效地分离型砂与金属残渣， 为型 砂的复用提供了条件。 ３．４ 电子废弃物的资源化研究
３ 涡电流分选应用
涡电流分选设备特别适用于高电导率低密度物 质与低电导率高密度物质及导体与非导体之间的分 离， 因设备装有永久磁体， 在分选之前原料须磁选除 铁， 避免铁磁性物质因涡电流而产生高热损害设备。 涡 电 流 分 选 的 处 理 对 象 为 废 铜（铝）电 力 电 缆 、铝 制 品、汽车废料、非铁金属碎屑、印刷电路板灰碴、含非 铁 金 属 玻 璃 碴 、电 子 废 品 、多 金 属（Ａｌ， Ｃｕ， Ｐｂ， Ｚｎ）混 合物、铸铜（铝）型砂及铝碴等。 ３．１ 城市固体废弃物的处理
在金属内产生涡电流。涡电流本身产生交变磁场， 并
与磁石转筒产生的磁场方向相反， 即对金属产生排
斥力（ 洛仑兹力） ， 使金属从料流中分离出来， 达到分
选的目的。
涡电流对导体产生的斥力和磁场变化强度， 导
体的导电率、密度、面积及形状等因素有关。对于不
同有色金属物料， 斥力与成分特性有关， 成分力可表
示为：
感生电流环
金屏盘
反磁场
排斥力
图 １ 涡电流分离原理
收稿日期： ２００６－ １２－ １８ 作者简介： 孙云丽（ １９７７－ ） ， 女， 安徽寿县人， 硕士研究生， 专业方向： 污
水处理技术和固体废弃物处理技术研究．
其永久磁石镶成的磁石转筒高速旋转， 产生一
个交变磁场， 当具有导电性能的金属通过磁场时， 将
图 ２ 为 美 国 Ｅｒｉｅｚ磁 力 公 司 生 产 的 中 国 矿 业 大 学 二次资源再生利用研究所购买的涡电流分选设备的 分 选 示 意 图［２－ ３］。该 设 备 包 括 给 料 系 统 、分 选 系 统 和 产 品的收集系统［４］。
进料
振动进料 输送带 旋转磁体
非导体 导体
图 ２ 涡电流分选示意
固体废弃物的减量化、无害化和资源化是我国 ２０ 世 纪 ８０ 年 代 中 期 提 出 的 控 制 固 体 废 弃 物 污 染 的 ３ 大 技 术 政 策［６－ ７］。 城 市 固 体 废 弃 物 的 处 理 不 仅 是 一 个 非常重要的环保措施， 也是资源回收的一项重要手 段。城市固体废弃物的一般综合处理流程中， 对于二 次气流分选后的物料， 通过涡流分选方法可分离回 收废弃物中的有色金属和重有机物［８］。见图３。
表１ 某些金属的比电导
Ｓ·ｍ２·ｔ－ １
金属
铝
锌
锡
铜
黄铜
比电导
１４
２．４
１．２
６．７
１．７
金属
镁
金
铅
银
镍
比电导
１２．９
２．２
０．４
６
１．４
第 ２０ 卷 第 ２ 期
孙云丽等 涡电流分选机理及应用
４１
２ 涡电流分选设备及种类
２．１ 涡电流分选设备 １８８９年美国大发明家爱迪生申请了交变磁场涡
电流分选机的专利， 用来分离有色金属和非金属。早 期 的 分 选 设 备 有 磁 铝 分 选 机 （Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｍａｇｎｅｔ ｓｅｐａｒａｔｏｒ）、线 性 马 达 分 选 机 （ ｌｉｎｅａｒ ｍｏｔｏｒ ｓｅｐａｒａｔｏｒ） 、 转 盘 分 选 机 （Ｒｏｔａｒｙ ｄｉｓｃ ｓｅｐａｒａｔｏｒ） 及 滑 板 分 选 机 （Ｓｌｉｄｉｎｇ ｒａｍｐ）， 随着永磁材料的发展 ，永磁涡电流分 选机（ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｏｌｌ ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｐａｒａｔｏｒ） 分选原理的研究和设备的研制也相继出现。８０年代 末至９０年代初， 德国和美国相继研制成功Ｎｄ－ Ｆｅ－ Ｂ 永 磁 辊 式 涡 电 流 分 选 机 （ＰＭＲＥＣＳ）， 并 由 美 国Ｅｒｉｅｚ 磁力公司和德国Ｗａｇｎｅｒ公司投入市场。
（ ３） 稀土元素原型结构： 使用稀土元素氧化物磁 铁块产生较深的涡流场， 转子有１６个电极， 适合从大
流量物料中分离有色金属， 如固体废弃物、汽车废物 中有色金属的分选回收。
（ ４） 超级涡流： 使用巨大弯曲度的稀土永磁块， 在涡流输送带的表面上有超过０．５ Ｔ的磁感应强度， 这种磁体转筒适合大吨位处理量的应用。
Ｆｒ（
成分力）
∝
ｍσ ρｓ
（ １）
式中： ｍ为物料的质量， ｋｇ； σ为电导率， Ｓ－１·ｍ－１； ρ为 密
度， ｋｇ·ｍ－３； ｓ为物料形状因子， 无单位。
表１列出了一些金属的比电导（ σ／ρ） 因子值。由σ／
ρ值 可 以 判 断 物 料 所 受 斥 力 的 大 小 及 分 选 的 难 易 程
度。通常， 高导电率、低密度材料所受的斥力最大。
德国Ｓｔｅｉｎｅｒｔ公司制造的涡电流分选设备所用磁 体转筒属于偏心式磁体转筒系统， 偏心式磁体转筒 系统的优点避免了传统同心式磁体转筒旋转时， 铁 质粒子渗进皮带和磁体转筒间而无法排出， 造成跳 动摩擦生热破坏皮带和轮毂。偏心式磁体系统可根 据物料不同而调整磁极的中心位置， 使有色金属能 以最适宜的角度跳离， 获得最佳的分选效果。
４ 结论
（ １） 随着永磁材料的发展， 稀土永磁辊式涡电流 分选机广泛应用于有色金属的分离和选别。
（ ２） 稀土永磁辊式涡电流分选机具有结构简单、 质量轻、斥力强（ 可调节） 、对物料的适应性强、分选 效率高以及处理量大等优点， 可在环境保护领域， 特 别是在有色金属再生行业推广使用。
（ ３） 中国矿业大学二次资源再生利用研究所针 对电子废弃物的资源化进行了涡电流分选的研究， 提出了破碎－ 磁选－ 涡电流分选－ 电选联合流程从电 路板中回收金属富集体的思路。在合适的操作条件 下， 得到回收率为９２％、品位为９０％的金属富集体。
摘 要 ： 介绍 了 涡 电 流 分 选 的 物 理 原 理 ， 分 析 了 导 体 所 受 的 成 分 力 。描 述 了 涡 电 流 分 选 装 置 的 结 构 以 及 涡 电 流 分
选的 应 用 领 域 。研 究 表 明：涡 电 流 分 选 机 具 有 结 构 简 单 、质 量 轻 、斥 力 强 （ 可 调 节 ） 、对 物 料 的 适 应 性 强 、分 选 效 率 高
１ 分选机理
涡电流分选（ Ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ， ＥＣＳ） 是利 用物质电导率不同的一种分选技术， 其分选原理基 于两个重要的物理现象： 一个随时间而变的交变磁 场总是伴生一个交变的电场（ 电磁感应定律） ； 载流 导体产生磁场（ 毕奥－ 萨伐尔定律） ［１］。在此介绍的涡 电流分离原理如图１所示。
城市固体废弃物
粗料
气流分选
纸及轻塑料
废钢铁
玻 璃 、陶 瓷 、 重物残渣
磁选 旋转筛 二次破碎
二次气流分选
重有机物
涡电流分选
有色金属
图 ３ 城市固体废弃物的处理流程
４２
江苏环境科技
２００７年 ４ 月
３．２ 工业固体废弃物的处理 许多工业废弃物都可用涡流分选方法处理， 应
用涡电流分选处理废弃汽车， 在发达国家是非常普 遍。对废弃汽车的处理主要是回收其中的废钢铁（ 约 占总重量的８０％） 。废钢铁的价值取决于其纯度， 若 含有铝、铜、锌等都将严重影响其价值， 故在熔炼前 需将这些成分除去。一般的处理流程如下： 先将废车 切碎至一定大小， 经分级分出其中的纤维、塑料等轻 质体， 再经传统磁选即可获得高纯度的废钢铁。非磁 性部分经二段重介质分选， 第一段分出其中的重塑 料、橡胶等， 第二段分离铝与重金属。混杂于铝中的 砂石、玻璃， 其比重与铝相近， 可通过涡流分选方法 分离。图４为废汽车资源化处理流程简图。其他工业 废弃物如废弃的电子元器件中的有色金属的回收， 煤灰渣中有色金属的回收， 铝冶炼废渣中铝的回收 等等， 都可用涡流分选来实现。
中国矿业大学是国内较早开始从事电子废弃物 资源化研究工作的单位之一。自１９９８年开始从事电 子废弃物资源化研究， 目前建立了初步的实验室系 统， 取得了一定的成绩。研究认为电子废弃物资源 化、无害化处理的关键是电子废弃物中有价成分和 有害成分的分离和选别［９］。针对电子废弃物资源化中 的难点— ——废弃印刷电路板， 提出了破碎－ 磁选－ 涡
电流分选－ 电选联合流程从电路板中回收金属富集 体的思路。主要内容为： 采用锤式破碎机将废弃电路 板破碎到２．０ ｍｍ以下， 经过磁选除铁之后， 对粗颗粒 采用涡电流分选， 细颗粒采用电选机分选； 或者将涡 电流和电选连接起来， 物料首先经过涡电流分选， 将 得到的金属富集体和非金属富集体， 经电选机再选。 在合适的操作条件下， 金属富集体的回收率可达 ９２％， 品位为９０％［１０－１１］。
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｔｈｅｏｒｉｅｓ ｏｆ ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｏｒｃｅｓ ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ｗｅｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ． Ｔｈｅ ｓｔｒｏｎｇ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｐａｒａｔｏｒ： ｔｈｅ ｓｉｍｐｌｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ， ｌｉｇｈｔ ｍａｓｓ， ｅａｓｙ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｔｏ ｍａｘｉｍｉｚｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ， ｆｌｅｘｉｂｌｅ， ｈｉｇｈｅｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｌａｒｇｅｒ ｏｕｔｐｕｔ， ｅｔｃ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄｓ， ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｏ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｎｏｎ－ ｆｅｒｒｏｕｓ ｍｅｔａｌ ｔｎａｄｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： Ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｐａｒａｔｏｒ； Ｎｏｎ－ ｆｅｒｒｏｕｓ ｍｅｔａｌ； Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｏｌｌ； Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｗａｓｔｅ； Ｒｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
以及处理量大等优点， 可在环境保护领域， 特别是在有色金属再生行业推广使用。
关键词： 涡电流分选机； 有色金属； 永磁辊； 电子废弃物； 资源化
中图分类号： Ｘ５
文献标识码： Ｂ
文章编号： １００４－ ８６４２（ ２００７） ０２－ ００４０－ ０３
Ｓｅｐａｒ ａｔｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｄｄｙ Ｃｕｒ ｒ ｅｎｔ Ｓｅｐａｒ ａｔｏｒ ＳＵＮ Ｙｕｎ－ ｌｉ， Ｄｕａｎ Ｃｈｅｎ－ ｌｏｎｇ， ＺＵＯ Ｗｅｉ－ ｒａｎ， ＬＩＵ Ｋｕｎ－ ｌｕｎ， ＳＯＮＧ Ｓｈｕ－ ｌｅｉ
２．２ 磁体转筒的种类 由上述分析可知， 涡电流分选设备的核心即分
选系统， 而磁体转筒是分选系统的心脏。涡电流的产 生采用永久磁体而不是线圈， 大大缩小了磁体转筒 的体积。同时使用变频器改变转动频率， 可产生不同 效力的涡电流。以美国Ｅｒｉｅｚ磁力公司生产的涡电流 分选设备为例， 主要有４种不同结构的磁体转筒［５］， 介 绍如下：
（ １） 铁氧磁体： 铁氧金属适合分选垃圾中的废铝 与塑料， 也可分离不同的有色金属， 如铝、黄铜、铅等 混合金属的分选。
（ ２） 稀土金属拱形结构： 使用高磁力的铷、硼、铁 稀土永久磁石， 将其弯曲安装于壳体外形上， 交频转 子 有２２个 电 极 ， 可 从 电 子 垃 圾 、塑 料 、碎 玻 璃 、铸 造 砂、城市垃圾分选回收有色金属。
第 ２０ 卷 第 ２ 期 ２００７ 年 ４ 月
江苏环境科技 Ｊ ｉａｎｇｓｕ Ｅｎｖｉｒ ｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ．２０ Ｎｏ．２ Ａｐｒ．２００７
涡电流分选机理及应用
孙云丽 １， 段晨龙 １， 左蔚然 ２， 刘昆仑 ２， 宋树磊 ２
（ １．中国矿业大学环境与测绘学院， 江苏 徐州 ２２１００８； ２．中国矿业大学化工学院， 江苏 徐州 ２２１００８）
预破碎
主破碎
轻质材料
气流分选
Hale Waihona Puke Baidu铁磁性物质
磁选
塑 料 、橡 胶
涡电流分选
有色金属
图 ４ 废汽车资源化处理流程
３．３ 铝及有色金属铸造业中型砂的提纯 在铝及有色金属铸造业中， 型砂在使用过程中
会逐渐被金属残渣污染， 从而影响铸件的质量。使用 涡流分选方法可有效地分离型砂与金属残渣， 为型 砂的复用提供了条件。 ３．４ 电子废弃物的资源化研究
３ 涡电流分选应用
涡电流分选设备特别适用于高电导率低密度物 质与低电导率高密度物质及导体与非导体之间的分 离， 因设备装有永久磁体， 在分选之前原料须磁选除 铁， 避免铁磁性物质因涡电流而产生高热损害设备。 涡 电 流 分 选 的 处 理 对 象 为 废 铜（铝）电 力 电 缆 、铝 制 品、汽车废料、非铁金属碎屑、印刷电路板灰碴、含非 铁 金 属 玻 璃 碴 、电 子 废 品 、多 金 属（Ａｌ， Ｃｕ， Ｐｂ， Ｚｎ）混 合物、铸铜（铝）型砂及铝碴等。 ３．１ 城市固体废弃物的处理
在金属内产生涡电流。涡电流本身产生交变磁场， 并
与磁石转筒产生的磁场方向相反， 即对金属产生排
斥力（ 洛仑兹力） ， 使金属从料流中分离出来， 达到分
选的目的。
涡电流对导体产生的斥力和磁场变化强度， 导
体的导电率、密度、面积及形状等因素有关。对于不
同有色金属物料， 斥力与成分特性有关， 成分力可表
示为：
感生电流环
金屏盘
反磁场
排斥力
图 １ 涡电流分离原理
收稿日期： ２００６－ １２－ １８ 作者简介： 孙云丽（ １９７７－ ） ， 女， 安徽寿县人， 硕士研究生， 专业方向： 污
水处理技术和固体废弃物处理技术研究．
其永久磁石镶成的磁石转筒高速旋转， 产生一
个交变磁场， 当具有导电性能的金属通过磁场时， 将
图 ２ 为 美 国 Ｅｒｉｅｚ磁 力 公 司 生 产 的 中 国 矿 业 大 学 二次资源再生利用研究所购买的涡电流分选设备的 分 选 示 意 图［２－ ３］。该 设 备 包 括 给 料 系 统 、分 选 系 统 和 产 品的收集系统［４］。
进料
振动进料 输送带 旋转磁体
非导体 导体
图 ２ 涡电流分选示意
固体废弃物的减量化、无害化和资源化是我国 ２０ 世 纪 ８０ 年 代 中 期 提 出 的 控 制 固 体 废 弃 物 污 染 的 ３ 大 技 术 政 策［６－ ７］。 城 市 固 体 废 弃 物 的 处 理 不 仅 是 一 个 非常重要的环保措施， 也是资源回收的一项重要手 段。城市固体废弃物的一般综合处理流程中， 对于二 次气流分选后的物料， 通过涡流分选方法可分离回 收废弃物中的有色金属和重有机物［８］。见图３。
表１ 某些金属的比电导
Ｓ·ｍ２·ｔ－ １
金属
铝
锌
锡
铜
黄铜
比电导
１４
２．４
１．２
６．７
１．７
金属
镁
金
铅
银
镍
比电导
１２．９
２．２
０．４
６
１．４
第 ２０ 卷 第 ２ 期
孙云丽等 涡电流分选机理及应用
４１
２ 涡电流分选设备及种类
２．１ 涡电流分选设备 １８８９年美国大发明家爱迪生申请了交变磁场涡
电流分选机的专利， 用来分离有色金属和非金属。早 期 的 分 选 设 备 有 磁 铝 分 选 机 （Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｍａｇｎｅｔ ｓｅｐａｒａｔｏｒ）、线 性 马 达 分 选 机 （ ｌｉｎｅａｒ ｍｏｔｏｒ ｓｅｐａｒａｔｏｒ） 、 转 盘 分 选 机 （Ｒｏｔａｒｙ ｄｉｓｃ ｓｅｐａｒａｔｏｒ） 及 滑 板 分 选 机 （Ｓｌｉｄｉｎｇ ｒａｍｐ）， 随着永磁材料的发展 ，永磁涡电流分 选机（ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｏｌｌ ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｐａｒａｔｏｒ） 分选原理的研究和设备的研制也相继出现。８０年代 末至９０年代初， 德国和美国相继研制成功Ｎｄ－ Ｆｅ－ Ｂ 永 磁 辊 式 涡 电 流 分 选 机 （ＰＭＲＥＣＳ）， 并 由 美 国Ｅｒｉｅｚ 磁力公司和德国Ｗａｇｎｅｒ公司投入市场。
（ ３） 稀土元素原型结构： 使用稀土元素氧化物磁 铁块产生较深的涡流场， 转子有１６个电极， 适合从大
流量物料中分离有色金属， 如固体废弃物、汽车废物 中有色金属的分选回收。
（ ４） 超级涡流： 使用巨大弯曲度的稀土永磁块， 在涡流输送带的表面上有超过０．５ Ｔ的磁感应强度， 这种磁体转筒适合大吨位处理量的应用。
Ｆｒ（
成分力）
∝
ｍσ ρｓ
（ １）
式中： ｍ为物料的质量， ｋｇ； σ为电导率， Ｓ－１·ｍ－１； ρ为 密
度， ｋｇ·ｍ－３； ｓ为物料形状因子， 无单位。
表１列出了一些金属的比电导（ σ／ρ） 因子值。由σ／
ρ值 可 以 判 断 物 料 所 受 斥 力 的 大 小 及 分 选 的 难 易 程
度。通常， 高导电率、低密度材料所受的斥力最大。
德国Ｓｔｅｉｎｅｒｔ公司制造的涡电流分选设备所用磁 体转筒属于偏心式磁体转筒系统， 偏心式磁体转筒 系统的优点避免了传统同心式磁体转筒旋转时， 铁 质粒子渗进皮带和磁体转筒间而无法排出， 造成跳 动摩擦生热破坏皮带和轮毂。偏心式磁体系统可根 据物料不同而调整磁极的中心位置， 使有色金属能 以最适宜的角度跳离， 获得最佳的分选效果。
４ 结论
（ １） 随着永磁材料的发展， 稀土永磁辊式涡电流 分选机广泛应用于有色金属的分离和选别。
（ ２） 稀土永磁辊式涡电流分选机具有结构简单、 质量轻、斥力强（ 可调节） 、对物料的适应性强、分选 效率高以及处理量大等优点， 可在环境保护领域， 特 别是在有色金属再生行业推广使用。
（ ３） 中国矿业大学二次资源再生利用研究所针 对电子废弃物的资源化进行了涡电流分选的研究， 提出了破碎－ 磁选－ 涡电流分选－ 电选联合流程从电 路板中回收金属富集体的思路。在合适的操作条件 下， 得到回收率为９２％、品位为９０％的金属富集体。
摘 要 ： 介绍 了 涡 电 流 分 选 的 物 理 原 理 ， 分 析 了 导 体 所 受 的 成 分 力 。描 述 了 涡 电 流 分 选 装 置 的 结 构 以 及 涡 电 流 分
选的 应 用 领 域 。研 究 表 明：涡 电 流 分 选 机 具 有 结 构 简 单 、质 量 轻 、斥 力 强 （ 可 调 节 ） 、对 物 料 的 适 应 性 强 、分 选 效 率 高
１ 分选机理
涡电流分选（ Ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ， ＥＣＳ） 是利 用物质电导率不同的一种分选技术， 其分选原理基 于两个重要的物理现象： 一个随时间而变的交变磁 场总是伴生一个交变的电场（ 电磁感应定律） ； 载流 导体产生磁场（ 毕奥－ 萨伐尔定律） ［１］。在此介绍的涡 电流分离原理如图１所示。
城市固体废弃物
粗料
气流分选
纸及轻塑料
废钢铁
玻 璃 、陶 瓷 、 重物残渣
磁选 旋转筛 二次破碎
二次气流分选
重有机物
涡电流分选
有色金属
图 ３ 城市固体废弃物的处理流程
４２
江苏环境科技
２００７年 ４ 月
３．２ 工业固体废弃物的处理 许多工业废弃物都可用涡流分选方法处理， 应
用涡电流分选处理废弃汽车， 在发达国家是非常普 遍。对废弃汽车的处理主要是回收其中的废钢铁（ 约 占总重量的８０％） 。废钢铁的价值取决于其纯度， 若 含有铝、铜、锌等都将严重影响其价值， 故在熔炼前 需将这些成分除去。一般的处理流程如下： 先将废车 切碎至一定大小， 经分级分出其中的纤维、塑料等轻 质体， 再经传统磁选即可获得高纯度的废钢铁。非磁 性部分经二段重介质分选， 第一段分出其中的重塑 料、橡胶等， 第二段分离铝与重金属。混杂于铝中的 砂石、玻璃， 其比重与铝相近， 可通过涡流分选方法 分离。图４为废汽车资源化处理流程简图。其他工业 废弃物如废弃的电子元器件中的有色金属的回收， 煤灰渣中有色金属的回收， 铝冶炼废渣中铝的回收 等等， 都可用涡流分选来实现。
中国矿业大学是国内较早开始从事电子废弃物 资源化研究工作的单位之一。自１９９８年开始从事电 子废弃物资源化研究， 目前建立了初步的实验室系 统， 取得了一定的成绩。研究认为电子废弃物资源 化、无害化处理的关键是电子废弃物中有价成分和 有害成分的分离和选别［９］。针对电子废弃物资源化中 的难点— ——废弃印刷电路板， 提出了破碎－ 磁选－ 涡
电流分选－ 电选联合流程从电路板中回收金属富集 体的思路。主要内容为： 采用锤式破碎机将废弃电路 板破碎到２．０ ｍｍ以下， 经过磁选除铁之后， 对粗颗粒 采用涡电流分选， 细颗粒采用电选机分选； 或者将涡 电流和电选连接起来， 物料首先经过涡电流分选， 将 得到的金属富集体和非金属富集体， 经电选机再选。 在合适的操作条件下， 金属富集体的回收率可达 ９２％， 品位为９０％［１０－１１］。
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｔｈｅｏｒｉｅｓ ｏｆ ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｏｒｃｅｓ ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ｗｅｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ． Ｔｈｅ ｓｔｒｏｎｇ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｐａｒａｔｏｒ： ｔｈｅ ｓｉｍｐｌｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ， ｌｉｇｈｔ ｍａｓｓ， ｅａｓｙ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｔｏ ｍａｘｉｍｉｚｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ， ｆｌｅｘｉｂｌｅ， ｈｉｇｈｅｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｌａｒｇｅｒ ｏｕｔｐｕｔ， ｅｔｃ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄｓ， ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｏ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｎｏｎ－ ｆｅｒｒｏｕｓ ｍｅｔａｌ ｔｎａｄｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： Ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｐａｒａｔｏｒ； Ｎｏｎ－ ｆｅｒｒｏｕｓ ｍｅｔａｌ； Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｏｌｌ； Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｗａｓｔｅ； Ｒｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
以及处理量大等优点， 可在环境保护领域， 特别是在有色金属再生行业推广使用。
关键词： 涡电流分选机； 有色金属； 永磁辊； 电子废弃物； 资源化
中图分类号： Ｘ５
文献标识码： Ｂ
文章编号： １００４－ ８６４２（ ２００７） ０２－ ００４０－ ０３
Ｓｅｐａｒ ａｔｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｄｄｙ Ｃｕｒ ｒ ｅｎｔ Ｓｅｐａｒ ａｔｏｒ ＳＵＮ Ｙｕｎ－ ｌｉ， Ｄｕａｎ Ｃｈｅｎ－ ｌｏｎｇ， ＺＵＯ Ｗｅｉ－ ｒａｎ， ＬＩＵ Ｋｕｎ－ ｌｕｎ， ＳＯＮＧ Ｓｈｕ－ ｌｅｉ
２．２ 磁体转筒的种类 由上述分析可知， 涡电流分选设备的核心即分
选系统， 而磁体转筒是分选系统的心脏。涡电流的产 生采用永久磁体而不是线圈， 大大缩小了磁体转筒 的体积。同时使用变频器改变转动频率， 可产生不同 效力的涡电流。以美国Ｅｒｉｅｚ磁力公司生产的涡电流 分选设备为例， 主要有４种不同结构的磁体转筒［５］， 介 绍如下：
（ １） 铁氧磁体： 铁氧金属适合分选垃圾中的废铝 与塑料， 也可分离不同的有色金属， 如铝、黄铜、铅等 混合金属的分选。
（ ２） 稀土金属拱形结构： 使用高磁力的铷、硼、铁 稀土永久磁石， 将其弯曲安装于壳体外形上， 交频转 子 有２２个 电 极 ， 可 从 电 子 垃 圾 、塑 料 、碎 玻 璃 、铸 造 砂、城市垃圾分选回收有色金属。
第 ２０ 卷 第 ２ 期 ２００７ 年 ４ 月
江苏环境科技 Ｊ ｉａｎｇｓｕ Ｅｎｖｉｒ ｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ．２０ Ｎｏ．２ Ａｐｒ．２００７
涡电流分选机理及应用
孙云丽 １， 段晨龙 １， 左蔚然 ２， 刘昆仑 ２， 宋树磊 ２
（ １．中国矿业大学环境与测绘学院， 江苏 徐州 ２２１００８； ２．中国矿业大学化工学院， 江苏 徐州 ２２１００８）