涡流分选草稿

一、项目技术现状和发展趋势

金属材料占汽车总重量的大约80%,所以金属破碎物的分选技术是报废汽车回收循环利用的关键。在这些金属破碎物中有色金属类的破碎物大约占3%~4.7%,

其余为黑色金属，即钢材或者铸铁材料；汽车零部件中使用的有色金属材料主要是铝、镁、铜和少量的锌、铅等，有色金属的含量虽然少，但其对材料性能有着巨大的影响。尤其现在的汽车制造业，越来越多的采用铝材和一些含有镁成分的金属材料。所以有色金属材料的回收以及分选工作是十分重要的。

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可再用或再制堆的零部件

拆解

可直接转化为原材料的零部件

冲击破邮

磁选

―・冇邑金加

♦有机材料

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目前对报废汽车车身破碎物中的金属部分大多是利用磁力分选技术进行的，将黑色金属从破碎物中分选出来荷兰德尔芙特理工大学与L3通讯设备公司联合研发出一种联合电磁探测器和双能源X射线投射器的装置，该装置不但能够分离出有色和黑色金属，而且在分离镁铝等性质相似的金属材质破碎物时有非常好的效果，并且能从有色金属中除去90%,以上的不锈钢碎片，但该设备在分选铜和黄铜等材料时效果并不明显。美国的休轮瓦力公司目前使用一种双能X射线分选

技术对金属破碎物进行筛选，此技术应用到报废汽车破碎物分选时，可以对外形尺寸大于5mm以上的片状金属进行分选，它目前主要用于对废旧铝材的回收。

广州大学的研究人员将选矿技术应用到报废汽车破碎物分选上，提出了一种分离有色金属的方法一一重介质分选法：利用阿基米德原理，将混合破碎物依次放入密度逐渐增大的液体中，利用金属破碎物的密度不同进行分选。但这种分选法难以将密度相近的材料分离出来，像镁和铝，之后必须使用涡流分选才能将两者分离，并

且汽车中所使用的多为镁铝合金，是不同的金属系材料，经过粉碎后成为金属系混合物难以分离。

建立了涡流分选涡流力模型，并通过对颗粒运行轨迹中脱离角（a 0）的计算

表明，计算结果与实验结果相吻合。与以前模型相比，新建的模型增加了对颗粒因

素（圆形颗粒半径，矩形，三角形片状颗粒的长、宽、高、周长）和磁辊参数（磁辊直径，磁辊表面磁场强度）的分析。新建的涡流力模型可用来指导涡流分选操作参数调节，涡流分选机结构设计，和物料的破碎。

建立了涡流分选颗粒分离距离计算模型，对颗粒运行轨迹中磁场逃逸点进行了研究。与以前模型相比，新模型增加了磁场边界、接料位置等涡流分选影响参数。模型可用来预测涡流分选效果。模型建立过程中得出了颗粒尺寸因素＞磁场转速因素〉颗粒形状因素的涡流分选影响因素关系。根据涡流力模型和颗粒分离距离计算模型总结出了提高涡流分选分离效率的方法，并在此基础上设计了分选性能更好的涡流分选机。

基于涡流分选原理，国内外学者设计了涡流分选机并提出了涡流分选工艺。

涡流分选机主要由磁辊和喂料系统构成，磁辊由永磁铁，按N-S-N极依次围绕

在转轴上构成。常见涡流分选机示意图及涡流分选过程如图1-4所示。

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囲1-4涡流分逸*葩结构示意图及涡漏分选过程匝旳

Lungu和Schlett等为了降低涡流设备的成本，设计了新的底部喂料涡

流分选机（图1-5a），用于分选尺寸在2-8mm间的铜和铝颗粒。此外还提出了一种新的结合液体的涡流分选设备（见图1-5b）用于分离小粒径（2-5mm）的两种不同非磁性金属颗粒混合物，并对实验参数进行了探索。

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涡流分选用来分离塑料、铜、铝混合颗粒，涡流分选过程示意图见图 2-13。铜 颗粒和铝颗粒由于自身电导率的不同， 在涡流分选过程中水平射程产生差异， 从 而使得两种颗粒得以分离。

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图2-7涡瀛分选示意圈

德国施泰纳恃（ST E I N E R T）公司生产的淆电流分选机可有效分选出^ 锌、刑尊非

铁金風（有色金属）和玻璃、塑胶等，是蚩源回收处理不可或缺设氤

涡电流分选机利用特殊永久磁石讓咸的磁极滚轮高速旋转'产生交If輕的磁如当导电性齐铁金風经此＜8场时，会在非铁金属件内懸应出涡电流，此涡电流会产主交替变换的磁如并与磁极瀕轮转动产生的磁场方向相反，而非轶金風（如铝、铜等）则因相斥作用而沿其输送方向跳离出，因而与其他非金属羌物历玻毎塑胶等分开，达到分选隸黑

施泰纳特公司荻世畀多国专利的偏心式磁极滚轮，可唾免传统同心式確极系就的致命诀点.

・传骯同心式礎极系统会有铁质粒子潘进皮带和底械滾轮壳间无法拄出，因桃动摩擦生热而霰穿皮带和轮壳，造成磁极系统故障.偏心式锻极索统可1K秋问题，且大大延扶便用Wlo 另外・此种偏心式磁极系统可随物料状况不同而调整磁极田中心位直，使非铁金属件能以最适宜的角度相斥跳离出，而有最佳的分选效臬-同心式磁极系统则因中固宦而无法调整磴极的中心位直，幔分诲煤受對限制-此満电流分选机可随物况不同，经施极中心的位置调整、输送机的速度调整、施极滚轮的沁调整圧下料隔板的位買调整，达到最隹的物料分选效果.施泰纳特公司除生产涡电流分选机■外，还供应其他多种磁选机设备，可分选出铁和不锈钢等类金属口

目前针对该项分选技术主要有五类：“纯”磁分选、MC分选、高梯度分选、MHSJS 分选和磁流体旋流分选技术。目前这些分选技术大多应用在金属矿石资源的分选

上。Friedlaender等人利用高梯度磁场或Frantz等磁力磁场，以铁磁流体作分选

介质，使待分选物料实现了按磁性分离。该方法的分选原理是把铁磁流体置于高梯度磁场中，由于受到磁力作用，磁流体里的磁性颗粒将发生移动而形成浓度梯度在这种浓度梯度作用下磁性颗粒将产生扩散运动，当上述两种运动的速度相等时, 磁流体里的磁性颗粒的运动就达到一种平衡状态。这时在整个磁流体里就产生了一种浓度分布，由于浓度分布的存在，自然形成了磁化系数梯度。当待分选颗粒给入到磁流体里时，这些颗粒将沿着磁化系数梯度向不同的区域运动，最终各颗粒到达与自身的磁化系数相同的区域里，形成不同磁化系数的物料区，通过排矿口，即可获得不同磁化系数的产品。可见，该法是按物料的磁化系数进行分选的，故称为

“纯”磁选