固体废物的破碎工艺系统

一、废石的破碎

矿山开采过程中剥离及掘进时产生的无工业价值的矿床围岩及夹石成为废石。废石的排放量很大，目前我国度石主要用于生产建筑材 料和办并充填料。无论是作为建筑材料还是作为矿井充填料，都必须将废石破碎到一定的粒度，以满足不同用途的要求。图4—28 所示为以破碎废石作为井下胶结充填月料的工艺流程。

废石先经600mm×900mm颚式破碎机极碎，粗碎产品经1250mm×2500mm惯振筛分级后，筛上产品大于25mm者再经 ø1200mm标准圆锥破碎机中碎。经1250mm×2500mm惯振筛分组后，筛上产品大于25—50mm者即为成品种石，可作为混 凝土胶结骨料或水砂充填用。筛下产物小于25mm以下经1500mm一3000mm棒磨机细磨。磨后用筛分机分级，37um-3mm的粒级为成品砂，可 供胶结充填作细骨料之用。37um以下的细泥丢弃，排人沉淀坝。

二、低温破碎的应用

对于一些在常温下难以破碎的固体废物如汽车轮胎、包覆电线、废家用电器等，可以利用其低温变脆的性能而有效地施行破碎，也可 利用不同废物脆化温度的差异进行在低温下选择性破碎。低温破碎通常需要配置制冷系统，液氮是常用的制冷剂，因液氮制冷效果好、 无毒、无爆炸性且货源允足。但是所需的液氮量较大，是制备液氮需要消耗大量的能旦，故出于经济上的考虑，低温破碎对象仅限于常 温下破碎机回收成本高的合成材料，如橡胶和塑料。

1．原理和流程

固体废物各组分物质在低温冷冻(-120——-60℃)条件下易脆化，且脆化温度不同，其中某些物质易冷脆，另一些物质则 不易冷脆。利用低温变脆既可将一些废物合效地破脾，又可以利用不问材质脆化温度的差异进一步进行选择性分选。低温冷冻破种工艺 流程如图4—29所示。将固体废物加钢丝胶管、塑料或橡胶包覆电线电线、废家用电器等复合制品，先投入预冷装置，再进入浸没 冷却装置，这样橡胶、塑料等易冷脆物质迅速脆化，之后送人高速冲击破碎机碎，使易脆物质脱落粉碎。破碎产物再进入各种分选设备 进行分选。

2．低温破碎的优点

低温破碎具有许多常温破碎所没有的优点：

①低温破碎所需功力较低，仅为常温破碎的1/4；②噪声约降低7dB，振动减轻约1/5-1/4；③出于同一材质破碎历粒度均匀，异质废 物则有不同破碎尺寸，这便于进一步筛分，使复合材质的物料破碎后能得到较纯的材质更有利于其资源的回收废物，采用液氮低温破碎 可获得碎块粉末。

3. 低温破碎的应用

(1)塑料低温破碎

有关塑料低温破碎的研究成果可归纳如下。①各种塑料的脆化点：聚氯乙烯(PVC)为-20—-5℃，聚乙烯(PE)为-135—-95 ℃，聚内烯(PP)为-20—0℃。②将塑料放在4m长的皮带运输机上，在装有300mm厚隔热板的冷都槽内移动；从槽顶喷入液氯，4min 后温度降至-75℃；62min后温度降至-167℃。③采用仅具有拉伸、弯曲、压缩作用力的破碎机时，所需动力比常温破碎机要大。如用带 冲击力的破碎机时，情况正好相反。因此，若以冲击破碎为主，配合张力和剪切力破碎机最适于低温选择破碎。

(2)从有色金届税合物等废物中回收铜、铝及锌的低温破碎

美国矿山局利用低温破碎技术，从废轮胎、有色金属混合物、包覆电线电缆等固体废物小回收铜、铝。研究结果表明，对 25—75mm大小的混合金属采用液氟冷冻后冲击破碎(-72℃，lmin)，25mm以上产物中可回收97.2％的铜、100％的铅(不合锌)；25mm 以下产物中可回收2.8％的铜、100％的锌(不合铝)；这些说明此法能进行选择性破碎分离。若进行常温破碎时，由于锌延迟破碎，在 25mm以上物料中残留82.7％的锌，说明常温下不能进行选择性破碎。

(3)汽车轮胎的低温破碎

图4—30所示为汽车轮胎低温破碎上艺。经皮带运输机送来的废轮胎采用穿孔机穿孔后，经喷洒式冷却装置预冷，再送涅没式冷 却装置冷却。通过辊式破碎机破碎分离成“橡胶和夹丝布”与“车轮凶缘”两部分，然后送至安合磁选机的皮带 运输机进行磁选。前者经锤碎机二次破碎后送筛选机分离成不同粒度至再生利用工序。

三、城市垃圾半湿式选择性破碎分选

1．半湿式选择性破碎分迷原理

半湿式选择性破碎分选是利用城市垃圾巾各种不同物质的强度和脆性的差异，在一定湿度下破碎成不同粒度的碎块，然后通过不同师 孔加以分离的过程。由于该过程是在半湿(加少量水)状态下，通过兼钉选择什破碎和筛分两种功能的装置小实现的，因此，把这种装置 称为半湿式选择性破碎分选机。

半湿式选挥性破碎分选可把垃圾中有利用价值的各种物质充分问收。因为城市垃圾小各种织分的耐剪切、耐压缩、耐冲击性能差异很 大，例如纸类在适量水分存在时强度降低，玻璃类受冲击时容易破碎成小块，蔬菜类废物耐冲击、耐剪切性能均楚，很容易破碎，根据 这些差异．采用半湿法在特制的具有冲击、剪切作用的装置里，对废物进行选择件破碎，使其变成不同粒径的碎块，然后通过网眼大小 不同的筛网加以分选。

2．半湿式选择性破碎机

图4—31是半湿式选择性破碎机结构和上作原理示意

(1)结构

半湿式选择性破碎机是把破碎机械和筛分机械构成  体同时进行破碎、分选两个过程的一种机械装置。它由两种具有不同孔眼 筛网的间转滚筒组成，滚筒内勺第一筛网和第二筛网分别对应安装有不同转速的利板。分选装置分为三段，第一、二两段装设筛网，第 三段不设筛网。

(2)工作原理

垃圾给入圆筒筛首部，并沿筛壁上升而后在重力作用下落下，间uf被反向旋转的破碎板撞击，从而垃圾中腕性物质如玻璃、陶器、瓦 片、厨房垃圾等被破碎成细片状，通过第一段筛壁筛孔排小。进一步经分选机将厨房垃圾与玻璃片等物质分开。剩余垃圾进入第二段， 此时喷射水分，中等粒度的纸类变成浆状从第二段孔排出，从而问收纸浆。粒度最大的纤维类、竹木类、橡胶、皮革、金属等类物质从 终端排出，冉进入密度分选装置，按密度分为金属类、纤维、竹木、橡胶、皮革类和塑料膜等。这些类别的物质还qJ以进一步分选，例 如利用磁选从金属类中分出铁等。

日本藤浑京城亦垃圾半湿式破碎分选结果如下。①第一段排出物：玻璃、砂土、瓦砾类占95％左右；堆肥原料一厨房垃圾占90％ —95％。⑦第二段排出物：纸类50％—60％左什，纯度85％—95％左右。纸类问收串低的原因是由于质地差的粗纸进入 第一段，疏水性强的纸(Au牛皮纸等)进入第三段，只合好的纸能选择性地从第二段排山。⑤第三段(最终排出端)产物；金属类、纤维类 的绝大部分；塑料类的70％—80％。④从筛子排出产物粒度为15—16mm。⑤消耗功力2kW.h/t垃圾以下，比其他破碎机小得多 ，向时在一个作业巾实现破碎和分选作业。⑥凹收纸谈制成的再牛纸．其强度比新闻纸的再生纸要大。

3．半湿式选择性破碎技术的特点

①在向一设备工序巾同时实现破碎分选作业；②能充分有效地回收垃圾令的有用物质，如从分选出的第一段物料命可分别士陈玻璃、 塑料等，有望得到以厨余为主(含量可达到80％)的堆肥沼气发酵原料，第二段物料中可问收含量为85％一95％的纸类，难以分选的塑料 类废物可在三段盾经外选达到95％的纯度，废铁可达98％；③对进料适应性好，易破碎物及则排出，不会出现过破碎现象；④动力消耗 低，磨损小，易维修；⑤当投入的垃圾在组成上有所变化及以后的处理系统另有要求时或改变滚筒长度、破碎板段数、筛网孔径等，以 适应其变化。

四、废纸的湿式破碎

1．湿式破碎的原理和设备

湿式破碎是利用特制的破碎机将投入机内的含纸垃圾和大量水流一起剧烈搅拌和破碎成为浆液的过程，从间pJ以四收垃圾中的纸纤维 。这种使合纸垃圾浆液化的特制破砷机称为湿式破碎机。湿式破碎技术是为回收城市坊圾巾的大量纸类为日的而发展起来的，美国 Franklin市和日本东京都已经安装了湿式破碎机，从城市垃圾中回收纸浆。

湿式破碎机构造如图4—32所示，是在20世纪70年代由美国一家生产造纸设备的BLACK-CLAUSON公司研制完成的。该破碎机为一 圆形立式转筒，底部设有多孔筛。初步分选的垃圾经山传输带投入机内后，靠筛上安装的六只切割叶轮的旋转作用，使废物与大量水流 在同—个水槽内急速旋转、搅拌、破肿成泥浆状。浆体出底部筛几流出，经湿式旋风分离器除去元机物，送到纸浆纤维问收工序进 行洗涤、过筛与脱水。除去纸浆的有机残边可在与4％浓度的城市下水污泥混合，脱水至50％后，送至焚烧炉焚烧，回收热能。破碎机内 木能粉淬和未通过筛板的金届、陶瓷类物质从机内的底部侧口比山，由提升斗送列传输佾，出磁选器进行分离。

2．湿式破碎技术的优点

湿式破碎把垃圾变成泥浆状，物料均匀，呈流态化操作，具有以下优点：①垃圾变成均质浆状物，可按流体处照法处理；②不会挚少 蚊蝇和恶臭，符合卫生条件；③不会产寸噪声、发热和爆炸的危险性；①脱水有机残治，无论质量、粒度大小、水分等变化都小；⑤在 化学物质、纸和纸浆、矿‘物等处理巾均qJ使用，可以回收纸纤维、玻璃、铁和有色金属、剩余泥土等可做堆肥。

垃圾的湿式技术只有在垃圾的纸类含量高或垃圾经过分离分选而问收的纸类，才适合于选用。