固體廢物的細(xì)磨原理與方法

細(xì)磨作業(yè)是固體廢物破碎過程的繼續(xù)，在固體廢物處理與利用中占有重要位置。它既是固體廢物選別前準(zhǔn)備作業(yè)，也是固體廢物楞料化利用的重要組成部分。例如，用煤矸石生產(chǎn)水泥、磚瓦、矸石棉、化肥和提取化工原料等，用鋼渣生產(chǎn)水泥、磚瓦、化肥、溶劑以及對垃圾準(zhǔn)肥深加工等過程都離不開球磨機對固體的磨碎。

細(xì)磨作業(yè)通常在磨機中進(jìn)行，磨機內(nèi)裝有磨礦介質(zhì)。工業(yè)上應(yīng)用的細(xì)磨設(shè)備類型很多，以鋼球、鋼棒和礫石為介質(zhì)的磨機分別被稱為球磨機、俸密機和礫磨機；若以自身廢物作介質(zhì)者，就被稱為自磨機；廢物自磨機中再加入適量鋼球，就構(gòu)成所謂半自磨機。磨機的規(guī)格以筒體的直徑x長度表示。

細(xì)磨作業(yè)以濕式細(xì)磨為主，而且一般與機械分級機組成閉路循環(huán)。但對于缺水地區(qū)和某些忌水工藝過程，如水泥廠生產(chǎn)過程、干法選礦過程，則采用干式細(xì)磨。

圓筒形球磨機在細(xì)磨中應(yīng)用員為廣泛，圖3-14所示為球磨機的結(jié)構(gòu)和工作原理。主要由圓柱筒體、端蓋、中空軸頸、軸承和傳動大齒圈等部件組成。筒體內(nèi)裝有直徑為25-150mm鋼球，其裝入且是整個筒體有效容積的25％-50％。筒體內(nèi)壁設(shè)有襯板，除防止筒體磨損外，兼有提升鋼球的作用，筒體兩端的中空軸頸有兩個作用：一是起軸頸的支撐作用，使球磨機全部重量經(jīng)中空袖頸傳給軸承和機座；二是起給料和排料的漏斗作用。電動機通過聯(lián)軸器和小齒輪帶動大齒圈和筒體以一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。

當(dāng)球磨機以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時，由于筒體內(nèi)的紉磨介質(zhì)鋼球與筒體之間、鋼球與鋼球之間、鋼球與固廢物料之間的摩擦作用，對固廢物料產(chǎn)生研磨作用。同時，鋼球和固廢被襯板提升時，當(dāng)鋼球在重力作用下大于離心力時，就產(chǎn)生自由瀉落和拋落，從而擊碎固物。所以，固體廢物在鋼球產(chǎn)生的沖擊力和研磨力聯(lián)合作用下使物料得到粉碎，如圖3-14所示。

球磨機中鋼球提升的高度與拋落的運動軌跡，主要決定于磨機的轉(zhuǎn)速和紉磨介質(zhì)的裝載量。低速運轉(zhuǎn)時，細(xì)磨介質(zhì)提升高度較低，介質(zhì)按照圓周運動隨筒體上升到一定高度后，離開筒體向下“瀉落”。此時，沖擊作用小，研磨作用較大。這種細(xì)磨過程稱做瀉落式細(xì)磨。

正常轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，介質(zhì)隨筒體做圓周運動上升到一定高度后，就以一定的韌速離開筒體，并沿拋物線軌跡作向下“拋落”。此時，介質(zhì)拋落的沖擊作用較強，研磨作用相對較弱。這種細(xì)磨狀態(tài)稱為拋落式細(xì)磨，大多數(shù)客機都處于這種工作狀態(tài)。

當(dāng)細(xì)磨機轉(zhuǎn)速提高到某個極限數(shù)值時，細(xì)磨介質(zhì)幾乎隨筒體做同心旋轉(zhuǎn)而不下落，這種情況稱為“離心運轉(zhuǎn)”。介質(zhì)產(chǎn)生離心運轉(zhuǎn)時，理論上將失去細(xì)磨作用。生產(chǎn)中通常以員外層的細(xì)磨介質(zhì)開始“離心運轉(zhuǎn)”時的筒體轉(zhuǎn)速，稱為磨機的“臨界轉(zhuǎn)速”。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的球磨機的工作轉(zhuǎn)速一般是臨界轉(zhuǎn)速的80％-85％，而棒磨機的工作轉(zhuǎn)速稍低。