CN102284350B - 炉渣综合利用之分选分离工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种炉渣综合利用之分选分离工艺，将预处理的原渣进行湿法破碎，然后进行磁选以选出破碎后的铁粒，渣料进入重力分选以水作为分选介质并分离出轻产物、重产物及中间细料；重力分选的金属通过选矿摇床进行提纯并将金属分类。本发明工艺利用水力作用与破碎设备、重力分选设备相结合，分选出四类产物，各类产物都可以回收再利用，其中分选的中间细料砂与天然砂石一样是用于生产高质量建材产品的优质材料，由于本发明工艺重点将炉渣中的金属物质分选分离出来，解决了再应用时的二次污染（包括可能存在的重金属辐射污染）等问题。
Description
技术领域
本发明公开一种炉渣综合利用之分选分离工艺，属于炉渣综合利用类技术领域，尤其应用于生活垃圾焚烧炉渣（包括其他可回收金属杂质的固体残渣）处理分离工艺。
背景技术
生活垃圾焚烧炉渣，因为生活垃圾成份复杂，杂质、金属物质过多，传统处理方式一般是干法处理，主要采用破碎机进行破碎、然后磁选清除铁杂质，经筛分后就用于生产建材产品。但这种分离仅能清除少量铁质材料，而其它金属如铜、锌、铅、铝及合金物质不能清除，再者生活垃圾的炉渣含碳量、含泥量高，干法分离不能清除这些物质，而且生产中扬尘大，生产过程不环保，金属等其它杂质含量过高等均影响炉渣的后续综合利用，降低利用效率，增加综合利用产品二次污染（包括可能存在的重金属幅射污染）的风险。
中国专利文献CN 1663685A公开一种水洗式炉渣处理方法,主要应用炼钢炉渣，其炉渣经原料收料斗落至水洗筛分机分选出不同规格炉渣,各种规格炉渣经磁选机选出残钢后,最大规格炉渣再击碎、磁选,又由二次原料收料斗落入石磨机磨碎,并循环回原料收料斗再处理,由于水洗筛分机内有可洗去炉渣上的石灰粉的洒水系统,且最小规格炉渣磁选后又经水洗过滤出砂。
本发明人经过长期研究及从事炉渣处理多年的经验，创作出炉渣湿法分选技术，故才有本发明的提出。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种炉渣综合利用之分选分离工艺，该工艺利用湿法破碎及重力分选将炉渣内的金属成份、渣灰及杂物、中间细粒物料（砂）分离而回收或进行再利用。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种炉渣综合利用之分选分离工艺，包括如下步骤：
（一）、将预处理的原渣进行湿法破碎，然后进行磁选以选出破碎后的铁粒，渣料进入重力分选以水作为分选介质再分离出轻产物、重产物及中间细料；
（二）、重力分选的轻产物为渣灰及密度较轻的杂物并进入到沉渣水池，重力分选的重产物为金属，中间细料为砂并进入到砂仓；
（三）、重力分选的金属通过选矿摇床进行提纯并将金属分类。
进一步，所述原渣的预处理是利用人工手选从原渣中选出大件金属物质和其他不能利用的杂物或垃圾。
进一步，所述的湿法破碎是经过初选的原渣经输送机送至破碎机进行破碎，此时循环水与原渣同时进入破碎机（优选复合式破碎机），原渣由机器上部垂直落入高速旋转的叶轮内，在高速离心力的作用下，与另一部分以伞状形式分流在叶轮四周的物料产生高速撞击与粉碎，物料在互相撞击后，又会在叶轮和机壳之间以物料形成涡流多次的互相撞击、摩擦而粉碎，从下部直通排出，形成闭路多次循环，由破碎机中筛分设备控制达到所要求的碎渣粒度，控制在1CM以下。
进一步，湿法破碎的碎渣与循环水一起经滑漕均匀流进重力分选设备，在流向重力分选设备之前，在滑漕中间安装有磁选机对碎渣再次除铁，经过该工艺处理后，除铁效率达到95%以上，所述的重力分选设备是以水介质为选矿载体的跳汰机或洗煤机。
进一步，所述的跳汰机在分选时，槽体内充满一定高度的水，位于水中的动筛机构在液压油缸的驱动下，绕销轴作上、下往复运动，渣料给入动筛机构后，在筛板上形成一定厚度的床层，动筛机构在上升时，水介质相对于颗粒向下运动，动筛机构在下降时，水介质形成相对于动筛机构的上升流，颗粒在水介质中作干涉沉降，实现按密度分层：分层后的渣灰及杂物轻产物越过溢流堰，落入提升轮的后端，由提升轮提起倒入溜槽上层排出机体外，直接进入渣池；金属重产物由排矸轮排出，落入提升轮的前端，由提升轮提起后倒入溜槽的下层排出机体外，然后收集送摇床提纯和分类；而中间颗粒细料砂则由槽体底部排料口由脱水斗式提升机排出，归到砂仓备用。
进一步，所述的选矿摇床是在摇床面上进行的，重产物（混合金属）矿粒群从摇床面上角的给矿槽送入，同时由给水槽供给横向冲洗水，于是金属颗粒在重力，横向流水冲力，摇床床面作往复不对称运动所产生的惯性和磨擦力的作用下，按比重和粒度分层，并沿摇床床面做纵向运动和沿倾斜床面做横向运动，比重和粒度不同的矿粒沿着各自的运动方向逐渐沿对角线呈扇形流下，分别从摇床尾部的不同区排出，最后被分成各类不同的金属进行回收。
进一步，所述的沉渣水池运行时保持一定的水位，通过并列设计形成一组沉渣水池，分别用于沉渣、沉泥、清污和蓄水，使渣水混合物顺序流过沉渣池、沉泥池、清污池，最后到达蓄水池，以使渣料各成分从重到轻沉降于不同区域，经过反复绕行流动，水流到蓄水池时已再无泥浆，并可进行循环使用。
本发明与传统的干法处理生活垃圾焚烧炉渣相比具有以下有益效果：
1、本工艺利用水力作用及破碎设备和重力分选设备结合，可分选出四类产物，磁性金属（铁）、重产物、轻产物及中间砂料，各类产物都可以回收再应用，具有资源利用率高的特点。
2、砂仓中回收的细粒度物料经水洗后大大抑制其用于混凝土填充料时氯硫碱对制品强度的影响，而且经水选后的集料任何无重金属污染隐患，含泥量小，与天然砂石一样是用于生产高质量建材产品的优质材料。
3、由于本发明工艺除将磁性金属分选出来以外，还可将炉渣中其他非磁性重金属分离出来并进行提纯，解决了被分选分离物质为原材料再应用时的二次污染问题，如重金属掺杂于砂料作建材用的二次污染等。
附图说明
图1是本发明工艺侧面示意图。
图2是本发明工艺俯视示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例： 请参阅图1及图2，一种炉渣综合利用之分选分离工艺，包括如下步骤：
（一）、将预处理的原渣进行湿法破碎，然后进行磁选以选出破碎后的铁粒，渣料进入重力分选以水作为分选介质并分离出轻产物、重产物及中间细料；
（二）、重力分选的轻产物为渣灰及密度较轻的杂物并进入到沉渣水池，重力分选的重产物为金属，中间细料为砂并进入到砂仓；
（三）、重力分选的金属通过选矿摇床进行提纯并将金属分类。
本发明技术工艺主要应用于生活垃圾焚烧炉渣（包括其他可回收金属杂质的固体残渣）。因为生活垃圾成份复杂，杂质、金属物质过多，传统干法分离不易清除。金属不能清除，含碳量、含泥量过高，均影响炉渣的后续综合利用，降低利用效率，增加综合利用产品二次污染的风险。
原渣送到原渣场地先进行自然堆放，然后利用人工或装载工具（如装载机），将原渣装入梯形料斗1，原渣经料斗送至下面皮带机（优选600以上的型号），皮带输送机中间段设有人工分选工位，由一至两名工人将不适合破碎再利用的大件的物品（包括大块金属、木头、其他垃圾）分选出来，放入下面的皮带机或储物容器带走。输送机未端设有磁选装置2，可以自动将原渣中较明显的铁件物品选出送到废铁储存仓92。经过初选的原渣经输送机最后送至破碎机3进行破碎，此时循环水与原渣同时进入破碎机3。原渣由机器上部垂直落入高速旋转的叶轮内，在高速离心力的作用下，与另一部分以伞状形式分流在叶轮四周的物料产生高速撞击与粉碎，物料在互相撞击后，又会在叶轮和机壳之间以物料形成涡流多次的互相撞击、摩擦而粉碎，从下部直通排出，形成闭路多次循环，由破碎机中筛分设备控制达到所要求的成品粒度，控制在1CM以下。随后，碎渣与水一起经滑漕均匀流进重力分选设备跳汰机5（也可以是洗煤机）在流向重力分选设备之前，在滑漕中间同样安装有磁选装置4，可以对碎渣再次除铁，并将收集的铁渣送入渣铁仓92，该工艺除铁效率达到95%以上。
重力分选设备（以AM-30型四室跳汰机为例）以水作为选矿介质，利用金属不同于砂渣的比重，进行分选，其冲程和冲次根据金属的比重，可以灵活调节，渣中钨，铜，砂金，赤铁，褐铁，铅，锌等金属均可选出。跳汰机在工作时，槽体内充满一定高度的水，位于水中的动筛机构在液压油缸的驱动下，绕销轴作上、下往复运动，渣料给入动筛机构后，在筛板上形成一定厚度的床层。动筛机构在上升时，水介质相对于颗粒向下运动，动筛机构在下降时，水介质形成相对于动筛机构的上升流，颗粒在水介质中作干涉沉降，实现按密度分层。分层后的轻产物（渣灰及杂物）越过溢流堰，落入提升轮的后端，由提升轮提起倒入溜槽上层排出机体外，直接进入沉渣水池71。重产物（金属）由排矸轮排出，落入提升轮的前端，由提升轮提起后倒入溜槽的下层排出机体外，然后收集送摇床6提纯和分类。而中间细粒物料（砂）则由槽体底部排料口由脱水斗式提升机排出，归到砂仓91备用。
重产物（主要是各种金属物质）的提纯和分类过程是在具有来复条的摇床6面上进行的，重产物金属混合物从摇床面上角的给矿槽送入，同时由给水槽供给横向冲洗水，于是金属颗粒在重力，横向流水冲力，摇床床面作往复不对称运动所产生的惯性和磨擦力的作用下，按比重和粒度分层，并沿摇床床面做纵向运动和沿倾斜床面做横向运动。因此比重和粒度不同的矿粒沿着各自的运动方向逐渐沿对角线呈扇形流下，分别从摇床尾部的不同区排出，最后被分成各类不同的金属进行回收。
砂仓中回收的细粒度物料（主要是再生砂）经水洗后大大抑制其用于混凝土填充料时氯硫碱对制品强度的影响，而且经水选后的集料任何无重金属污染隐患，含泥量小，与天然砂石一样是用于生产高质量建材产品的优质材料。
沉渣水池与砂仓都采用开合式地面建设，运行时，用开合式挡板封住边墙，转运沉渣或砂时开启开合式挡板边墙可通过装载机进行装卸。
沉渣水池在运行时，保持一定的水位，通过水流绕行结构设计，并列设计四个沉渣水池71、72、73、74（依次用于沉渣、沉泥、清污、蓄水），上述沉渣水池也可以采用其他数量，如三个水池或更多个水池构成一组水池，目的是沉渣回收水以再次利用，可有效使沙渣各成分从重到轻沉降于不同区域，经过反复绕流，水流到蓄水池时已再无泥浆而只有清水，可通过水泵8进行循环使用。渣池积累到一定数量时，可以停止泄渣，并排除积水，然后开启边墙，利用装载机将渣池渣料运至渣仓沥干作为建材备用，其他少许浮渣污泥可用作回填土。
以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。
Claims (7)
1.一种炉渣综合利用之分选分离工艺，其特征在于包括如下步骤：
（一）、将预处理的原渣进行湿法破碎，然后进行磁选以选出破碎后的铁粒，渣料进入重力分选以水作为分选介质并分离出轻产物、重产物及中间细料，所述的湿法破碎是由破碎机进行破碎，循环水与原渣同时进入破碎机形成闭路多次循环破碎并由破碎机中筛分机构控制达到所要求的1CM以下碎渣粒度，湿法破碎的碎渣与循环水一起经滑漕均匀流进重力分选设备，在流向重力分选设备之前，在滑漕中间安装有磁选机并对碎渣再次除铁；
（二）、重力分选的轻产物为渣灰及密度较轻的杂物并进入到沉渣水池，重力分选的重产物为金属，中间细料为砂并进入到砂仓；
（三）、重力分选的金属通过选矿摇床进行提纯并将金属分类。
2.根据权利要求1所述的炉渣综合利用之分选分离工艺，其特征在于：所述原渣的预处理是利用人工手选从原渣中选出大件金属物质和其他不能利用的杂物或垃圾。
3.根据权利要求1所述的炉渣综合利用之分选分离工艺，其特征在于：所述的湿法破碎是将预处理的原渣经输送机送至破碎机进行破碎，此时循环水与原渣同时进入破碎机，原渣由机器上部垂直落入高速旋转的叶轮内，在高速离心力的作用下，与另一部分以伞状形式分流在叶轮四周的物料产生高速撞击与粉碎，物料在互相撞击后，又会在叶轮和机壳之间以物料形成涡流多次的互相撞击、摩擦而粉碎，从下部直通排出，形成闭路多次循环，由破碎机中筛分机构控制达到所要求的碎渣粒度，控制在1CM以下。
4.根据权利要求3所述的炉渣综合利用之分选分离工艺，其特征在于：湿法破碎的碎渣与循环水一起经滑漕均匀流进重力分选设备，在流向重力分选设备之前，在滑漕中间安装有磁选机并对碎渣再次除铁，该工艺除铁效率达到95%以上，所述的重力分选设备是以水介质为选矿载体的跳汰机或洗煤机。
5.根据权利要求4所述的炉渣综合利用之分选分离工艺，其特征在于：所述的跳汰机在分选时，槽体内充满一定高度的水，位于水中的动筛机构在液压油缸的驱动下，绕销轴作上、下往复运动，渣料给入动筛机构后，在筛板上形成一定厚度的床层，动筛机构在上升时，水介质相对于颗粒向下运动，动筛机构在下降时，水介质形成相对于动筛机构的上升流，颗粒在水介质中作干涉沉降，实现按密度分层：分层后的渣灰及杂物轻产物越过溢流堰，落入提升轮的后端，由提升轮提起倒入溜槽上层排出机体外，直接进入沉渣水池；金属重产物由排矸轮排出，落入提升轮的前端，由提升轮提起后倒入溜槽的下层排出机体外，然后收集送选矿摇床提纯和分类；而中间细料则由槽体底部排料口由脱水斗式提升机排出，归到砂仓备用。
6.根据权利要求1所述的炉渣综合利用之分选分离工艺，其特征在于：所述的选矿摇床是在摇床床面上进行的，金属颗粒从摇床面上角的给矿槽送入，同时由给水槽供给横向冲洗水，于是金属颗粒在重力，横向流水冲力，摇床床面作往复不对称运动所产生的惯性和摩擦力的作用下，按比重和粒度分层，并沿摇床床面做纵向运动和沿倾斜床面做横向运动，比重和粒度不同的矿粒沿着各自的运动方向逐渐沿对角线呈扇形流下，分别从摇床尾部的不同区排出，最后被分成各类不同的金属进行回收。
7.根据权利要求1所述的炉渣综合利用之分选分离工艺，其特征在于：所述的沉渣水池运行时保持一定的水位，且并列设计分别用于沉渣、沉泥、清污和蓄水的池子，使渣水混合物依次流过沉渣、沉泥、清污池，最后到达蓄水池，以使渣料各成分从重到轻沉降于不同区域，经过反复绕行流动，水流到蓄水池时已再无泥浆，并可进行循环使用。
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