生活垃圾焚烧炉底灰中金属的分离技术
垃圾焚烧发电厂飞灰处理与重金属分离技术
垃圾焚烧发电厂飞灰处理与重金属分离技术垃圾焚烧发电作为一种高效的固废处理方式,不仅能够显著减少垃圾体积,还能转化产出电能,是解决城市垃圾问题的重要途径之一。
然而,这一过程中产生的副产品——飞灰,因含有大量重金属和其他有害物质而成为处理难题。
本文将围绕垃圾焚烧发电厂飞灰处理与重金属分离技术,从六个方面进行深入探讨。
一、飞灰的生成与特性垃圾焚烧过程中,燃烧不完全的残留物随烟气一同排出,经过除尘设备捕捉后形成飞灰。
飞灰成分复杂,主要包含硅、铝、铁等矿物质以及镉、铅、汞等重金属。
这些重金属具有毒性,若未经妥善处理直接排放,会对土壤、水源造成严重污染,影响生态安全和人类健康。
因此,飞灰的无害化处理与重金属的有效分离至关重要。
二、飞灰稳定化/固化技术稳定化/固化技术是将飞灰与特定化学药剂混合,通过物理或化学反应,使飞灰中的有害物质转化为不易溶解或迁移的形态,从而减少其对环境的潜在危害。
常见的稳定化方法包括水泥固化、石灰稳定、熔融固化等。
水泥固化是最广泛应用的一种,通过水泥的碱性环境与重金属反应生成不溶性沉淀,增加飞灰的稳定性,便于安全填埋。
三、热处理技术热处理技术,如高温烧结和熔融,可有效破坏飞灰中的有机污染物,并促使重金属固化或挥发去除。
高温烧结通过加热飞灰,使其部分熔融形成玻璃态物质,包裹住重金属,减少其生物可利用性。
熔融技术则是在更高温度下将飞灰完全熔化,金属与其他物质彻底分离,之后通过冷却回收得到的金属和无害化的玻璃体。
这些技术虽然处理效果好,但能耗高,成本相对较大。
四、化学淋洗技术化学淋洗技术利用特定化学溶液与飞灰中的重金属发生反应,将其溶解出来,再通过后续处理步骤回收或固化。
该技术的关键在于选择合适的淋洗剂和优化淋洗条件,以提高重金属的提取效率并减少化学试剂的使用量。
常见的淋洗剂有酸性溶液、碱性溶液及螯合剂等,选择时需考虑经济性、安全性及对环境的影响。
五、吸附/解吸技术吸附技术利用吸附剂(如活性炭、沸石、改性粘土等)表面的物理化学性质,捕获飞灰溶液中的重金属离子。
垃圾焚烧炉渣处理工艺
垃圾焚烧炉渣处理工艺垃圾焚烧炉渣处理是指对垃圾焚烧过程中产生的炉渣进行合理化处理的工艺。
垃圾焚烧炉渣是指在垃圾焚烧过程中,由于垃圾中的无机物质(如金属、矿渣等)不能被燃烧,而在炉内产生的残渣。
垃圾焚烧炉渣处理是为了减少对环境的污染,最大程度地回收利用资源。
垃圾焚烧炉渣处理工艺主要包括以下几个步骤:1. 炉渣收集:垃圾焚烧炉渣在焚烧过程中会被收集起来,通常通过机械装置将炉渣从焚烧炉中输送出来,然后进行收集和储存。
2. 炉渣分类:炉渣一般包括底灰、飞灰和过渡炉渣。
底灰是指在炉底直接产生的固体残渣,飞灰是指在炉腔内被燃烧后飞出的固体颗粒,过渡炉渣则是在炉内产生的其他固体残渣。
炉渣分类的目的是为了更好地进行后续的处理和利用。
3. 炉渣处理:根据不同类型的炉渣,采用不同的处理方法。
底灰通常经过磁选、破碎等工艺进行处理,以分离出其中的金属和其他可回收物质。
飞灰则可通过物理和化学方法进行处理,如沉降、过滤和固化等,以减少对环境的污染。
过渡炉渣则需要根据其成分特点进行相应的处理,如经过破碎、筛分等工艺,以减少其对环境的影响。
4. 炉渣资源化利用:经过处理后的炉渣可以进行资源化利用。
底灰中的金属可以被回收利用,如铁、铝等。
飞灰中的有机物质和无机物质也可以进行分离和利用,如用于生产水泥、建材等。
过渡炉渣中的可回收物质也可以进行资源化利用。
5. 炉渣处置:对于无法回收利用的炉渣,需要进行安全处置。
通常采用填埋、封存等方式,以减少对环境的影响。
垃圾焚烧炉渣处理工艺的目的是将垃圾焚烧过程中产生的炉渣进行有效的处理和利用,减少对环境的污染。
通过合理的炉渣处理工艺,可以最大程度地回收利用资源,降低对自然资源的需求。
同时,垃圾焚烧炉渣处理也是保护环境、实现可持续发展的重要环节。
垃圾焚烧炉渣处理工艺是对垃圾焚烧过程中产生的炉渣进行合理化处理的过程。
通过炉渣收集、分类、处理和利用,可以最大程度地减少对环境的污染,实现资源的回收利用,为环境保护和可持续发展做出贡献。
生活垃圾中金属废弃物的分离与资源化利用
生活垃圾中金属废弃物的分离与资源化利用生活垃圾中的金属废弃物对环境造成了严重的污染和资源浪费。
为了减少对环境的负面影响并利用废弃金属资源,人们积极探索和采用各种方法来分离和资源化利用生活垃圾中的金属废弃物。
本文将讨论这些方法,并探讨其在环境保护和可持续发展中的潜力。
一、生活垃圾中金属废弃物的来源和影响生活垃圾中的金属废弃物主要来自于废弃家电、包装材料、旧电线、废弃车辆和建筑废料等。
这些废弃物中的金属如铁、铝、铜、锌等,如果不进行有效的分离和利用,将对环境产生诸多负面影响。
首先,金属废弃物的堆积会占据大量的土地资源。
大量金属废弃物的堆放不仅会占据宝贵的土地资源,还容易导致土地污染。
其次,金属废弃物中的一些元素对环境具有潜在的毒性。
例如,废旧电子产品中的铅、汞等有害物质如果被随意丢弃,可能会渗入土壤和水源中,对生态系统和人体健康造成危害。
最后,未能有效处理和回收利用金属废弃物会浪费大量的资源。
金属是有限的自然资源,如果不进行有效的回收再利用,将导致资源的枯竭和浪费。
二、生活垃圾中金属废弃物的分离方法为了有效地分离生活垃圾中的金属废弃物,人们开发和采用了多种分离方法。
下面将介绍一些常见的方法:1. 磁性分离:利用金属废弃物中铁磁性的特性,可以通过磁力将铁质物品分离出来。
这种方法适用于废弃家电、废弃机械设备等含有铁质部分的废弃物。
2. 重力分离:金属废弃物的密度通常较高,而其他非金属废弃物的密度较低,可以通过重力分离的方法将金属废弃物与非金属废弃物分离开来。
一种常见的应用重力分离的方法是使用震动筛分。
3. 水力分离:通过在水中进行分离,利用金属废弃物与其他杂质在水中的浮力差异来实现分离。
这种方法适用于废弃电线和电缆等金属塑料复合材料的分离。
以上仅为几种常见的分离方法,实际上,随着科技的发展,人们对于金属废弃物的分离技术也在不断创新。
未来,我们可以期待更多更先进的分离技术的出现。
三、金属废弃物的资源化利用对生活垃圾中的金属废弃物进行分离后,还需要进行进一步的资源化利用。
垃圾焚烧飞灰中的重金属污染物处理方法
( 京建筑 工程 学 院 ,北 京 北
摘
10 4 ) 0 04
要: 随着 垃圾 焚烧 技 术 在 各 个 城 市 生 活 垃 圾 处 理 中 的 广 泛 应 用 , 生 活 垃圾 焚 烧 的残 余 物 , 要 是 飞 灰 的 处 理 、 对 主 处
置, 已成 为 困扰 人 们 生 产 生 活 的 重 要 难 题 之 一 。飞 灰 的处 理 是控 制 重 金 属 污 染 的 关 键 , 目前 处 理 垃 圾 焚 烧 飞 灰 中重 金 属 污 染 物 的 常 用 方 法 有 : 泥 固 化 法 、 学 药 剂 稳 定 法 、 灰 热 处 理 、 学 浸 提 法 等 , 物 淋 滤 法 是 近 年 新 兴 起 来 的 金 属 浸 提 技 水 化 飞 化 生 术 。经 处理 后 的 飞 灰 可 进 行 填 埋 或 资 源 化 利 用 。 因此 , 重 叙 述 了 当前 有 关 垃 圾 焚烧 飞 灰 中 重 金 属 污 染 的 控 制 方 法 与 处 着 置技术的研究现状。 关 键 词 : 圾 焚烧 ; 灰 ; 金 属 ; 制 垃 飞 重 控 中 图 分 类 号 : 5 1 X 0 X 0 ;56 文 献标 识 码 : A
Dipo a e ho f He v e al n M SW n i r to y As s s lM t ds o a y M t s i I c ne a i n Fl h
LIYi ZHAO o h a, ng, Gu — u XU h o h a S a—u
( ei ntueo i l n ier ga dAc ic r , eig1 0 4 ,C i ) B i gIstt fCv gne n n rh et e B qn 0 0 4 hn j n i iE i t u a
熔融法处理垃圾焚烧飞灰过程中重金属分离浓缩的效果分析
熔融法处理垃圾焚烧飞灰过程中重金属分离浓缩的效果分析针对现有垃圾焚烧飞灰资源化技术容易使重金属等有害物质进入烟气或产品,最终重新分散在环境中,造成“逆向污染”的问题,研究利用高温熔融法处理飞灰,烟气处理系统中利用预除尘系统、急冷降温系统以及布袋除尘系统,富集烟气中重金属并加以回收,结果说明:3种浓缩灰中Zn、Pb、Cu、Cd富集浓缩现象明显,产品建材基材中重金属浸出浓度同时满足GB5085.3—20**危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别和GB16889—20**生活垃圾填埋场污染控制标准限值要求。
生活垃圾焚烧飞灰富含重金属及二恶英等毒性物质,在我国和世界上很多国家被列为危险废物。
虽然目前主要的飞灰处理方式仍以稳定化填埋为主,但由于这种处理方式的诸多弊端及飞灰中某些成分再利用价值的日益凸显,飞灰资源化处理处置技术已成为飞灰处理技术发展的主流方向。
目前我国相关标准和规范中的飞灰资源化处理处置技术主要包括水泥窑协同处置和高温烧结/熔融协同处置,但前者处理过程易受到飞灰性质影响,还存在将飞灰中通过多重复杂过程富集浓缩的重金属等污染物最终又重新分散在产品水泥熟料中,形成“逆向污染”的风险。
本研究基于利用高温熔融对飞灰开展解毒处理、同步生产建材基材的工艺,该工艺将飞灰无预处理直接入窑,掺量占入窑物料总量的67%,通过热脱除分离飞灰中的重金属,通过烟气处理系统的预除尘、急冷降温及布袋除尘等系统使其向浓缩灰中富集并加以回收,降低产品建材基材中重金属含量,保证正常生产环保控制指标和产品性能。
目前我国尚没有关于飞灰进入窑炉后重金属分离技术的研究报道,本研究基于上述项目,对飞灰中重金属向浓缩灰的富集浓缩效果开展评估,明确上述物质在新型回转窑系统中的浓缩富集规律,对进一步提高系统运转效率、提高产品环保性能十分必要。
1实验材料与方法1.1实验材料1)供试材料:原料、浓缩灰(预除尘)、浓缩灰(急冷降温)、浓缩灰(布袋除尘)、产品建材基材共5种样品均取自**市固废集中处置与综合利用中心,每8h取样1次,记为1个班次的样品,其中原料按照飞灰(来源1)∶飞灰(来源)∶助剂质量比1∶1∶1组成,成分见表1。
生活垃圾焚烧炉渣矿选金属的升级技术
生活垃圾焚烧炉渣矿选金属的升级技术生活垃圾焚烧炉渣中包含的铁、铝、铜等金属的回收与销售,已经成为许多炉渣处理厂主要的收入来源。
炉渣厂不仅希望能够从炉渣中选出尽可能多的金属,也希望金属能有一个好的售价。
而作为市场上销售的产品,政府需要一定的监管,不仅是价格的合理性,还有本身材料品质、环境性能与流通渠道的合理性,这可通过制定标准予以管理。
但由于生活垃圾本身的变异性,其中包含的金属也表现出类型的多样性,以磁选、涡电流选等为代表的矿选技术,只能从大类上区分含铁金属与非铁金属,质量的进一步提升,需要结合其他的金属升级手段。
一般来说,金属的最终去向都是作为熔炼厂的次级原料,因此这里的金属升级,是炉渣金属矿选与熔炼厂金属熔炼之间的桥梁,肩负着金属增值的任务。
当然,金属也可以有其他用途,如铝作为炼钢时的脱氧剂,铁作为制造硫酸铁的原料等,这时,金属应满足相对应的原材料标准。
5.1 废铁的升级技术由于焚烧过程中的氧化,以及水淬过程中进一步的蚀变,包括堆放过程中的氧化在内,炉渣中的废铁与燃烧之前相比,损失较大,尤其是比表面积大的铁皮类制品,有时所剩无几。
表5-1是某典型炉渣厂对垃圾焚烧炉渣磁选后获得的废铁的分析,由此,废铁大部分是一些铁制用品,如:铁罐头、铁桶、铁箱等铁皮类制品以及铁丝、铁钉、铰链和一些小型废旧钢铁制品。
其中以铁皮类制品为主,接近50%。
制造这些铁制品的原材料,除了一些钢制品外,如钢丝、钢钉等,大部分都是镀层的碳素钢,即含少量碳的铁,涂层大多数为锌,也有镀锡的,俗称马口铁。
垃圾焚烧的温度一般约1 000℃,锌的熔点为419.5℃,沸点900℃,而铁为1 535℃,碳素钢略低,因此焚烧时锌被熔化并挥发,而铁在垃圾焚烧后保留下来。
但铁在垃圾焚烧后已经发生了严重的氧化,其氧化程度依据铁制品的厚薄不同而不同,薄的铁皮类制品几乎完全氧化,较厚的表面层发生氧化,内部仍为铁。
表5-1 焚烧炉渣中铁制品的组成5.1.1 焚烧后铁特征的分析5.1.1.1 铁与氧化铁的组成分析铁氧化层很脆,极容易剥落和粉碎,可采用球磨粉碎法对焚烧后的铁进行破碎剥离。
简析城市生活垃圾焚烧炉底灰中金属的分离
在进行城市生活垃圾处理的过程中,通常会采用焚烧的方式来进行,为了全面提高城市生活垃圾处理的整体质量,就需要结合当前我国社会发展的必然要求,运用科技发展手段,进行无害化处理,促进我国城市垃圾处理技术的创新发展。
城市生活垃圾焚烧的费用较为昂贵,但具有明显的环境优势,通过有效的焚烧能够将城市生活垃圾中所含有的有机物转化成为热能,从而应用到社会建设过程中,灰底主要是由无机物和金属所构成的,灰底中能够回收的金属价值较高,因此,做好灰底中的金属分离工作,能够为社会创造更高的经济效益。
1城市生活垃圾焚烧炉底灰中金属的形态1.1飞灰粒径分布在进行城市生活垃圾焚烧过程中会产生大量的飞灰,灰中含有一定的金属元素,对我国城市的整体环境建设和生态环境发展会造成不良影响,不利于城市生活垃圾处理质量的提高,通过对城市生活垃圾中飞灰中所含有的重金属进行系统化的研究,根据金属直径的差异性来将有害金属按照直径划分为七种。
其中直径最小的有害金属为61微米,直径最大的有害金属为380微米,通过对金属直径的分析和对比,能够制定出合理的方案来进行垃圾处理工作的开展,减少生活垃圾焚烧过程中,因为大量飞灰对城市生态环境造成影响,一般会设置微波消解优化方案来对城市生活垃圾焚烧产生的飞灰进行熔融特性和稳定性的研究,全面提高我国城市化生活垃圾处理水平[1]。
1.2飞灰样品中金属元素形态在进行城市生活垃圾飞灰,重金属元素的研究过程中,大多数都会通过底灰中铜元素、锌元素、铁元素、铅元素的研究,对金属元素的具体形态展开详细分析和探讨,制定出金属元素的提取方案和还原方案。
金属元素在城市生活垃圾飞灰中所展示出来的形态存在着一定的差异性,明确锅炉飞灰中的重金属元素形态,有利于城市生活垃圾重金属元素的分离处理,在我国城市生活焚烧飞灰的处理过程中会采用酸洗飞灰样品的金属元素处理形式,了解飞灰的主要构成为铅、锌、锰元素,在进行这一元素形态的分析和研究过程中,需要采用高科技垃圾处理方式来进行[2]。
城市生活垃圾焚烧炉底灰中金属的分离
应用研究Research & Application合。
水泥窑工艺热源短缺,没有洁净热风或富裕蒸汽等热源,电加热器能耗过大。
结合水泥工艺特点,将氨水喷射和混合技术与高温除尘有机结合,即在高温电除尘器进气口内实现氨水蒸发和氨氮的充分混合。
西矿环保开发出的适用水泥窑工艺特点的氨水蒸发与混合技术在降低能耗上有明显的优势,节省了氨水蒸发系统、稀释风机系统和喷氨格栅系统等,简化工艺流程,降低投资成本,运行维护简便。
西矿环保始终坚持技术创新,针对水泥污染物减排需求,全面开展水泥SCR脱硝各类关键技术的研究和应用优化,保障系统可靠运行,脱硝效率稳定,系统能耗降低。
3 示范项目西矿环保自主研发的水泥窑烟气SCR脱硝技术,已在登封宏昌水泥有限公司4 500t/d水泥熟料生产线成功应用,是全国首台套水泥SCR脱硝示范工程。
2018年10月,经环保专家现场核查验收,氮氧化物排放浓度可稳定实现50mg /Nm 3以下,脱硝率可达90%以上,氨逃逸<3ppm。
项目投运后,全系统阻力1 000Pa左右,温度降10℃左右,大幅降低原SNCR还原剂消耗量,降低余热锅炉进口粉尘浓度,改善余热锅炉换热效率。
4 结 语(1)水泥窑出口烟气粉尘浓度高,可达80g /Nm 3~100g/Nm 3,高温电除尘可有效降低水泥窑烟气粉尘含量,保证SCR脱硝反应器高效、稳定运行;(2)水泥窑烟气粉尘中CaO含量高,粉尘粒径小且黏度大,对SCR脱硝催化剂有特殊要求,选用稀土大孔中低温耐冲刷、抗中毒SCR催化剂及高效组合吹灰,可保证反应器稳定可靠运行;(3)“高温电除尘+SCR脱硝一体化”技术及氨水蒸发混合技术,脱硝效率可达90%以上,同时降低了余热锅炉入口粉尘浓度及系统喷氨量,提高余热锅炉利用效率并减少对系统末端设备的腐蚀,降低了系统运行成本。
城市生活垃圾焚烧炉底灰中金属的分离王新频(建筑材料工业技术情报研究所,北京 100024)0 引 言从城市生活垃圾焚烧炉底灰中提取金属,不仅可以从回收的金属中获得直接经济效益,而且为底灰的回收再利用打下基础,因此也会产生环境效益和社会效益。
垃圾焚烧飞灰中重金属和对应的处理技术
文章编号:2095-6835(2022)05-0175-03垃圾焚烧飞灰中重金属和对应的处理技术林珊珊(福建龙净脱硫脱硝工程有限公司,福建厦门361100)摘要:生活垃圾焚烧飞灰中所含的重金属若不特殊处理,将会对环境造成二次污染。
总结了垃圾焚烧飞灰可能富集的重金属,并总结了几种垃圾焚烧飞灰的处理技术。
文献报道飞灰的超标重金属为Pb、Cd、Cr、Ni、Zn、Hg,其中报道最多的超标重金属是Pb和Cd。
报道中最常见最主流的处理技术为水泥固化与化学药剂稳定联合使用。
根据干法脱硫灰的理化性质,干法脱硫灰可用于垃圾焚烧飞灰固化处理,既可降低垃圾焚烧飞灰重金属处置的成本,又能拓宽干法脱硫灰的资源化利用渠道。
关键词:垃圾焚烧飞灰;重金属;处理技术;干法脱硫灰中图分类号:X506;X705文献标志码:A DOI:10.15913/ki.kjycx.2022.05.053随着中国经济的飞速发展和城镇化的推进,城市生活垃圾量显著增长,城市周边用地紧张,传统的垃圾填埋方式已逐渐被垃圾焚烧所取代。
虽然垃圾焚烧厂一次性投资大[1],但由于目前PPP模式和BOT模式盛行,政府可以较少投入来有效缓解垃圾无害化的燃眉之急,因此垃圾焚烧已成为地方政府无害化处理的首选。
然而,生活垃圾成分复杂,含有较高浓度的重金属,在采用焚烧法处理生活垃圾时,高温会导致某些重金属挥发,随烟气移动,最终或多或少地富集于飞灰中。
飞灰的产生量约为焚烧垃圾量的3%~15%[2]。
此外飞灰中还含有二噁英、呋喃等难降解的持久性有机污染物,因此垃圾焚烧飞灰是公认的危险废物,被纳入国家危险废物名录中[3]。
鉴于垃圾焚烧飞灰年产量大,而可用于处理处置的填埋场容量接近饱和且新扩建填埋场不切实际,垃圾焚烧飞灰的资源化利用已势在必行。
2019-11生态环境部发布《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范征求意见稿》,从国家层面上明确规定垃圾焚烧飞灰可进行资源化利用,并提出了污染控制和处置过程中一系列控制技术和相关标准规范,意见稿中特别提出垃圾焚烧飞灰中所含的重金属需满足相应的标准限值,否则无法进行综合利用。
焚烧飞灰中重金属及二英的脱除方法与相关技术
本技术提供了一种焚烧飞灰同时脱除重金属和二噁英的脱除方法。
该脱除方法包括:将焚烧飞灰在熔池熔炼装置中进行熔炼过程,得到烟气和金属相;将烟气进行净化,得到粉尘和净化尾气;以及将粉尘返回至熔池熔炼装置中进行熔炼过程。
采用熔池熔炼装置对焚烧飞灰进行熔炼,有利于提高熔池熔炼过程的传热效率和热解效率。
这一方面能够使焚烧飞灰中二噁英被分解,同时重金属杂质被转移至熔渣中,另一方面还能够降低焚烧飞灰的处理成本和运行能耗。
将熔炼过程产生的烟气进行净化后,将烟气中的粉尘分离出来作为返尘输送至熔池熔炼装置中进行上述熔炼过程,从而能够减少焚烧飞灰处理过程中产生的烟尘,并将烟尘转化为熔渣。
权利要求书1.一种焚烧飞灰中重金属及二噁英的脱除方法,其特征在于,所述方法包括:将所述焚烧飞灰在熔池熔炼装置中进行熔炼过程,得到烟气和金属相;将所述烟气进行净化,得到粉尘和净化尾气;以及将所述粉尘返回至所述熔池熔炼装置中进行所述熔炼过程。
2.根据权利要求1所述的脱除方法,其特征在于,所述熔炼过程的温度为1000~1500℃。
3.根据权利要求1或2所述的脱除方法,其特征在于,将烟气进行净化的步骤之后,所述脱除方法还包括:将所述粉尘、调节剂及可选的水混合,得到回炼物料;以及将所述回炼物料返回至所述熔池熔炼装置中进行所述熔炼过程;其中,所述调节剂选自石英砂、铝矾土和生石灰组成的组中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的脱除方法,其特征在于,所述粉尘和所述调节剂的重量比为1:9~4:6。
5.根据权利要求3或4所述的脱除方法,其特征在于,所述回炼物料还包括添加物,所述添加物为包含一种或多种重金属的废物,优选所述添加物选自电镀污泥、尾矿和冶炼渣组成的组中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的脱除方法,其特征在于,所述脱除方法还包括将所述回炼物料制成混合粒料,然后将所述混合粒料进行所述熔炼过程;优选地,所述混合粒料的粒度为3~20mm。
7.根据权利要求6所述的脱除方法,其特征在于,所述混合粒料的含水量为0~20wt%。
炉渣中贵重金属的磁密度分离技术
炉渣中贵重金属的磁密度分离技术磁密度分选(magnetic density separation,MDS)原理是使用磁流体作为分选介质进行不同密度物料的分离,图4-26是磁流体中各有效介质密度层的横断面示意图。
与水相比,体积为V的磁流体一般具有相对较低的密度,其磁场处于强度递减状态,磁流体体积力为重力和磁力之和。
通过合理布置磁场可能获得更轻或更重的液体。
对磁化流体来说,单位体积的力为:式中F——磁流体体积力;g——重力加速度;ρ——密度;V——体积。
如果磁流体密度小于由公式(4-6)计算获得的人造介质密度ρ',则非磁性颗粒如玻璃、石块、锌和铜将漂浮在磁性介质中。
前人已经展示了不同类型磁密度分选机设计,最常见类型是由两块弯曲极性电磁贴片组成一个空洞,产生的磁场感应轮廓线是平行分布的,磁感应强度向着空洞底部逐渐增大。
如果磁感应在垂直方向完全线性,并且磁流体的磁化恒定(对于铁流体来说,几乎是这样的),磁流体介质的有效强度在整个空洞中将是相同的。
实际上,根据Maxwell公式,磁流体强度在空洞中应该是不完全均匀,因此,待分离的物料颗粒将聚集在空洞的中部,这将降低磁流体强度。
另一要点是空洞具有相对复杂的几何结构,大多数的废弃物物料流中均存在铁颗粒,它将被收集在磁铁的表面上,空洞复杂的几何结构使得去除磁体表面的铁很困难。
图4-26 MDS的原理和示意图注:磁铁顶面上磁流体的有效介质密度,磁铁位于图的下部。
流体的磁化强度7.817 A/m。
磁流体静力分选是一种创新方法,是人为制造出一种具有不同密度的介质,其分界密度不是一个常数,而是随垂直坐标z而变化,尤其在Z方向的磁感应强度呈指数变化,如下式所示,其中B是z=0处磁感应强度,z代表Z方向的位移,w代表磁铁的大小:有效介质密度ρeff也在纵向发生变化:式中M——磁流体磁化强度。
如公式(4-7)所模拟磁流体场,可通过平面几何结构中一系列的交变磁极创建:在MDS分选机中,投进物料按照密度差别分别停留在不同密度层,每种物料漂浮在磁铁上方的一定距离处,具体位置可按其公式(4-8)计算获得。
生活垃圾焚烧炉底灰中金属的分离技术
生活垃圾焚烧炉底灰中金属的分离技术1城市生活垃圾焚烧的基本情况城市生活垃圾焚烧费用昂贵,但与垃圾填埋相比具有明显的环境优势。
通过焚烧,城市生活垃圾中的有机物转化为热能,可用于发电或集中供热。
焚烧后的底灰主要由无机物和金属组成。
2015年统计,全世界约有800个城市生活垃圾焚烧炉在投产,其中一半在欧洲。
假设其中2/3是炉排炉,每台炉每天处理垃圾约500t,23%的垃圾以底灰形式排放,每天产生约61000 t底灰,这些底灰中可回收金属价值约3百万美元。
图1为城市生活垃圾焚烧炉的简化示意,图2为初级底灰的组成。
2机械分离的原理及流程介绍底灰加工类似于加工原生矿石,为了通过机械加工将金属与矿物质分离开来,一般优先使用物理分离。
物理分离的先决条件是需要确定金属比矿物基体材料更为显著的物理性质。
从底灰中提取金属通常采用的物理性质是磁化率、电导率和密度。
由于底灰通常在凝固结块后才被加工,所以首先需要经过对其打散和破碎才能从矿物基体中分离出来。
为了获得较高的分离效率,需要通过筛选对底灰进行初步分类。
一般地,底灰中金属的提取分为三个步骤:(1)打散(释放金属);(2)分级(为了更好的分离效率);(3)分类(将金属转移到精矿中)。
机械分离的原理及流程示意见图3。
首先通过打散机对底灰进行打散,然后通过两级筛分将其分为三种粒级,再分别在三个分流器上进行分离。
3用于加工底灰的设备3.1 打散在底灰处理中,打散可以释放被包裹在矿物基体中的金属颗粒,如图4。
从图4可以看出,经过打散后,金属物得到充分释放,在金属块的尺寸保持不变的同时,矿物质的颗粒尺寸已经减小。
底灰打散最常用的是冲击式打散机,如图5。
该设备不粉碎单个颗粒,而是对厚的料床进行冲击挤压,然后通过篦缝优先选出矿物质。
只要进料粒度小于进料口宽度,都能适用。
3.2 分级在机械分离过程中,分级是根据粒度大小进行的分离,而分类是根据物理性质,例如磁化率、密度或电导率进行的分离。
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生活垃圾焚烧炉底灰中金属的分离技术
1城市生活垃圾焚烧的基本情况
城市生活垃圾焚烧费用昂贵,但与垃圾填埋相比具有明显的环境优势。
通过焚烧,城市生活垃圾中的有机物转化为热能,可用于发电或集中供热。
焚烧后的底灰主要由无机物和金属组成。
2015年统计,全世界约有800个城市生活垃圾焚烧炉在投产,其中一半在欧洲。
假设其中2/3是炉排炉,每台炉每天处理垃圾约500t,23%的垃圾以底灰形式排放,每天产生约61000 t底灰,这些底灰中可回收金属价值约3百万美元。
图1为城市生活垃圾焚烧炉的简化示意,图2为初级底灰的组成。
2机械分离的原理及流程介绍
底灰加工类似于加工原生矿石,为了通过机械加工将金属与矿物质分离开来,一般优先使用物理分离。
物理分离的先决条件是需要确定金属比矿物基体材料更为显著的物理性质。
从底灰中提取金属通常采用的物理性质是磁化率、电导率和密度。
由于底灰通常在凝固结块后才被加工,所以首先需要经过对其打散和破碎才能从矿物基体中分离出来。
为了获得较高的分离效率,需要通过筛选对底灰进行初步分类。
一般地,底灰中金属的提取分为三个步骤:(1)打散(释放金属);(2)分级(为了更好的分离效率);(3)分类(将金属转移到精矿中)。
机械分离的原理及流程示意见图3。
首先通过打散机对底灰进行打散,然后通过两级筛分将其分为三种粒级,再分别在三个分流器上进行分离。
3用于加工底灰的设备
3.1 打散
在底灰处理中,打散可以释放被包裹在矿物基体中的金属颗粒,如图4。
从图4可以看出,经过打散后,金属物得到充分释放,在金属块的尺寸保持不变的同时,矿物质的颗粒尺寸已经减小。
底灰打散最常用的是冲击式打散机,如图5。
该设备不粉碎单个颗粒,而是对厚的料床进行冲击挤压,然后通过篦缝优先选出矿物质。
只要进料粒度小于进料口宽度,都能适用。
3.2 分级
在机械分离过程中,分级是根据粒度大小进行的分离,而分类是根据物理性质,例如磁化率、密度或电导率进行的分离。
为了确保对金属的分离效果,首先对打散后的底灰进行分级。
(1)棒筛和滚筒筛
为了去除大块的金属,物料通常首先通过棒筛(图6左)。
与传统振动筛相比,该振动筛避免了潜在的致盲问题(即物料堵塞筛孔)。
从棒筛筛选出的大块物料再通过一个重型滚筒筛,如图6右所示。
滚筒筛的一个优点是,附着在金属块上的矿物质会被挤碎,从而进一步进行分选。
(2)振动筛
底灰处理中使用的最常见的振动筛如图7所示。
振动筛依靠弹簧,通过旋转偏心挺杆装置的圆周运动来实现筛分。
篦板上有多个大小相同的孔。
孔可以是圆形的,也可以是长方形的。
当物料经过倾斜篦板时,细颗粒通过筛孔被筛选出来,而粗颗粒则停留在篦板上。
这种振动筛最大的问题就是筛孔容易被块状金属卡住而使其筛选功能降低,因此应避免使用多层筛网,因为要定期清理筛孔,必须容易接触筛网。
(3)星型筛
星型筛可以避免筛孔堵塞现象。
该设备采用具有柔性的聚氨酯齿串联安装在高速旋转的主轴上,相邻主轴上的星形齿交错排列,以便能够相互清理。
该设备的缺点是必须偶尔检查主轴是否被线、绳等条状物缠绕。
星型筛的原理及实物图见图8。
10mm以下底灰的筛选比较困难,除了筛孔易堵外,底灰还有可能是粘稠的。
如果底灰是湿的或者粘稠的,就不能在常规振动筛上进行筛选分级。
在这种情况下,就要使用翻转筛(如图9所示),其柔性筛网对物料施加“蹦床效应”,增强其剪切力,使附着在粗颗粒表面的细颗粒充分释放出来,从而实现筛选。
这种筛网的最小筛孔尺寸为3mm。
(5)立式旋转筛
如果是加工细小的干底灰,粒径在0.5~3mm,则适合使用立式旋转筛(见图10)。
由于其筛网基本上是水平转动的,物料不是“跳跃”经过筛网,而是在筛网上滑动,这样就可以防止细长颗粒垂直地钻入狭小的筛孔中,不至于堵塞筛孔。
立式旋转筛适宜安装在振动筛的下游,对于从底灰中回收小铜线类细长颗粒非常有效。
3.3 分类
从底灰中提取金属的关键是机械分类过程。
底灰通过分离器时,物理力优先作用于目标粒子(金属),从而将它们从颗粒流中分离出来。
物理力可以是机械的,也可以是电磁的。
在底灰加工厂中最常见的分离器是磁选机(也叫磁力分离器)和涡流分离器,还有一些不常见的设备。
(1)磁选机
磁选机用来回收具有较强磁化率的金属颗粒。
底灰中物质按磁性来分,可以分为三类:强磁性(如铁)、弱磁性 (如氧化铁)和非磁性 (如玻璃、有色金属等)。
图11中D是某一特定材料(如铁)的吸引区的外部边界。
当磁铁接近钢球时,首先吸引更大的球体到顶部。
当磁铁从玻璃窗格中取出时,大球体首先下落到底部。
对于回收尺寸<80 mm的磁性材料,滚筒磁铁是首选设备。
它由一个固定的磁铁组成,一个非磁性材料的滚筒围绕着它旋转。
磁性物质被吸在滚筒上,滚筒把它们从磁场中旋转出来。
见图12。
磁选机还有一种叫高架磁铁。
高架磁铁的设计如图13所示。
(2)涡流分离器
除磁选机外,涡流分离器也是较好的分类设备,因为它们能够回收诸如有色金属等导电材料。
涡流分离器主要由以1~2m/s的速度运动的传送带,一个磁头滑轮,一个带有强磁铁的转子,以及一个分流器组成,见图14。
(3)传感器分选机
几乎所有底灰加工厂都安装了涡流分离器和磁选机,传感器分选机只有少数几个工厂使用,适用于劳动力成本较高的国家,主要是针对手工分拣。
传感器分选机的工作原理见图15。
(4)手工分拣
即使在应用传感器分选机的地方,手工分拣也很重要,需要将大量金属片进行详细分类。
例如,铁芯周围的铜线圈,除非通过手工挑选,否则会转移到废铁中,并最终进入炼钢厂。
不仅利润降低,而且还会受到钢厂处罚。
手工分拣的流程见图16。
其主要由一条大约1.2m宽的皮带以0.15m/s的速度传送,由人工分拣出不锈钢、铜、铁、黄铜、银和未燃烧的有机物质,剩下的留在皮带上,然后转移到残渣中。
(5)非常规设备分拣
至少有一家德国公司有专门分拣硬币的分类机,这些硬币的大小为16~32mm。
首先,使用专用设备,以硬币的圆形作为分离标准。
然后对硬币进行清洗和抛光,并通过自动分拣器进行分拣。
再扫描每枚硬币的正面和背面,将扫描的图像与存储在数据库中的硬币图像进行比较,并将硬币传送到相应的贮罐中,从而实现硬币的分拣与分类。
4结束语
底灰中金属的提取要根据底灰的含水量、形状等性质以及底灰的工业用途来选择不同的加工工艺及分离设备。
作为水泥窑协同处置用的底灰,对金属的分离也是必要的。