固体废物处理工程的分离
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固体废物处理工程 中的分离
电子废物为例---资源性
例如:废旧手机板中含金280g/t、银2kg/t、 铜1000kg/t、钯100g/t。金矿的含金量即 品位低至3g/t也有开采价值. 废电脑板卡中各类金属总含量约为40%。
金
- 处理不规范 造成严重环境污染
电子废弃物中含重金属、聚溴二苯醚 等有毒有害物质，对环境和人类健康 产生严重的危害。
RY 2
Y2 Y0
100 %
纯度：用PX1表示X物料从第一排料口 排出的纯度。
PX1
X1 X 1 Y1
100 %
多级分选机(第一类：两种物料（X0, Y0）)
在第m个出口中，X的物料回收率为：
RXm
Xm X0
100 %
在第m个出口中，X的物料纯度为：
PX m
Xm X m Ym
100 %
铜粉与非金属颗粒的混合物料
密度7.8g/mm 3 密度2.4g/mm 3
多钨酸钠溶液的密度:1.0 g/cm 3 3.1 g/cm 3.
沸石密度: 1.8 g/cm 3 -2.2 g/cm 3.
磁选
磁选是利用固体废物中各种物质的磁性 差异，在不均匀磁场中进行分选的一种 处理方法。
原理：
固体废物颗粒通过磁选机的磁场时，同时受到磁力和
机械力（包括重力、离心力、介质阻力、摩擦力等）的作用。磁
性强的颗粒所受的磁力大于其所受的机械力，而磁性弱或非磁性
颗粒所受的磁力很小，其机械力大于磁力。由于作用在各种颗粒
上的磁力和机械力的合力不同，因而它们的运动轨迹不同。
磁选的必要条件：
磁机非磁
磁选
悬吸型磁选机
电选
电选是利用固体废物中各种组分在高压 电场中电性的差异而实现分选的一种方 法。
两个阶段：1）物料分层；2）细粒透筛
3、分离
1、根据密度差
重力分选-根据固体废弃物中不同物质颗粒之间的密度 差异，在运动介质中利用重力、介质动力和机械力作 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。
重力分选的介质有空气、水、重液（密 度比水大的液体）、重悬浮液等。
第二类多级分选机：n种物料（ X10,X20,X30,------Xn0）
X1在第一排出物流中的回收率为RX11:
RX 11
X 11 X 10
100 %
X1在第一排出物流中的纯度为:
PX11
X 11
X 21
X 11
X n1
100 %
分选效率
雷特曼提出综合分选效率，对于两种物料：
E( X ,Y )
物质根据其导电性，分为导体、半导体、 和非导体三种。大多数固体废弃物属于 半导体和非导体，因此，电选实际是分 离半导体和非导体的固体废物的过程。
高压静电分选技术
高压静电分选 机种类较多，作 为其中最常见的 一种，辊式电晕静电分选机被广 泛地利用于工业 生产的各个领域 。
原理
1、当金属和非金属混合颗粒物料（导电金属颗粒、半 导体颗粒和非金属颗粒）通过机械传动装置均匀通过 旋转的接地分离转鼓表面时，混合颗粒物料受到电晕 电极所产生的负离子轰击而带电。
X1 X0
Y1 Y0
100%
X2 X0
Y2 Y0
100%
另一种方法，综合分选效率等于第一排 出物流中的回收率与第二排出物流中的 回收率的乘积，其式如下：
E( X ,Y )
X1 X0
Y2 Y0
100%
2、筛分
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。
分类：筛分、重力分选、磁选、电选、光电分选、摩 擦与弹性分选、浮选以及最简单有效的人工分选等。
1、物料分选的一般理论
回收率：单位时间内某一排料口中排出的某 一组分的量与进入分选机的此组分量之比。 X物料的回收率可以用下式表示：
RX1
X1 X0
100 %
式中，RX1-回收率
同样在第二排料口的物流中，物 料Y的回收率可表示为：
风力分选
原理：是以空气为分选介质，将轻物料 从较重物料中分离出来的一种方法。
重介质分选
重介质分选又称为浮沉法，主要使用于 几种固体的密度差别较小及难以用其他 方法分选的场合。
通常把密度大于水的介质称重介质。 重介质的密度一般应该介于大密度和小
密度颗粒之间。
多钨酸钠溶 液 SPT ( sodium polytungstate,3Na2WO 4 ·9WO3·H2O )是一种人造无毒化合 物 ，其水溶液的密度可从1.0 g/cm 3 变化 到3.1 g/cm 3 。
区域污染严重，儿童血铅超标。 极易发生二次污染，引发多起群体事
件。
电子废弃物特性
1、资源特性-含有大量稀、贵金属等资源。 2、环境特性-含有重金属、有毒有害物质。
面临的问题：环境友好地、科学地分离！
Fra Baidu bibliotek
分离目的：把有用的成分分离出来加以利用，并将有 害成分分离出来进行后续处理。
原理：根据物料的物理性质或化学性质（包括粒度、 密度、重力、磁力、电性、弹性等）的不同。
涡流分选示意图
光电分选
重金属的真空蒸发-冷凝分离
湿法
火法 生物法 机械-物理法
优点
缺点
能对铜及贵金属进行有效 回收；纯度高
废弃物的物理成分限制要 求不高；回收的主要金属 铜及金、银、钯等贵金属 具有很高的回收率。
浸出液及残渣具有腐蚀性及毒 性，需配备复杂的废液处理设 备；只能回收贵金属及铜等金 属，不能回收其他金属及非金 属成分
辊式电晕-静电分选机
电晕荷电，电场 映像力克服离心 力和重力。
感应荷电，电场 力和离心力。
未能分离的金属-非金 属颗粒。
中间体量是判断电选分选效率的关键指标
涡电流分选
涡电流分选是一种固废中回收有色金属 的有效方法。
原理：当含有非磁导体金属（如铅、铜、锌
等物质）的废物流以一定的速度通过一个交变 磁场时，这些非磁导体金属内部会产生感应涡 流。由于废物流与磁场有一个相对运动的速度， 从而对产生涡流的金属片块具有一个推力。
2、金属颗粒通过接地转鼓迅速失去负电荷，在静电极 吸引力、离心离及在重力的作用下金属颗粒飞离转鼓 表面；半导体颗粒通过接地转鼓失去负电荷速度比导 电金属慢。
3、在静电极吸引力、离心力及在重力的作用下半导体 颗粒飞离转鼓表面的脱离点、速度和运动轨迹不同， 而与金属颗粒分离；非金属颗粒则保持所带负电荷， 在电场力作用下紧贴在转鼓表面，随转鼓一起转动至 后方，被毛刷刷下，从而实现分离。
电子废物为例---资源性
例如:废旧手机板中含金280g/t、银2kg/t、 铜1000kg/t、钯100g/t。金矿的含金量即 品位低至3g/t也有开采价值. 废电脑板卡中各类金属总含量约为40%。
金
- 处理不规范 造成严重环境污染
电子废弃物中含重金属、聚溴二苯醚 等有毒有害物质，对环境和人类健康 产生严重的危害。
RY 2
Y2 Y0
100 %
纯度：用PX1表示X物料从第一排料口 排出的纯度。
PX1
X1 X 1 Y1
100 %
多级分选机(第一类：两种物料（X0, Y0）)
在第m个出口中，X的物料回收率为：
RXm
Xm X0
100 %
在第m个出口中，X的物料纯度为：
PX m
Xm X m Ym
100 %
铜粉与非金属颗粒的混合物料
密度7.8g/mm 3 密度2.4g/mm 3
多钨酸钠溶液的密度:1.0 g/cm 3 3.1 g/cm 3.
沸石密度: 1.8 g/cm 3 -2.2 g/cm 3.
磁选
磁选是利用固体废物中各种物质的磁性 差异，在不均匀磁场中进行分选的一种 处理方法。
原理：
固体废物颗粒通过磁选机的磁场时，同时受到磁力和
机械力（包括重力、离心力、介质阻力、摩擦力等）的作用。磁
性强的颗粒所受的磁力大于其所受的机械力，而磁性弱或非磁性
颗粒所受的磁力很小，其机械力大于磁力。由于作用在各种颗粒
上的磁力和机械力的合力不同，因而它们的运动轨迹不同。
磁选的必要条件：
磁机非磁
磁选
悬吸型磁选机
电选
电选是利用固体废物中各种组分在高压 电场中电性的差异而实现分选的一种方 法。
两个阶段：1）物料分层；2）细粒透筛
3、分离
1、根据密度差
重力分选-根据固体废弃物中不同物质颗粒之间的密度 差异，在运动介质中利用重力、介质动力和机械力作 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。
重力分选的介质有空气、水、重液（密 度比水大的液体）、重悬浮液等。
第二类多级分选机：n种物料（ X10,X20,X30,------Xn0）
X1在第一排出物流中的回收率为RX11:
RX 11
X 11 X 10
100 %
X1在第一排出物流中的纯度为:
PX11
X 11
X 21
X 11
X n1
100 %
分选效率
雷特曼提出综合分选效率，对于两种物料：
E( X ,Y )
物质根据其导电性，分为导体、半导体、 和非导体三种。大多数固体废弃物属于 半导体和非导体，因此，电选实际是分 离半导体和非导体的固体废物的过程。
高压静电分选技术
高压静电分选 机种类较多，作 为其中最常见的 一种，辊式电晕静电分选机被广 泛地利用于工业 生产的各个领域 。
原理
1、当金属和非金属混合颗粒物料（导电金属颗粒、半 导体颗粒和非金属颗粒）通过机械传动装置均匀通过 旋转的接地分离转鼓表面时，混合颗粒物料受到电晕 电极所产生的负离子轰击而带电。
X1 X0
Y1 Y0
100%
X2 X0
Y2 Y0
100%
另一种方法，综合分选效率等于第一排 出物流中的回收率与第二排出物流中的 回收率的乘积，其式如下：
E( X ,Y )
X1 X0
Y2 Y0
100%
2、筛分
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。
分类：筛分、重力分选、磁选、电选、光电分选、摩 擦与弹性分选、浮选以及最简单有效的人工分选等。
1、物料分选的一般理论
回收率：单位时间内某一排料口中排出的某 一组分的量与进入分选机的此组分量之比。 X物料的回收率可以用下式表示：
RX1
X1 X0
100 %
式中，RX1-回收率
同样在第二排料口的物流中，物 料Y的回收率可表示为：
风力分选
原理：是以空气为分选介质，将轻物料 从较重物料中分离出来的一种方法。
重介质分选
重介质分选又称为浮沉法，主要使用于 几种固体的密度差别较小及难以用其他 方法分选的场合。
通常把密度大于水的介质称重介质。 重介质的密度一般应该介于大密度和小
密度颗粒之间。
多钨酸钠溶 液 SPT ( sodium polytungstate,3Na2WO 4 ·9WO3·H2O )是一种人造无毒化合 物 ，其水溶液的密度可从1.0 g/cm 3 变化 到3.1 g/cm 3 。
区域污染严重，儿童血铅超标。 极易发生二次污染，引发多起群体事
件。
电子废弃物特性
1、资源特性-含有大量稀、贵金属等资源。 2、环境特性-含有重金属、有毒有害物质。
面临的问题：环境友好地、科学地分离！
Fra Baidu bibliotek
分离目的：把有用的成分分离出来加以利用，并将有 害成分分离出来进行后续处理。
原理：根据物料的物理性质或化学性质（包括粒度、 密度、重力、磁力、电性、弹性等）的不同。
涡流分选示意图
光电分选
重金属的真空蒸发-冷凝分离
湿法
火法 生物法 机械-物理法
优点
缺点
能对铜及贵金属进行有效 回收；纯度高
废弃物的物理成分限制要 求不高；回收的主要金属 铜及金、银、钯等贵金属 具有很高的回收率。
浸出液及残渣具有腐蚀性及毒 性，需配备复杂的废液处理设 备；只能回收贵金属及铜等金 属，不能回收其他金属及非金 属成分
辊式电晕-静电分选机
电晕荷电，电场 映像力克服离心 力和重力。
感应荷电，电场 力和离心力。
未能分离的金属-非金 属颗粒。
中间体量是判断电选分选效率的关键指标
涡电流分选
涡电流分选是一种固废中回收有色金属 的有效方法。
原理：当含有非磁导体金属（如铅、铜、锌
等物质）的废物流以一定的速度通过一个交变 磁场时，这些非磁导体金属内部会产生感应涡 流。由于废物流与磁场有一个相对运动的速度， 从而对产生涡流的金属片块具有一个推力。
2、金属颗粒通过接地转鼓迅速失去负电荷，在静电极 吸引力、离心离及在重力的作用下金属颗粒飞离转鼓 表面；半导体颗粒通过接地转鼓失去负电荷速度比导 电金属慢。
3、在静电极吸引力、离心力及在重力的作用下半导体 颗粒飞离转鼓表面的脱离点、速度和运动轨迹不同， 而与金属颗粒分离；非金属颗粒则保持所带负电荷， 在电场力作用下紧贴在转鼓表面，随转鼓一起转动至 后方，被毛刷刷下，从而实现分离。