破碎廢棄硒鼓、廢舊冰箱箱體的渦流分選及工程應用.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、新設備成為電子廢棄物資源化領域的迫切需求。本文在分析了廢棄硒鼓、廢舊冰箱箱體物料組分的基礎上，設計了廢棄硒鼓、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鍵技術渦流分選提供理論基礎。在理論分析的基礎上，構建了廢

2、棄硒鼓、廢舊冰箱箱體資源化生產線，并對生產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線進行了環(huán)境風險分析。
　　在分析廢棄硒鼓和廢舊冰箱箱體物料組分的基礎上，分別提出了廢棄硒鼓的封閉破碎、旋風/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，生產中分離效率低，難以滿足生產需要

3、。通過正交試驗設計的方法，研究了渦流分選過程中操作參數(shù)對渦流分選的影響。實驗結果表明磁輥轉速與輸送帶喂料線速度之差(ωR-v)為影響渦流分選的關鍵因素，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，計算結果與實驗結果相吻合。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渦流分選操作參數(shù)調節(jié)，渦流分選機結構設計，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、場轉速因素＞顆粒形狀因素的渦流分選影響因素關系。根據(jù)渦流力模型和顆粒分離距離計算模型總結出了提高渦流分選分離效率的方法，并在此基礎上設計了分選性能更好的渦流分選機。
　　根據(jù)設計的工藝，采用新設計的渦流分選機及其它機械設備，分別構建了廢棄硒鼓、廢舊冰箱箱體資源化生產線，并通過總結出的提高渦流分選的方法與實驗對生產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線優(yōu)化的操作參數(shù)為:破碎機轉速1200

6、 rpm，篩網篩孔尺寸15 mm，破碎機裝備冷凝水系統(tǒng);旋風分離器風機風速1.4 m/s;布袋除塵器風機風速0.3 m/s;磁選機轉速350 rpm(3.3 m/s);渦流分選機喂料速度40rpm(0.4 m/s)，磁輥轉速800 rpm(7.5 m/s)。生產線總功率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線優(yōu)化的操作參數(shù)為:破碎機轉速1800 rpm，篩網篩孔尺寸10 mm，

7、破碎機外壁裝備冷凝水系統(tǒng);活性炭吸附塔風機轉速1200rpm，管道氣流入口篩網篩孔孔尺寸0.5 mm;氣流分選機風機風速0.95 m/s;磁選機轉速350 rpm(3.3 m/s);渦流分選機喂料速度:40 rpm(0.4 m/s)，磁場轉速1000 rpm(7.5 m/s)。生產線總功率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線環(huán)境風險分析結果為: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)達我國室內空氣質量標準，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線環(huán)境風險分析結果為: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)濃度符合我國室內空氣質量標準，且其中重金屬濃度不會威脅人體健康;生產線余灰中檢測到銅(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