4.3固体废弃物重力分选解析
固体废物实训报告分选部分
一、引言随着我国经济的快速发展，固体废物产生量逐年增加，对环境造成了严重影响。
为了有效控制固体废物污染，实现资源的合理利用，固体废物分选技术应运而生。
本实训报告以固体废物分选部分为主要内容，通过实验和分析，探讨固体废物分选技术的原理、方法和应用。
二、实训目的1. 了解固体废物分选技术的原理和方法；2. 掌握固体废物分选实验的操作技能；3. 分析固体废物分选效果，为实际应用提供参考。
三、实训内容1. 固体废物分选原理固体废物分选是指利用物理、化学、生物等方法，将混合在一起的固体废物按照不同的性质进行分离的过程。
常见的固体废物分选方法有重力分选、磁力分选、浮选、风力分选等。
2. 实验操作（1）实验材料：不同粒度的砂石、铁粉、塑料、木屑等固体废物。
（2）实验设备：振动筛、磁力分离器、浮选机、风力分选机等。
（3）实验步骤：①将混合固体废物进行预处理，如破碎、筛分等，使其达到分选所需的粒度范围；②根据固体废物的性质，选择合适的分选方法进行分选；③对分选后的固体废物进行检测，分析分选效果。
3. 分选效果分析通过对实验数据的分析，得出以下结论：（1）重力分选：适用于粒度较大的固体废物，分选效果较好。
在实验中，砂石和铁粉的重力分选效果较好，塑料和木屑的重力分选效果较差。
（2）磁力分选：适用于含铁物质，分选效果较好。
在实验中，铁粉的磁力分选效果较好，砂石、塑料和木屑的磁力分选效果较差。
（3）浮选：适用于含油、含金属等物质，分选效果较好。
在实验中，塑料的浮选效果较好，砂石、铁粉和木屑的浮选效果较差。
（4）风力分选：适用于轻、重物质，分选效果较好。
在实验中，木屑的风力分选效果较好，砂石、铁粉和塑料的风力分选效果较差。
四、实训总结通过本次固体废物分选实训，我们掌握了固体废物分选技术的原理和方法，了解了不同分选方法的特点和适用范围。
在实验过程中，我们学会了如何根据固体废物的性质选择合适的分选方法，并掌握了实验操作技能。
同时，通过对实验数据的分析，我们对固体废物分选效果有了更深入的了解。
最新固体废弃物处理与处置试卷及答案2
，，调整剂。
．厌氧发酵的产物主要是。
二．判断题（对的划√，错的划×）（1’×8＝8分）强磁性物质可用弱磁选方法分选，弱磁性物质可用强磁选方法分选，收运路线应当首先从地势低的地区开始。
用氯的氧化作用来破坏剧毒的氰化物是一种经典方法。
在焚烧处理中若固废的热值较高可以用于发电。
高位热值是指固废的热值较高。
第一页三．简答题（6’×7＝42分）1．收运路线在单行道收集垃圾起点应尽量靠近街道入口处，为什么？2．粉煤灰的主要用途有哪些？3．在垃圾焚烧处理过程中，如何控制二噁英类物质（PCDDs）对大气环境的污染？4. 破碎机选择时应考虑哪些因素？为什么？5. 如何判断固体废物重力分选的可能性？6. 稳定化／固化处理技术主要应用于哪些方面？7．焚烧与热解的区别有那些？四．讨论题（20分）分析所居城市的生活垃圾主要有什么成分，请设计有效的处理方式。
B卷一．填空题1．资源化，减量化，无害化2．蒸发燃烧，分解燃烧，表面燃烧3．劈碎，剪切，磨剥4．密度5．重产物，轻产物6．捕收剂，起泡剂7．甲烷二．判断题对，错，对，对，错错，对，错三．简答题1.答：因为垃圾收集车的容积是有限的，对于单行道若收集车离街口较远的地方开始收集，那么进入单行街道可能收集到一半就会装满，那么单行道需要两次才能完成收集，所以尽量靠近街口是为了一次收集就可以完成任务。
2．答：○1用作建筑材料○2生产混凝土○3制转○4制陶粒○5筑路○6回填矿坑○7用作土壤改良剂○8用作农业肥料3．答：○1严格控制焚烧炉燃烧室温度和固体废物、烟气停留时间，确保固体废物剂烟气中的有机气体，包括二噁英类物质前驱体的有效焚毁率○2减少烟气在200-500度温度段的停留时间，以避免减少二噁英类物质在炉外生成○3对烟气进行有效的净化处理，以去除可能存在的微量二噁英类物质。
4．答：所需破碎能力，固废性质，颗粒大小，破碎产品粒径大小，供料方式，安装操作现场情况。
4.4固体废弃物磁力分选解析
F磁 排料
F机
固体废物颗粒通过磁选机的磁场时，同时受到磁力和机械力 （包括重力、离心力、介质阻力、摩擦力等）的作用。磁性
强的颗粒所受的磁力大于其所受的机械力，而非磁性颗粒所受的磁力很 小，则以机械力占优势。由于作用在各种颗粒上的磁力和机械力
的合力不同，使它们的运动轨迹也不同，从而实现分离。
磁性颗粒分离的必要条件是磁性颗粒所受的磁力必须大于与 它方向相反的机械力的合力，即 F磁 F 机
式中，F磁为磁性颗粒所受的磁力，F机为与磁力方向相反的机械力的合力。
该式不仅说明了不同磁性颗粒的分离条件，同时也说明了磁 选的实质，即磁选是利用磁力与机械力对不同磁性颗粒的不 同作用而实现的。
根据固体废物比磁化系数的大小，可将其中各种物质大致 分为以下三类：强磁性物质，其比磁化系数x0> 38×10－6 m3/kg，在弱磁场磁选机中可分离出这类物质；弱磁性物质， 其比磁化系数x0＝（0.19～7.5）×10－6 m3/kg，可在强磁 场磁选机中回收；非磁性物质，其比磁化系数x0< 0.19×10－6 m3/kg，在磁选机中可以与磁性物质分离。
将固体废物均匀地输送到皮带 运输机上，当废物经过磁力滚 筒时，非磁性或磁性很弱的物 质在离心力和重力作用下脱离 皮带面。而磁性较强的物质受 磁力作用被吸在皮带上，并由 皮带带到磁力滚筒的下部，当 皮带离开磁力滚筒伸直时，由 于磁场强度减弱而落入磁性物 质收集槽中。
固体废物
运输皮带
分离块
磁性物质 分隔档板
• 带式除铁器：铁物数量多，通过胶带装置排除铁物。
图4.22 除铁器 （a）一般式除铁器；（b）带式除铁器 1－电磁铁；2－吸铁箱；3－胶带装置；4－接铁箱
4．吸持型磁选机
固体废弃物分选方法
固体废弃物分选方法一、重力分选1、重介质分选通常将密度大于水的介质称为重介质，重介质分选在固体废物处理中的应用广泛。
在重介质中使固体废物中的颗粒按密度分开的方法称为重介质分选。
为使分选过程有效地进行，需选择重介质密度在固体废物中的轻物料密度和重物料密度之间，凡颗粒密度大于重介质密度的重物料都下沉，集中于分选设备的底部成为重产物，颗粒密度小于重介质密度的轻物料都上浮，集中于分选设备的上部成为轻产物，它们分别排出，从而达到分选的目的。
重介质分选的精度很高，入选颗粒粒度范围也可以很宽，很适合各种固体废物的处理与分选。
必须指出：粒度过小，特别是重介质密度与分离物质密度相近时沉降速度很小，分离很慢，所以在实际分离前，应筛去细粒部分，对于大密度物料，粒度下限2—3mm，轻密度物料粒度下限3—6mm，采用重悬浮液时，粒度下限可降至0.5mm。
重介质选矿的主要设备是螺旋溜槽等。
2、摇床分选摇床分选是细料固体物料分选应用比较广泛的方法之一。
摇床的床面近似长方形，微向轻产物排除端倾斜，床面上刻有沟槽。
有给水槽给入的洗水沿倾斜方向成薄层流过。
传动机构使床面作往复不对称运动，当物料送入给料槽时，在水流和摇动作用下，不同密度的颗粒在床面上呈扇形分布，从而达到分选的目的。
摇床按密度不同分选颗粒，但粒度和形状也影响分选的精确化，入摇床之前，需将物料用水力分级机分级，然后对多粒级单独选剔。
摇床分选用于分选细粒和微粒物料。
在固体废物处理中，目前主要用于从含硫铁矿较多的煤矸石中回收硫铁矿，这是一种分选精度很高的单元操作。
在摇床分选设备中最常用的是平面摇床。
二、磁力分选固体废物的磁力分选是借助磁选机产生的磁场是铁磁物质组分分离的一种方法。
在固体废物的处理系统中，磁选主要用做回收或富集黑色金属，或是在某些工艺中排除物料中的铁质物质。
固体废物按磁性可分为强磁性、中磁性、弱磁性和非磁性等组分。
这些不同磁性的组分通过磁场时，磁性较强的颗粒（通常为黑色金属），会被吸附到磁选设备上，而磁性弱的或非磁性颗粒就会被输送设备带走或受自身重力或离心力的作用掉落到预定的区域，从而完成分选过程。
4固体废物的压实破碎和分选
体积排率也即处理率，它等于压头每次压入容器的可压缩废物体积与每小时机器的 循环次数之积。通常要根据废物产生率来确定。 6．压实器与容器匹配
单纯破碎工艺
带预先筛分破碎工艺
带检查筛分破碎工艺
带预先筛分和检查筛分破碎
图3‐5 破碎基本工艺流程 工艺
4.2.3
固体废物破碎设备
剪切破碎机 Von Roll型往复式
Lincle‐mann型 旋转剪切式
冲击式破碎机 Universa型 Hazemag型
粉磨机 球磨机 自磨机
常见破 碎设备
颚式破碎机 简单摆动式 复杂摆动式 综合摆动式
属机加工过程的车削物经过压碎机挤压破碎，废物的尺寸会更小，更均匀， 使铲运机装卸更加经济方便，压碎的切屑或边角料的体积仅为原体积的1／ 3～1／5，既降低了运输费用，又减少了废物的贮存空间。此外，还可将压碎 物装入离心机，借助离心作用将其它的油分甩出回收。
压碎机有环式和锤式两种。 环式压碎机的剪切面大，适于金属切屑的破碎处理； 锤式破碎机适于金属边角料的破碎处理，可把废物尺寸破碎得很小。
第4章 固体废物的压实、破碎和分选技术
含水率超过90%的 固体废物,必须脱水 减容,以便于包装、 运输与资源化利用
4 浓缩脱水
用机械方 1 压实
法增加固 体废物聚集 程度，增大容重减少表 观体积，提高运输与管 理的一种操作技术。具 有减容和预稳定的作用
将固体废物中各种可回收 利用废物或不利于后续处 理工艺要求的废物组分采
02第一章：固体废弃物的预处理(分选)
§1-3 固体废弃物的分选
三、重力分选
D、重介质的组成
是由高密度的固体颗粒和水构成密度高于水 的固液两相分散体系（很象粥）。
E、对重介质性能的要求：
a. 具有一定的密度； b. 粘度低； c. 化学性能稳定（不与分选反应）； d. 无毒、无腐蚀性； e. 易回收； f. 经济、量大、易得。
床面：倾角为：1.5°- 5° 给水槽：小的细流； 给料槽： 床头：传动机构（向床尾方向，慢→ 快）； 床条：从床头→床尾，高→低，平行， 不等长。 参见，图1-28
§1-3 固体废弃物的分选
§1-3 固体废弃物的分选
三、重力分选
5. 摇床分选 C、颗粒运动规律：
纵剖面：由于分层和析离作用。由上至下为： 粗而轻 细而轻 粗而重 细而重
器以保护破碎设备。 …参见，图1-33。
§1-3 固体废弃物的分选
四、磁力分选
2. 磁流体分选
A、原理：利用磁流体作为分选介质，在磁场 或磁场和电场的联合作用下产生“加重”作 用，按固体废弃物各组分的磁性和密度或磁 性、导电性和密度的差异，使不同组分分离。 注：当固体废弃物的各组分的磁性差异小， 而密度或导电性差异较大时，采用此方法较 有效。
三、重力分选 C、跳汰分选设备：
a. 无活塞跳汰机 b. 隔膜式跳汰机（象半个皮球，空
气单向推动，水自由反回，象掏米）… 图1-24
§1-3 固体废弃物的分选
§1-3 固体废弃物的分选
三、重力分选
4. 风机分选（气流分选） A、原理：以空气为介质，在气流作用下， 使固体废物颗粒按密度和颗径进行分选 的一种方法。
E…筛分率（越高，筛分的效果就 越好） Q1…筛下物重量 Q1 Q1 E 100% 100% Q…入筛固体重量 a Q2 Q a…入筛物中小于筛孔的细粒含率 100 Q2…应过筛孔的物重。
第四章 固体废物分选
4.2.1 筛选的基本原理
表4.1 颗粒透筛概率P与颗粒相对粒度d/L的关系
d/L
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
P
0.810 0.640 0.490 0.360 0.250 0.160
N
2 2 2 3 4 7
d/L
0.7 0.8 0.9 0.95 0.99 0.999
P
0.090 0.040 0.010 0.002 5 0.000 1 0.000 001
固体废物处理与处置
第四章 固体废物分选
固体废物处理与处置
第四章 固体废物分选
1 2 3 4 5 6 7 8
固体废物处理与处置
分选方法 筛 选 重力分选 磁力分选 电力分选 浮 选 其他分选方法 分选处理系统
4.1 分选方法
1. 人工分选是最早采用的方法，适用于废物产源地、收 集站、处理中心、转运站或处置场，其成本主要取决 于劳动力费用，其效益主要取决于回收物资的市场价 格。
PXi
xi 100 % xi yi
7.第i个出料口中XI物料的回收率RXIi： RXIi
xIi 100 % xI0
8.第i个出料口中XI物料的纯度PXIi：P XIi
xIi 100 % x1i x 2i xNi
固体废物处理与处置
4.2 筛选
4.2.1 筛选的基本原理
费用低和维修方便，在固体废物回用中广泛应用。
固体废物处理与处置
4.2.3 筛选设备
⑵滚筒筛 滚筒筛也称转筒筛，其筛面是侧壁设筛孔的圆柱或圆锥 形筒，如图4.3所示。
图4.3 滚筒筛筛面 1—给料；2—运动方向；3—排出物；4—筛出物
固体废物处理与处置
固体废物的分选
固体废物的分选固体废物的分选，就是把固体废物中可回收利用的或不利于后续处理、处置工艺要求的物料分选出来，并加以综合利用的过程。
这是工业固体废物处理过程中重要的技术环节之一。
根据物料的物理或化学性质（包括粒度、密度、重力、磁性、电性、光电性、摩擦性、弹性和表面湿润性等）采用不同的分选方法。
分选方法包括人工拣选和机械分选，机械分选又分为筛分、重力分选、浮选、磁力分选、电力分选、光电分选，以及摩擦及弹性分选等技术。
一、固体废物分选的一般理论为了从一种混合物料中将各种纯净物质选别出来，分选过程可以按两级识别（两个排料口）或多级识别（两个以上排料口）来确定。
回收率：单位时间内某一排料口中排出的某一组分的量与进入分选机的此组分量之比。
——排出物料中某一组分的含量；式中，X1——入料中某一组分的含量。
X纯度：仅用回收率不能说明分选的效率，因此引入第二个工作参数——纯度。
——排出物料中另一组分的含量。
式中，Y1二、筛分1.筛分原理筛分一般适用于粗粒物料的分离，是利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料通过筛面（筛下产品），而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上（筛上产品），完成粗、细粒物料分离的过程，也是利用筛子将粒度范围较宽混合物料按粒度大小分成若干不同级别的过程。
筛分可分为两个阶段：物料分层（条件）和细粒透筛（目的）。
它主要与物料的粒度或体积有关，密度和形状对它的影响很小。
2.筛分效率筛分效率是指实际得到的筛下产品质量与入筛废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料的质量之比。
通常用筛分效率来描述筛分过程的优劣。
筛分效率：式中，Q——筛下物质量；——入筛原料质量；Qα——原料中小于筛孔尺寸的颗粒质量的百分含量。
3.影响筛分的因素影响筛分的因素主要有：①固体废物性质；②筛分设备性能（固定筛是50%，旋转筛是60%，摇动筛是70%，振动筛是90%）；③筛分操作条件。
4.筛分设备（1）固定筛：筛面由许多平行排列的筛条组成，多为倾斜安装。
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常用重液表
名称 化学成分 密度 (g/cm3) 2.15 2.91 2.9 2.97 3.33 3.65 4.25
溶液最 大密度 (g/cm3)
1.3 2.07 2.9 2.97 3.33 3.65 4.25
溶剂
氯化钙 氯化锌 三溴甲烷 四溴乙烷 二碘甲烷 碘化汞钡 丙二酸铋蚁酸铊
CaCl2 ZnCl2 CHBr3 C2H2Br4 CH2I2 HgI2+BaI2 CH2(COOTl)2+HCOOTl
3.8 3.3 2.5 2.5 2.8
磁性 强磁性 非磁性 强磁性 非磁性 非磁性
回收方法 磁选 浮选 磁选 浮选 浮选
重介质分选使用的分选介质有四种类型：有机溶液、矿物 盐类的水溶液、风砂介质（砂粒中充以空气形成悬浮体）、 矿物悬浮液。前两种为稳定介质，而后两种为不稳定介质 （或人为稳定介质）。
由于重介质分选是在液相介质中进行，不适合于包含可溶性物质的分 选，也不适合于成分复杂的城市垃圾分选。该法主要应用于矿业废物 的分选过程。
重选过程工艺条件
固体废物中颗粒间必须存在密度的差异 分选过程都在运动介质中进行 在重力、介质动力及机械力的综合作用下，使颗 粒群松散按密度分层 分好层的物料在运动介质流的推动下互相迁移， 彼此分离，并获取不同密度的最终产品。 也可以概括为： 具有密度差异的组分→运动介质→分散→沉降→分层 →分离。
通常重介质是由高密度的固体微粒和水构成的固液两 相分散体系，其特点有二：一是密度比水大；二是该 体系是非均匀介质。
（二）对加重质的要求
重介质的形式可以是重液和重悬浮液两大类，但重液价格 昂贵，只能在实验室中使用。在固体废物分选中只能使用 重悬浮液。 重介质中高密度固体微粒起着加大介质密度的作用，称为 加重质。 密度足够大 粘度低，化学稳定性好、使用时不易氧化和泥化 无毒、无腐蚀性 来源丰富，价格低廉，便于制备与再生 应有60%～90%的粒度小于200目，且均匀的分散于水中， 容积浓度一般为10%～15%，
浮选
浮选
（三）重介质分选设备
• 结构：主要由5部分组成 • 主要技术参数
转鼓长度 转鼓直径 分选面积 给料粒度 1800mm 1800mm 3.24m2 30-50mm 2 3 4 处理能力 转 速 15-20t/台· h 2r/min
重产品 轻产品 1 重介质，物料 5
该设备外形为一圆筒 形转鼓，由四个滚轮 支撑，通过圆筒腰间 的大齿轮由传动装置 带动旋转。在圆筒内 壁沿纵向设有扬板， 用以提升重产品到溜 槽内。圆筒水平安装 。
4.3 重力分选(gravity concentration)
基本原理 重介质分选 风力分选 跳汰分选 摇床分选
重选原理
根据固体废物中不同物质颗粒间的密度差异，在运动介质 中受到重力、介质动力和机械力的作用，使颗粒群产生松 散分层和迁移分离，从而得到不同密度产品的分选过程。 重力分选的介质有空气、水、重液(比重大于水的液体)、 重悬浮液等。固体废物重力分选的方法很多，按作用原理 可分为风力分选、重介质分选、跳汰分选、摇床分选等。
水 水 四氯化碳等 四氯化碳等 四氯化碳等 水 水
加重质的性质
种类 硅铁 密度 (g/cm3) 6.9 莫氏 硬度 6 重悬液的 最大密度 3.8 回收 方法 磁选
方铅矿
磁铁矿
7.5
5.0
2.5-2.7
6
3.3
2.5
浮选
磁选
黄铁矿
毒砂 (FeAsS)
4.9-5.1
5.9-6.2
6
5.5-6
2.5
2.8
4.3.1 重介质分选
（一）基本概念
重介质分选是在重介质（密度大于水的非均匀介质， 包括重液和重悬浮液两种流体）中使固体废物中的颗 粒群按其密度的大小分开以达到分离目的的方法。为 能达到良好的分选效果，关键是重介质的选择。 所选择重介质密度介于轻物料密度和重物料密度之 间： ρL< ρC< ρW
4.3.2 跳汰分选(jigging)
• 分选原理及工作过程 • 跳汰机 • 影响因素
（1）分选原理及工交变水流，使物料在 松散和沉降过程中按密度分层进而分离的一种重选 方法。
• 分选原理及过程
–物料给入→在上升水流作用下松散→在下降水流中 沉降→在交变作用下分层→分别排出（图4-10）； –物料在交变水流中的分层过程见图4-11。
⑴稳定介质:在很长时间内能保持自己物理性质的介质。
①有机溶液：通常使用的有：四氯化碳，四溴乙烷，二溴乙烷，五氯乙 烷；三氯乙烷；三溴甲烷。此外还有苯、二甲苯等。
②矿物盐类的水溶液：如氯化钙、氯化锌易溶于水，可用于分选。
⑵不稳定介质（人为稳定介质）
①风砂介质：它是利用气流使固体粒子形成悬浮体（流态化床层），用 以进行干法重介质分选（或称空气重介质分选）。通常采用30～80目的 砂粒为介质。 ②矿物悬浮液：它是由很细的固体微粒与水混合组成悬浮液。矿物悬浮 液与重液不同，它属于粗分散体系。固体微粒为分散相，水为分散媒。
图4.8 圆筒形转鼓
圆筒形转鼓结构及原理
固体废物和重介质一 起由圆筒一端给入， 在向另一端流动过程 中，密度大于重介质 的颗粒沉于槽底，由 扬板提升落入溜槽内 ， 被排出槽外为重产品； 密度小于重介质的颗 粒随重介质流入圆筒 溢流口排出成为轻产 物。
重介质分选的一般工艺流程包括重介质制备、分选、介质回 收与利用等。
常用的加重质
重悬浮液的加重质通常主要是硅铁，其次还可采用方铅 矿、磁铁矿和黄铁矿，它们的性质如表4.3所示。
种类 硅铁 方铅矿 磁铁矿 黄铁矿 毒砂
密度(g/cm3) 6.9 7.5 5.0 4.9～5.1 5.9～6.2
摩氏硬度 6 2.5～2.7 6 6 5.5～6
配成重悬浮液的
max （g/cm3）
重介质 重介质制备
固体废物
重介质分选机
脱介筛 浓介质
脱介筛 轻产物
浓介质
重产物
重介质回收净化 杂物
重介质分选原则流程
重介质分选的优缺点
• 优点
–分选指标高，处理能力大；（按密度差异分选，粒度 和形状影响小） –分选粒度范围宽，分选流程简单；（无须分级入选） –设备构造简单，操作容易
• 缺点
–重介质的制备，回收，再生系统复杂 –设备磨损快（重介质密度、浓度大）