06固体废物的破碎和筛分

《环工综合实验（2）》（固体废物的破碎和筛分实验）实验报告专业环境工程班级环工0902姓名王健指导教师余阳成绩东华大学环境科学与工程学院实验中心二0一二年四月实验题目固体废物的破碎和筛分实验实验类别综合实验室学院楼2141 实验时间2012年 4 月27 日13:00时~ 16:20 时实验环境温度: 21.4℃相对湿度:53 % 同组人数4人（王玉佳、马莉、孙扬雨、王玥力）承诺人签名目录一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)（一）破碎 (3)（二）粉碎 (4)（三）筛分 (4)三、实验仪器设备及试剂 (5)（一）颚式破碎机 (6)（二）粉磨机 (8)（三）球磨机 (10)（四）电动筛分机 (11)四、实验步骤 (13)六、实验记录及原始数据 (16)七、数据处理及结论 (17)（一）目测分析 (17)（二）数据分析 (18)八、思考题 (19)一、实验目的固体废物的破碎、粉磨和筛分是固体废物处理的常用方法，通过破碎、粉磨和筛分实验，掌握固体废物破碎、粉磨、筛分过程，计算破碎、粉磨后不同粒径范围内的固体废物所占的百分数。

二、实验原理利用破碎、粉磨工具对固体废物施力而将其粉碎，所得产物根据粒度的不同，利用不同筛孔尺寸的筛子将物料中小于筛孔尺寸的细物粒透过筛面，大于筛孔尺寸的粗物粒留在筛面上，从而完成粗、细分离的过程。

（一）破碎1.破碎的定义利用外力克服固体废物点间的内聚力而使大块固体废物分裂成小块的过程称为破碎。

破碎是所有固体废物处理方法的必不可少的预处理工艺，是后续处理与处置必须经过的过程。

2.破碎的目的（1）减容。

便于运输和储存。

（2）为分选提供所要求的入选粒度。

（3）增加比表面积，提高焚烧、热分解、熔融等作业的稳定性和热效率。

（4）若下一步需进行填埋处置时，破碎后压实密度高而均匀，可加快复土还原。

（5）防止粗大、锋利的固体废物损坏分选等其他设备。

3.破碎机分类破碎机按照大类可分为医用破碎机和矿业破碎机。

其中医用碎石机主要用于结石的破碎，一般采用共振等方式将结石破碎，避免手术带来的各种风险；而矿用碎石机一般称为破碎机（破碎设备），主要对各类石料进行破碎，根据破碎的原理不同和产品颗粒大小不同，又分为很多型号。

碎石机广泛运用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路、水利和化学工业等众多部门。

目前常用碎石机械有颚式破碎机、反击式破碎机、立式冲击式破碎机、液压圆锥破碎机、环锤式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机、复合式破碎机等[1]。

（二）粉碎1.粉碎的定义粉碎是用机械力的方法来克服固体物料内部凝聚力，使之破碎的单元操作。

破碎是将块状物料变成粒状物料，磨碎是将粒状物料变成粉状物料。

2.粉碎的分类（按细度分）①粗粉碎：原料粒度在40～1500mm范围内，成品粒度若5～50mm②中粉碎：原料粒度在10～100mm 范围内，成品粒度若 5～10mm③微粉碎：原料粒度在5～10 mm 范围内，成品粒度若100μm以下④超微粉碎：原料粒度0.5～5mm范围内，成品粒度10～25μm以下[2]。

3.粉碎机分类根据被碎料或碎制料的尺寸可将粉碎机区分为粗碎机、中碎机、细磨机、超细磨机。

在粉碎过程中施加于固体的外力有压轧、剪断、冲击、研磨四种。

压轧主要用在粗、中碎，适用于硬质料和大块料的破碎；剪断主要用在细碎，适于韧性物料的粉碎；冲击主要用在中碎、细磨、超细磨，适于脆性物料的粉碎；研磨主要在细磨、超细磨，适于小块及细颗粒的粉碎。

（三）筛分1.筛分的定义筛分是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。

该分离过程可看作无聊分层河西里头晒两个阶段组成的。

物料分层是完成分离的条件，细粒透筛是分离的目的。

2.筛分的原理为了使粗细物料通过筛面而分离，必须是物料和筛面之间具有适当的相对运动，使筛面上的物料层处于松散状态，即按颗粒大小分层，形成粗粒位于上层，细粒位于下层的规则排列，细粒到达筛面并透过筛孔。

同时，物料和筛面的相对运动还可使堵在筛孔上的颗粒脱离筛孔，但它们透筛的难易程度却不同。

粒度小于筛孔尺寸3/4的颗粒，很容易通过粗粒形成的间隙到达筛面而透筛，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，而且力度越接近筛孔尺寸就越难透筛，这种颗粒称为“难筛粒”[3]。

2.筛分的作用筛分常与粉碎相配合，使粉碎后的物料的颗粒大小可以近于相等，以保证合乎一定的要求或避免过分的粉碎。

根据筛分的目的不同，筛分作业可以分为五类：（1）独立分筛其目的是得到适合于用户要求的最终产品。

例如振动筛分仪，在黑色冶金工业中，常把含铁较高的富铁矿筛分成不同的粒级，合格的大块铁矿石进入高炉冶炼，粉矿则经团矿或烧结制块入炉。

（2）辅助筛分这种筛分主要用在选矿厂的破碎作业中，对破碎作业起辅助作用。

一般又有预先筛分和检查筛分之别。

预先筛分是指矿石进入破碎机前进行的筛分，用筛子从矿石中分出对于该破碎机而言已经是合格的部分，如粗碎机前安装的格条筛、筛分，其筛下产品。

这样就可以减少进入破碎机的矿石量，可提高破碎机的产量。

（3）准备筛分其目的是为下一作业做准备。

如重选厂在跳汰前要把物料进行筛分分级，把粗、中、细不同的产物进行分级跳汰。

（4）选择筛分如果物料中有用成分在各个粒级的分布差别很大，则可以筛分分级得到质量不同的粒级，把低质量的粒级筛除，从而相应提高了物料的品位，有时又把这种筛分叫筛选。

（5）脱水筛分筛分的目的是脱除物料的水分，一般在洗煤厂比较常见。

此外，物料含水泥较高时，也用筛分进行脱泥[4]。

三、实验仪器设备及试剂本次实验用到的仪器较多，有颚式破碎机、磨碎机、球磨机、8411型电动震筛机（标准筛一套）、ZBSX-92A震击式标准震摆仪（标准筛一套）、电子天平1台、烘箱1台。

下面逐一进行介绍：（一）颚式破碎机1. 构成由机架、颚板和侧护板、传动机构、调节装置、飞轮、润滑装置以及保险装置等组成。

颚式破碎机实图①机架机架是上下开口的四壁刚性框架，用作支撑偏心轴并承受破碎物料的反作用力，要求有足够的强度和刚度，一般用铸钢整体铸造，小型机也可用优质铸铁代替铸钢。

大型机的机架需分段铸成，再用螺栓牢固链接成整体，铸造工艺复杂。

自制小型颚式破碎机的机架也可用厚钢板焊接而成，但刚度较差。

②颚板和侧护板定颚和动颚都由颚床和颚板组成，颚板是工作部分，用螺栓和楔铁固定在颚床上。

定颚的颚床就是机架前壁，动颚颚床悬挂在周上，要有足够的强度和刚度，以承受破碎反力，因而大多是铸钢或铸铁件。

③传动件偏心轴是破碎机的主轴，受有巨大的弯扭力，采用高碳钢制造。

偏心部分须精加工、热处理、轴承衬瓦用巴氏合金浇注。

偏心轴一端装带轮，另一端装飞轮。

④调节装置调节装置有楔块式，垫板式和液压式等，一般采用楔块式，由前后两块楔块组成，前楔块可前后移动，顶住后推板；后楔块为调节楔，可上下移动，两楔块的斜面倒向贴合，由螺杆使后楔块上下移动而调节出料口大小。

小型颚式破碎机的出料口调节是利用增减后推力板支座与机架之间的垫片多少来实现。

⑤飞轮颚式破碎机的飞轮用以存储动颚空行程时的能量，再用于工业形成，使机械的工作符合趋于均匀。

带轮也起着飞轮的作用。

飞轮常以铸铁或铸钢制造，小型机的飞轮常制成整体式。

飞轮制造，安装时要注意静平衡。

⑥润滑装置偏心轴轴承通常采用集中循环润滑。

心轴和推力板的支撑面一般采用润滑脂通过手动油枪给油。

动颚的摆角很小，使心轴与轴瓦之间润滑困难，常在轴瓦底部开若干轴向油沟，中间开一环向油槽使之连通，再用油泵强制注入干黄油进行润滑。

2．工作原理动颚悬挂在偏心轴上，可作左右摆动，偏心轴旋转时，连杆做上下往复运动。

带动两块推力板也做往复运动，从而推动动颚做左右往复运动，实现破碎和卸料。

此种破碎机采用曲柄双连杆机构，虽然动颚上受有很大的破碎反力，而其偏心轴和连杆却受力不大，所以工业上多制成大型机和中型机，用来破碎坚硬的物料。

此外，这种破碎机工作时，动颚上每点的运动轨迹都是以心轴为中心的圆弧，圆弧半径等于该点至轴心的距离，上端圆弧小，下端圆弧大，破碎效率较低，其破碎比i一般为3-6.由于运动轨迹简单，故称简单摆动颚式破碎机。

简摆颚式破碎机结构紧凑简单，偏心轴等传动件受力较小；由于动颚垂直位移较小，加工时物料较少有过度破碎的现象，动颚颚板的磨损较小。

3．特点①破碎腔深而且无死区，提高了进料能力与产量；②颚破其破碎比大，产品粒度均匀；③垫片式排料口调整装置，可靠方便，调节范围大，增加了设备的灵活性；④润滑系统安全可靠，部件更换方便，保养工作量小；⑤该颚破结构简单，工作可靠，运营费用低。

⑥该颚破设备节能：单机节能15%～30%，系统节能一倍以上；⑦排料口调整范围大，可满足不同用户的要求；⑧该颚破噪音低，粉尘少。

实验所用的是单摆颚式破碎机，其他还有液压颚式破碎机、无磨削颚式破碎机、冲击颚式破碎机、直接驱动颚式破碎机、双腔颚式破碎机、楔辊式颚式破碎机、欧版颚式破碎机、强力颚式破碎机、模块式颚式破碎机等。

4．注意事项（1）破碎机正常运转后，方可投料生产。

（2）待碎物料应均匀地加入破碎机腔内，应避免侧向加料或堆满加料，以免单边过载或承受过载。

（3）正常工作时，轴承的温升不应该超过30℃，最高温度不得超过70℃。

超过上述温度时，应立即停车，查明原因并加以排除。

（4）停车前，应首先停止加料，待破碎腔内物料完全排出后，方可关闭电源。

（5）破碎时，如因破碎腔内物料阻塞而造成停车，应立即关闭电源停止运行，将破碎腔内物料清理干净后，方可再行起动。

（6）颚板一端磨损后，可调头使用。

（7）破碎机使用一段时间后，应将紧定衬套松动而损伤机器[5]。

（二）粉磨机粉磨机适用于重晶石、方解石、钾长石、滑石、大理石、石灰石、白云石、莹石、石灰、活性白土、活性炭、膨润土、高岭土、水泥、磷矿石、石膏、玻璃、保温材料等莫氏硬度不大于9.3级，湿度在6%以下的非易燃易爆的矿产、化工、建筑等行业280多种物料的高细制粉加工，成品粒度80—325目范围内任意调节，部分物料最高可达600目。

粉磨机广泛应用与化工、矿山、钢铁、火电、煤炭等行业。

凡用外力将小颗粒物料变成粉体物料的过程，叫粉碎或磨碎、简称粉磨。

它所使用的机械叫粉磨机 (磨粉设备)。

将破碎和粉磨联合起来简称碎磨，所使用的机械简称碎磨机械[6]。

上下两图为实验用粉磨机（三）球磨机1.简介球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备，是工业生产中广泛使用的高细磨机械之一，其种类有很多，如管式球磨机，水泥球磨机，超细层压磨机，手球磨机，卧式球磨机，球磨机轴瓦，节能球磨机，溢流型球磨机，陶瓷球磨机，格子球磨机等。

球磨机适用于粉磨各种矿石及其它物料，被广泛用于选矿，建材及化工等行业，可分为干式和湿式两种磨矿方式。