破碎廢棄硒鼓、廢舊冰箱箱體的渦流分選及工程應(yīng)用.pdf

1、電子廢棄物蘊含豐富的資源，被稱為“城市礦山”。目前，國內(nèi)外電子廢棄物的處理與資源化過程中普遍存在著資源利用效率低、技術(shù)及裝備簡易落后、易帶來二次污染等問題。開發(fā)新工藝、新設(shè)備成為電子廢棄物資源化領(lǐng)域的迫切需求。本文在分析了廢棄硒鼓、廢舊冰箱箱體物料組分的基礎(chǔ)上，設(shè)計了廢棄硒鼓、廢舊冰箱箱體資源化工藝。建立了渦流分選的渦流力模型，顆粒分離距離計算模型，為廢棄硒鼓、廢舊冰箱箱體資源化關(guān)鍵技術(shù)渦流分選提供理論基礎(chǔ)。在理論分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了廢

2、棄硒鼓、廢舊冰箱箱體資源化生產(chǎn)線，并對生產(chǎn)線各工序的操作參數(shù)進行了優(yōu)化，實現(xiàn)了廢棄硒鼓、廢舊冰箱箱體的破碎解離-渦流分選。并對廢棄硒鼓、廢舊冰箱箱體資源化生產(chǎn)線進行了環(huán)境風(fēng)險分析。
　　在分析廢棄硒鼓和廢舊冰箱箱體物料組分的基礎(chǔ)上，分別提出了廢棄硒鼓的封閉破碎、旋風(fēng)/除塵、磁選、渦流分選和廢舊冰箱箱體的封閉破碎-活性炭吸附-氣流分選-磁選-渦流分選的回收工藝。
　　渦流分選由于影響因素眾多，生產(chǎn)中分離效率低，難以滿足生產(chǎn)需要

3、。通過正交試驗設(shè)計的方法，研究了渦流分選過程中操作參數(shù)對渦流分選的影響。實驗結(jié)果表明磁輥轉(zhuǎn)速與輸送帶喂料線速度之差(ωR-v)為影響渦流分選的關(guān)鍵因素，輸送帶喂料速度(v)為一般因素，接料位置（H)為次要因素。喂料速度越小，磁輥轉(zhuǎn)速與輸送帶喂料線速度之差越大，分選效果越好;接料位置0.9 m為實驗室渦流分選機最佳接料位置。
　　建立了渦流分選渦流力模型，并通過對顆粒運行軌跡中脫離角(α0)的計算表明，計算結(jié)果與實驗結(jié)果相吻合。與以

4、前模型相比，新建的模型增加了對顆粒因素（圓形顆粒半徑，矩形，三角形片狀顆粒的長、寬、高、周長）和磁輥參數(shù)（磁輥直徑，磁輥表面磁場強度）的分析。新建的渦流力模型可用來指導(dǎo)渦流分選操作參數(shù)調(diào)節(jié)，渦流分選機結(jié)構(gòu)設(shè)計，和物料的破碎。
　　建立了渦流分選顆粒分離距離計算模型，對顆粒運行軌跡中磁場逃逸點進行了研究。與以前模型相比，新模型增加了磁場邊界、接料位置等渦流分選影響參數(shù)。模型可用來預(yù)測渦流分選效果。模型建立過程中得出了顆粒尺寸因素＞磁

5、場轉(zhuǎn)速因素＞顆粒形狀因素的渦流分選影響因素關(guān)系。根據(jù)渦流力模型和顆粒分離距離計算模型總結(jié)出了提高渦流分選分離效率的方法，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了分選性能更好的渦流分選機。
　　根據(jù)設(shè)計的工藝，采用新設(shè)計的渦流分選機及其它機械設(shè)備，分別構(gòu)建了廢棄硒鼓、廢舊冰箱箱體資源化生產(chǎn)線，并通過總結(jié)出的提高渦流分選的方法與實驗對生產(chǎn)線渦流分選工序及其它工序的操作參數(shù)進行了優(yōu)化。
　　(i)廢棄硒鼓資源化生產(chǎn)線優(yōu)化的操作參數(shù)為:破碎機轉(zhuǎn)速1200

6、 rpm，篩網(wǎng)篩孔尺寸15 mm，破碎機裝備冷凝水系統(tǒng);旋風(fēng)分離器風(fēng)機風(fēng)速1.4 m/s;布袋除塵器風(fēng)機風(fēng)速0.3 m/s;磁選機轉(zhuǎn)速350 rpm(3.3 m/s);渦流分選機喂料速度40rpm(0.4 m/s)，磁輥轉(zhuǎn)速800 rpm(7.5 m/s)。生產(chǎn)線總功率190 kW，回收能力500kg/h，回收率98.2％。
　　(ii)廢舊冰箱箱體資源化生產(chǎn)線優(yōu)化的操作參數(shù)為:破碎機轉(zhuǎn)速1800 rpm，篩網(wǎng)篩孔尺寸10 mm，

7、破碎機外壁裝備冷凝水系統(tǒng);活性炭吸附塔風(fēng)機轉(zhuǎn)速1200rpm，管道氣流入口篩網(wǎng)篩孔孔尺寸0.5 mm;氣流分選機風(fēng)機風(fēng)速0.95 m/s;磁選機轉(zhuǎn)速350 rpm(3.3 m/s);渦流分選機喂料速度:40 rpm(0.4 m/s)，磁場轉(zhuǎn)速1000 rpm(7.5 m/s)。生產(chǎn)線總功率240 kW，回收能力773.8 kg/h，回收率達97.6％。
　　對廢棄硒鼓資源化生產(chǎn)線噪聲排放水平、空氣顆粒物濃度、碳粉泄漏情況，對廢舊冰

8、箱箱體資源化生產(chǎn)線噪聲排放水平，CFC-11泄漏情況，空氣顆粒物濃度及其中重金屬濃度，和各工序余灰中重金屬濃度進行了監(jiān)測和分析。
　　(i)廢棄硒鼓資源化生產(chǎn)線環(huán)境風(fēng)險分析結(jié)果為:破碎，攪拌-磁選工序噪聲排放水平超過90 dB(A)（職業(yè)安全健康噪聲標準），采用隔聲罩處理后，噪聲排放水平降至67.6 dB(A);空氣顆粒物濃度(TSP、PM10)達我國室內(nèi)空氣質(zhì)量標準，TSP中碳粉有機組分濃度最高為0.026 mg/m3，PM10

9、中未檢測到碳粉有機組分，生產(chǎn)線不存在碳粉泄漏危害人體健康的危險。
　　(ii)廢舊冰箱箱體資源化生產(chǎn)線環(huán)境風(fēng)險分析結(jié)果為:破碎工序噪聲水平超過90 dB(A)（職業(yè)安全與健康噪聲標準），經(jīng)隔聲罩處理后噪聲水平降至69.7dB(A);破碎機和氣流分選機附件檢測到濃度6-9 mg/m3和5-7 mg/m3的CFC-11氣體，其值低于我國規(guī)定的氟化物排放濃度標準(11 mg/m3);破碎機腔內(nèi)CFC-11濃度較高(216-739 mg/

10、m3)，但由于活性炭吸附塔的作用，車間內(nèi)和活性炭吸附塔氣流出口處均未檢測到CFC-11氣體;空氣顆粒物(TSP、PM10)濃度符合我國室內(nèi)空氣質(zhì)量標準，且其中重金屬濃度不會威脅人體健康;生產(chǎn)線余灰中檢測到銅(1672-11925 mg/kg)、鉛(356.1-11490 mg/kg)、錫(211.9-686.5mg/kg)三種重金屬，銅的最高濃度超過土壤環(huán)境質(zhì)量標準30倍，鉛的最高濃度超標20倍。
　　以上研究為破碎廢棄硒鼓、廢舊