【概念】壓實破碎分選中和氧化還原化學浸出

【方法原理】

固體廢物壓實、破碎及分選技術的基礎理論和方法

；固體廢物的化學處理技術；本章重點第三章固體廢物的預處理3.1固體廢物的壓實

3.1.1壓實的基本概念

3.1.2壓實設備類型3.2固體廢物的破碎

3.2.1破碎的基本概念

3.2.2破碎機3.3固體廢物的分選

3.3.1篩分

3.3.2重力分選

3.3.3磁力分選

3.3.4浮選

3.3.5電力分選3.4分選回收工藝系統(tǒng)

3.4.1城市垃圾分選回收工藝系統(tǒng)

3.4.2粉煤灰分選回收系統(tǒng)

3.4.3從煤從煤矸石中分選回收硫鐵礦系統(tǒng)

3.5固體廢物的化學處理技術

3.5.1中和法

3.5.2氧化還原法內(nèi)

容

提

要固體廢物的預處理固體廢物的預處理為廢物的合適處理處置提供條件，主要有壓實、破碎和分選等。預處理的作用：以填埋為主的廢物（壓實：降低廢物的體積，減少運輸量和運輸費用，提高填埋場的利用效率）以焚燒或堆肥為主的廢物（破碎：不需要壓實處理，破碎、分選使物料粒度均勻、大小適宜，有利于提高焚燒和堆肥化效率）廢物的資源綜合利用（破碎和分選：實現(xiàn)不同物料分別回收利用）討論題某工廠產(chǎn)生的工業(yè)廢物其主要成分為：鉻渣（主要為鉻酸鈣和鉻鋁酸鈣）占50％，鐵屑（主要為金屬鐵）占20％，易揮發(fā)性固體有機物占10％，其它雜質(zhì)（主要成分為紙張）占20％，采用如下所示的工藝流程進行工業(yè)廢物的處理及回收利用，請指出該工藝的不合理之處，并設計另外一套合理的工藝進行最終處理和利用，并對所采用的工藝的原理進行簡要的敘述。課堂練習：請分析處理工藝的合理性固體廢物篩分有機物鉻渣和鐵衛(wèi)生填埋混合石灰加熱水淬鹽酸氣體處理鉻渣填埋滲濾液處理氣體處理(1500℃)壓實3.1固體廢物的壓實3.1.1壓實的基本概念

1、固體廢物的壓實固體廢物的壓實也稱壓縮，是指通過外力加壓于松散的固體物，以增加物料的容重和減少其體積的過程。使廢物便于運輸、貯存和填埋。壓實適用對象

壓縮性能大而回復性能小的固體廢物；不適用于某些較密實的固體和彈性廢物。以城市生活垃圾為例，壓實前容重通常在0.1～0.6t/m3范圍，經(jīng)過一般機械壓實后，容重可提高到1t/m3左右。如果通過高壓壓縮，垃圾容重可達1.125～1.38t/m3，體積則可減少為原來體積的1/3～1/10。因此固體廢物填埋前常需進行壓實處理，尤其對松散型廢物或中空性廢物事先壓碎更顯必要。壓實操作的具體壓力大小可根據(jù)處理廢物的物理性質(zhì)（如易壓縮性、脆性等）而定。一般開始階段，隨壓力增加，物料容重較迅速增加，以后這種變化會逐漸減弱，且有一定限度。即使增加外壓，并不能使廢物容重無限增大（這是由于壓實后垃圾會產(chǎn)生反彈力，類似于分子距離太近會使斥力大大增加的道理）。

實踐證明，未經(jīng)破碎的原狀城市垃圾，壓實容重極限值約為1.1t/m3。比較經(jīng)濟的方法是先破碎再壓實，可提高壓實效率，即用較小的壓力取得相同的增加容重效果。固體廢物經(jīng)壓實處理，增加容重，減少體積后，可以提高收集容器與運輸工具的裝載效率，在填埋處置時可提高場地的利用率。2、壓實程度的量度

為判斷壓實效果，比較壓實技術與壓實設備的效率，常用空隙比與空隙率、濕密度與干密度、體積減少百分比、壓縮比與壓縮倍數(shù)等指標來表示固體廢物的壓實程度。①空隙比與空隙率

a.空隙比固體廢物可設想為各種固體物體顆粒及顆粒之間充滿氣體空隙共同構成的集合體。由于固體顆粒本身空隙較大，而且許多固體物料有吸收能力和表面吸附能力，因此，廢物中水分主要都存在于固體顆粒中，而不存在空隙中，不占據(jù)體積。故固體廢物的總體積（Vm）就等于包括水分在內(nèi)的固體顆粒體積（Vs）與空隙體積（Vv）之和。即：

Vm=Vs+Vv (3-1)

則廢物的空隙比（e）可定義為：

e=Vv/Vs(3-2)

b.空隙率用的更多的參數(shù)是空隙率(ε),可定義為:ε=Vv/Vm(3-3)

空隙比或空隙率越低，則表明壓實程度越高，相應的容重越大。順便指出空隙率大小對堆肥化工藝供氧、透氣性及焚燒過程物料與空氣接觸效率也是重要的評價參數(shù)。

②濕密度與干密度如果忽略空隙中的氣體質(zhì)量，固體廢物的總質(zhì)量(Wm)就等于固體物質(zhì)質(zhì)量(Ws)與水份質(zhì)量(Ww)之和，即:Wm=Ws+Ww

固體廢物的濕密度：ρw=Wm/Vm

干密度：ρd=Ws/Vm

實際上，廢物收運，及處理過程中測定的物料質(zhì)量常都包括水分，故一般容重均是濕密度。壓實前后固體廢物密度值及其變化率不大，是度量壓實效果的重要參數(shù)，也容易測定，故比較實用。③體積減少百分比體積減少百分比（R）用下式表示：

R=[（Vi－Vf）/Vi]×100%(3-4)

式中，R為體積減少百分比，%；

Vi為壓實前廢物的體積，m3；

Vf為壓實前廢物的體積，m3。④壓縮比與壓縮倍數(shù)

a壓縮比壓縮比（r）可定義為：

r=Vf/Vi（r≤1） (3-5)

顯然，r越小，說明壓實效果越好。

b壓縮倍數(shù)壓縮倍數(shù)（n）可定義為：

n=Vi/Vf

（n≥1）(3-6)n與r互為倒數(shù)，顯然n越大，證明壓實效果越好，工程上以習慣用n更普遍。體積減少百分比R與壓實倍數(shù)（n）可互相推算。其相互關系如圖2-7-1所示

由圖看出，體積減少百分比在80%以下變化時，壓實倍數(shù)在1~5之間，變化幅度較少；當R值越過80%以上時，n值急劇上升，幾乎成直線變化。例，當R=90%時，可推出n=Vi/Vf=10；R=95%時，n=Vi/Vf=20。影響垃圾壓實作業(yè)的主要參數(shù)垃圾的組分情況含水率垃圾層厚度機械滾壓次數(shù)碾壓速度3.1.2壓實設備類型根據(jù)操作情況分，用于固體廢物的壓實設備可分為固定式和移動式兩大類。凡用人工或機械方法（液壓方式為主）把廢物送到壓實機械里進行壓實的設備稱為固定式。各種家用小型壓實器、廢物收集車上配備壓實器及中轉站配置的專用壓實機等均屬固定式壓實設備。而移動式是指在填埋現(xiàn)場使用的輪胎式或履帶式壓實機、鋼輪式布料壓實機以及其他專門設計的壓實機具。（1）固定式壓實設備

①結構型式壓實器通常由一個容器單元和一個壓實單元組成。容器單元通過料箱或料斗（視單位裝料量大小而定）接受固體廢物物料，并把它們供入壓實單元，壓實單元通常裝有用液壓（亦可用氣壓）控制操作的擠壓頭，利用一定的擠壓力把固體廢物壓成致密的形式。目前使用的壓實器，有的是為處理金屬類廢物設計的，有的是為處理城市普通垃圾設計的，有的適合于塑料類物質(zhì)的處理。城市垃圾收集車或中轉站通常采用上述固定式擠壓操作，可以水平，亦可以垂直進行，常用的是帶水平壓頭的臥式壓實器（圖3-1）。圖3-1水平式壓實結構②基本參數(shù)固定式壓實器的基本參數(shù)包括：

a.裝料截面尺寸

b.循環(huán)時間

c.壓面上的壓力

d.壓面的行程長度

e.體積排率(2)移動式壓實設備

移動式壓實器是指在填埋現(xiàn)場使用的輪胎式或履帶式壓實機、鋼輪式布料廳實權以及其他專門設計的壓實機具。按壓實過程工作原理，移動式壓實器可分為碾（接）壓、夯實、振動三種，相應有碾(治)壓壓實機、夯實壓實機、振動壓實機三大類。固體廢物壓實處理主要采用碾(滾)壓方式。圖3-2所示為填理場常用壓實機。圖3-2填埋場常用的壓實機3.2固體廢物的破碎3.2.1破碎的基本概念

（1）破碎的定義

通過人為或機械等外力的作用，破壞物體內(nèi)部的凝聚力和分子間的作用力，使物體破裂變碎的操作過程統(tǒng)稱為破碎。（2）破碎的目的

①使運輸、焚燒、熱解、熔化、壓縮等操作能夠或容易進行，更經(jīng)濟有效。②為分選和進一步加工提供合適的粒度，有利于綜合利用。③增大比表面積，提高焚燒、熱解、堆肥處理的效率。④破碎使固體廢物體積減小，便于運輸、壓縮和高密度填埋，加速土地還原利用。（3）破碎流程圖3-3破碎的基本工藝流程（4）破碎的方法沖擊破碎（重力破碎、動破碎）剪切破碎擠壓破碎摩擦破碎低溫破碎（塑料、橡膠等）濕式破碎（紙類、纖維）圖3-4機械破碎方法（5）破碎比

在破碎過程中，原廢物粒度與破碎產(chǎn)物粒度的比值稱為破碎比。破碎比表示廢物粒度在破碎過程中減少的倍數(shù)。

a、最大粒度法

i=Dmax/dmax (3-7)

Dmax

為破碎前的最大粒度；

dmax

為破碎后的最大粒度。

b、平均粒度法

i=Dave/dave (3-8)Dave為破碎前的平均粒度；

dave為破碎后的平均粒度。問題如要將生活垃圾進行最終的焚燒處理，在焚燒前是否應該將其壓縮，以減少焚燒爐處理能力小的缺點？如要將生活垃圾進行最終的堆肥處理，在堆肥前是否應該將其壓縮，以減少堆肥場處理能力小的缺點？3.2.2破碎機

（1）輥式破碎機輥式破碎機是利用沖擊剪切和擠壓作用進行破碎的，用兩個相對旋轉的輥子抓取并強制送入要破碎的廢物。該種破碎機主要用于破碎脆性材料，而對延性材料只能起到壓平作用。在資源回收和廢物處理領域，既可用于對廢物的破碎，也可用作對含有玻璃器皿、鋁和鐵皮罐的廢物進行分選。其簡單結構如圖3-5所示：圖3-5齒輥破碎機（2）顎式破碎機

顎式破碎機是利用沖擊和擠壓作用進行破碎。顎式破碎機俗稱老虎口。可分為簡單擺動型、復雜擺動型、綜合擺動型三種（圖3-4）。該機主要用于選礦、建材、化學工業(yè)領域。圖3-6顎式破碎機的主要類型（3）沖擊式破碎機

沖擊式破碎機可分為錘式破碎機和反擊式破碎機。錘式破碎機（圖3-7）利用沖擊、摩擦和剪切作用進行破碎。適用于破碎質(zhì)地較硬的物料，還可破碎含水分和油質(zhì)的有機物等。反擊式破碎機是一種新型、高效破碎設備（圖3-8），適用于破碎中硬、軟、脆、纖維性物料。圖3-7錘式破碎機結構圖3-8反擊式破碎機結構（4）剪切式破碎機

剪切式破碎機是通過固定刀和可動刀之間的嚙合作用將物料切開或割裂而完成破碎過程（圖3-9）。圖3-9馮·羅爾（VonRoll）型往復剪切式破碎機結構（5）球磨機圖3-10球磨機的示意圖圖3-11磨介的運動狀態(tài)（6）低溫破碎圖3-12低溫破碎的流程塑料的低溫破碎有關塑料的低溫破碎的研究成果，可以歸納如下：塑料脆化點（℃）：例如，聚氯乙烯-5～-20；聚乙烯為-95～-135；聚丙烯為0～20;冷凍裝置：冷凍槽絕熱壁厚300mm，從頂部噴射液氮霧，塑料置于槽內(nèi)運輸皮帶上向前移動4m，從噴射霧開始后4min，槽內(nèi)溫度將為-75℃；62min后降達-167℃，溫度分布大體上均勻。破碎溫度：采用只具有拉伸、彎曲、壓縮作用力的破碎機時，所需動力大于常溫破碎。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合于低溫選擇破碎。

用低溫破碎法從有色金屬混合物等廢物中回收銅、鋅、鋁。美國某研究機構對有色金屬混合物、廢輪胎、包覆電線電纜等廢物進行低溫選擇破碎（－72℃，1min），從2.5cm以上產(chǎn)物中可回收97%的銅，100％的鋁（不含鋅），從2.5cm以下產(chǎn)物中可回收2.8％的銅，100%的鋅（不含鋁），說明能進行選擇性破碎。如果采用常溫破碎，則鋅因為有延展性破碎，25mm以上產(chǎn)物中鋅殘留率達到82.7％，說明低溫破碎能進行選擇性破碎。分選是將固體廢物中可回收利用或不利于后續(xù)處理、處置工藝要求的物料用人工或機械方法分門別類地分離出來，并加以綜合利用的過程。分選方法包括人工揀選和機械分選。機械分選又分為篩分、重力分選、磁力分選、電力分選等。3.3固體廢物的分選3.3.1篩分（1）定義篩分是利用篩子使物料中小于篩孔的細粒物料透過篩面，而大于篩孔的粗粒物料滯留在篩面上，從而完成粗細物料分離的過程。該分離過程可以看作是物料分層和細粒透篩兩個階段組成。物料分層是完成分離的條件，細粒透篩是分離的目的。（2）篩分效率由于篩分過程較復雜，影響篩分質(zhì)量的因素也多種多樣，通常用篩分效率來表示篩分過程的優(yōu)劣。篩分效率是指篩分時實際得到的篩下物的質(zhì)量與物料中所含粒度小于篩孔尺寸的物料的質(zhì)量之比。

篩分效率的簡易表達式為：

E=Q1/(Q?α)?100%(3-9)E為篩分效率，%Q1篩下物質(zhì)量；

Q為入篩原料重量；

α為原料中小于篩孔尺寸的顆粒重量的百分比，%。但是在實際篩分過程中要測定Q1和Q是比較困難的，因此必須換成便于計算的式子。設固體廢物入篩質(zhì)量Q等于篩上產(chǎn)品質(zhì)量Q2和篩下產(chǎn)品質(zhì)量Q1之和：

Q=Q1+Q2(3-10)固體廢物中小于篩孔尺寸的細粒質(zhì)量等于篩上產(chǎn)品與篩下產(chǎn)品中小于篩孔尺寸的細粒質(zhì)量之和：

Qα=100Q1+Q2θ(3-11)θ為篩上產(chǎn)品中所含有小于篩孔尺寸的細粒質(zhì)量百分數(shù)，%。將(3-11)代入(3-10)得到：

Q1=（α-θ）Q/（100-θ）

(3-12)將(3-12)代入(3-9)得到：

E=100（α-θ）/α（100-θ）%(3-13)

必須指出，篩分效率的計算公式(3-13)是在篩下產(chǎn)品100%都是小于篩孔尺寸的前提下導出的。實際生產(chǎn)中由于篩網(wǎng)磨損而常有部分大于篩孔尺寸的粗粒進入篩下產(chǎn)品，此時，篩下產(chǎn)品不是100Q1，而是Qβ，則此時篩分效率計算公式為：

E=β（α-θ）/α（β-θ）%(3-14)影響篩分的因素很多，主要有：①入篩物料的性質(zhì)，包括物料的粒度狀態(tài)、含水率(10%)和含泥量及顆粒形狀；②篩分設備的運動特征（固定<運動）；③篩面結構，包括篩網(wǎng)類型及篩網(wǎng)的有效面積，篩面傾角；④篩分設備防堵掛、纏繞以及使物料沿篩面均勻分布的性能；⑤篩分操作條件，包括連續(xù)均勻給料、及時清理與維修篩面等。①固定篩篩面由許多平行的篩條組成，可以水平安裝或傾斜安裝。結構簡單、不消耗動力、設備費用低、維修方便。分為格篩和棒條篩。格篩一般安裝在粗破碎機之前，以保證入料塊度適宜。棒條篩主要用于粗碎和中碎之前，為保證廢物料沿篩面下滑，安裝角應大于廢物對篩面的摩擦角，一般為30-350。棒條篩篩孔尺寸為篩下粒度的1.1-1.2倍，一般篩孔尺寸不小于50mm。篩條寬度應大于固體廢物中最大粒度的2.5倍。②筒形篩

筒形篩是一個傾斜的圓通，置于若干滾子上，圓筒的側碧上開有許多篩孔。圓筒以很慢的速度轉動，因此不需要很大動力，其優(yōu)點是不會堵塞。筒形篩篩分時，固體廢物在篩中不斷滾翻，較小的物料顆粒最終進入篩孔篩出。物料在篩子中的運動狀態(tài)有兩種：（1）沉落狀態(tài)物料顆粒由于篩子的圓周運動被帶起，然后滾落到向上運動的顆粒上面；（2）拋落狀態(tài)篩子運動速度足夠時，顆粒飛入空中，然后沿拋物線軌道落回篩底。筒形篩筒形篩篩中顆粒的運動狀態(tài)筒形篩分析圖③振動篩振動方向與篩面垂直或近似垂直，物料在篩面上發(fā)生離析現(xiàn)象，密度大而粒度小的顆粒鉆過密度小而顆粒大的顆粒的空隙，進入下層到達篩面，大大有利于篩分的進行。振動篩的傾角一般為8-400。圖3-13慣性振動篩構造及工作原理圖3.3.2重力分選1、重力分選：根據(jù)固體廢物顆粒間密度的差異，以及在運動介質(zhì)中所受的重力、流體動力和其他機械力不同而實現(xiàn)按密度分選的過程。

重力分選的方法氣流分選重介質(zhì)分選搖床分選跳汰分選磁力分選重力分選的特點固體顆粒間必須存在密度（或粒度）的差異；分選過程在運動介質(zhì)中進行；在重力、流體動力、顆粒間摩擦力的綜合作用下，固體顆粒群松散并按密度（或粒度）分層；分好層的物料在運動介質(zhì)的托運下達到分離。圖3-14立式氣流分選機1氣流分選圖3-15水平氣流分選機圖3-16鋸齒形、振動式和回轉式氣流分選機當物料顆粒懸浮在氣流中時，氣流的速度可以用牛頓公式來表示：物料和氣流的分選過程圖3-17旋流器的工作原理圖2重介質(zhì)分選所謂重介質(zhì)，就是密度大于水的介質(zhì)，重介質(zhì)有重液和重懸浮液兩大類。在重介質(zhì)中使固體廢物中的顆粒群按密度分開的方法稱為重介質(zhì)分選。為使分選過程有效地進行，選擇的重介質(zhì)密度（ρc）需介于固體廢物中輕物料密度（ρL）和重物料密度（ρW）之間，即：ρL<ρc<ρW凡顆粒密度大于重介質(zhì)密度的重物料都下沉，集中于分選設備的底部成為重產(chǎn)物；顆粒密度小于重介質(zhì)密度的輕物料都上浮，集中于分選設備的上部成為輕產(chǎn)物。它們分別排出，從而達到分選的目的。重液有四溴乙烷和丙酮的混合物，密度為2.4kg/L，在選煤中已有應用。重懸浮液中加的介質(zhì)有硅鐵，將硅鐵與水按85:15的比例混合，相對密度可以達到3.0以上。另外還有方鉛礦、磁鐵礦和黃鐵礦等。加重質(zhì)的粒度約200目，占60～80％，與水混合形成微細顆粒的重懸浮液。影響重介質(zhì)分選效率的懸浮液基本性質(zhì)是密度、粘度和穩(wěn)定性。用于重介質(zhì)分選的常用加重質(zhì)有硅鐵、磁鐵礦等。硅鐵含硅量為13%～18%，其密度為6.8g/cm3，可配制成密度為3.2～3.5g/cm3的重介質(zhì)。硅鐵具有耐氧化、硬度大、帶強磁化性等特點，使用后經(jīng)篩分和磁選可以回收再生。純磁鐵礦密度為5.0g/cm3，用含鐵60%以上的鐵精礦粉可配制得重介質(zhì)，其密度達2.5g/cm3

。磁鐵礦在水中不易氧化，可用弱磁選法回收再生利用。表3.3.2.2重懸浮液加量質(zhì)的性質(zhì)圖3-18重介質(zhì)分選機工作原理1．圓形轉鼓2.大齒輪3.輥輪4.揚板5.溜槽3搖床分選圖3-19搖床結構示意圖搖床分選是在一個傾斜的床面上，借助床面的不對稱往復運動和薄層斜面水流的綜合作用，使細粒固體按密度差異在床面上呈扇形分布面進行分選的一種方法。搖床分選目前主要用于從含硫鐵礦較多的煤矸石中回收硫鐵礦，是一種分選精度很高的單元操作。在搖床分選設備中最常用的是平面搖床。平面搖床主要由床面、床頭和傳動機構組成。床面近似呈梯形，橫向有1.5o～5o的傾斜。圖3-20搖床上顆粒分帶情況示意圖

搖床床面上扇形分帶是不同性質(zhì)顆粒橫向運動和縱向運動的綜合結果，大密度顆粒具有較大的縱向移動速度和較小的橫向移動速度，其合速度方向偏離搖動方向的傾角小，趨向于重產(chǎn)物端；小密度顆粒具有較大的橫向移動速度和較小的縱向移動速度，其合速度方向偏離搖動方向的傾角大，趨向于輕產(chǎn)物端。大密度粗粒和小密度細粒則介于上述兩者之間。在搖床分選過程中，物料的松散分層及在床面上的分帶，直接受床面的縱向搖動及橫向水流沖洗作用支配。床面搖動及橫向水流流經(jīng)床條所形成的渦流，造成水流的脈動，使物料松散并按沉降速度分層。由于床面的搖動，導致細而重的顆粒鉆過顆粒的間隙，沉于最底層，這種作用稱為析離。析離分層是搖床分選的重要特點。它使顆粒按密度分層更趨完善。分層的結果是粗而輕的顆粒在最上層，其次是細而輕的顆粒，再次之是粗而重的顆粒，最底層是細而重的顆粒。圖3-21搖床上析離分層示意圖搖床分選具有以下特點：床面的強烈搖動使物料松散并按沉降速度分層，分選過程中析離（通過床面搖動使細而重的顆粒穿過間隙沉于最底層的作用）占主導，使其按密度分選更加完善；搖床分選是斜面薄層水流分選的一種，因此，等徑顆粒可因移動速度的不同而達到按密度分選；不同性質(zhì)顆粒的分離，不單純?nèi)Q于縱向和橫向的移動速度，而主要取決于它們的合速度偏離搖動方向的角度。4跳汰分選圖3-22隔膜跳汰及分選示意圖跳汰分選是在垂直變速介質(zhì)流中按密度分選固體廢物的一種方法，它使磨細的混合廢物中的不同粒子群，在垂直脈動運動介質(zhì)中按密度分層，小密度的顆粒群位于上層，大密度的顆粒群（重質(zhì)組分）位于下層，從而實現(xiàn)物料的分離。在生產(chǎn)過程中，原料不斷地送進跳汰裝置，輕重物質(zhì)不斷分離并被淘汰掉，這樣可形成連續(xù)不斷的跳汰過程。跳汰介質(zhì)可以是水或空氣，但目前用于固體廢物分選的介質(zhì)都是水。在固體廢物的分選中，國外主要用作混合金屬廢物的分離。

圖3-23顆粒在跳汰時的分層過程隔膜鼓動脈動頻率一般為每分鐘100～300次。圖3-24跳汰機中推動水流運動的形式圖3-25跳汰分選裝置及工作過程5磁力分選磁選原理

磁選是利用固體廢物中各種物質(zhì)的磁性差異在不均勻磁場中進行分選的一種處理方法。磁選過程是將固體廢物輸入磁選機后，磁性顆粒在不均勻磁場作用下被磁化，從而受磁場吸引力的作用，使磁性顆粒吸在圓筒上，并隨圓筒進入排料端排出；非磁性顆粒由于所受的磁場作用力很少，仍留在廢物中而被排出。

固體廢物顆粒通過磁選機的磁場時，同時受到磁力和機械力（包括重力、離心力、介質(zhì)阻力、摩擦力等）的作用。磁性強的顆粒所受的磁力大于其所受的機械力，而非磁性顆粒所受的磁力則以機械力占優(yōu)勢，由于作用在各種顆粒上的磁力和機械很小，則以機械力占優(yōu)勢。由于作用在各種顆粒上的磁力的合力不同，使它們的運動軌跡也不同，從而實現(xiàn)分離。磁性顆粒分離的必要條件是磁性顆粒所受的磁力必須大于與它方向相反的機械力的合力，即

f磁＞∑f機式中：f磁——磁性顆粒所受的磁力；∑f機——與磁力方向相反的機械力的合力。該式不僅說明了不同磁性顆粒的分離條件，同時也說明了磁選的實質(zhì)，即磁選是利用磁力與機械力對不同磁性顆粒的不同作用而實現(xiàn)的。圖3-26永磁滾筒磁選機結構與工作原理圖3-27濕式逆流型永磁圓筒式磁選機圖3-28懸吸型磁選機3.3.4浮選1、浮選原理浮選是固體廢棄物與水調(diào)制的料漿中加入浮選藥劑，并通入空氣形成無數(shù)細小氣泡，使欲選物質(zhì)顆粒粘附在氣泡上，隨氣泡上浮于料漿表面成為泡沫層，然后刮出回收；不浮的顆粒仍留在料漿內(nèi)，通過適當處理后廢棄。固體廢物浮選主要是利用欲選物質(zhì)對氣泡粘附的選擇性。其中有些物質(zhì)表面的疏水性較強，容易粘附在氣泡上，而另一類物質(zhì)表面親水，不易粘附在氣泡上。物質(zhì)表面的親水、疏水性能，可以通過浮選藥劑的作用而加強。因此，在浮選工藝中正確選擇、使用浮選藥劑是調(diào)整物質(zhì)可浮選的主要外因條件。2、浮選藥劑藥劑根據(jù)在浮選過程中的作用不同，可分為捕收劑、起泡劑和調(diào)整劑三大類。3、浮選設備

浮選設備類型很多，我國使用最多的是機械攪拌式浮選機，其構造如圖3-29。大型浮選機每兩個槽為一組，第一個槽為吸入槽，第二個槽為直流槽。小型浮選機多以4~6個槽為一組，每排可以配置2~20個槽。每組有一個中間室和料漿面調(diào)節(jié)裝置。圖3-29空氣自吸式機械攪拌浮選機及其吸氣裝置構造浮選工作時，料漿由進漿管進入，給到蓋板與葉輪中心處，由于葉輪的高速旋轉，在蓋板與葉輪中心處造成一定的負壓，空氣由進氣管和套管吸入，與料漿混合后一起被葉輪甩出。在強烈的攪拌下，氣流被分割成無數(shù)微細氣泡。預選物質(zhì)顆粒與氣泡碰撞粘附在氣泡上而浮升至料漿表面形成泡沫層，經(jīng)刮泡機刮出成為泡沫產(chǎn)品，再經(jīng)消泡脫水后即可回收。浮選是固體廢物資源化的一種重要技術，我國已應用于從粉煤灰中回收炭，從煤矸石中回收硫鐵礦，從焚燒爐渣中回收金屬等。浮選法的主要缺點是有些工業(yè)固體廢物浮外，還需要一些輔助工序如濃縮、過濾、脫水、干燥等。因此，在生產(chǎn)實踐中究竟采用哪一種分選，應根據(jù)固體廢物的性質(zhì)，技術經(jīng)濟綜合比較后確定。3.3.5電力分選1、電選的基本原理（1）電選分離過程電力分選簡稱電選，它是利用固體廢物中各種組分在高壓電場中電性的差異實現(xiàn)分選的一種方法。電選分離過程是在電選設備中進行的。廢物顆粒在電暈一靜電復合電場電選設備中的分離過程如圖3-30所示。給料斗把物料均勻地給入滾筒上，物料隨著滾筒的旋轉進入電暈電場區(qū)。圖3-30電選機結構與工作原理示意圖

由于電場區(qū)空間帶有電荷，導體和非導體顆粒都獲得負電荷，導體顆粒一面荷電，一面又把電荷傳給滾筒（接地電極），其放電速度快。因此當廢物顆粒隨滾筒旋轉離開電暈電場區(qū)而進入靜電場區(qū)時，導體顆粒的剩余電荷少，而非導體顆粒則因放電較慢，致使剩余電荷多。導體顆粒進入靜電場后不再繼續(xù)獲得負電荷，但仍繼續(xù)放電，直至完全放完全部電荷，并從滾筒上得到正電荷而被滾筒排斥，在電力、離心力和重力的綜合作用下，其運動軌跡偏離滾筒，而在滾筒前方落下。非導體顆粒由于較多的剩余負電荷，將與滾筒相吸，被吸附在滾筒下，帶到滾筒后方，被毛刷強制刷下；半導體顆粒的運動軌跡則介于導體與非導體顆料之間，成為導體產(chǎn)品落下，從而完成電選分離過程。3.4分選回收工藝系統(tǒng)為了經(jīng)濟有效地回收城市垃圾和工業(yè)固體廢物中有用物質(zhì)，根據(jù)廢物的性質(zhì)和要求，將兩種或兩種以上的分迭單元操作組合成一個有機的分選回收工藝系統(tǒng)，也稱為分選回收工藝流程。

3.4.1城市垃圾分選回收工藝系統(tǒng)

城市垃圾分選回收工藝系統(tǒng)包括收集運輸、破碎、篩選、重選、磁選、摩擦與跳汰分選、浮選等。圖3-20為城市垃圾分選回收系統(tǒng)圖。經(jīng)該系統(tǒng)分選回收可得到以下產(chǎn)品：①輕質(zhì)可燃物（熱值約15×l03kJ·kg