CN105921243A - 一种废弃硒鼓及硒鼓内残留碳粉的资源再利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了废弃硒鼓及硒鼓内残留碳粉的资源再利用方法，其包括如下步骤：1)废弃硒鼓的初步破碎；2)将得到的硒鼓粗碎片使用振动磨机处理成细碎片；3)将硒鼓细碎片中的磁性物质和非磁性物质分离开来；4)使用涡流分选机实现非磁性金属和其余物质的分离；其中，步骤1)得到的硒鼓粗碎片在搅拌翻转条件下，依次经旋风分离器和脉冲袋式除尘器分离回收碳粉后，再进入所述步骤2)的二次粉碎步骤；其中，经步骤3)得到的非磁性物质使用高压气流清洗机进行二次清洁，并将收集得到的碳粉依次经旋风分离器和脉冲袋式除尘器进行处理。本发明其能够有效提高硒鼓各组分的分离回收效率和纯度，提高了其资源化利用的程度。
Description
技术领域
本发明涉及办公设备回收再利用领域。更具体地说，本发明涉及一种废弃硒鼓及硒鼓内残留碳粉的资源再利用方法。
背景技术
现代办公设备的快速增长也带来了与之相配套的墨盒、硒鼓等耗材以每年30％的速度递增。而这些不可降解的耗材，被当作垃圾丢弃既造成资源浪费，又日益威胁着人们的生存环境。硒鼓经初步拆解后可以得到感光鼓、塑料盖、齿轮、磁棒外套、磁棒、塑料杯、刮板、轴、螺丝、弹簧、销钉及塑料外壳(包括粉仓和废粉仓)等部件。硒鼓的材料包括塑料、铁、磁、铝、铜片、软性物质和墨粉。
其中，在废弃硒鼓中，对人体危害较大的是残留的墨粉，其主要成分炭黑有致癌的作用。如果硒鼓等固体废弃物的回收和再利用不能达到有利于环境和有利于节约的目的，那造成的污染和资源浪费将是不容忽视的。
发明内容
作为各种广泛且细致的研究和实验的结果，本发明的发明人已经发现，在废弃硒鼓的回收再利用过程中，硒鼓本体的二次破碎步骤使硒鼓中的金属和非金属单体得到了有效的解离和碎片粒径的均一性，提高了后续步骤各组分的分离效率和纯度，此外，旋风分离器和脉冲袋式除尘器相结合可将硒鼓在破碎分离过程中释放的碳粉进行高效分类回收，有效提高了其后续的资源再利用。基于这种发现，完成了本发明。
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种废弃硒鼓及硒鼓内残留碳粉的资源再利用方法，其在保证各组分回收率的同时，有效提高了各组分的纯度和品位，并可以将硒鼓内残留的碳粉中的比重较小的有机组分和比重较大的无机组分有效分离开来，便于后续资源化利用的程度。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种废弃硒鼓及硒鼓内残留碳粉的资源再利用方法，其包括如下步骤：
1)初步破碎：将废弃硒鼓使用双齿辊式破碎机粉碎至粒径为40～60mm的硒鼓粗碎片，若在废弃硒鼓的初步粉碎步骤即高速运行设备进行破碎，不但得到的碎片易大小不一，且会放出大量的能量，导致硒鼓残留碳粉存在潜在爆炸的危险；
2)二次粉碎：将步骤1)去除碳粉后的硒鼓粗碎片使用振动磨机处理成粒径为6～8mm的硒鼓细碎片，将粗碎片进一步细化，提高其均一性，便于后续步骤的处理；
3)磁性物质的回收：使用磁选机将所述硒鼓细碎片中的磁性物质和非磁性物质分离开来，当细碎片混合物经过磁选机时，磁性物质铁和磁铁被磁力吸附在磁选机上一起转动，而非磁性物质则不受影响，从而导致两者之间产生位置上的偏离，达到分离目的，经过此步铁和磁铁被分离回收；
4)非磁性金属和其余物质的回收：使用涡流分选机对所述非磁性物质处理，以实现其中非磁性金属和其余物质的分离和各自回收利用，经过步骤4)的分离回收后，待分离硒鼓混合物中主要还包括铝、铜和塑料，当其经过涡流分选机时，铝、铜经过方向不断变化的磁场时，内部会产生交变涡电流，收到磁场的排斥力作用，从而会与塑料碎片产生位置上的差异，其中由于铝和铜性质的不同，与磁场之间的排斥力也不同，从而也会产生位置上的差异，从而实现铝、铜和塑料三者之间的分离。
其中，在硒鼓混合碎片的磁性和涡流分选步骤中，碎片的形状、均一性和粒径大小均对分离效果有较大的影响，经验证片状碎片的分离效果高于球状，碎片均一性的增加也会提高分离效果，在一定范围内，碎片的粒径越小，物料分离质量越高，但当碎片粒径小于2mm时，分离效果反而会变差。
其中，步骤1)得到的硒鼓粗碎片可输送至一旋转翻转设备，此旋转翻转设备上部依次连接旋风分离器和脉冲袋式除尘器，其中，旋风分离器可在风机作用下将硒鼓中残留并在破碎过程中释放出的碳粉吸入，脉冲袋式除尘器可进一步将旋风分离器收集碳粉中较轻的组分吸入收集，从而实现碳粉有机组分和无机组分的分离，以达到资源利用化的目的，其中在碳粉收集分离过程中，旋转翻转设备保持持续运行以便于碳粉从硒鼓碎片上脱离，从而提高碳粉收集效率；
其中，经步骤3)得到的非磁性物质使用高压气流清洗机进行二次清洁，以保证各组分回收的质量和品位，并将收集得到的碳粉依次经旋风分离器和脉冲袋式除尘器进行处理，实现碳粉有机组分和无机组分的分离。
优选的是，其中，所述步骤1)的初步破碎处于封闭状态，避免破碎过程中释放的碳粉对环境造成的污染。
优选的是，其中，所述步骤1)初步破碎的温度不超过75℃，避免温度过高导致碳粉潜在爆炸的危险。
优选的是，其中，所述旋风分离器的风速为0.9～1.1m/s，旋风分离器的风速越高，对碳粉的回收率也越高，但其风速也不能过高，否则硒鼓在破碎过程中产生的细小颗粒也会被旋风分离器吸附，反而会影响收集碳粉的纯度；所述脉冲袋式除尘器的过滤风速为0.5～0.7m/min，供气压力是0.5～0.6MPa，以保证碳粉轻质有机组分和其余较重无机组分的分离。
优选的是，其中，所述高压气流清洗机的压力为0.7～0.8MPa，以充分保证碎片上碳粉的脱离。
优选的是，其中，所述步骤3)中磁选机的转速为280～320rpm，以保证碎片最大的分离效果。
优选的是，其中，所述步骤4)中涡流分选机中磁辊转速和输送带线速度相差650～680rpm，在涡流分选过程中，磁辊转速和输送带线速度相差速度越大，物料的分离效果越好。
优选的是，其中，所述步骤1)中废弃硒鼓在经双齿辊式破碎机初步粉碎前，先将废弃硒鼓的部件进行初步拆卸分离，以保证在双齿辊式破碎机中的初步破碎效果。
本发明至少包括以下有益效果：
在本发明中废弃硒鼓的回收再利用过程中，首先通过二次破碎步骤使硒鼓中的金属和非金属单体得到有效的解离，并保证了碎片粒径的均一性，再通过后续分离步骤参数的调整，显著提高了后续步骤各组分的分离效率、纯度和后续利用；
此外，对硒鼓本体初步破碎得到的粗碎片混合物和分离得到的非磁性物质分别进行碳粉回收收集处理，并通过对串联分离器参数的设置，可实现碳粉轻质有机物和较重比重无机物的分离，既避免了碳粉的污染，又提高了其资源的再利用。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
<实例1>
一种废弃硒鼓的回收再利用方法，其包括如下步骤：
1)初步破碎：首先将废弃硒鼓的部件进行初步拆卸分离，然后再置于双齿辊式破碎机中粉碎至粒径为40mm的硒鼓粗碎片，本步骤的初步破碎处于封闭状态，并且在初步破碎中温度不超过75℃；
2)碳粉分离：将步骤1)得到的粗碎片输送至搅拌罐，搅拌罐顶端依次连接有旋风分离器和脉冲袋式除尘器，其中旋风分离器的风速为0.9m/s，脉冲袋式除尘器的过滤风速为0.5m/min，供气压力是0.5MPa，在风机作用下，粗碎片上的碳粉发生脱离被吸入旋风分离器，较轻的碳粉组分继续进入脉冲袋式除尘器；
3)二次粉碎：将步骤2)去除碳粉后的硒鼓粗碎片使用振动磨机处理成粒径为6mm的硒鼓细碎片；
4)磁性物质的回收：使用磁选机将所述硒鼓细碎片中的磁性物质和非磁性物质分离开来，其中所述磁选机的转速为280rpm。；
5)二次清洁：使用高压气流清洗机以0.7MPa的气流压力对所述非磁性物质进行二次清洁，脱离下来的碳粉依次进入旋风分离器和脉冲袋式除尘器得到分离；
6)非磁性金属和其余物质的回收：使用涡流分选机对所述非磁性物质处理，以实现其中非磁性金属和其余物质的分离和各自回收利用，其中涡流分选机中磁辊转速和输送带线速度相差650rpm。最终经本实例方法得到的各组分的回收率见表1。
<实例2>
一种废弃硒鼓的回收再利用方法，其包括如下步骤：
1)初步破碎：首先将废弃硒鼓的部件进行初步拆卸分离，然后再置于双齿辊式破碎机中粉碎至粒径为60mm的硒鼓粗碎片，本步骤的初步破碎处于封闭状态，并且在初步破碎中温度不超过75℃；
2)碳粉分离：碳粉分离：将步骤1)得到的粗碎片输送至搅拌罐，搅拌罐顶端依次连接有旋风分离器和脉冲袋式除尘器，其中旋风分离器的风速为1.1m/s，脉冲袋式除尘器的过滤风速为0.7m/min，供气压力是0.6MPa，在风机作用下，粗碎片上的碳粉发生脱离被吸入旋风分离器，较轻的碳粉组分继续进入脉冲袋式除尘器；
3)二次粉碎：将步骤2)去除碳粉后的硒鼓粗碎片使用振动磨机处理的粒径为8mm的硒鼓细碎片；
4)磁性物质的回收：使用磁选机将所述硒鼓细碎片中的磁性物质和非磁性物质分离开来，其中所述磁选机的转速为320rpm。；
5)二次清洁：使用高压气流清洗机以0.8MPa的气流压力对所述非磁性物质进行二次清洁，脱离下来的碳粉依次进入旋风分离器和脉冲袋式除尘器得到分离；
6)非磁性金属和其余物质的回收：使用涡流分选机对所述非磁性物质处理，以实现其中非磁性金属和其余物质的分离和各自回收利用，其中涡流分选机中磁辊转速和输送带线速度相差680rpm。最终经本实例方法得到的各组分的回收率见表1。
<实例3>
一种废弃硒鼓的回收再利用方法，其包括如下步骤：
1)初步破碎：首先将废弃硒鼓的部件进行初步拆卸分离，然后再置于双齿辊式破碎机中粉碎至粒径为50mm的硒鼓粗碎片，本步骤的初步破碎处于封闭状态，并且在初步破碎中温度不超过75℃；
2)碳粉分离：将步骤1)得到的粗碎片输送至搅拌罐，搅拌罐顶端依次连接有旋风分离器和脉冲袋式除尘器，其中旋风分离器的风速为1.0m/s，脉冲袋式除尘器的过滤风速为0.6m/min，供气压力是0.55MPa，在风机作用下，粗碎片上的碳粉发生脱离被吸入旋风分离器，较轻的碳粉组分继续进入脉冲袋式除尘器；
3)二次粉碎：将步骤2)去除碳粉后的硒鼓粗碎片使用振动磨机处理的粒径为7mm的硒鼓细碎片；
4)磁性物质的回收：使用磁选机将所述硒鼓细碎片中的磁性物质和非磁性物质分离开来，其中所述磁选机的转速为300rpm。；
5)二次清洁：使用高压气流清洗机以0.75MPa的气流压力对所述非磁性物质进行二次清洁，脱离下来的碳粉依次进入旋风分离器和脉冲袋式除尘器得到分离；
6)非磁性金属和其余物质的回收：使用涡流分选机对所述非磁性物质处理，以实现其中非磁性金属和其余物质的分离和各自回收利用，其中涡流分选机中磁辊转速和输送带线速度相差660rpm。最终经本实例方法得到的各组分的回收率见表1。
为了说明本发明的效果，发明人提供比较实验如下：
<比较例1>
在废弃硒鼓的破碎处理过程中，不使用振动磨机进行二次粉碎，直接使用步骤1)中的双齿辊式破碎机将废弃硒鼓高速破碎至粒径为8mm，其余参数与实例1中的完全相同，工艺过程也完全相同。最终经本比较例方法得到的各组分的回收率见表1。
<比较例2>
步骤2)和步骤5)中旋风分离器的风速均为1.6m/s，其余参数与实例2中的完全相同，工艺过程也完全相同。最终经本比较例方法得到的各组分的回收率见表1。
<比较例3>
步骤2)和步骤5)中脉冲袋式除尘器的过滤风速为1.0m/min，其余参数与实例2中的完全相同，工艺过程也完全相同。最终经本比较例方法得到的各组分的回收率见表1。
<比较例4>
在步骤6)使用涡流分选机对所述非磁性物质处理时，涡流分选机中磁辊转速和输送带线速度相差200rpm。其余参数与实例3中的完全相同，工艺过程也完全相同。最终经本比较例方法得到的各组分的回收率见表1。
表1废弃硒鼓各组分的回收率
比较例1与实例相比，对废弃的硒鼓经初步拆解后，直接使用双齿辊式破碎机高速破碎至粒径为8mm，可能由于得到的碎片大小不均一，影响了后续各组分的分离效果。
比较例2与实例相比，旋风分离器的风速增加，碳粉的回收率增加的幅度却很小，但碳粉中掺杂有少量的塑料细片。
比较例3与实例相比，脉冲袋式除尘器的过滤风速提高，脉冲袋式除尘器收集到的碳粉有机成分中掺杂少量的无机成分。
比较例4与实例相比，涡流分选机中磁辊转速和输送带线速度相差过小，分选效果差，影响了铝、铜和塑料的分离效率。
可见，在本发明中废弃硒鼓的回收再利用过程中，首先通过二次破碎步骤使硒鼓中的金属和非金属单体得到了有效的解离，并保证了碎片粒径的均一性，再通过后续分离步骤参数的调整，显著提高了后续步骤各组分的分离效率、纯度和后续利用。
此外，对硒鼓本体初步破碎得到的粗碎片混合物和分离得到的非磁性物质分别进行碳粉回收收集处理，并通过对串联分离器参数的设置，可实现碳粉轻质有机物和较重比重无机物的分离，既避免了碳粉的污染，又提高了其资源的再利用。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (8)
1.一种废弃硒鼓及硒鼓内残留碳粉的资源再利用方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)初步破碎：将废弃硒鼓使用双齿辊式破碎机粉碎至粒径为40～60mm的硒鼓粗碎片；
2)二次粉碎：将步骤1)去除碳粉后的硒鼓粗碎片使用振动磨机处理成粒径为6～8mm的硒鼓细碎片；
3)磁性物质的回收：使用磁选机将所述硒鼓细碎片中的磁性物质和非磁性物质分离开来；
4)非磁性金属和其余物质的分离：使用涡流分选机对所述非磁性物质处理，以实现其中非磁性金属和其余物质的分离和各自回收利用；
其中，步骤1)得到的硒鼓粗碎片在搅拌翻转条件下，依次经旋风分离器和脉冲袋式除尘器分离回收碳粉后，再进入所述步骤2)的二次粉碎步骤；
其中，经步骤3)得到的非磁性物质使用高压气流清洗机进行二次清洁，并将收集得到的碳粉依次经旋风分离器和脉冲袋式除尘器进行处理。
2.如权利要求1所述的废弃硒鼓的回收再利用方法，其特征在于，所述步骤1)的初步破碎处于封闭状态。
3.如权利要求1所述的废弃硒鼓的回收再利用方法，其特征在于，所述步骤1)初步破碎的温度不超过75℃。
4.如权利要求1所述的废弃硒鼓的回收再利用方法，其特征在于，所述旋风分离器的风速为0.9～1.1m/s，所述脉冲袋式除尘器的过滤风速为0.5～0.7m/min，供气压力是0.5～0.6MPa。
5.如权利要求1所述的废弃硒鼓的回收再利用方法，其特征在于，所述高压气流清洗机的压力为0.7～0.8MPa。
6.如权利要求1所述的废弃硒鼓的回收再利用方法，其特征在于，所述步骤3)中磁选机的转速为280～320rpm。
7.如权利要求1所述的废弃硒鼓的回收再利用方法，其特征在于，所述步骤4)中涡流分选机中磁辊转速和输送带线速度相差650～680rpm。
8.如权利要求1所述的废弃硒鼓的回收再利用方法，其特征在于，所述步骤1)中废弃硒鼓在经双齿辊式破碎机初步粉碎前，先将废弃硒鼓的部件进行初步拆卸分离。
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