重力分選

1、重力分選,重力分選原理,重力分選是根據固體廢物中不同物質間的密度差異進行分選的方法。重選都是在介質中進行的，常用介質有水、空氣、重液和懸浮液。由于介質對運動的物質顆粒有浮力和阻力，不同性質的顆粒物的運動狀態(tài)出現(xiàn)差異，彼此分離。,重選過程中物質顆粒的基本運動形式：在介質中沉降。一定介質中，一定的物質顆粒重力一定，而阻力則和物粒的沉降速度有關。物粒以一定速度沉降，這種速度稱為沉降末速。在一定介質中，物粒的粒度和密度越大，沉降末速度

2、就越大，若不同物質的粒度相同，則密度大的末速度就大，優(yōu)先沉降。,重選必須在運動的介質中進行，只有在運動的介質中，緊密的物料床層才能得到松散，分層才得以進行。重選基本規(guī)律：,物料層松散,,分層,,分離,沉降,運搬,重選中介質的運動形式有：,（1）垂直運動：包括連續(xù)上升介質流，間斷上升介質流，上升與下降交替介質流。（2）水平運動：包括傾角較小的斜面介質流。（3）回轉運動：包括不同方向的回轉介質流。根據分選介質及其運動形式，重選可分

3、為風力分選、重介質分選、跳汰分選、搖床分選和溜槽分選等。,風力分選,（一）風選(Wind Separation)定義：風力分選簡稱風選，又稱氣流分選，是以空氣為分選介質，將輕物料從較重物料中分離出來一種方法。風選實質上包含兩個分離過程：分離出具有低密度、空氣阻力大的輕質部分(提取物)和具有高密度、空氣阻力小的重質部分(排出物)；進一步將輕顆粒從氣流中分離出來。后一分離步驟常由旋流器完成、與除塵原理相似。,（二）風力分選原理,在風選過

4、程中應用的風壓不超過1MPa，所以，實際上可以忽略空氣的壓縮性，而將其視為具有液體性質的介質。顆粒在水中的沉降規(guī)律也同樣適用于在空氣中的沉降，但由于空氣密度較小，與顆粒密度相比可忽略不計，故顆粒在空氣中的沉降末速V0為：,1、顆粒在空氣中的沉降末速,從上式中可看出：當顆粒粒度一定時，密度大的顆粒沉降末速V0大；當顆粒密度ρs相同時，直徑d大的顆粒沉降末速大。,,2、等降比,由于顆粒的沉降末速與顆粒的密度、粒度及形狀有關，

5、因而在同一介質中，不同性質的顆?？梢跃哂邢嗤某两的┧?，這樣的相應顆粒稱為等降顆粒。其中，密度小的顆粒粒度與密度大的顆粒粒度之比，稱為等降比。,,等降比越大，越不利于按密度分級。所以，為了提高分選效率，在風選之前需要將廢物進行窄分級，或經破碎使粒度均勻后，使其按密度差異進行分選。,,（三）風選設備 按氣流吹入分選設備內的方向不同，風選設備可分為兩種類型：水平氣流（臥式）風選機和上升氣流（立式）風選機。,物料是在空氣

6、動壓力及本身重力作用下按粒度或密度進行分選的。,當水平氣流速度u一定，顆粒粒度d相同時，密度ρs大的顆粒沿與水平夾角較大方向運動;密度ρs較小的顆粒則沿夾角較小的方向運動，從而達到按密度差異分選的目的。,水平氣流分選機構造簡單，維修方便，但分選精度不高，一般很少單獨使用，常與破碎、篩分、立式風力分選機組成聯(lián)合處理工藝。立式風力分選機則分選精度較高。,上升氣流干涉沉降,顆粒在空氣中沉降所受到的阻力遠小于在水中，故常采用上升氣

7、流以縮短顆粒達到沉降末速的時間和距離，顆粒實為干涉沉降。在干涉條件下，上升氣流速度遠小于顆粒的自由沉降末速時，顆粒群就呈懸浮狀態(tài)。,為了使物料在分選機內達到較好的分選效果，就要讓氣流在分選筒內產生湍流和剪切力，從而把物料團塊進行分散。為此風力分選常常和其他分選手段結合在一個設備中。,重介質,BLH,重介質分選,：在重介質中使固體廢物中的顆粒群按密度分開的方法稱為重介質分選（heavy media separation)又稱浮沉法

8、。其分選工藝一般包括介質制備、分選、介質回收與再生等。,為使分選過程有效地進行,需選擇重介質密度在固體廢物中的輕物料密度和重物料密度之間：ρL(輕物料）＜ρ＜ ρW(重物料）,：通常將密度大于水的介質稱為重介質，是由高密度的固體微粒和水構成的固液兩相散體系。,重介質分選,合力G0＝V(δ－Δ)g；V為顆粒體積；δ為顆粒密度；Δ為重介質密度；g為重力加速度； 對δ＞Δ的礦粒,G0為正,即下沉；δ＜Δ的顆粒，G0為負，上浮

9、。,四溴乙烷和丙酮的混合物(密度為2·4g/cm)五氯乙烷(密度為1·67g/cm),,重介質可以分為重液和重懸浮液兩大類。,1、重液,,可將鋁從輕重物料中分離出來。,在選煤中常應用,重液：有四氯化碳、氯化鈣水溶液等，但因它們價格昂貴，不易回收，或有毒，多用于試驗室應用。,影響重介質分選效率的懸浮液基本性質是密度粘度穩(wěn)定性,2、懸浮液,懸浮液：在液體中不溶解的固體被分散并保持流動狀態(tài)。由水和加重劑混合而成

10、,比重為1.25～4.0，隨選用的加重劑密度及其與水的配比而變化。加重劑為粘土、石英和方鉛礦等細粒固體，根據對重懸浮液所需比重選用。,粘度增大,則顆粒阻力增大,降低分選的精度與設備生產率;降低粘度,可以提高分選速度,但令穩(wěn)定性降低。,重介質分選的精度很高,入選顆粒粒度范圍也較寬,很適合各種固體廢物的處理與分選?？梢苑诌x密度差很小的物粒（在理想條件下,可以分選密度僅相差0.2 g/ cm3 的兩種礦物）,處理能力大。 該法主要應用與礦業(yè)廢

11、物的分選，可用于分離多種金屬，特別是從廢金屬混合物中回收鋁。,重介質分選優(yōu)點,必須指出：入選顆粒粒度過小,特別是重介質密度與分離物質密度相近時沉降速度很小,分離很慢,所以在實際分離前,應篩去細粒部分,對于大密度物料,粒度下限2~3mm,輕密度物料粒度下限3~6mm,采用重懸浮液時,粒度下限可降至0·5mm。,重介質分選缺點,由于重介質分選是在液相介質中進行,不適合包含可溶性物質的分選,也不適合成分復雜的城市垃圾分選。且重介質本

12、身穩(wěn)定性好的成本高，成本低易于回收的穩(wěn)定性差。,固體廢物進行重介質分選的條件: ⑴固體廢物中顆粒間必須存在密度的差異;⑵分選過程都是在運動介質中進行的; ⑶在重力、介質動力及機械力的綜合作用下，使顆粒群松散并按密度分層; ⑷分好層的物料在運動介質流的推動下互相遷移，彼此分離，并獲得不同密度的最終產品。,重介質分選機有：①圓筒形分選機②錐形分選機③鼓形分選機④重介質振動槽⑤重介質旋流器,選煤常用角錐形、深槽型及淺槽型重介

13、質分選機。重產品排出則視情況選用立輪、斜輪、刮板或螺旋輸送機等裝置，從而構成多種型式的重介質分選機。在選礦中以圓筒形重介質分選機用得最多。,,分選塊狀物料,分選細粒物料,BLH,鼓形重介質分選機,BLH,鼓形重介質分選機,鼓形重介質分選機,跳汰分選(jig separation)是在垂直脈沖介質中顆粒群反復交替的膨脹收縮，按密度分選固體廢物的一種方法。跳汰分選是一種常用的重力分選方法,可以用來處理密度差較大的粗大顆粒廢物。,它使磨細的混

14、合廢物中的不同密度的粒子群,在垂直脈動運動介質中按密度分層、小密度的顆粒群位于上層,大密度的顆粒群位于下層,從而實現(xiàn)物料分離。,跳汰分選,BLH,跳汰分選時，將固體廢物放入跳汰機的篩板上，形成密集的物料層，從篩板的下面周期性的給入脈沖水流，使物料層松散并按密度分層，上層的輕物料被水平水流帶到機外，成為輕產物，下層的重料一部分透過篩板成為篩下重物，還有部分篩上物質。,跳汰的介質可以是水或空氣。目前用于固體廢物分選的介質都是水。跳汰分選為古

15、老的礦物加工分選技術,在固體廢物分選中, 主要用作混和金屬廢物的分離,在城市垃圾的分離中也應用較多。,脈沖循環(huán)的分離原理,一個脈沖循環(huán)中包括這樣兩個過程：床面先是浮起，然后被壓緊。在浮起狀態(tài)，輕顆粒加速較快，運動到床面物上面；在壓緊狀態(tài)重顆粒比輕顆粒加速快，鉆入床面物的下層中，從而使物料分層。脈沖作用使密度差異表現(xiàn)更明顯。,BLH,,,,隔膜跳汰機分選示意圖,BLH,分選原理：慣性分選是用傳輸帶、旋流器或氣流等在水平方向拋射粒子，利用由

16、于密度、粒度不同而形成的慣性差異，以及粒子粒子研拋物線運動軌跡不同的性質，從而實現(xiàn)分離的方法。,慣性分選,搖床分選,分選原理：,,搖床分選是在床面和橫向水流的共同作用下實現(xiàn)的，床面上床條或刻槽是縱向的，與水流方向近于垂直，水流橫向流過時在溝槽內形成渦流，渦流和床面搖動的共同作用可使礦砂層松散并按密度分層，重礦物轉向下層，輕礦物轉向上層，稱此過程為“析離分層”，上層輕礦粒受到水流較大沖力，而下層重礦粒則受較小沖力，因此輕礦粒在床面上橫向運