|
|
Процессы измельчения широко
распространены в технологии рекуперации твердых отходов, при переработке
отвалов вскрышных и попутно извлекаемых пород открытых и шахтных разработок
полезных ископаемых, вышедших из строя строительных конструкций и изделий,
некоторых видов смешанного лома изделий из черных и цветных металлов,
топливных и металлургических шлаков, отходов углеобогащения, некоторых
производственных шламов, отходов пластмасс и резины, древесных отходов,
пиритных огарков, фосфогипса и ряда других BMP.
Дробление. Интенсивность и эффективность большинства
химических, физико-химических и биохимических процессов возрастает с
уменьшением размеров кусков (зерен) перерабатываемых материалов. В этой связи
собственно технологическим операциям переработки твердых отходов обычно
предшествует операция уменьшения размеров их кусков, которая в сочетании с
классификацией и сортировкой имеет важное самостоятельное значение в технологии
рекуперации твердых отходов.
В качестве основных технологических показателей дробления
рассматривают степень и энергоемкость процесса.
Для измельчения отходов используют раздавливание,
раскалывание, размалывание, резание, распиливание, истирание и различные
комбинации этих способов.
В основе классификации оборудования для дробления твердых
отходов лежит способ измельчения. Различают следующие виды оборудования для
измельчения:
• измельчители раскалывающего и разламывающего
действия — щековые, конусные, зубовалковые и другие дробилки;
• измельчители раздавливающего действия —
гладковалковые дробилки, ролико-кольцевые, вертикальные, горизонтальные и
другие мельницы;
• измельчители истирающе-раздавливающего действия
— бегуны, катково-тарельчатые, шаро-кольцевые, бисерные и другие мельницы;
• измельчители ударного действия — молотковые
измельчители, бильные, шахтные мельницы, дезинтеграторы, центробежные,
барабанные и газоструйные мельницы;
• ударно-истирающие и колющие измельчители —
вибрационные, планетарные, виброкавитационные и прочие мельницы, реакгроны;
• прочие измельчители (пуансоны, пилы и т.д.).
Для дробления большинства видов твердых отходов используют
щековые, конусные, валковые и роторные дробилки различных типов. Для разделки
очень крупных агломератов отходов применяют копровые механизмы, механические
ножницы, дисковые пилы, ленточно-пильные станки и некоторые другие механизмы
и приемы (например, взрыв). При выборе измельчителя необходимо учитывать ряд
факторов, главными из которых являются вид и характер отходов, их размеры и
количество, необходимая степень измельчения, конечный размер дробленого
материала, особые свойства измельчаемых отходов. Если требуется измельчить
очень крупные отходы, их предварительно режут на куски, используя ленточные
пилы и ленточно-пильные станки.
Полученные куски легко измельчаются на стандартном
оборудовании.
В частности, при дроблении легковесного металлического
лома используют молотковые шахтные дробилки ( 4.2). Корпус такой дробилки
монтируется на отдельном фундаменте и соединен с двигателем упругой муфтой.
Ротор вращается в опорно- упорных подшипниках. На роторе шарнирно закреплены
било- держатели и билы. Изнутри к корпусу крепятся съемные бро- неплиты.
Отходы вместе с частью воздуха поступают в дробилку через бункер, а после
измельчения выносятся из дробилки восходящим потоком воздуха, который
дополнительно подается через патрубки вдоль ее оси.
Технология дробления может быть организована с
использованием либо открытых циклов работы дробилок, когда перерабатываемый
материал проходит через дробилку только один раз, либо замкнутых циклов с
грохотом, надрешетный продукт которого возвращают в дробилку.
При необходимости получения из кусковых отходов
мелкодисперсных фракций крупностью менее 5 мм используют помол. Степень измельчения при помоле достигает 100 и более.
Наиболее распространенными агрегатами для грубого и
тонкого помола, используемыми при переработке твердых отходов, являются
стержневые, шаровые и ножевые мельницы, хотя в отдельных случаях применяют и
другие механизмы (дезинтеграторы, дисковые и кольцевые мельницы, бегуны,
пневмопушки и т. п.). Измельчение некоторых отходов пластмасс и резиновых
технических изделий проводят при низких температурах (криогенное
измельчение).
Барабанные стержневые и шаровые мельницы используют как
для сухого, так и для мокрого помола. Тип и размеры этих мельниц
характеризуют устройством для эвакуации продукта (разгрузка через решетку или
сито либо центральная разгрузка через полую цапфу), внутренним диаметром D
барабана без футеровки и рабочей длиной L. Различают короткие (L<D) и
длинные (L>D) мельницы. Стержневые мельницы обычно применяют для грубого
измельчения отходов в открытом или замкнутом цикле с классификатором. По
сравнению с шаровыми мельницами они обеспечивают более равномерный по
крупности продукт. Шаровые мельницы также используют в открытом и замкнутом
цикле с классификаторами, причем мельницы с решеткой применяют в основном для
сравнительно крупного измельчения, а мельницы с центральной разгрузкой чаще
применяют для тонкого и особо тонкого измельчения.
Мелющими телами в стержневых и шаровых мельницах являются
соответственно стальные стержни диаметром 25—100 мм и длиной 1,2—1,6 диаметра
мельницы и стальные или чугунные шары диаметром 30—125 мм. В мельницах
ножевого типа измельчение идет в узком зазоре (0,1—0,5 мм) между
закрепленными внутри статора неподвижными ножами и ножами, фиксированными на
вращающемся роторе.
Для разделения твердых отходов на фракции по размерам
используют методы грохочения (рассева) частиц перерабатываемого материала и
их разделение под действием гравитационно-инерционных и
гравитационно-центробежных сил. Эти методы широко применяют в качестве
самостоятельных и вспомогательных при утилизации и переработке подавляющего
большинства твердых отходов. В тех случаях, когда классификация имеет
самостоятельное значение, т.е. преследует цель получения той или иной фракции
материала в качестве готового продукта, ее часто называют сортировкой.
Грохочением называется процесс разделения на классы по
размерам кусков (зерен) материала при его перемещении на ячеистых
поверхностях. В качестве последних используют колосниковые решетки,
штампованные решета, проволочные сетки и щелевидные сита, выполненные из
различных металлов, резины, полимерных материалов и характеризующиеся формой
и размерами ячеек.
Последовательный ряд размеров отверстий сит, применяемых
для грохочения, называется шкалой классификации. Отношение размеров отверстий
смежных сит в закономерной шкале называется модулем шкалы. Для сит крупного и
среднего грохочения модуль чаще равен 2, при этом шкала классификации равна,
например^), 25, 12, 6, 3 мм. В ситах мелкого грохочения применяют модуль л/2
— 1,41.
Продукт, прошедший через отверстия данного сита, но
оставшийся на следующем сите шкалы, называют классом крупности или фракцией.
В технике применяют два способа обозначения классов: "от — до" и
"минус — плюс". Более широкое распространение получил второй
способ. Например, класс крупности -40+20 мм означает, что крупность материала >20, но <40 мм.
При грохочении используют неподвижные колосниковые,
валковые, барабанные вращающиеся, дуговые, ударные, плоские качающиеся,
полувибрационные (гирационные), вибрационные с прямолинейными вибрациями
(резонансные, самобалансные, с самосинхронизирующимися вибраторами) и с
круговыми или эллиптическими вибрациями (инерционные с дебалансным
вибратором, самоцентрирующиеся, электровибрационные) грохоты. При грохочении
комкующихся материалов некоторые типы этих механизмов снабжают
дополнительными устройствами, обеспечивающими эффективное проведение соответствующих
операций.
При выделении трех и более классов перерабатываемого
материала возможно различное технологическое оформление процесса грохочения
(см. 4.4). Каждая из этих схем имеет свои преимущества и недостатки,
касающиеся интенсивности износа ячеистых поверхностей, удобства ремонта и
наблюдения за их состоянием, эффективности процесса и компактности установки.
|