ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

Измельчение и разделение отходов по крупности

Процессы измельчения широко распространены в технологиях утилизации твердых отходов, при переработке отвалов вскрышных и попутно извлекаемых пород при добыче полезных ископаемых, утилизации строительных конструкций и изделий, некоторых ви­дов смешанного лома черных и цветных металлов, топливных и металлургических шлаков, отходов углеобогащения, некоторых производственных шламов, отходов пластмасс и резины, древесных отходов, пиритных огарков, фосфогипса и ряда других BMP.

Дробление отходов. Интенсивность и эффективность большин­ства химических, физико-химических и биохимических процессов возрастает с уменьшением размеров кусков (зерен) перерабатывае­мых материалов. Поэтому переработка твердых отходов обычно начинается с уменьшения размеров их кусков. Дробление в сочета­нии с сортировкой имеет важное значение при переработке твер­дых отходов.

Основными технологическими показателями процесса являются степень дробления и энергоемкость.

(6.1)

Степень дробления І определяется отношением размеров кусков до измельчения к размерам кусков раздробленного материала:

І — Anax/^max —

Где Апах и ^шах - диаметр максимального куска материала соот­ветственно до и после дробления; £)ср и Dcp - средневзвешенный диаметр кусков соответственно исходного материала и продукта дробления.

А

Измельчение и разделение отходов по крупности

(6.2)

В зависимости от размеров кусков отходов различают крупное, среднее и мелкое дробление, характеризующиеся следующими раз­мерами кусков, мм:

Крупное Среднее Мелкое 1200 - 350 350-100 100 - 40 350- 100 100- 40 30-5

Степень дробления в зависимости от стадии составляет 5-10. Удельные затраты электроэнергии (кВт-ч на 1 т перерабатыва­емого материала) определяют энергоемкость дробления Е:

Е = N/Q,

Где N - мощность, потребляемая двигателем дробилки, кВт; Q - Производительность дробилки, т/ч.

Таблица 6.1


Технические характеристики шековых дробилок


Л < "І оо

< T—

^ <

Х ^ Т

Т 2 І-Ґ і

Показатели

И - г

У. э

Н

I

О

О

О

О.

Размеры приемного отверстия, мм: ширина длина

Производительность при номинальной ши­рине выходной щели, м'/ч

Наибольший размер куска материала, мм

Номинальная ширина выходной щели, мм

Максимальный диапазон изменения выходной щели, мм

Мощность электродвигателя, кВт

Частота вращения эксцентрикового вала, с'1

Размеры, м: длина ширина высота

400 900

35

250 400

7,8

250 900

22

2100 2500

800

160 250

3,0

1500 2100

600

1200 1500

310

900 1200

180

340

60

+30 -20

45 4,83

210

40

+20 -15

45 4,83

210 40 +20

17 5,0

140 30 ±15

7,5 5,33

1300 180 +70

250 2,33

1700 250 +80

400 2,0

1000 155 +60

160 2,83

750 130 +35

90 3,33

2,5 2,4

2,2

10,85

2.3

2.4 1,9

8,40

0,88 1,07 1,085

1,37

1,33 1,25 1,435

2,56

10,6 8,2 8,0

550,0

6,4 6,8 5,0

115,7

7,5 5,1 5,12

207,6

5,3 6,0 4,0

56,5

Масса без электродвигателя, т___________

Энергоемкость процесса зависит от необходимой степени дроб­ления и физико-механических свойств измельчаемых отходов.

Для измельчения отходов используют раздавливание, раскалы­вание, размалывание, резание, распиливание, истирание и различ­ные комбинации этих способов. В основе классификации оборудо­вания для дробления твердых отходов лежит способ измельчения. Различают следующие виды оборудования для измельчения:

* измельчители раскалывающего и разламывающего дейст­вия - щековые, конусные, зубовалковые и другие дробил­ки;

* измельчители раздавливающего действия - гладковалковые дробилки, ролико-кольцевые, вертикальные, горизонталь­ные и другие мельницы;

* измельчители истирающе-раздавливающего действия - бе­гуны, катково-тарельчатые, шаро-кольцевые, бисерные и другие мельницы;

* измельчители ударного действия - молотковые измельчите­ли, бильные, шахтные мельницы, дезинтеграторы, центро­бежные, барабанные и газоструйные мельницы;

* ударно-истирающие и колющие измельчители - вибрацион­ные, планетарные, виброкавитационные и прочие мельни­цы, реактроны;

* прочие измельчители (пуансоны, пилы и т. д.).

Для дробления большинства видов твердых отходов используют щековые, конусные, валковые и роторные дробилки различных ти­пов. В щековых дробилках измельчение происходит внутри клино­образной камеры, образуемой подвижной и неподвижной щеками (рис. 6.2).

Выгрузка измельченного материала производится в нижней ча­сти дробилки через зазор, образуемый щеками, после того как в результате измельчения размеры кусков станут меньше этого зазо­ра. Технические характеристики щековых дробилок приведены в табл. 6.1.

Для дробления самых различных отходов широко применяются конусные дробилки, в которых измельчение происходит путем сжатия между поверхностями двух конусов, один из которых нахо­дится внутри другого (рис. 6.3).

Измельчаемый материал подвергается в рабочем объеме дро­билки многократному сжатию между этими поверхностями до тех пор, пока в результате измельчения размеры его частиц станут меньше зазора между конусами в нижней части дробилки. Ассор­тимент конусных дробилок чрезвычайно широк, а конструкции разнообразны, что позволяет использовать их для мелкого, средне­го и крупного дробления. Характеристики дробилок приведены в табл. 6.2, 6.3 и 6.4.

Измельчение и разделение отходов по крупности

Рис. 6.2. Щековая дробилка ЩДП-21х25: 1 - неподвижная щека; 2 - дробящая плита неподвижной щеки; 3 - дробящая плита по­движной щеки; 4 - подвижная щека; 5 - Ось подвижной щеки; 6 - шкив маховика; 7 - шатун; 8 - задняя стенка; 9 - задняя распорная плита

S


Измельчение и разделение отходов по крупности

Технические характеристики дробилок типа КМД

1 — станина; 2 — нижняя часть корпуса; 3 — верхняя часть корпуса; 4 — сменные плиты корпуса; 5 - траверса; 6 - сменные плиты траверсы; 7 - защитный колпак; 8 — вал; 9 - подвижный конус; 10 - сменные плиты конуса; 11 - эксцентриковый стакан; 12 - коническое колесо; 13 — приводной вал; 14 - клиноременная переда­ча; 15 — центральный патрубок

Таблица 6.2

КМД-1200,

КМД-1750,

КМД-2200,

КМД-3000,

Показатели

КМД-1200Т,

КМД-1750Т,

КМД-2200Т,

КМД-ЗОООТ,

КМД-1200Гр

КМД-1750Гр

КМД-2200Гр

КМД-ЗОООГр

Ширина загрузочно­

45

100

130

200

Го отверстия, мм

50

-

100

120

100

130

140

220

Диапазон регулиро­

3-13

5-15

5-15

6-20

Вания ширины раз­

3-12

5-15

5-15

6-20

Грузочного отвер­

3-15

9-20

10-20

15-25

Стия, мм

Размер наибольшего

35

85

100

170

Куска исходного ма­

40

-

85

100

Териала, мм

80

100

100

180

Производительность

12-55

40- 120

75 - 220

180- 600

На материале сред­

27

85-110

170- 220

320 - 440

Ней прочности, м /ч

45

95- 130

220 - 260

360-520

Продолжение табл. 6.2

КМД-1200,

КМД-1750,

КМД-2200,

КМД-3000,

Показатели

КМД-1200Т,

КМД-1750Т,

КМД-2200Т,

КМД-ЗОООТ,

КМД-1200Гр

КМД-1750Гр

КМД-2200Гр

КМД-3000Гр

Мощность электро­

75

160

280

_

Двигателя, кВт

75

160

250

500

75

160

250

500

Масса подвижного

3,94

-

18

-

Конуса, т

Масса дробилки, т

24

47

85

-

22

55

100

250

22

55

100

250

Длина параллельной

200

275

350

-

Зоны, мм

В валковых дробилках измельчение происходит между валками цли между валком и камерой дробления. Валковые дробилки могут иметь от одного до четырех валков. Поверхность валка может быть гладкой, рифленой, ребристой и зубчатой. В одной дробилке могут быть валки с различной поверхностью. На степень измельчения влияют размер зазора между измельчающими поверхностями (ва­лок - валок или валок - камера) и тип поверхности валка. На рис. 6.4 показано устройство двухвалковой дробилки, один из вал­ков которой имеет гладкую, а другой - рифленую поверхности.

В табл. 6.5 приведены характеристики некоторых двухвалко­вых дробилок.

В роторных дробилках измельчение происходит за счет удара, производимого с помощью бил, жестко закрепленных на быстро вращающемся роторе. При ударе на дробимый предмет действует как масса бил, так и масса самого ротора. Эти дробилки применя­ются для крупного, среднего и мелкого дробления самых различ­ных отходов: металлолома, шлаков, огнеупорных материалов, сте­кольного и кирпичного боя и других. Роторные дробилки дают большую степень дробления и имеют высокую производительность, удобны в эксплуатации и потребляют меньше энергии, чем другие виды дробилок.

Роторные дробилки могут иметь один или два ротора. Более просты и удобны в эксплуатации однороторные дробилки, которые и получили широкое распространение. Разновидностью роторных измельчителей являются молотковые дробилки, в которых на ма­териал при дроблении действуют молотки, шарнирно закреплен­ные на дисках ротора. Масса молотков составляет 5-120 кг. Мо­лотковые дробилки применяются при среднем и мелком дроблении.

Технические характеристики конусных дробилок типа КСД

Таблица 6.3

Показатели

КСД - 600Т

КСД - бООГр, СМ-561А (КСД - 600В)

КСД - 900Гр, СМД-1200 (КСД - 900Б)

КСД - 1200Т

КСД - 1200Гр (КСД- 1200Б)

КСД - 1750Т

Ксд-

1750Гр (КСД - 1750Б)

КСД-2200Т (КСД- 2200Гр), КСД-2200Б

КСД-3000Гр (КСД- 3000Б)

Ширина загрузоч­ной щели, мм

_

75

130

-

185(170)

250

250

(350)

600

Ширина разгрузоч­ной щели, мм

5-15

12-35

15-40

10-25

20-25

15-30

25-60

15-30

50-80

Наибольший размер загружаемого куска.

40

60

105(100)

100

150(145)

160

200(215)

250(300)

500(550)

Производительность на материале сред­ней прочности, м /ч

5-15

12-40 (19 - 40)

30-70 (30 - 63)

42-95

77-115 (70 - 105)

100-190

170-320 (60 - 300)

180-360 (360- 610)

700- 1100 (850 - 1200)

Мощность электро­двигателя, кВт

30

30 (28)

55

75

75

160

160

250 (250)

500

Масса подвижного конуса, т

0,57

0,527

1,19

3,94

3,94

8,2

8,2

18

-

Длина параллельной зоны, мм

50

50

70

150

110

-

150

250

-

Масса без электро­двигателя, т

5

5

12,5

22

32

55

55

100 (100)

250

Таблица 6.4

Показатели

Тип дробилки

КРД-500

КРД-700

КРД-900

Ширина загрузочного отверстия, мм

500

700

900

Наибольший размер загружаемых кусков, мм

400

550

750

Номинальная ширина разгрузочной щели, мм

60

75

100

Частота вращения эксцентрикового вала, об/мин

145

135

110

Производительность іши дроблении материала средней прочности, м /ч

200

400

550

Мощность электродвигателя, кВт

210

250

400

Масса дробилки (без электрооборудования и сма­зочной станции), т

92

138

278

Масса подвижного конуса, т

-

34

-

Технические характеристики конусных редукционных дробилок

Технические характеристики двухвалковых дробилок

Таблица 6.5

Валковые дробилки

Показатели

С гладкими валками

С риф­леным и глад­ким валками

Размер бандажа, мм: диаметр длина

400 250

600 400

800 500

1000 550

1500 600

600 400

Максимальная крупность исходно­го материала, мм

20

30

40

50

75

60

Пределы регулирования выход­ной щели, мм

2-12

2-14

4-16

4-18

4-20

10 - 30

Частота вращения валков, мин'1

200

180

150

100

83

175

Окружная скорость валков, м/с

4,2

5,6

6,2

5,2

6,5

5,5

Мощность электродвигателей, кВт

2x4,5

2x7,5

28

40

55

20

Производительность, м3/ч, не ме­нее, при выходной щели: минимальной максимальной

2,7 16,2

4,3 30,2

10,8 43,0

11,9 53,5

13,0 65,0

18 54

Масса, г

2,2

3,4

12,5

15,9

32,4

3,33

Измельчение и разделение отходов по крупности

Рис. 6.4. Двухвалковая дробилка с рифленым и гладким валками:

1 ~ рама; 2 - шкив; 3 - рифленый валок; 4 - гладкий валок; 5 - амортизаци­онные пружины; 6, 8 - кожухи; 7 - подшипник

На рис. 6.5 показано устройство молотковой однороторной дро­билки модели СМД-135, предназначенной для измельчения вьюно - образной алюминиевой стружки.

Дробилка СМД-135 состоит из станины 1, на которой смонти­рован корпус 2 с колосниковыми решетками 8 и 9. Вьюнообразная стружка поступает в приемный короб 6, откуда она попадает под удары быстро вращающегося ротора 3, имеющего билы 5, сидящие на осях 4. Отбойные плиты на внутренней поверхности корпуса имеют выступы 7, способствующие равномерной подаче стружки на ротор.

Измельчение и разделение отходов по крупности

Рис. 6.5. Однороторная молотковая стружкодробилка СМД-135

В табл. 6.6 приведены характеристики некоторых роторных дробилок крупного дробления. Помимо этих дробилок промышлен­ность выпускает однороторные дробилки среднего и мелкого дроб­ления, которые работают при более высоких окружных скоростях ротора и имеют меньшие размеры выходных щелей. Окружная скорость бил ротора таких дробилок устанавливается в зависимо­сти от свойств материала и требуемой степени измельчения и мо­жет составлять 20; 24; 28,8; 34,3; 41,5 и 50 м/с. Характеристики дробилок среднего и мелкого дробления приведены в табл. 6.7.

Таблица 6.6

Технические характеристики однороторных молотковых дробилок

Показатели

СМД-

Смд-

СМД-

Смд-

Смд-

Смд-

112

147

135

170Б

97

98Б

Размеры ротора, мм:

Диаметр

600

800

1250

1300

2000

2000

Длина

400

600

1600

1600

2000

3000

Размер наибольшего куска за­

150

250

800

400

600

600

Гружаемого материала, мм

Номинальная частота вращения

1250

1000

500

750

600

600

Ротора, мин"1

Мощность электродвигателя, кВт

17

55

250

250

800

1250

Масса дробилки без электродви­

1.5

3,0

25

11,0

46,0

60,0

Гателя, т

Размеры, мм:

Длина

1100

1350

3000

2400

4000

4000

Ширина

1100

1400

3100

2800

4200

5500

Высота

1150

1250

5000

1900

3100

3100

Таблица 6.7

Технические характеристики дробилок среднего и мелкого дробления

Показатели

ДРС 5*5

ДРС 6x6

ДРС 8x8

ДРС 10x10

ДРС 12x12

ДРС 16x16

ДРС 20x20

Производительность, м3/ч

25

35

65

135

200

310

500

Размеры ротора, мм: диаметр длина

500 500

630 630

800 800

1000 1000

1250 1250

1600 1600

2000 2000

Максимальный размер ку­ска загружаемого матери­ала, мм

150

190

240

300

375

480

600

Установленная мощность, кВт

30

40

75

125

200

320

400

Масса дробилки, т

2,2

3,5

6,5

10

18

30

50

Рабочим инструментом ножевых дробилок являются ножи, ус­тановленные на вращающемся роторе и на неподвижном статоре. Возможна также установка ножей на двух вращающихся в разные стороны роторах. Роторные ножевые дробилки используют для из­мельчения тонкостенных отходов из вязких материалов.

На скорость и качество измельчения отходов в ножевых дро­билках влияют конструкция ротора, состояние ножей, вид измель­чаемого материала, мощность привода и способ загрузки отходов.

Ротор в ножевой дробилке может быть расположен горизон­тально, вертикально или наклонно. Измельчение в ножевой дро­билке происходит в пространстве между подвижными и неподвиж­ными ножами, зазор между которыми может составлять 0,1 - 0,4 мм. Количество ножей на роторе изменяется от 3 до 15, окруж­ная скорость ножей 10-15 м/с. Размер загрузочного отверстия за­висит от вида измельчаемых отходов. Для измельчения кабельного лома, различных профилей из пластмасс используют ножевые дро­билки с "узким" входом, а для измельчения крупногабаритных от­ходов, таких как пластмассовый бампер автомобиля, полые метал­лические изделия, применяют дробилки с большим загрузочным отверстием.

Размеры измельченного продукта зависят от размера ячеек просеивающего сита или решетки. Мощность привода ножевой дро­билки 1-160 кВт. Особенно широко ножевые дробилки применя­ются для измельчения отходов пластмасс (см. 11.2).

Для разделки очень крупных агломератов отходов применяют копровые механизмы, механические ножницы, дисковые пилы, ленточно-пильные станки и некоторые другие механизмы и при­емы (например, взрыв). Представляют интерес мобильные дро - бильно-сортировочные установки для измельчения сравнительно небольших количеств отходов непосредственно на месте их образо­вания. Такие установки могут, например, использоваться для дробления и классификации строительных отходов, образующихся при сносе зданий. При выборе измельчителя необходимо учиты­вать ряд факторов, главными из которых являются вид и характер отходов, их размеры и количество, необходимая степень измельче­ния, конечный размер дробленого материала, особые свойства из­мельчаемых отходов.

При необходимости получения из кусковых отходов мелкодис­персных фракций крупностью < 5 мм используют помол. Степень измельчения при помоле достигает 100 и более. Наиболее распро­страненными агрегатами для грубого и тонкого помола, используе­мыми при переработке твердых отходов, являются стержневые, шаровые и ножевые мельницы, хотя в отдельных случаях приме­няют и другие механизмы — дезинтеграторы, дисковые и кольце­вые мельницы, бегуны, пневмопушки.

Барабанные стержневые и шаровые мельницы (табл. 6.8) ши­роко используют как для сухого, так и для мокрого помола. Тип и размеры этих мельниц характеризуют устройством для эвакуации продукта (разгрузка через решетку или сито либо центральная разгрузка через полую цапфу), внутренним диаметром барабана без футеровки D и рабочей длиной L. Различают короткие (L < D) И длинные (L > D) мельницы. Стержневые мельницы обычно при­меняют для грубого измельчения отходов. По сравнению с шаро­выми мельницами они обеспечивают более равномерный по круп­ности продукт. Шаровые мельницы с центральной разгрузкой при­меняют для тонкого и особо тонкого измельчения.

Мелющими телами в стержневых и шаровых мельницах явля­ются соответственно стальные стержни диаметром 25 - 100 мм и длиной 1,2 — 1,6 диаметра мельницы и стальные или чугунные ша­ры диаметром 30 - 125 мм.

Для приближенной оценки необходимого диаметра мелющих тел Dm (мм) можно использовать выражение:

Dm = 6 уПЦі lgDK, (6.3)

Где DH - максимальный диаметр подлежащих измельчению кусков, мм; DK - размер зерен продукта измельчения, мкм.

Степень заполнения барабана мельницы мелющими телами вы­ражают коэффициентом заполнения:

<Рш =УШ/У= 4(7Ш/Ym(7ID2L), (6.4)

Где V и Vm - соответственно общий и занятый мелющими телами объемы барабана мельницы, м ; Сщ масса загрузки мелющих тел, т; уш - масса мелющих тел в единице объема, т/м3 (для при­ближенных расчетов принимают уш = 4,6-4,8 для шаров и 6,6 для стержней); D внутренний диаметр барабана мельницы, м; LДлина барабана мельницы, м.

Значение <рш для шаровых мельниц находится в пределах 45 - 48%, но может быть и значительно меньше; для стержневых мель­ниц оно составляет ^35%. На практике эту величину оценивают по формуле:

<рш = 50 - 127(2/ - D)/2D, (6.5)

Где / - расстояние от вершины барабана диаметром D до поверхно­сти мелющих тел.

Массу загрузки мелющих тел <7Ш определяют по формуле:

Л D2

Gm = —L <рш уш. (6.6)

Критическое ЧИСЛО оборотов В минуту Пкр, при котором мелю­щие тела начинают вращаться вместе с барабаном мельницы диа­метром D (м), оценивают по формуле:

Пк р = 42,3/*Л5. (6.7)

(6.8)

Отношение рабочей частоты вращения п к критической назы­вают относительной частотой вращения и выражают в процентах или долях единицы:

V = я/Я|ф.

Техническая характеристика шаровых и стержневых

Показатели

СМ-432

СМ-433

СМ-434 (МШЦ - 9-18)

СМ-435 (МСЦ - 9-18)

СМ-601 (МШЦ - 15-31)

СМ-602 (МСЦ - 15-31)

СМ-603 (МШЦ - 15-16,4)

СМ-604

Размеры

Барабана,

М:

Диаметр длина

0,9 1,8

0,9 1.8

0,9 1.8

0,9 1,8

1,5 3,1

1,5 3,1

1,5 1,64

1.5 1,64

Частота

Вращения

Барабана,

0,71

0,55

0,71

0,55

0,5

0,42

0,5

0,5

Произво­дитель­ность, т/ч

1,5

1,7

2

2,4

13,3

16

6

5,6

Мощность электро­двигателя, кВт

20

20

20

20

100

100

50

55

Масса мельни­цы, т

4

4,8

4,34

4,66

18,66

18,66

12,7

12,37

Примечания: 1. Мельницы СМ-432 и СМ-604 предназначены для сухого и тонкого, тонкого помола.

2. Обозначение мельниц: МШЦ - мельница шаровая с центральной

3. Мельницы СМ-432, СМ-604 - шаровые, а мельница CM-433 -

В практике измельчения V обычно составляет 0,72 - 0,85. Производительность мельниц Q (т/ч) оценивают по количеству перерабатываемого в единицу времени материала:

Q = <7iV/03k-/S„cx) (6.9)

И по содержанию в измельченном продукте вновь образованного класса Q\

Qi = Q(Pk - Aicx)/100, (6.10)

Где <7i - удельная производительность по вновь образованному рас­четному классу, т/(м -ч); /Зк, /Зисх - выход данного класса соответ­ственно в измельченном продукте и в исходном материале, %.

О

Удельная производительность Q [т/ (м • ч) ] по перерабатывае­мому материалу составляет:

Q = Q/V. (6.11)

Таблица 6.8

Мельниц с центральной разгрузкой

СЦ-2

(МСЦ-

12-24)

ШС-4

(МШЦ-

21-30)

СЦ-5

(МСЦ-

21-36)

ШЦ-5

(МШЦ-

27-36)

Мшц-

32-5

Мшц- 36-40

МШЦ- 36-50

МШЦ- 36-55

МШЦ- 40-50

Мшц- 40-55

1.2

2,1

2,7

2,7

3,2

3,6

3,6

3,6

4,0

4,0

2,4

3,0

3,6

3,6

4,5

4,0

5,0

5,5

5,0

5,5

0,6

0,4

0,25

0,35

0,25

0,3

0,3

0,3

0,29

0,289

6

8-24

70- 160

20-50

200

150

300

180

400

500

40

230

380

380

800

1100

1250

1250

1500

1500

12,8

46

81,2

72

135

150

162

157,2

170

1750

Мельницы СМ-435 и СМ-502 — для мокрого грубого, остальные — для мокрого

Разгрузкой; МСЦ - то же, стержневая, стержневая.

Значения <7i могут быть определены по аналогичному выраже­нию:

Ql=Q/V. (6.12)

Одной из разновидностей барабанных мельниц можно считать мельницы самоизмельчения, в которых разрушение материала происходит в результате удара кусков друг о друга при падении, истирании и качении, а также вследствие ударов о детали внут­ренней поверхности барабана. Измельчение в таких мельницах мо­жет быть сухим и мокрым. Поскольку в мельницах самоизмельче­ния мелющие тела отсутствуют, то в них не происходит загрязне­ние измельчаемого материала частицами, образующимися вследст­вие износа мелющих тел. Важную роль при измельчении материа­лов в мельницах самоизмельчения играет конструкция барабана, сочетающего цилиндрические и конические обечайки, внутри кото­рых имеются различные пластины и ребра жесткости, изменяю­щие направление движения кусков материала в нем.

Классификация мельниц самоизмельчения проводится прежде всего по скорости движения кусков материала в барабане. По это­му критерию мельницы подразделяются на тихоходные со скоро­стью менее 20 м/с и высокоскоростные со скоростью кусков выше 100 м/с.

Готовый продукт при первичном измельчении имеет размеры 0,2 - 0,5 мм. Вторичное измельчение позволяет снизить размеры частиц готового продукта до < 0,2 мм.

Применение мельниц самоизмельчения, имеющих большие га­бариты (диаметр и длина барабана достигают соответственно 7 - 10 и 2 - 6 м) и большую производительность (десятки и сотни тонн в час), целесообразно при необходимости переработки боль­ших количеств однородного материала, например строительных от­ходов. Наибольшее применение мельницы самоизмельчения на­шли на горно-обогатительных комбинатах для измельчения метал­лических руд и других полезных ископаемых.

Широкое применение для помола приобрели вибрационные мельницы, в которых так же, как и в шаровых и стержневых, из­мельчение происходит в барабане с помощью подвижных мелющих тел. Однако в отличие от последних рабочая камера вибромельни­цы не вращается вокруг собственной оси, а измельчение в ней про­исходит в результате колебаний, создаваемых вибровозбудителем. При этом мелющие тела соударяются с измельчаемым материалом, загруженным в рабочую камеру. Высокие механические напряже­ния, возникающие в результате соударения в частицах измельчае­мого материала, приводят к их разрушению.

По сравнению с барабанными вибромельницы имеют в 4 - 5 раз более высокую производительность и в 2 — 3 раза меньшие га­бариты.

На процесс измельчения влияют мощность, размеры и масса мелющих тел, природа измельчаемого материала, частота и амп­литуда колебаний рабочей поверхности.

Наряду с помолом вибромельницы могут использоваться для уплотнения и гомогенизации обрабатываемого материала, а также для его поверхностной обработки.

Рабочие поверхности мелющих тел, находящихся в помольной камере вибромельницы, совершают сложные колебательные движе­ния благодаря большому числу степеней свободы камеры.

Конструкции вибромельниц достаточно хорошо проработаны, промышленность выпускает их в широком ассортименте. Класси­фикация вибромельниц проводится по виду движения камеры и по основным конструктивным признакам. Вибромельницы делят на две группы: с неподвижной камерой, в которой имеются подвижные ра­бочие поверхности, и с подвижной, т. е. вибрирующей камерой.

Измельчение и разделение отходов по крупности

Рис. 6.6. Вибрационная мельница СВМ-320: 1 - блок помольных камер; 2 - вибровозбудитель; 3 — упругая опора; 4 — основание мельницы; 5 - станция смазки; 6 - загрузочное устройство; 7 - разгрузочное уст­ройство; 8 - эластичные соединители; 9 - измельчаемый материал

В промышленности используют мельницы с вибрирующей ка­мерой (рис. 6.6). Вибромельница состоит из камеры с мелющими телами, вибровозбудителя, упругой опоры и основания. Загрузка измельченных материалов в камеру может осуществляться меха­ническими или пневматическими способами.

Измельчение и разделение отходов по крупности

Вибрационные мельницы могут использоваться как для про­мышленных, так и для лабораторных целей, в соответствии с кото­рыми их мощность может составлять от 10 до 10 Вт. Для про­мышленного применения используют вибромельницы с мощностью 1 - 1000 кВт. Для непрерывного измельчения используют трубные вибромельницы, имеющие камеру в виде трубы, длина которой в несколько раз (как правило, в 6 - 7) превышает ее диаметр. Ана­лиз характеристик отечественных и зарубежных машин показыва­ет, что вибромельницы российского производства превосходят за­рубежные по важнейшим показателям: удельной производительно­сти, мощности, интенсивности рабочего процесса. В табл. 6.9 при­ведены характеристики отечественных вибромельниц промышлен­ного назначения.

Для тонкого измельчения используются бисерные, шаровые, струйные, вибрационные, центробежные, коллоидные мельницы и дезинтеграторы. Бисерные мельницы применяют для непрерывного измельчения материалов в жидкой среде. В качестве мелющих тел используют стеклянный, керамический или стальной бисер — ша­рики диаметром 0,3 - 10 мм. Загрузка мелющих тел достигает 85% объема камеры. Размольный аппарат бисерной мельницы представляет собой камеру с охлаждающей рубашкой, в которой вращается вал с насаженными на него дисками (ротор). Исходный материал в виде суспензии подается в камеру под давлением, где дробится и истирается при соударении с мелющими телами. Объем камеры выпускаемых бисерных мельниц может составлять от 0,15 до 1000 л. Производительность бисерных мельниц достигает 4 м /ч.

Таблица 6.9

Характеристики промышленных вибромельниц

Показатели

СВМ-2

СВМ-40

CBM-75

CBM-160

CBM-320

CBM-640

Мощность, кВт

2,2

37

75

160

315

630

Суммарный объем по­

0,1

0,4

0,6

1,0

1,5

3,5

Мольных камер, м

Масса (без двигателя и

0,3

1.2

1,8

7

10

20

Мелющих тел), т

Производительность по

0,036

0,6

1,2

2,5

5

10,7

Эталону (кварцевой му­

Ке с уд. поверхностью

3000 см2/г), т/ч

Удельная производи­

Тельность:

Кг/(ч-т) (массы

120

500

660

350

500

500

Мельницы)

Кг/ (ч-м3) (объема

3,6

1.5

2,0

2,5

3,3

2,9

Камеры)

Барабанные шаровые мельницы для тонкого измельчения по своей конструкции аналогичны устройствам для крупного дробле­ния. По своей производительности они могут различаться на пять порядков: от нескольких килограммов до нескольких сотен тонн в час. Такие мельницы в зависимости от конструкции могут рабо­тать в непрерывном и периодическом режимах и использоваться для сухого и мокрого помола. Размер частиц исходного материала составляет 1-50 мм, а измельченного продукта 5-40 мкм. Оте­чественная промышленность выпускает для тонкого помола шаро­вые барабанные мельницы модели ШБМ, шаровые мельницы с разгрузкой через решетку МШР и шаровые мельницы с централь­ным сливом МШЦ в большой номенклатуре типоразмеров. Загруз­ка измельчающих стальных шаров диаметром 30 - 125 мм состав­ляет 40-45% объема камеры.

Помол в струйных мельницах осуществляется при соударении частиц материалов, происходящем при турбулентном движении га­зового потока, в котором они диспергированы. Струйные мельницы представляют собой размольную камеру, снабженную загрузочной воронкой с эжектором. Подаваемый в камеру на измельчение про­дукт попадает под мощные струи сжатого воздуха, движущегося со сверхзвуковой скоростью, в результате чего частицы соударяются и истираются друг о друга и о стенки камеры. Камера на выходе снабжена классификатором, в результате чего измельченный до нужного состояния продукт выносится из нее, а остальной "матери­ал продолжает измельчаться. Размер частиц исходного материала - до 250 мкм, а готового продукта 2-3 мкм. Производительность отечественных струйных мельниц - от 0,5 до 1000 кг/ч. За рубе­жом выпускаются струйные мельницы и с более высокой произво­дительностью — до 10 т/ч.

Вибрационные мельницы по конструкции и принципу действия не отличаются от вибрационных дробилок, имеют те же достоинст­ва - высокую производительность, низкую энергоемкость и другие. Объем размольной камеры отечественных вибромельниц марки СВМ может составлять от 0,05 до 700 л, а производительность - до 8 т/ч измельченного продукта.

Дезинтеграторы позволяют измельчать материалы практически любого вида: металлы, органические продукты, пластмассы, резину и др. С их помощью можно производить разволокнение волокни­стых материалов, в т. ч. композиционных. Размер частиц измельча­емого материала может составлять от 2 - 5 до 20 - 50 мм. Измель­чение материалов в дезинтеграторе происходит при очень высоких скоростях рабочего инструмента - до 300 м/с, а производитель­ность дезинтеграторов достигает 80 т/ч. Отечественная промыш­ленность выпускает дезинтеграторные установки, характеристики которых приведены в табл. 6.10.

Для разделения твердых отходов на фракции по размерам ис­пользуют грохочение (рассев) под действием гравитационно-инер­ционных и гравитационно-центробежных сил. Грохочением назы­вается процесс разделения на классы по размерам кусков (зерен) материала при его перемещении на ячеистых поверхностях. В ка­честве последних используют колосниковые решетки, штампован­ные решета, сетки и щелевидные сита, выполненные из металлов и полимерных материалов и характеризующиеся формой и разме­рами ячеек. Грохочение широко применяют при утилизации и пе­реработке подавляющего большинства твердых отходор. В тех слу­чаях, когда грохочение используется для получения той или иной фракции материала в качестве готового продукта, его часто назы­вают сортировкой.

Таблица 6.10

Характеристики дезинтеграторных установок

Показатели

99-3

ДЕЗИ-6

ДЕЗИ-15

ДЕЗИ-80

Производительность, т/ч

1.5

3-6

10-20

25 - 80

Установленная мощность, кВт

60

200 - 300

300 - 600

700- 1100

Частота вращения ротора, мин"'

3000

3000

1500

1500

Диаметр ротора, мм

600

До 800

До 1400

До 1400

Габариты, мм, не более: длина ширина высота

1400 1100 1400

3400 1800 2000

3600 2200 2400

3600 2400 2600

Масса, кг, не более

900

8000

12000

13000

Последовательный ряд размеров отверстий сит, применяемых для грохочения, называется шкалой классификации. Отношение размеров отверстий смежных сит называется модулем шкалы. Для сит крупного и среднего грохочения модуль чаще равен 2, при этом шкала классификации равна, например, 50, 25, 12, 6, 3 мм. В ситах мелкого грохочения применяют модуль а 1,41.

При грохочении смесь зерен отходов разделяется на две фрак­ции: надрешетный продукт, состоящий из зерен с размером больше отверстий рассеивающей поверхности, и подрешетный продукт, зерна которого прошли через отверстия. Грохочение осуществляет­ся с помощью грохотов. Разделение материалов на грохоте стано­вится возможным благодаря колебательным движениям ячеистых поверхностей, в результате которых разделяемые материалы встряхиваются и зерна с размером меньше размера отверстия про­ходят сквозь него.

Продукт, прошедший через отверстия данного сита, но остав­шийся на следующем сите шкалы, называют классом крупности или фракцией. В технике применяют два способа обозначения классов: от - до и минус - плюс. Более широкое распространение получил второй способ. Например, класс крупности -40 +20 мм оз­начает, что крупность материала >20, но < 40 мм.

Классификация грохочения проводится по крупности просеива­емого материала и по размеру отверстия просеивающей поверхно­сти (табл. 6.11)

Таблица 6.11

Классификация грохочения

Вид грохочения

Крупность исходного ма­териала, мм

Размер отверстия просеи­вающей поверхности, мм

Крупное

-1200

100 - 300

Среднее

-350

25-60

Мелкое

-75

6-25

Тонкое

-10

0,5-5

Особо тонкое

-1

До 0,05

Грохоты различаются геометрической формой, характером дви­жения просеивающей поверхности, ее расположением относитель­но горизонтальной плоскости и другими признаками. Просеиваю­щая поверхность грохота может быть плоской, цилиндрической и вогнутой. В соответствии с этим бывают грохоты плоские, барабан­ные и дуговые. По расположению просеивающей поверхности от­носительно горизонтальной плоскости грохоты бывают горизон­тальные и наклонные.

По характеру движения просеивающей поверхности грохоты подразделяются на неподвижные, подвижные с круговым движени­ем и подвижные с прямолинейным движением. Все это предопреде­ляет большое разнообразие просеивающих аппаратов.

Для грохочения используют неподвижные колосниковые, вал­ковые, барабанные вращающиеся, дуговые, ударные, плоские кача­ющиеся, гирационные, вибрационные с прямолинейными вибраци­ями (резонансные, самобалансные, с самосинхронизирующимися вибраторами) и с круговыми или эллиптическими вибрациями (инерционные с дебалансным вибратором, самоцентрирующиеся, электровибрационные) грохоты. При грохочении комкующихся ма­териалов некоторые типы этих механизмов снабжают дополнитель­ными устройствами, обеспечивающими эффективное разделение фракций.

Наиболее широко для рассеивания различных зернистых мате­риалов, в том числе и отходов, используют вибрационные грохоты с круговым движением просеивающей поверхности. Такие грохоты характеризуются простотой конструкции и регулировки, надежно­стью в эксплуатации и универсальностью. Вибрационные грохоты изготавливаются в подвесном и опорном исполнениях. Более удоб­ны в работе опорные грохоты.

Виброгрохоты отличаются наличием вибрационного возбудите­ля. В большинстве конструкций используют центробежные (деба - лансные) вибровозбудители с вращающейся неуравновешенной массой (инерционным элементом). Существуют также грохоты с электромагнитным вибровозбудителем, в которых колебания гене­рируются за счет воздействия переменного магнитного поля на ферромагнитные тела. Классификационными признаками вибро­грохотов являются динамические, технологические и конструкци­онные (количество просеивающих поверхностей).

Подавляющее большинство выпускаемых виброгрохотов - это одномассные зарезонансные (при зарезонансном режиме частота вынужденных колебаний превышает частоту собственных колеба­ний грохота) аппараты с дебалансным вибровозбудителем, которые согласно стандарту подразделяются на три типа: JI, С и Т.

Грохоты типа JI (легкие) предназначены для грохочения сыпу­чих материалов с насыпной плотностью до 1,4 т/м ; грохоты типа С (средние) - для грохочения материалов с насыпной плотностью до 1,8 т/м и грохоты типа Т (тяжелые) ~ для грохочения матери­алов с насыпной плотностью до 2,8 т/м.

Технические характеристики инерционных наклонных грохотов приведены в табл. 6.12 и 6.13.

На рис. 6.7 показан легкий инерционный грохот марки ГИЛ43.

Измельчение и разделение отходов по крупности

Рис. 6.7. Легкий инерционный грохот ГИЛ43: I - короб; 2 - пружинные амортизаторы; 3 - электродвигатель; 4 - рама; 5 - инер­ционный вибровозбудитель

Таблица 6.12

Показатели

Грохоты легкого типа

Грохоты среднего типа

ГИЛ 32

ГИЛ 42

ГИЛ 43

ГИЛ 52

ГИК 52

ГИС 42

ГИС 52

Размеры просеивающей поверхно­сти, мм

1250x2500

1500x3750

1500x3750

1750x4500

1750x3000

1500*3750

1750x4500

Количество сит, шт.

2

2

2

2

2

2

2

Угол наклона короба, град.

10-25

10-25

10-25

10-25

14- 18

10-25

10-25

Частота колебаний короба, мин"1

1150

900; 1000

970

870

900:970

900

900

Амплитуда колебаний (полураз­мах), мм

2,5

3; 3,5

2,5

3; 2,5

3; 3,5

4,5

3,7

Размеры отверстий сит, мм

6; 10; 25; 50

6; 10; 13; 25; 50

13; 25; 50

55; 30

60; 35; 50

40; 12

40; 12

Мощность электродвигателя, кВт

4,0

7,5

7,5

7,5

13

10

15

Масса, кг

1740

3300

4120

3540

3400

3500

3935

Максимальная производитель­ность, т/ч

100

180

200

250

400

70 м3/ч

100 м3/ч

Технические характеристики инерционных наклонных грохотов легкого и среднего типа

Таблица 6.13

Технические характеристики инерционных наклонных грохотов тяжелого типа

Значения характеристик для грохота

І іинаде і сл и

ГИТ32Н

ГИТ41

ГИТ41А

ГИТ42Н

ГИТ51Б

ГИТ51Н

ГИТ51А

ГИТ52Н

ГИТ61СО

ГИТ71Н

Размеры просеиваю­щей поверхности, м

15,2x2,5

1,5x3

1,5x3

1,5x3

1,75x4,5

1,75x3,5

1,75x3,5

1,75x3,5

2x6

2,5x5

Количество сит, шт.

2

1

1

2

1

1

1

2

1

1

Угол наклона короба, град.

10-30

10-30

Ю-зо

10-30

10-30

Ю-зо

10-30

10-30

15-25

Ю-зо

Частоты колебаний короба, мин"1

776; 970

800

970

970

640; 720; 800

640; 720; 800; 970

600; 645; 720

543; 970

1000

520; 650; 730

Амплитуда колеба­ний (полуразмах), мм

3-5

3

3-5

3-5

3-7

3-7

5-7

3-5

4-5

3,9 - 7,6

Размеры отверстий сит, мм

20; 80; 40; 12x12

80; 40; 25x25

8-12

12; 16; 20; 25; 40

8-12

6-80

50- 150

20 - 100

20- 100

50- 120

Мощность электро­двигателя, кВт

10

13

13

13

17

17

22

22

17

30

Масса, кг

5130

5450

5980

5980

6030

6890

8506

7320

1200

15615

Максимальная произ­водительность, т/ч

360

670

120-230

850

50 - 60

1000

300-1000

1000

135

1200 м3/ч

Для сортировки твердых бытовых отходов широко используют­ся барабанные грохоты (рис. 6.8).

/

4

П

/

□ І

Характеристики барабанных грохотов для сортировки твердых бытовых отходов приведены ниже:

ГЦ-01

КМ-201А

Производительность, т/ч

20 - 25

20-25

Эффективность грохочения, %

80-90

80-90

Диаметр барабана, мм. .

2000

2500

Длина просеивающей части, мм. . . .

4370

4000

Диаметр ячеек сита, мм. .

45; 60

45; 60

Угол наклона к горизонту, град. . . .

5

7

Частота вращения сита, мин"' ...................

10 - 15

11 - 13

Мощность электропривода, кВт. . . .

2x7,5

2x15

Наличие очистного устройства.................

Нет

Есть

Масса, т......................................................

14

20

Рабочим элементом любого грохота является просеивающая по-

Верхность. Большое влияние на долговечность просеивающих по­верхностей грохотов оказывает природа материала, из которого они изготовлены. Металлические просеивающие поверхности быст­ро изнашиваются, срок службы металлосеток составляет всего 50 - 100 ч, после чего они подлежат замене.

В последние годы широко используются просеивающие поверх­ности из полимерных материалов. Для крупного грохочения при­меняют просеивающие поверхности из резины, усиленные сталь­ной арматурой, а также резиновые карты и полурезиновые сита.

Измельчение и разделение отходов по крупности

Рис. 6.8. Самоочищаю­щийся барабанный грохот: I - электропривод; 2 - Приводная опора; 3 - за­щитный кожух; 4 — вра­щающаяся щетка; 5 - Концевая опора

Среднее и мелкое грохочение проводят с помощью резиновых карт, резиновых и полиуретановых матов и полиуретановых арми­рованных панелей. Для этих же целей используют струнные и ре - зинотросовые сита.

Тонкое грохочение осуществляют на поверхностях из полиуре­тана, резины, синтетических тканей (сеток из полимерных моно­нитей). Для тонкого грохочения разработаны специальные вибро­грохоты моделей СНВ и ТНВ с просеивающей поверхностью из полиамидной сетки, грохоты моделей Гр299 и ГП-0,75 с полиуре - тановыми ситами и другие.

Технология измельчения и классификация отходов по крупно­сти может быть организована с использованием либо открытых циклов работы измельчителей, когда перерабатываемый материал проходит через дробилку только один раз, либо замкнутых циклов с грохотом, надрешетный продукт которого возвращают в дробил­ку. Некоторые распространенные варианты схем измельчения и классификации твердых отходов представлены на рис. 6.9.

Измельчение и разделение отходов по крупности

Рис. 6.9. Некоторые схемы дробления и классификации отходов по крупности:

А - одностадийная с открытым циклом; б - одностадийная с проверочным грохоче­нием; в - одностадийная с открытым циклом и предварительным грохочением; г - Одностадийная с предварительным и проверочным грохочением

При выделении трех и более классов перерабатываемого мате­риала возможно различное технологическое оформление процесса грохочения (рис. 6.10). Каждая из этих схем имеет свои преиму­щества и недостатки, касающиеся интенсивности износа ячеистых поверхностей, удобства ремонта и наблюдения за их состоянием, эффективности процесса и компактности установки.

Измельчение и разделение отходов по крупности

Рис. 6.10. Схемы выделения материалов различных классов при грохочении:

А - от крупного к мелкому; б - от мелкого к крупному; в - комбинированным

Способом

Качество грохочения определяется интенсивностью динамиче­ского режима колебаний грохота, ударной нагрузкой на просеива­ющую поверхность, видом и конструктивными параметрами про­сеивающей поверхности.

Основным показателем грохочения является эффективность процесса Е (%), определяемая отношением количества подрешет - ного продукта к его общему количеству в исходном материале:

Е = 104(а - V)/A (100 - v), (6.13)

Где а и v - содержание нижнего класса соответственно в исход­ном материале и подрешетном продукте, %.

Расчет грохотов достаточно прост и описан в специальной ли­тературе.

ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ

Переработка отходов осуществляется с помощью сложных тех­нологических процессов, при этом используемое оборудование и сами отходы могут являться источниками травматизма, профзабо­леваний, пожаро - и взрывоопасности и наносить ущерб жизни и здоровью …

Регенерация лакокрасочных материалов

На машиностроительных, судостроительных, электротехниче­ских и других предприятиях широко используются лакокрасочные материалы. Наиболее распространенным способом их нанесения остается распыление из краскопульта в окрасочных камерах. Из этих камер непрерывно отсасывается воздух, который …

Переработка отходов растворителей

Многие технологические процессы в промышленности и на транспорте связаны с использованием органических растворителей, которые, выполнив свою роль, уносятся с воздухом вентиляцион­ной системой, загрязняя окружающую среду, либо сливаются в на­копители и …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.