固體廢物的破碎工藝系統

一、廢石的破碎

礦山開采過程中剝離及掘進時產生的無工業價值的礦床圍巖及夾石成為廢石。廢石的排放量很大，目前我國度石主要用于生產建筑材 料和辦并充填料。無論是作為建筑材料還是作為礦井充填料，都必須將廢石破碎到一定的粒度，以滿足不同用途的要求。圖4—28 所示為以破碎廢石作為井下膠結充填月料的工藝流程。

廢石先經600mm×900mm顎式破碎機極碎，粗碎產品經1250mm×2500mm慣振篩分級后，篩上產品大于25mm者再經 ø1200mm標準圓錐破碎機中碎。經1250mm×2500mm慣振篩分組后，篩上產品大于25—50mm者即為成品種石，可作為混 凝土膠結骨料或水砂充填用。篩下產物小于25mm以下經1500mm一3000mm棒磨機細磨。磨后用篩分機分級，37um-3mm的粒級為成品砂，可 供膠結充填作細骨料之用。37um以下的細泥丟棄，排人沉淀壩。

二、低溫破碎的應用

對于一些在常溫下難以破碎的固體廢物如汽車輪胎、包覆電線、廢家用電器等，可以利用其低溫變脆的性能而有效地施行破碎，也可 利用不同廢物脆化溫度的差異進行在低溫下選擇性破碎。低溫破碎通常需要配置制冷系統，液氮是常用的制冷劑，因液氮制冷效果好、 無毒、無爆炸性且貨源允足。但是所需的液氮量較大，是制備液氮需要消耗大量的能旦，故出于經濟上的考慮，低溫破碎對象僅限于常 溫下破碎機回收成本高的合成材料，如橡膠和塑料。

1．原理和流程

固體廢物各組分物質在低溫冷凍(-120——-60℃)條件下易脆化，且脆化溫度不同，其中某些物質易冷脆，另一些物質則 不易冷脆。利用低溫變脆既可將一些廢物合效地破脾，又可以利用不問材質脆化溫度的差異進一步進行選擇性分選。低溫冷凍破種工藝 流程如圖4—29所示。將固體廢物加鋼絲膠管、塑料或橡膠包覆電線電線、廢家用電器等復合制品，先投入預冷裝置，再進入浸沒 冷卻裝置，這樣橡膠、塑料等易冷脆物質迅速脆化，之后送人高速沖擊破碎機碎，使易脆物質脫落粉碎。破碎產物再進入各種分選設備 進行分選。

2．低溫破碎的優點

低溫破碎具有許多常溫破碎所沒有的優點：

①低溫破碎所需功力較低，僅為常溫破碎的1/4；②噪聲約降低7dB，振動減輕約1/5-1/4；③出于同一材質破碎歷粒度均勻，異質廢 物則有不同破碎尺寸，這便于進一步篩分，使復合材質的物料破碎后能得到較純的材質更有利于其資源的回收廢物，采用液氮低溫破碎 可獲得碎塊粉末。

3. 低溫破碎的應用

(1)塑料低溫破碎

有關塑料低溫破碎的研究成果可歸納如下。①各種塑料的脆化點：聚氯乙烯(PVC)為-20—-5℃，聚乙烯(PE)為-135—-95 ℃，聚內烯(PP)為-20—0℃。②將塑料放在4m長的皮帶運輸機上，在裝有300mm厚隔熱板的冷都槽內移動；從槽頂噴入液氯，4min 后溫度降至-75℃；62min后溫度降至-167℃。③采用僅具有拉伸、彎曲、壓縮作用力的破碎機時，所需動力比常溫破碎機要大。如用帶 沖擊力的破碎機時，情況正好相反。因此，若以沖擊破碎為主，配合張力和剪切力破碎機最適于低溫選擇破碎。

(2)從有色金屆稅合物等廢物中回收銅、鋁及鋅的低溫破碎

美國礦山局利用低溫破碎技術，從廢輪胎、有色金屬混合物、包覆電線電纜等固體廢物小回收銅、鋁。研究結果表明，對 25—75mm大小的混合金屬采用液氟冷凍后沖擊破碎(-72℃，lmin)，25mm以上產物中可回收97.2％的銅、100％的鉛(不合鋅)；25mm 以下產物中可回收2.8％的銅、100％的鋅(不合鋁)；這些說明此法能進行選擇性破碎分離。若進行常溫破碎時，由于鋅延遲破碎，在 25mm以上物料中殘留82.7％的鋅，說明常溫下不能進行選擇性破碎。

(3)汽車輪胎的低溫破碎

圖4—30所示為汽車輪胎低溫破碎上藝。經皮帶運輸機送來的廢輪胎采用穿孔機穿孔后，經噴灑式冷卻裝置預冷，再送涅沒式冷 卻裝置冷卻。通過輥式破碎機破碎分離成“橡膠和夾絲布”與“車輪兇緣”兩部分，然后送至安合磁選機的皮帶 運輸機進行磁選。前者經錘碎機二次破碎后送篩選機分離成不同粒度至再生利用工序。

三、城市垃圾半濕式選擇性破碎分選

1．半濕式選擇性破碎分迷原理

半濕式選擇性破碎分選是利用城市垃圾巾各種不同物質的強度和脆性的差異，在一定濕度下破碎成不同粒度的碎塊，然后通過不同師 孔加以分離的過程。由于該過程是在半濕(加少量水)狀態下，通過兼釘選擇什破碎和篩分兩種功能的裝置小實現的，因此，把這種裝置 稱為半濕式選擇性破碎分選機。

半濕式選揮性破碎分選可把垃圾中有利用價值的各種物質充分問收。因為城市垃圾小各種織分的耐剪切、耐壓縮、耐沖擊性能差異很 大，例如紙類在適量水分存在時強度降低，玻璃類受沖擊時容易破碎成小塊，蔬菜類廢物耐沖擊、耐剪切性能均楚，很容易破碎，根據 這些差異．采用半濕法在特制的具有沖擊、剪切作用的裝置里，對廢物進行選擇件破碎，使其變成不同粒徑的碎塊，然后通過網眼大小 不同的篩網加以分選。

2．半濕式選擇性破碎機

圖4—31是半濕式選擇性破碎機結構和上作原理示意

(1)結構

半濕式選擇性破碎機是把破碎機械和篩分機械構成  體同時進行破碎、分選兩個過程的一種機械裝置。它由兩種具有不同孔眼 篩網的間轉滾筒組成，滾筒內勺第一篩網和第二篩網分別對應安裝有不同轉速的利板。分選裝置分為三段，第一、二兩段裝設篩網，第 三段不設篩網。

(2)工作原理

垃圾給入圓筒篩首部，并沿篩壁上升而后在重力作用下落下，間uf被反向旋轉的破碎板撞擊，從而垃圾中腕性物質如玻璃、陶器、瓦 片、廚房垃圾等被破碎成細片狀，通過第一段篩壁篩孔排小。進一步經分選機將廚房垃圾與玻璃片等物質分開。剩余垃圾進入第二段， 此時噴射水分，中等粒度的紙類變成漿狀從第二段孔排出，從而問收紙漿。粒度最大的纖維類、竹木類、橡膠、皮革、金屬等類物質從 終端排出，冉進入密度分選裝置，按密度分為金屬類、纖維、竹木、橡膠、皮革類和塑料膜等。這些類別的物質還qJ以進一步分選，例 如利用磁選從金屬類中分出鐵等。

日本藤渾京城亦垃圾半濕式破碎分選結果如下。①第一段排出物：玻璃、砂土、瓦礫類占95％左右；堆肥原料一廚房垃圾占90％ —95％。⑦第二段排出物：紙類50％—60％左什，純度85％—95％左右。紙類問收串低的原因是由于質地差的粗紙進入 第一段，疏水性強的紙(Au牛皮紙等)進入第三段，只合好的紙能選擇性地從第二段排山。⑤第三段(最終排出端)產物；金屬類、纖維類 的絕大部分；塑料類的70％—80％。④從篩子排出產物粒度為15—16mm。⑤消耗功力2kW.h/t垃圾以下，比其他破碎機小得多 ，向時在一個作業巾實現破碎和分選作業。⑥凹收紙談制成的再牛紙．其強度比新聞紙的再生紙要大。

3．半濕式選擇性破碎技術的特點

①在向一設備工序巾同時實現破碎分選作業；②能充分有效地回收垃圾令的有用物質，如從分選出的第一段物料命可分別士陳玻璃、 塑料等，有望得到以廚余為主(含量可達到80％)的堆肥沼氣發酵原料，第二段物料中可問收含量為85％一95％的紙類，難以分選的塑料 類廢物可在三段盾經外選達到95％的純度，廢鐵可達98％；③對進料適應性好，易破碎物及則排出，不會出現過破碎現象；④動力消耗 低，磨損小，易維修；⑤當投入的垃圾在組成上有所變化及以后的處理系統另有要求時或改變滾筒長度、破碎板段數、篩網孔徑等，以 適應其變化。

四、廢紙的濕式破碎

1．濕式破碎的原理和設備

濕式破碎是利用特制的破碎機將投入機內的含紙垃圾和大量水流一起劇烈攪拌和破碎成為漿液的過程，從間pJ以四收垃圾中的紙纖維 。這種使合紙垃圾漿液化的特制破砷機稱為濕式破碎機。濕式破碎技術是為回收城市坊圾巾的大量紙類為日的而發展起來的，美國 Franklin市和日本東京都已經安裝了濕式破碎機，從城市垃圾中回收紙漿。

濕式破碎機構造如圖4—32所示，是在20世紀70年代由美國一家生產造紙設備的BLACK-CLAUSON公司研制完成的。該破碎機為一 圓形立式轉筒，底部設有多孔篩。初步分選的垃圾經山傳輸帶投入機內后，靠篩上安裝的六只切割葉輪的旋轉作用，使廢物與大量水流 在同—個水槽內急速旋轉、攪拌、破腫成泥漿狀。漿體出底部篩幾流出，經濕式旋風分離器除去元機物，送到紙漿纖維問收工序進 行洗滌、過篩與脫水。除去紙漿的有機殘邊可在與4％濃度的城市下水污泥混合，脫水至50％后，送至焚燒爐焚燒，回收熱能。破碎機內 木能粉淬和未通過篩板的金屆、陶瓷類物質從機內的底部側口比山，由提升斗送列傳輸佾，出磁選器進行分離。

2．濕式破碎技術的優點

濕式破碎把垃圾變成泥漿狀，物料均勻，呈流態化操作，具有以下優點：①垃圾變成均質漿狀物，可按流體處照法處理；②不會摯少 蚊蠅和惡臭，符合衛生條件；③不會產寸噪聲、發熱和爆炸的危險性；①脫水有機殘治，無論質量、粒度大小、水分等變化都小；⑤在 化學物質、紙和紙漿、礦‘物等處理巾均qJ使用，可以回收紙纖維、玻璃、鐵和有色金屬、剩余泥土等可做堆肥。

垃圾的濕式技術只有在垃圾的紙類含量高或垃圾經過分離分選而問收的紙類，才適合于選用。