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(yùn)含豐富的資源，被稱(chēng)為“城市礦山”。目前，國(guó)內(nèi)外電子廢棄物的處理與資源化過(guò)程中普遍存在著資源利用效率低、技術(shù)及裝備簡(jiǎn)易落后、易帶來(lái)二次污染等問(wèn)題。開(kāi)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(jì)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(jì)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(xiàn)，并對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)各工序的操作參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了廢棄硒鼓、廢舊冰箱箱體的破碎解離-渦流分選。并對(duì)廢棄硒鼓、廢舊冰箱箱體資源化生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)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(mǎn)足生產(chǎn)需要

3、。通過(guò)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，研究了渦流分選過(guò)程中操作參數(shù)對(duì)渦流分選的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明磁輥轉(zhuǎn)速與輸送帶喂料線(xiàn)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(xiàn)速度之差越大，分選效果越好;接料位置0.9 m為實(shí)驗(yàn)室渦流分選機(jī)最佳接料位置。
　　建立了渦流分選渦流力模型，并通過(guò)對(duì)顆粒運(yùn)行軌跡中脫離角(α0)的計(jì)算表明，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。與以

4、前模型相比，新建的模型增加了對(duì)顆粒因素（圓形顆粒半徑，矩形，三角形片狀顆粒的長(zhǎng)、寬、高、周長(zhǎng)）和磁輥參數(shù)（磁輥直徑，磁輥表面磁場(chǎng)強(qiáng)度）的分析。新建的渦流力模型可用來(lái)指導(dǎo)渦流分選操作參數(shù)調(diào)節(jié)，渦流分選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，和物料的破碎。
　　建立了渦流分選顆粒分離距離計(jì)算模型，對(duì)顆粒運(yùn)行軌跡中磁場(chǎng)逃逸點(diǎn)進(jìn)行了研究。與以前模型相比，新模型增加了磁場(chǎng)邊界、接料位置等渦流分選影響參數(shù)。模型可用來(lái)預(yù)測(cè)渦流分選效果。模型建立過(guò)程中得出了顆粒尺寸因素＞磁

5、場(chǎng)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(jì)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(jì)了分選性能更好的渦流分選機(jī)。
　　根據(jù)設(shè)計(jì)的工藝，采用新設(shè)計(jì)的渦流分選機(jī)及其它機(jī)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(xiàn)，并通過(guò)總結(jié)出的提高渦流分選的方法與實(shí)驗(yàn)對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)渦流分選工序及其它工序的操作參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。
　　(i)廢棄硒鼓資源化生產(chǎn)線(xiàn)優(yōu)化的操作參數(shù)為:破碎機(jī)轉(zhuǎn)速1200

6、 rpm，篩網(wǎng)篩孔尺寸15 mm，破碎機(jī)裝備冷凝水系統(tǒng);旋風(fēng)分離器風(fēng)機(jī)風(fēng)速1.4 m/s;布袋除塵器風(fēng)機(jī)風(fēng)速0.3 m/s;磁選機(jī)轉(zhuǎn)速350 rpm(3.3 m/s);渦流分選機(jī)喂料速度40rpm(0.4 m/s)，磁輥轉(zhuǎn)速800 rpm(7.5 m/s)。生產(chǎn)線(xiàn)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(xiàn)優(yōu)化的操作參數(shù)為:破碎機(jī)轉(zhuǎn)速1800 rpm，篩網(wǎng)篩孔尺寸10 mm，

7、破碎機(jī)外壁裝備冷凝水系統(tǒng);活性炭吸附塔風(fēng)機(jī)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(jī)風(fēng)機(jī)風(fēng)速0.95 m/s;磁選機(jī)轉(zhuǎn)速350 rpm(3.3 m/s);渦流分選機(jī)喂料速度:40 rpm(0.4 m/s)，磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速1000 rpm(7.5 m/s)。生產(chǎn)線(xiàn)總功率240 kW，回收能力773.8 kg/h，回收率達(dá)97.6％。
　　對(duì)廢棄硒鼓資源化生產(chǎn)線(xiàn)噪聲排放水平、空氣顆粒物濃度、碳粉泄漏情況，對(duì)廢舊冰

8、箱箱體資源化生產(chǎn)線(xiàn)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(jìn)行了監(jiān)測(cè)和分析。
　　(i)廢棄硒鼓資源化生產(chǎn)線(xiàn)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果為:破碎，攪拌-磁選工序噪聲排放水平超過(guò)90 dB(A)（職業(yè)安全健康噪聲標(biāo)準(zhǔn)），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(dá)我國(guó)室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，TSP中碳粉有機(jī)組分濃度最高為0.026 mg/m3，PM10

9、中未檢測(cè)到碳粉有機(jī)組分，生產(chǎn)線(xiàn)不存在碳粉泄漏危害人體健康的危險(xiǎn)。
　　(ii)廢舊冰箱箱體資源化生產(chǎn)線(xiàn)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果為:破碎工序噪聲水平超過(guò)90 dB(A)（職業(yè)安全與健康噪聲標(biāo)準(zhǔn)），經(jīng)隔聲罩處理后噪聲水平降至69.7dB(A);破碎機(jī)和氣流分選機(jī)附件檢測(cè)到濃度6-9 mg/m3和5-7 mg/m3的CFC-11氣體，其值低于我國(guó)規(guī)定的氟化物排放濃度標(biāo)準(zhǔn)(11 mg/m3);破碎機(jī)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(chē)間內(nèi)和活性炭吸附塔氣流出口處均未檢測(cè)到CFC-11氣體;空氣顆粒物(TSP、PM10)濃度符合我國(guó)室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，且其中重金屬濃度不會(huì)威脅人體健康;生產(chǎn)線(xiàn)余灰中檢測(cè)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(guò)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)30倍，鉛的最高濃度超標(biāo)20倍。
　　以上研究為破碎廢棄硒鼓、廢舊