1、第三章第三章 固体废物固体废物 的破碎和细磨的破碎和细磨 固体废物处理与处置固体废物处理与处置 细 磨2低温破碎3破 碎1第三章 固体废物的破碎和细磨3.1 破碎3.1.1 3.1.1 破碎概念和目的破碎概念和目的 3.1.2 3.1.2 破碎理论破碎理论 3.1.3 3.1.3 固体废物的机械强度和破碎方法固体废物的机械强度和破碎方法 3.1.4 3.1.4 破碎设备破碎设备3.1.1 破碎概念和目的 固体废物固体废物进行破碎进行破碎的目的的目的减小固体废物的容积，便于运输和贮存为固体废物的分选工序提供适合的粒度，从而更有效地回收固体废物中的有用成分防止粗大、锋利的固体废物损坏后续处理工序（
2、如分选、焚烧和热解）中的设备或炉膛3.1.1 破碎概念和目的 固体废物固体废物进行破碎进行破碎的目的的目的增加固体废物的比表面积，提高焚烧、热分解、熔融等工序的稳定性和效率为后续处理和资源化提供合适的尺寸。破碎后的生活垃圾压实程度高，密度均匀，在进行填埋处置时，可以加快复土还原。3.1.2 破碎理论 层压破碎理论层压破碎理论 物料破碎的概念历史悠久，早在20世纪50年代关于破碎的研究工作就开始大规模展开，通过不断地寻求高效率的破碎技术，实现工矿业的节能减耗，降低成本。 基于这两个认识形成的“层压破碎理论”，与传统的挤压破碎理论不同，后者认为物料的破碎是基于单颗粒，破碎发生在颗粒与衬板之间。3.
3、1.2 破碎理论 自冲击破碎理论自冲击破碎理论自冲击破碎理论是20世纪80年代提出的，和传统板锤与物料间发生冲击的破碎方式不同，自冲击破碎是物料与物料之间的冲击破碎。一部分物料通过高速旋转装置获得动能，与另一部分靠自身重力落下的物料产生冲击破碎，在破碎腔内还有一部分物料形成自衬式工作部件，防止机器本身受到磨损。3.1.3 固体废物的机械强度和破碎方法 固体废物的机械强度固体废物的机械强度固体废物的机械强度是指固体废物抗破坏（包括破碎、磨损、挤压、弯曲、变形等）的能力，即固体废物受外力作用时，其单位面积上所能承受的最大负荷。通常用静载下测定的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度来表示。3.1.
4、3 固体废物的机械强度和破碎方法 破碎方法破碎方法干式破碎干式破碎a a挤压；挤压；b b劈碎；劈碎；c c剪切；剪切；d d磨碎；磨碎；e e冲击破碎冲击破碎图图3.1 3.1 机械能破碎几种方式机械能破碎几种方式3.1.3 固体废物的机械强度和破碎方法 湿式破碎湿式破碎图图3.23.2湿式破碎机的结构原理湿式破碎机的结构原理1 1电动机；电动机；2 2筛网；筛网；3 3含纸垃圾；含纸垃圾；4 4转子；转子；5 5斗式脱水提升机；斗式脱水提升机；6 6有色金属；有色金属；7 7铁；铁；8 8循环用水；循环用水；9 9浆液；浆液；1010减速机减速机3.1.3 固体废物的机械强度和破碎方法 半
5、湿式破碎半湿式破碎图图3.3 3.3 半湿式破碎机结构原理半湿式破碎机结构原理3.1.3 固体废物的机械强度和破碎方法 破碎比和破碎段破碎比和破碎段在破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比。破碎比表示废物粒度在破碎过程中减少的倍数，也表征废物被破碎的程度。其计算方法有两种：固体废物破碎前的最大粒度（Dmax）与破碎后最大粒度（dmax）来计算破碎比i，即 maxmax/iDd3.1.3 固体废物的机械强度和破碎方法 用固体废物破碎前的平均粒度（Dcp）与破碎后平均粒度（dcp）来计算破碎比i，即 总破碎比等于各段破碎比的乘积： /cpcpiDd123niiiii3.1.3 固体废
6、物的机械强度和破碎方法 破碎流程破碎流程 图图3.4 3.4 破碎的基本工艺流程破碎的基本工艺流程3.1.3 固体废物的机械强度和破碎方法 单纯的破碎流程单纯的破碎流程见图3.4中（a），具有组合简单、操作控制方便、占地面积少等优点，但破碎产品的粒度不高。带有预先筛分的破碎流程带有预先筛分的破碎流程由图3.4中（b）所示，其特点是预先筛分废物中不需要破碎的细粒，相对地减少了进入破碎机的总给料量，避免过度粉碎，有利于减耗节能。3.1.3 固体废物的机械强度和破碎方法 带有检查筛分的后两种破碎流程带有检查筛分的后两种破碎流程由图3.4中（c）和（d）所示，其特点是能够将破碎产物中大于所要求尺寸的产
7、品颗粒分选出来，送回破碎机进行再破碎。因此，该流程可获得完全符合粒度要求的产品。 3.1.4 破碎设备颚式破碎机颚式破碎机简单摆动型颚式破碎机图图3.5 3.5 简单摆动型颚式破碎机简单摆动型颚式破碎机1 1机架；机架；2 2固定齿板；固定齿板；3 3动颚齿板；动颚齿板； 4 4前肘板；前肘板；5 5可动颚板；可动颚板；6 6心轴；心轴；7 7偏心轴；偏心轴；8 8连杆；连杆；9 9飞轮；飞轮；1010后肘板；后肘板；1111拉杆；拉杆；1212调整千斤顶调整千斤顶3.1.4 破碎设备图图3.63.6简摆颚式破碎机工作原理示意图简摆颚式破碎机工作原理示意图1 1心轴；心轴；2 2偏心轴；偏心轴
8、；3 3连杆；连杆；4 4后肘板；后肘板；5 5前肘板前肘板3.1.4 破碎设备复杂摆动型颚式破碎机图图3.7 3.7 复杂摆动型颚式破碎机复杂摆动型颚式破碎机1 1机架；机架；2 2可动颚板；可动颚板；3 3固定颚板；固定颚板；4 4，5 5破碎齿板；破碎齿板；6 6偏偏心转动轴；心转动轴；7 7轴孔；轴孔；8 8飞轮；飞轮；9 9肘板；肘板；1010调节楔；调节楔；1111模块；模块；1212水平拉杆；水平拉杆；1313弹簧弹簧3.1.4 破碎设备图图3.83.8复摆颚式破碎机工作原理示意图复摆颚式破碎机工作原理示意图1 1固定颚板；固定颚板；3 3可动颚板；可动颚板；4 4前（后）推力板
9、；前（后）推力板；5 5偏心轴偏心轴3.1.4 破碎设备新型颚式破碎机图图3.9 3.9 新型颚式破碎机新型颚式破碎机1 1飞轮；飞轮；2 2偏心轴；偏心轴；3 3动颚；动颚；4 4定颚（机体）；定颚（机体）；5 5转子；转子；6 6齿轮箱；齿轮箱；7 7下料斗；下料斗；8 8联轴器；联轴器；9 9电机；电机；1010三角带；三角带；1111皮带轮；皮带轮；1212进料斗进料斗3.1.4 破碎设备双腔颚式破碎机图图3.10 3.10 双腔颚式破碎机机构示意图双腔颚式破碎机机构示意图1 1固定颚板固定颚板a a；2 2活动颚板活动颚板a a；3 3动颚；动颚；4 4偏心轴；偏心轴；5 5连杆；连
10、杆；6 6活动颚板活动颚板 b b；固定颚板；固定颚板b b；I I破碎腔破碎腔a a；IIII破碎腔破碎腔b b3.1.4 破碎设备振动颚式破碎机 图图3.11 3.11 振动颚式破碎机振动颚式破碎机1 1机座；机座；2 2颚板；颚板；3 3不平衡振动器；不平衡振动器；4 4扭力轴扭力轴3.1.4 破碎设备锤式破碎机图图3.12 3.12 单转子锤式破碎机的示意图单转子锤式破碎机的示意图1 1检修孔；检修孔；2 2盖板；盖板；3 3螺栓螺栓3.1.4 破碎设备目前专用于破碎固体废物的锤式破碎机有以下几种类型：BJD型普通锤式破碎机图图3.13 BJD3.13 BJD型普通锤式破碎机型普通锤式
11、破碎机1 1锤子；锤子；2 2旁路；旁路；3 3格栅；格栅；4 4测量头测量头3.1.4 破碎设备BJD型破碎金属切屑的锤式破碎机图图3.14 BJD3.14 BJD型破碎金属切屑的锤式破碎机型破碎金属切屑的锤式破碎机1 1衬板；衬板；2 2弹簧；弹簧；3 3锤子；锤子；4 4筛条；筛条；5 5小门；小门；6 6非破碎物收集区；非破碎物收集区；7 7给料口给料口3.1.4 破碎设备Hammer Mills型锤式破碎机图图3.15 Hammer Mills3.15 Hammer Mills型锤式破碎机型锤式破碎机1 1切碎机本体；切碎机本体；2 2锤头（小）；锤头（小）；3 3锤头（大）；锤头（
12、大）；4 4压缩给料压缩给料机；机；5 5切断垫圈；切断垫圈；6 6栅条；栅条；7 7输送器输送器3.1.4 破碎设备Novorotor型双转子锤式破碎机图图3.16 Novorotor3.16 Novorotor型双转子锤式破碎机型双转子锤式破碎机1 1细粒级产品出口；细粒级产品出口；2 2风力分级器；风力分级器；3 3物料入口物料入口3.1.4 破碎设备冲击式破碎机冲击式破碎机图图3.17 Universa3.17 Universa型冲击式破碎机型冲击式破碎机1 1板锤；板锤；2 2筛条；筛条；3 3研磨板；研磨板；4 4冲击板；冲击板；5 5链幕链幕3.1.4 破碎设备图图3.18 Ha
13、zemag3.18 Hazemag型冲击式破碎机型冲击式破碎机1 1固体废物；固体废物；2 2一级冲撞板（固定刀）；一级冲撞板（固定刀）；3 3二级冲撞板（固定刀）；二级冲撞板（固定刀）；4 4排出口；排出口； 5 5旋转打击刀旋转打击刀3.1.4 破碎设备图图3.19 3.19 内通道式破碎机结构示意图内通道式破碎机结构示意图1 1进料斗；进料斗；2 2机盖；机盖；3 3主轴；主轴；4 4筒体；筒体；5 5上转子；上转子；6 6下转子；下转子；7 7底盘；底盘；8 8机座；机座；9 9带轮；带轮；1010下料斗；下料斗；1111张紧装置；张紧装置；1212电动机电动机3.1.4 破碎设备剪切
14、式破碎机剪切式破碎机Von Roll型往复剪切破碎机图图3.20 Von Roll3.20 Von Roll型往复剪切破碎机型往复剪切破碎机3.1.4 破碎设备Lindemann型剪切破碎机图图3.21 Lindemann3.21 Lindemann型剪切破碎机型剪切破碎机1 1剪切刀片；剪切刀片；2 2压紧器；压紧器；3 3送料器；送料器；3.1.4 破碎设备旋转剪切破碎机图图3.22 3.22 旋转剪切式破碎机旋转剪切式破碎机1 1旋转刀；旋转刀；2 2固定刀固定刀3.1.4 破碎设备油压式剪切破碎机图图3.23 3.23 油压式剪切破碎机油压式剪切破碎机1 1加料仓；加料仓；2 2推料装
15、置；推料装置；3 3预压缩装置；预压缩装置；4 4推料板；推料板；5 5给料台；给料台；6 6压紧装置（冲压）；压紧装置（冲压）；7 7横向剪切刀；横向剪切刀；8 8纵向剪切刀（横切）；纵向剪切刀（横切）；9 9剪切装置（刀具）剪切装置（刀具）3.1.4 破碎设备辊式破碎机图图3.24 3.24 光面双辊式破碎机光面双辊式破碎机3.1.4 破碎设备辊式破碎机（a a）双齿辊破碎机；）双齿辊破碎机； （b b）单齿辊破碎机）单齿辊破碎机图图3.25 3.25 齿辊破碎机工作原理齿辊破碎机工作原理3.1.4 破碎设备颚辊破碎机 图图3.26 3.26 颚辊破碎机破碎原理图颚辊破碎机破碎原理图1 1
16、颚式破碎机；颚式破碎机；2 2破碎物料；破碎物料；3 3对辊破碎机；对辊破碎机；4 4减振弹簧减振弹簧3.1.4 破碎设备自冲击破碎机自冲击破碎机图图3.27 “3.27 “石打石石打石”自破碎自破碎3.1.4 破碎设备废钢破碎机废钢破碎机废钢铁已被公认为理想的炼钢原料，随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，机械设备、汽车、家用电器等不但数量增多，而且更新周期缩短，产生了大量的含有废钢铁的固体垃圾，这也促进了废钢铁加工业的发展。3.1.4 破碎设备破碎机破碎机处理后的处理后的废钢的特点废钢的特点料形整齐，规格相近有较高的堆比重有较高的堆比重纯度较高3.1.4 破碎设备利用破碎钢利用破碎钢进行
17、钢铁冶炼进行钢铁冶炼的优点的优点收得率高钢水的化学成份稳定，硫磷含量低冶炼周期缩短炉内衬里寿命延长空气污染和炉渣减少每吨钢水的耗电量降低3.1.4 破碎设备利用破碎机利用破碎机进行废钢的进行废钢的加工回收，加工回收，存在的优势存在的优势扩大了加工回收范围价值空间高运输方便、高效3.1.4 破碎设备废钢破碎机是废钢破碎线的主体设备。Newell公司的SHD型破碎机图图3.28 SHD3.28 SHD型破碎机构造图型破碎机构造图1 1安全帘；安全帘；2 2进料滚筒；进料滚筒；3 3不可破碎物排放门；不可破碎物排放门；4 4转子；转子；5 5筛；筛；6 6钢砧；钢砧；7 7废钢料废钢料3.1.4 破
18、碎设备Lindemann公司ZK型破碎机图图3.29 ZK3.29 ZK型破碎机构造图型破碎机构造图1 1废钢；废钢；2 2进料辊；进料辊；3 3压盖；压盖；4 4转动压臂；转动压臂；5 5转子；转子；6 6旋转格栅；旋转格栅；7 7活动铁砧；活动铁砧；8 8抽尘装置抽尘装置3.2 细磨3.2.1 3.2.1 细磨原理和方法细磨原理和方法 3.2.2 3.2.2 细磨设备细磨设备3.2.1 细磨原理和方法 细磨是固体废物破碎过程的后续，在固体废物处理与资源化中得到广泛的应用。通常细磨有三个目的：对废物进行最后一段粉碎，使其中各种成分单体分离，为下一步分选创造条件；对多种废料原料进行粉磨，同时起
19、到把它们混合均匀的作用；制造废物粉末，增加物料比表面积，加速物料化学反应的速度。 3.2.2 细磨设备 球磨机图图3.30 3.30 球磨机结构球磨机结构 （a a）和工作原理；（）和工作原理；（b b）示意图）示意图1 1筒体；筒体；2 2端盖；端盖；3 3轴承；轴承；4 4大齿轮；大齿轮；5 5钢球钢球3.2.2 细磨设备球磨机中钢球被提升的高度与抛落的运动轨迹，主要由筒体的转速和筒内的装载量决定。当装载量一定时，球磨机以不同转速回转时，筒体内的磨介可能出现三种基本运动状态。（a a）泻落状态；（）泻落状态；（b b）抛落状态；（）抛落状态；（c c）离心状态）离心状态图图3.31 3.3
20、1 磨介的运动状态磨介的运动状态3.2.2 细磨设备溢型球磨机图图3.32 3.32 流溢型球磨机构造图流溢型球磨机构造图1 1筒体；筒体；2 2端盖；端盖；3 3大齿圈；大齿圈；4 4轴承；轴承；5 5、6 6衬板；衬板；7 7给料器；给料器；8 8给料管；给料管；9 9排料管；排料管；1010人孔人孔3.2.2 细磨设备格子型球磨机图图3.33 3.33 格子型球磨机工作原理示意图格子型球磨机工作原理示意图1 1格子板；格子板；2 2举板举板3.2.2 细磨设备图图3.34 3.34 格子型球磨机构造图格子型球磨机构造图1 1给料器；给料器；2 2进料管；进料管；3 3主轴承；主轴承；4
21、4端衬板；端衬板；5 5端盖；端盖；6 6筒体；筒体；7 7筒体衬板；筒体衬板；8 8人孔；人孔；9 9楔形压条；楔形压条；1010中心衬板；中心衬板；1111排料格子板；排料格子板；1212大齿轮；大齿轮；1313端盖；端盖；1414锥形体；锥形体；1515楔铁；楔铁；1616联轴节；联轴节；1717电动机电动机3.2.2 细磨设备风力排料球磨机图图3.35 3.35 风力排料球磨机构造图风力排料球磨机构造图1 1给料口；给料口；2 2密封装置；密封装置；3 3筒体；筒体；4 4石棉垫；石棉垫；5 5毛毡；毛毡；6 6端盖；端盖；7 7排料口排料口3.2.2 细磨设备给料器（a a）鼓式：）
22、鼓式：1 1壳体；壳体；2 2盖子；盖子；3 3隔板隔板 （b b）蜗式：）蜗式：1 1勺子；勺子；2 2勺头勺头 （c c）联合式：）联合式：1 1壳体；壳体；2 2勺子；勺子；3 3勺头；勺头；4 4盖子盖子图图3.36 3.36 给料器示意图给料器示意图3.2.2 细磨设备 棒磨机棒磨机棒磨机和溢流型球磨机结构基本类似，但是前者采用钢棒作为细磨介质。为了防止筒体旋转时钢棒歪斜而产生乱棒现象，棒磨机的锥形端盖敷上衬板后，内表面是平直的。钢棒长度一般比筒体长度短2050 mm。3.2.2 细磨设备 砾磨机砾磨机砾磨机是一种用砾石或卵石作细磨介质的细磨设备，是古老的细磨设备之一。由于细磨机的生
23、产率与细磨介质的比重成正比，因此砾磨机的筒体尺寸要比相同生产率的球磨机大。同时，其衬板一般要求能够夹住细磨介质，形成“自衬”，以减少衬板磨损，加强提升物料能力和固体废物间的粉碎作用。3.2.2 细磨设备 自磨机自磨机自磨机又称无介质磨机，分干磨与湿磨两种。干式自磨机的物料粒度一般为300400 mm，一次磨细到0.1 mm以下，粉碎比可达30004000，比球磨机等有介质磨机大数十倍。3.3 低温破碎3.3.1 3.3.1 低温破碎原理和流程低温破碎原理和流程3.3.2 3.3.2 低温破碎的应用低温破碎的应用3.3.1 低温破碎原理和流程常温破碎装置噪声大、振动强、产生粉尘多，此外还具有爆炸
24、性、污染环境以及过量消耗动力等缺点。在选用不同类型的机械设备时，需要根据实际情况，通过多种方案的比较，尽量减少弊病，满足处理的需要。3.3.1 低温破碎原理和流程将固体废物如钢丝胶管、汽车轮胎、塑料或橡胶包覆电线电缆、废家用电器等复合制品，先投入预冷装置，然后进入浸没冷却装置，橡胶、塑料等易冷脆物质迅速发生脆化，最后送入高速冲击破碎机破碎，使易脆物质脱落粉碎。图图3.37 3.37 低温破碎工艺流程图低温破碎工艺流程图3.3.2 低温破碎的应用塑料低温破碎塑料低温破碎各种塑料的脆化点。冷冻装置。采用仅具有拉伸、弯曲、压缩作用力的简单破碎机时，低温破碎所需动力大于常温破碎。膜状塑料难于低温破碎。
25、根据以上判断，低温破碎应选择以冲击力为主、拉力和剪切力为辅的破碎机合适。3.3.2 低温破碎的应用金属混合物的选择性低温破碎金属混合物的选择性低温破碎美国矿山局利用低温破碎技术从有色金属混合物、包覆电线等固体废弃物中回收铜、铝、锌。多次试验发现，对2575 mm大小的混合金属进行低温破碎(72，1 min)后，所得25 mm以下产物中可回收97的铜，100的铝(不含锌)；25 mm以上产物中可回收2.8的铜，100的锌(不含铝)，说明低温破碎能进行选择性破碎分离。3.3.2 低温破碎的应用废轮胎低温破碎废轮胎低温破碎图3.38为废轮胎低温破碎装置，废轮胎置于传送带上，经压孔机压孔之后进入冷却装
26、置预冷，然后再进入浸没冷冻槽冷冻。1 1传送带；传送带；2 2压孔机；压孔机；3 3冷冻装置；冷冻装置；4 4浸没冷冻槽；浸没冷冻槽；5 5冲击破碎机；冲击破碎机；6 6磁选机；磁选机；7 7锤式破碎机；锤式破碎机；8 8粒度分选机粒度分选机图图3.38 3.38 汽车轮胎低温破碎装置汽车轮胎低温破碎装置3.3.2 低温破碎的应用废弃电路板的低温破碎废弃电路板的低温破碎低温破碎技术也是破碎废物电路板的有效方法，如德国Daimler-Benz Ulm研究中心的废电路板机械处理工艺，在破碎阶段用旋转切刀将废板切成2 cm2 cm的碎块，磁选后再用液氮冷却，然后送入锤磨机碾压成细小颗粒，从而达到好的解离效果。Thank youThank you
