第四章 固体废物分选

摇床分选过程
平面摇床主要由床面、床头和传动机构组成。 摇床床面近似呈梯形，横向有1.5-50的倾斜。 在倾斜床面的上方设置有给料槽和给水槽。 床面上铺有耐磨层（如橡胶等）。沿纵向布 置有床条，床条高度从传动端向对侧逐渐降 低，并沿一条斜线逐渐趋向于零。整个床面 由机架支撑。床面横向坡度借机架上的调坡 装置调节。床面由传动装置带动进行往复不 对称运动。
2、弱磁性物质：其比磁化系数x0=（0.197.5）×10-6m3/kg，可在强磁场磁选机中回收。
3、非磁性物质：其比磁化系数x0<0.19×106m3/kg，在磁选机中可与磁性物质分离。
（四）磁选设备及应用
磁圆筒式磁选机
二、磁流体分选（MHS）
磁流体分选是利用磁流体作为分选介质，在磁场或 磁场和电场的联合作用下产生“加重”作用，按固 体废物各组分的磁性和密度的差异或磁性、导电性 和密度的差异，使不同组分分离。当固体废物中各
摇床分选分层
粗而轻的颗粒在最上层，其次是细而轻的颗粒， 再次之是粗而重的颗粒，最底层是细而重的颗 粒。
第三节 磁力分选
磁选有两种类型：一种是传统的磁选法；另 一种是磁流体分选法
一、磁选
（一）磁选原理 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。 磁选过程是将固体废物输入磁选机后，磁性 颗粒在不均匀磁场作用下被磁化，从而受磁 场吸引力的作用，使磁性颗粒吸在圆筒上， 并随圆筒进入排料端排出；非磁性颗粒由于 所受的磁场作用力很小，仍留在废物中而被 排出。
1、活化剂 ； 2、抑制剂 ； 3、介质的调整剂 ； 4、分散与混凝剂 ；
5、其他浮选药剂：
脱药剂，减小颗粒疏水性，或吸附药剂（酸、 碱、活性炭）。消泡剂，高级脂肪酸、酯、 烃等。
三、浮选设备
四、浮选工艺过程及应用
浮选前料浆的调制（主要是废物的破碎、磨 碎等）→加药调整（搅拌）→充气浮选→浓 缩、脱水→产品。
二、重介质分选
在重介质中使固体废物中的颗粒群按密度分开的方 法称为重介质分选。为使分选过程有效地进行，需
选择重介质密度（ρc）介于固体废物中轻物料密度 （ρL）和重物料密度（ρw）之间，即ρL<ρc<ρw
凡是颗粒密度大于重介质密度的重物料都下沉，集 中于分选设备底部成为重产物；颗粒密度小于重介 质密度的轻物料都上浮，集中于分选设备的上部成 为轻产物，分别排出，从而达到分选的目的。
隔膜跳汰机和无活塞跳汰机 。 隔膜跳汰机是利用偏心连杆机构带动橡胶隔
膜作往复运动，借以推动水流在跳汰室内作 脉冲运动；无活塞跳汰机采用压缩空气推动 水流。
跳汰分选机
跳汰分选机分离过程
四、风力分选
是以空气为分选介质，在气流作用下使固体废 物颗粒按密度和粒度进行分选的一种方法。
风选在国外主要用于城市垃圾的分选，将城市 垃圾中的有机物与无机物分离，以便分别回 收利用或处置。
（二）电选分离的基本条件
废物颗粒进入电选设备电场后，受到电力和机械力 的作用。作用在颗粒上的电力有库仑力、非均匀电 场吸引力和界面吸力等，作用在颗粒上的机械力有 得力和离心力等。
1、对于导体颗粒在分选带AB段内分出导体颗粒， 必须F2+ F5> F1+ F3+mgcosa。式中a是颗粒在辊筒 表面所在位置与辊筒半径的夹角度。2、对于半导 体颗粒在分选带BC段内分出半导体颗粒，必须F2+ F5> F1+ F3+mgcosa。3、对于非导体颗粒，在分选 带CD段内分出非导体颗粒，必须F3> mgcosa+ F5。
第四节 电力分选
电力分选简称电选，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。
（一）电选分离过程
电选分离过程是在电选设备中进行的。废物颗粒在电晕-静电复合电场电 选设备中的分离过程。废物由给料斗均匀地给入辊筒上，随着辊筒的旋 转，废物颗粒进入电晕电场区，由于空间带有电荷，使导体和非导体颗 粒都获得负电荷（与电晕电极电性相同），导体颗粒一面荷电，一面又 把电荷传给辊筒（接地电极），其放电速度快，因此，当废物颗粒随辊 筒旋转离开电晕电场区而进入静电场区时，导体颗粒的剩余电荷少，而 非导体颗粒则因放电速度慢，致使剩余电荷多。导体颗粒进入静电场后 不再继续获得负电荷，但仍继续放电，直至放完全部负电荷，并从辊筒 上得到正电荷而被辊筒排斥，在电力、离心力和重力分力的综合作用下， 其运动轨迹偏离辊筒，而在辊筒前方落下。偏向电极的静电引力作用更 增大了导体颗粒的偏离程度。非导体颗粒由于有较多的剩余负电荷，将 与辊筒相吸，被吸附在辊筒上，带到辊筒后方，被毛刷强制刷下；半导 体颗粒的运动轨迹则介于导体与非导体之间，成为半导体产品落下，从 而完成电选分离过程。
1、固体废物性质的影响； 2、筛分设备性能的影响； 3、筛分操作条件的影响；
二、筛分设备类型及应用
1、固定筛 ； 2、滚筒筛 ； 3、惯性振动筛 ； 4、共振筛 ；
第二节 重力分选
重力分选 ：根据固体废物中不同物质颗粒间 的密度差异，在运动介质中受到重力、介质 动力和机械力的作用，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。
均匀磁场中各点的磁场强度大小相等，方向一致。 非均匀磁场中各点的磁场强度大小和方向都是变化 的。磁场的非均匀性可用磁场梯度来表示。磁场强 度随空间位移的变化率称为磁场梯度，用表示。
（三）固体废物中各种物质磁性分类
1、强磁性物质：其比磁化系数x0>38×106m3/kg，在弱磁场磁选机中可分离出这类物 质。
பைடு நூலகம்
摇床分选原理
摇床分选过程是由给水槽给入冲洗水，布满 横向倾斜的床面，并形成均匀的斜面薄层水 流。当固体废物颗粒给入往复的床面时，颗 粒群在重力、水流冲力、床层摇动产生的惯 性力以及摩擦力等综合作用下，按密度差异 产生松散分层。不同密度（或粒度）的颗粒 以不同的速度沿床面纵向和横向运动，因此， 它们的合速度偏离摇动方向的角度也不同， 致使不同密度颗粒在床面上呈扇形分布，从 而达到分选的目的。
固体废物的处理与处置
多 媒 体 网 络
第四章 固体废物分选
第四章 固体废物分选
固体废物分选：将固体废物中可回收利用的 或不利于后续处理、处置工艺要求的物料分 离出来的过程。
废物分选分类
筛选（分）、重力分选、磁力分选、电力分 选、光电分选、摩擦及弹性分选，以及浮选 等。
第一节 筛 分
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。
（二）起泡剂
起泡剂是一种表面活性物质，主要作用在水气界面上，使其界面张力降低，促使空气在 料浆中弥散，形成小气泡，防止气泡兼并， 增大分选界面，提高气泡与颗粒的粘附和上 浮过程中的稳定性，以保证气泡上浮形成泡 沫层。
（三）调整剂
调整剂的作用主要是调整其它药剂（主要是 捕收剂）与物质颗粒表面之间的作用。还可 调整料浆的性质，提高浮选过程的选择性。
组分间的磁性差异小而密度或导电性差异较大时， 采用磁流体可以有效地进行分离。
磁流体是指某种能够在磁场或磁场和电场联合作用 下磁化，呈现似加重现象，对颗粒产生磁浮力作用 的稳定分散液。
磁流体分选分类
根据分离原理与介质的不同，可分为磁流体 动力分选和磁流体静力分选两种。
磁流体动力分选（MHDS）
实现磁选的必要条件
磁性颗粒分离的必要条件是磁性颗粒所受的 磁力必须大于与它方向相反的机械力的合力， 即F磁>ΣF机。该式不仅说明了不同磁性颗粒 的分离条件，同时也说明了磁选的实质，即 磁选是利用磁力与机械力对不同磁性颗粒的 不同作用而实现的。
磁选过程
（二）磁选机磁场
磁体周围的空间存在着磁场。磁场的基本性质就是 它对给入其中的磁体产生的磁力作用。因此，在磁 选机能使磁体产生磁力作用的空间，称为磁选机的 磁场。磁场可分为均匀磁场和非均匀磁场两种。
二、电选设备及应用
辊筒式静电分选机是将含有铝和玻璃的废物， 通过电振给料器均匀地给到带电辊筒上，铝 为良导体从辊筒电极获得相同符号的大量电 荷，因而被辊筒电极排斥落入铝收集槽内
（二）YD-4型高压电选机及应用
YD-4型高压电选机具有较宽的电晕电场区， 特殊的下料装置和防积灰漏电措施。整机密 封性能好。采用双筒并列式，结构合理，紧 凑，处理能力大，效率高。可作为粉煤灰专 用设备。
1、优先浮选：将固体废物中有用物质依次一
种一种地选出，成为单一物质产品。
2、混合浮选：将固体废物中有用物质共同选
出为混合物，然后再把混合物中有用物质一 种一种地分离。
（二）风选设备及应用
风选设备可分为两种类型；水平气流风选机 （又称为卧式风力分选机）和上升气流风选 机（又称为立式风力分选机）。
1、卧式风力分选机：
2、立式曲折形风力分选机：
五、摇床分选
摇床分选是在一个倾斜的床面上，借助床面 的不对称往复运动和薄层斜面水流的综合作 用，使细粒固体废物按密度差异在床面上呈 扇形分布而进行分选的一种方法。
磁流体动力分选是在磁场（均匀磁场或非均 匀磁场）与电场的联合作用下，以强电解质 溶液为分选介质，按固体废物中各组分间密 度、比磁化率和电导率的差异使不同组分分 离。
2、磁流体静力分选（MHSS）
磁流体静力分选是在非均匀磁场中，以顺磁 性液体和铁磁性胶体悬浮液为分选介质，按 固体废物中各组分间密度和比磁化率的差异 进行分离。由于不加电场，不存在电场和磁 场联合作用产生的特性涡流，故称为静力分 选。其优点是视在密度高，如磁铁矿微粒制 成的铁磁性胶体悬浮液视在密度高达19000 kg/m3，介质粘度较小，分离精度高。缺点是 分选设备较复杂，介质价格较高，回收困难， 处理能力较小。
三、跳汰分选
将固体废物给入跳汰机的筛板上，形成密集 的物料层，从下面透过筛板周期性地给入上 下交变的水流，使床层松散并按密度分层。
分层后，密度大的颗粒群集中到底层；密度
小的颗粒群进入上层。上层的轻物料被水平 水流带到机外成为轻产物；下层的重物料透 过筛板或通过特殊的排料装置排出成为重产 物。
（二）跳汰分选设备
重选分类
重选可分为重介质分选、跳汰分选、风力分 选和摇床分选等。
各种重选过程具有的共同工艺条件
A固体废物中颗粒间必须存在密度的差异；B 分选过程都是在运动介质中进行的；C在重 力、介质动力及机械力的综合作用下，使颗 粒群松散并按密度分层；D分好层的物料在 运动介质流的推动下互相迁移，彼此分离， 并获得不同密度的最终产品。
分离过程可看作是物料分层和细粒透筛两个 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。
易筛粒与难筛粒
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，而且粒度越接近筛孔尺 寸就越难透筛，这种颗粒称为“难筛粒”。
第五节 浮选
浮选是在固体废物与水水制的料浆中，加入 浮选药剂，并通入空气形成无数细小气泡， 使欲选物质颗粒粘附在气泡上，随气泡上浮 于料浆表面成为泡沫层，然后刮出回收；不
浮的颗粒仍留在料浆内，通过适当处理后废 弃。
二、浮选药剂
（一）捕收剂 捕收剂能够选择性地吸附在欲选的物质颗粒
表面上，使其疏水性增强，提高可浮性，并 牢固地粘附在气泡上而上浮。 1、异极性捕收剂 2、非极性油类捕收剂
（二）对重介质性能的要求
重介质是由高密度的固体微粒和水构成的固 液两相分散体系，它是密度高于水的非均匀
介质 。 重介质应具有密度高、粘度低，化学稳定性
好（不与处理的废物发生化学反应）、无毒、 无腐蚀性，易回收再生等特性。
（三）重介质分选设备
鼓形重介质分选机
（四）重介质分选工艺流程
重介质制备、分选、介质回收与再生等
（二）筛分效率
固体废物中凡是粒度小筛孔尺寸的细粒都应 该透过筛孔成为筛下产品，而大于筛孔尺寸 的粗粒应全部留在筛上排出成为筛上产品。
筛分效率是指实际得到的筛下产品重量与入 筛废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料重量 之比，用百分数表示，即：
E Q1 100% Q1 104%
Q a
Qa
100
（三）影响筛分效率的因素