CN106660054A - 用于从废物流回收金属的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

描述了用于从含有金属的废物流(如,焚烧炉灰烬)回收金属组分的装置、系统和方法。废物流可包括焚烧炉底灰、飞灰,或二者的组合。下降速度分离器与离心机结合用于从废物流中分离和收集金属。该下降速度分离器根据颗粒沉降速度使用液体分离焚烧炉灰烬内的颗粒。该离心机根据颗粒密度进一步从焚烧炉灰烬分离颗粒。

Description

用于从废物流回收金属的系统和方法
相关申请数据
本申请要求于2014年5月22日提交的美国临时专利申请号62/002049的优先权,其在此通过参考文献并入本文。
技术领域
本公开通常涉及金属回收,并且特别地涉及从含有金属的废物流(如,焚烧炉灰烬)回收金属。
背景技术
在全世界,注意到填埋废物的不良环境影响。废物的适当填埋需要大面积的土地,这在某些城区可能处于有限的供应。由于废物中所包含的化学物质和重金属的污染,废物也可造成有害的环境影响,包括对处置地点之下地下水位的影响。
一种用于减少填埋场的废物体积的技术是废物焚烧。焚烧过程包括燃烧废物中的有机组分以产生热量(其可转换成电能)、灰烬和废气。所产生的灰烬主要包括废物的无机组分。虽然大部分灰烬是在焚烧炉的燃烧室底部收集的焚烧炉底灰(“IBA”),但是,已知为飞灰的一些灰烬夹带在废气中。通常,废气穿过系统,该系统在气体释放到大气之前移除废气的飞灰和其它危险组分。在某些情况下,IBA和飞灰在处理之前混合,导致“混合灰烬”。
然而,废物焚烧具有其自身的挑战。例如,通常在填埋场仍然必须处理IBA和飞灰。这些灰烬组分可以包含重金属,其可能需要在能够被最终处理之前特别地处理灰烬。废物的危险性质也可需要特别的处理要求。此外,IBA和飞灰可以包含可被回收为宝贵资源的金属组分(包括铜和诸如金银的贵金属)。
在各种废物流中已经开始了这些宝贵资源的回收。例如,在其使用寿命结束时,汽车被粉碎。该粉碎的材料包括黑色金属和有色金属。不回收的剩余材料被称为汽车粉碎残留物(ASR),其可以还包括黑色金属和有色金属,包括铜线和其它可回收材料。目前,ASR通常在填埋场处理。进行类似努力以从白色良好的粉碎残留物(WSR)回收材料,其包括在从粉碎机械或大型设备回收黑色金属后剩下的废物材料。此外,已经努力从电子元件(也称为“电子废物”或“废物电和电子设备”(“WEEE”))、建筑组件、回收的填埋材料以及其它工业废物流回收材料。这些废物流可以是“原始的”,即,在移除黑色金属后的残留物,或“非原始的”,即,回收某些金属和塑料的后续处理所产生的废物。
无论技术如何,需要努力来减少混合灰烬的水分含量,在混合灰烬脱离焚烧炉锅炉的水冷排放后不久其范围从约20到约25%,脱离锅炉的水冷排放的混合灰烬是“浑浊的”,这负面地影响磁分离器(如筒式磁铁,带式磁铁和滑轮磁铁)和涡流分离器的金属回收和纯度性能。通常,通过在堆垛中自然干燥(通常在对其处理用于金属回收之前几天或几周)或通过依靠干燥机的强制干燥降低了混合灰烬的水分含量。自然干燥通常降低水分含量到12%左右,而强制干燥通常使水分含量下降到3%左右。
通常,已无法实现在废物材料上使用湿式重力分离器和湿式离心分离器。废物材料(诸如IBA、ASR、WSR和WEEE)可以是平坦的薄片或引脚形或游丝,其能够形成妨碍被分离的较重金属的自由运动的嵌套和障碍,从而使通常湿式重力分离器和湿式离心分离器的废物流无法使用。
发明内容
本公开通常提供从焚烧炉灰烬回收金属组分的装置、系统和方法。下降速度分离器与离心机结合使用以从焚烧炉灰烬分离和收集金属。该下降速度分离器使用液体,例如水,从而根据颗粒的沉降速度分离焚烧炉灰烬内的颗粒。也可以使用磁分离器,该磁分离器从一部分焚烧炉灰烬移除铁颗粒,该焚烧炉灰烬直接或间接地从该下降速度分离器接收。该离心机进一步根据颗粒密度从焚烧炉灰烬分离颗粒。
本公开还包括一种从含有金属的废物流(如,焚烧炉灰烬)回收金属的方法,其具有步骤:筛分该含有金属的废物流(如,焚烧炉灰烬)以产生含有金属的第一材料;使用下降速度分离器分离该含有金属的第一材料以产生含有金属的第二材料;使用磁分离器分离含有金属的第二材料以产生含有有色组分的第三材料,该有色组分含有金属;以及使用离心机分离含有有色组分的第三材料,以产生含有金属的第四材料,该有色组分含有金属。可使用精选摇床进一步处理含有贵金属的第四材料。
附图说明
在旨在是说明性而非限制的附图中示出了本公开,其中相同的标记用于表示相同或相应的部件,并且其中:
图1示出了一种根据本公开的用于含有金属的废物流(如,焚烧炉灰烬)处理系统的示例性设备布置图;
图2是过程流程图,其示例了一种根据本公开的焚烧炉灰烬处理方法;以及
图3示出了一种根据本公开用于从焚烧炉灰烬回收金属的系统。
具体实施方式
本文公开了系统、装置和方法的详细实施方式,但是,需要理解的是,所公开的实施方式对系统、装置和方法仅仅是示例性的,其可以多种形式实施。因此,本文所公开的特定功能细节不被解释为限制性的,而仅作为权利要求的基础以及作为教导本领域技术人员不同地采用本文公开的系统、装置和方法的代表性基础。
通常,本申请涉及用于从含有金属的废物流(如,焚烧炉灰烬)回收金属组分的装置、系统和方法。采用下降速度分离器和离心机以从焚烧炉灰烬分离和收集金属。该下降速度分离器使用液体,诸如水,例如,从而根据颗粒的沉降速度分离颗粒。也可以使用磁分离器,该磁分离器从一部分被分离的焚烧炉灰烬移除铁颗粒。该离心机进一步根据颗粒的密度从先前分离的焚烧炉灰烬分离颗粒。下降速度分离器可包括脉动跳汰机。
虽然参考焚烧炉灰烬描述了本公开,可使用本文所描述的系统、装置和方法处理除焚烧炉灰烬外的废物流。例如,具有与焚烧炉类似特征的废物流,诸如ASR、WSR和WEEE可被处理。ASR、WSR和WEEE,与焚烧炉灰烬相似,可包括像游丝或电子引脚连接器的金属或具有平坦薄片形状的金属。“含有金属的混合废物流”包括,但不限于这些废物流。
参考图1,描述了一种用于含有金属的混合废物流(如,焚烧炉灰烬)处理系统的设备布置100。设备布置100表示一种示例性布置,以及因此可根据实施和设计选择省略多种方面。例如,所处理的焚烧炉灰烬的质量可需要省略某些处理步骤和相关设备。
焚烧炉灰烬可选择地被发送到一个根据尺寸分离灰烬的筛110。焚烧炉灰烬可包括焚烧炉底灰(“IBA”)、焚烧炉飞灰,或两种灰烬的组合。在一种实施例中,筛110具有一个或多个带有约1毫米(mm)的不同尺寸孔的网孔。在其它实施例中,筛110可包括一个或多个具有约6毫米或更大孔的网孔。筛110的孔可具有圆形、椭圆形、矩形或其它多边形截面。不同尺寸的网孔将在由网孔尺寸确定的离散范围内产生不同尺寸的级分。通过分离和缩小材料的尺寸范围,可调节处理效率、系统或方法以解决在进给原料中的变化。
比筛110的孔更大的颗粒(即,未能穿过筛110的“筛渣”)在粉碎机)120(诸如球磨机、破碎机、撕碎机等)中进一步处理。同样,如果从系统省略了筛110,在第一种情况下,最初被引入到系统内的焚烧炉灰烬在粉碎机120中处理。根据实施方式,粉碎机120减少了筛渣或焚烧炉灰烬的颗粒尺寸。
由粉碎机120处理的材料被移除并过筛130。换句话说,筛130分离已经由粉碎机120处理的材料。在一个实施例中,筛130具有孔约1毫米的网孔。在其它实施例中,筛130可包括具有约6毫米或更大孔的网孔。筛130的孔可以具有圆形、椭圆形、矩形或其它多边形截面。筛130的筛渣(即,未能穿过筛130的与筛130孔相比更大的颗粒)返回到粉碎机120用于进一步处理。
在一个实施例中,可以省略粉碎机120和筛130,导致穿过筛110的一个或多个网孔尺寸的材料被进一步处理,同时材料未能穿过筛110的一个或多个网孔尺寸的材料不被处理(即,从系统移除)。在另一实施例中,所引入的焚烧炉灰烬可仅包含小于约6毫米的颗粒,在这种情况下筛110、粉碎机120和筛130不需要实现更一致的尺寸均匀性用于进一步处理。因此,根据该提到的实施例,被引入到系统内的焚烧炉灰烬直接地引入到下降速度分离器140内,其在以下更详细地讨论。
“底料”(即,颗粒小于筛110、130的孔的不同尺寸级分,其穿过筛110、130)被引入到下降速度分离器140。下降速度分离器140使用在液体(诸如水)中颗粒的不同沉降速度以分离具有不同特征的颗粒。例如,密度高的材料比密度较低的材料以更快的速度下降。此外,球形材料比相似密度的不太像球形的材料(其为形状更平坦的原料)更快地下降通过液体。
一个这种下降速度分离器140是升流分级器。固体材料,诸如来自筛110、130的底料,被引入到升流分级器作为浆料,诸如具有约百分之二十(%)固体材料的浆料。不断向上的水流在升流分级器的容器中建立。通过例如,使用穿孔板来分布水或通过使用歧管来分布水,水均匀地分布在容器的宽度上。待要被分离的浆料通过分级器顶部引入并且材料分布在分级器的宽度上。具有与升流速度相比更高的沉降速度的浆料内颗粒下降通过升流分级器的容器。具有与升流速度相比更小的沉降速度的颗粒在朝容器顶部的流水中向上携带。具有接近上升流的沉降速度的颗粒可在某种程度上积累在分级器的中间高度截面。
在升流分级器中颗粒的沉降速度并不基于自由沉降。相反,该升流分级器产生一种受阻的沉降环境。当颗粒的沉降速度受流体中其它颗粒影响时,发生受阻沉降。该受阻的沉降环境改进了升流分级器的分离性能。
在焚烧炉灰烬发现的金属或贵金属颗粒通常具有平面形状。因此,即使这些金属可具有相对较高的密度,颗粒的形状降低了这些颗粒的沉降速度。在升流分级器内该受阻的沉降条件也造成这一降低的沉降速度。因此,这些颗粒具有与水的升流相比更小的沉降速度,导致升流分级器中颗粒被携带向上升。上升的水携带这些颗粒通过堰,在所述堰上它们与具有沉降速度大于水流速度的焚烧炉灰烬的颗粒分离地被收集。可调节升流的速度,以使期望组分的分离最大化,诸如贵金属。升流分级器可以连续而非间歇的模式运行。
在某些升流分级器中,水的升流可携带在堰上的颗粒到第二阶段,其中一些颗粒可由于重力而掉落,并且其它颗粒可被携带到分级器的第三区域,表示具有最低沉降速度的颗粒的级分。对于这类升流分级器,所需的金属颗粒通常被携带到分级器的第三区域。典型的升流分级器由Mineral Engineering Processes Ltd.,Floatex Separatios Ltd,Allmineral LLC和Knelson,Ltd制造。
下降速度分离器140的另一例子是脉动跳汰机或脉动跳汰机分离器。固体材料,诸如来自筛110、130的底料,被引入到跳汰机床,该跳汰机床通常为筛。通过导致颗粒悬浮在水中的脉动水柱或水体向上推这些材料。由于脉冲消散,水位返回到其较低的起点,并且底料内的颗粒再次沉降在跳汰床上。水柱的向上和向下运动导致一种受阻的沉降环境,其基于有效的沉降速度致使颗粒分层。具有更高沉降速度的颗粒朝跳汰床的底部下降,同时具有更低沉降速度的颗粒保持在或接近所分离材料的顶部,从而形成具有不同沉降速度或比重的颗粒层。
下降速度分离器140的另一类型是下降速度螺旋分离器(未示出)。该下降速度螺旋分离器包括被定位在壁床上的螺旋钻,整个装置被定位在斜面上。在该斜面的下端是具有可调高度的堰。一材料料的浆料,诸如含有约20%的包括被分级焚烧炉灰烬的固体材料的浆料,在螺旋钻的每个螺纹的位置(螺纹是表示螺旋的一个360度截面的螺旋钻的单独区段)被引入到下降速度螺旋分离器。每个螺纹都具有输送浆料到该钻的关联喷嘴。与下降速度分离器的先前实施例相同,螺旋的运动引起一种受阻的沉降环境,其基于有效的沉降速度致使颗粒分层。沉降更快的颗粒移动到下降速度螺旋分离器的床,并且该螺旋钻将这些颗粒向上拉,在此处材料被收集。螺旋钻的速度、床的间距、堰的高度,以及到螺旋钻螺纹上的浆料的流速影响材料的分离。可调节这些参数以优化分离。下降速度螺旋分离器可以连续的非间歇模式运行。
“轻”级分(即,具有最慢沉降速度的颗粒级分)在床外在堰上行进并被收集。以更慢速度下降的颗粒,诸如由于其形状的贵金属,移动到水的顶表面,水朝着堰向下移动该床。“重”级分(如,铜、锌、铁和其它)以及更快下沉的物体(如,球形件和电子引脚连接器)也可被收集和处理。重级分中包含的金属可利用本文的方法、装置和流程进一步被处理或可在其他地方回收使用。
下降速度分离器140的使用允许移除重级分,该重级分可在处理系统中的后续区域降低金属分离性能(如,由于重级分内的形状)。具有金属组分的焚烧炉灰烬通常包括引脚或游丝。这些引脚或游丝可妨碍所需金属,诸如贵金属在离心机(离心机的使用在以下详细讨论)中的最终分离。重级分可能包含引脚、游丝或类似物。在离心机中,电子引脚连接器或导线(作为示例)能够互连,在离心机中形成俘获其它金属部件并阻止更重的贵金属所需分离的导线嵌套。在这种情况下,引脚导线应该在引入材料到离心机之前从废物流中移除。在下降速度分离器140中,引脚导线以与贵金属相比更大的速度下降并且在该过程时从处理系统被移除或回收。
来自下降速度分离器140,诸如升流分级器或脉动跳汰机的轻级分(即,具有最慢沉降速度的颗粒),被引入到磁分离器150。磁分离器150从轻级分移除精细的黑色金属颗粒。用磁分离器150处理的轻级分是湿式的。所移除的黑色金属可出售,其是或可进一步处理成团块状的终端产品。“重”级分(即,具有最快沉降速度的颗粒的级分)可在床外行进,并且可被进一步处理。
例如,使用脱水筛对轻级分的有色或处理级分脱水,并且脱水筛的底料被调成浆料到约10%到约30%固体的浓度,然后被发送到离心机160。离心机160使浆料受到高离心力,导致浆料中更高密度的材料与更低密度的材料分离。离心机160的力克服了颗粒形状的任何影响,使得重金属与轻级分的其它材料分离,不管金属和其它材料的形状如何。
然后,来自离心机160的金属富集体在精选摇床170处理,诸如微粉磨机波摇床,例如,其进一步分离较重金属和其它组分。精选摇床170根据驻波原理操作。水或其它液体的驻波在精选摇床170中产生。精选摇床170颠簸并且被引入到该精选摇床的颗粒在驻波中分层。更重颗粒在颠簸表面下落到精选摇床170的底部。更轻颗粒保持在水的顶部,并且在与更重颗粒相反的方向中由波运动携带到精选摇床顶部。包括贵金属及铜、锌的重颗粒被收集和出售。更轻颗粒被收集并引回到离心机160内以再处理。该再处理能够收集可能已经与在精选摇床170上的更轻颗粒一起被扫除的更重金属。一种典型的精选摇床170是ActionMiningCo的M7精选摇床。该步骤可以是可选的,因为在某些情况下,级分将不包含足够的金属以证明使金属富集体经过精选摇床170是正确的。
图2示出了一种根据本公开的焚烧炉灰烬处理的方法200。在块202接收焚烧炉灰烬。焚烧炉灰烬可包括IBA、飞灰,或二者的组合。在块210预先筛分被接收的焚烧炉灰烬,诸如用筛110。该预先筛分通过颗粒尺寸分离灰烬。在块240(以下详细地描述)进一步处理来自预先筛分的底料(即,穿过筛110的颗粒)。在块220(以下详细地描述)处理来自预先筛分的筛渣(即,不穿过筛110的颗粒)。替代地,在块210的预先筛分可以从方法200省略。
再次,可用上述方法200处理除焚烧炉灰烬以外的废物流。可根据方法200处理诸如ASR、WSR和WEEE的废物流,也因为它们具有类似于焚烧炉灰烬的特征。例如,这些废物流可包括与游丝或引脚的一样的金属或具有平坦薄片形状的金属。
在块220,来自预先筛分的筛渣(如块210示出)或焚烧炉灰烬,如果省略了预先筛分处理,被引入到粉碎机,诸如粉碎机120,或本领域已知的其他粉碎设备。粉碎机减少了被引入其中的材料的尺寸。
在块230,诸如用筛130筛分从粉碎机移除的材料。来自该筛分过程的筛渣返回到该粉碎机用于进一步粉碎(如块220示出)。来自该筛分过程的底料在下降速度分离器(以下关于块240详细地描述)进一步处理。
在替代实施方式中,可以省略在块210、220和230的处理。例如,在块202接收的焚烧炉灰烬可被预处理,使得颗粒的尺寸适合于进一步处理。这种颗粒尺寸可包括例如小于约1毫米到约6毫米。在另一替代实施方式中,可以省略在块220的处理。在该替代实施方式中,穿过预先筛分(如块210所示)(如果实施的话)的材料在块240处理。
在块240,来自筛分过程的底料(如块230所示)和来自预先筛分过程的底料(如块210所示)被引入到下降速度分离器,诸如升流分离器、脉动跳汰机或下降速度螺旋分离器。如果对于所使用的下降速度分离器的类型合适的话,重和中级分被移除,并且不进一步处理(如终点299所示)。轻级分在块250被进一步处理(以下详细描述)。在替代实施方式中,轻级分可不被进一步处理。在该替代方案中,来自下降速度分离器的轻级分是方法200的最终产品。
在块250,来自下降速度分离器的轻级分经过黑色金属分离器,诸如铁分离器150,该分离器从轻级分移除精细黑色金属。所移除的黑色金属被收集并且可出售,其是或可经受进一步处理成合适形式,诸如团块(未示出)。
在可替代的实施方式中,可以省略块240并且来自块230的底料和来自块210的底料被直接地引入到离心机(以下关于块260详细地描述)内。例如,对于具有最小引脚或游丝的废物流可以省略块240。在另一实施例中,所使用的离心机可操作以充分地分离金属组分,尽管存在引脚或游丝。
在块260,对轻级分的有色组分调浆以产生具有约10%到约30%固体的浆料。浆料被引入到离心机内,诸如离心机160。离心机施加离心力到浆料,基于颗粒密度使浆料的固体颗粒分离。
来自块260的金属富集体被引入到精选摇床,诸如精选摇床170,以从金属富集体分离贵金属(如块270所示)。块270产生一种包含贵金属和其它有价值金属的重级分,以及一种可包含与不期望的材料一起的贵金属或有价值金属的小颗粒的轻级分。在块260,轻级分重新被引入到离心机以回收该贵金属或有价值金属。
在可替代的实施方式中,可以省略270块。在该替代方案中,来自该离心机的金属富集体是方法200的最终产品。
参考图3,描述了一种从焚烧炉灰烬回收金属的系统300。该系统300表示一种示例性实施方式,并且因此,可以根据实施方式和设计选择省略多种构件。例如,所处理的焚烧炉灰烬的质量可能需要省略某些构件。
进给材料,诸如焚烧炉灰烬,可选地由筛304接收,筛304根据尺寸分离灰烬的组分。焚烧炉灰烬可包括焚烧炉底灰(IBA)、焚烧炉飞灰,或二种灰的组合。在一个实施例中,筛304具有约1毫米(mm)孔的网孔。在其它实施例中,筛304可包括孔约6毫米或更大的网孔。筛304的孔可具有圆形、椭圆形、矩形或其它多边形截面。
大于筛304孔的颗粒(即,未能穿过筛304的“筛渣”306)在粉碎机307(诸如球磨机、破碎机、撕碎机等)中进一步处理。同样,如果从系统300省略了筛304,在第一情况中,最初被引入到系统300的焚烧炉灰烬302在粉碎机307中处理。根据该实施方式,粉碎机307减少了筛渣306或焚烧炉灰烬302组分的尺寸。
由该粉碎机307处理的材料被移除并过筛(未示出)。换句话说,该筛分离已经由粉碎机307处理的材料。在一个实施例中,该筛具有孔约1毫米的一个或多个网孔。在其它实施例中,该筛可包含具有约6毫米或更大孔的网孔。该筛的孔可具有圆形、椭圆形、矩形或其它多边形截面。该筛的筛渣(即,未能穿过该筛的大于筛孔的颗粒)返回到粉碎机307用于进行进一步处理。
在一个实施例中,可以省略粉碎机307和筛(未示出),导致穿过筛304的材料被进一步处理,而未能穿过304的材料不被处理(即,从系统300移除)。在另一实施例中,所引入的焚烧炉灰烬302可仅包含小于约6毫米的颗粒,在这种情况下,不需要筛304、粉碎机307,以及在粉碎机307和下降速度分离器310之间的第二筛(未示出)。因此,根据该所提到的实施例被引入到系统300的焚烧炉灰烬302直接地引入到下降速度分离器310,其在以下更详细地讨论。
“底料”308(即,穿过筛304的小于筛304孔的颗粒)被引入到下降速度分离器310。下降速度分离器310使用颗粒在液体(例如水)中不同的沉降速度以分离具有不同特征的颗粒。例如,密度高的材料比密度低的材料以更快速度下降。此外,球形材料比相似密度的不太像球形的材料(其为形状更平坦的材料)更快地下降通过液体。
一个这种下降速度分离器310是升流分级器。固体材料,诸如来自筛304的底料308,作为浆料被引入到升流分级器,诸如具有约百分之二十(%)固体材料的浆料。不断向上的水流在升流分级器的容器中建立。通过例如,使用穿孔板来分布水或通过使用歧管来分布水,水均匀地分布在容器的宽度上。待要被分离的浆料通过分级器顶部引入并且材料分布在分级器的宽度上。具有与升流速度相比更高的沉降速度的浆料内颗粒下降通过升流分级器的容器。具有与升流速度相比更小的沉降速度的颗粒在朝容器顶部的流水中向上携带。具有接近上升流的沉降速度的颗粒可在某种程度上积累在分级器的中间高度截面。
在升流分级器中颗粒的沉降速度并不基于自由沉降。相反,升流分级器产生一种受阻的沉降环境。当颗粒的沉降速度受流体中其它颗粒影响时,发生受阻沉降。该受阻的沉降环境改进了升流分级器的分离性能。
在焚烧炉灰烬302中发现的更重金属或贵金属颗粒,以及因此底料308,通常具有平面形状。因此,即使这些金属可具有相对较高的密度,颗粒的形状降低了这些颗粒的沉降速度。在升流分级器内该受阻的沉降条件也造成这一降低的沉降速度。因此,这些颗粒具有与水的升流相比更小的沉降速度,导致升流分级器中颗粒被携带向上升。上升的水携带这些颗粒通过堰,在所述堰上它们与具有沉降速度大于水流速度的焚烧炉灰烬的颗粒分离地被收集。可调节升流的速度,以使期望组分的分离最大化,诸如贵金属。升流分级器可以连续而非间歇的模式运行。
在某些升流分级器中,水的升流可携带在堰上的颗粒到第二阶段,其中一些颗粒可由于重力而掉落并且其它颗粒可被携带到分级器的第三区域,表示具有最低沉降速度的颗粒的级分。对于这类升流分级器,金属颗粒通常被携带到分级器的第三区域。典型的升流分级器由Mineral Engineering Processes Ltd.,Floatex Separatios Ltd,AllmineralLLC和Knelson,Ltd制造。
下降速度分离器310的另一例子是脉动跳汰机或脉动跳汰机分离器(如图3所示)。固体原料,诸如来自筛304的底料308,被引入到跳汰床,该跳汰床通常为筛。在这里通过导致颗粒悬浮在水中的脉动水柱或水体向上推这些材料。由于脉冲消散,水位返回到其较低的起点,并且底料内的颗粒再次沉降在跳汰床上。具有更高沉降速度的颗粒朝跳汰床的底部下降,同时具有更低沉降速度的颗粒保持在或接近所分离材料的顶部,从而形成具有不同沉降速度或比重的颗粒层。
下降速度分离器310的另一类型是下降速度螺旋分离器。下降速度螺旋分离器包括被定位在壁床上的螺旋钻,整个装置被定位在斜面上。在该斜面的下端是具有可调高度的堰。一种材料的浆料,诸如含有约20%的包括被分级焚烧炉灰烬的固体材料的浆料,在螺旋钻的每个螺纹的位置(螺纹是表示螺旋的一个360度截面的螺旋钻的单独区段)被引入到下降速度螺旋分离器。每个螺纹都具有输送浆料到该钻的关联喷嘴。螺旋的运动引起一种受阻的沉降环境,其基于有效的沉降速度致使颗粒分层。沉降更快的颗粒移动到下降速度螺旋分离器的床,并且该螺旋钻将这些颗粒向上拉,在此处原料被收集。以更慢速度下降的颗粒,诸如由于其形状的贵金属,移动到水的顶表面,水朝着堰向下移动该床。“轻”级分(即,具有最慢沉降速度的颗粒的级分)在床层外在堰上行进并被收集。螺旋钻的速度、床层的间距、堰的高度,以及到螺旋钻螺纹上的浆料的流速影响材料的分离。可调节这些参数以优化分离。下降速度螺旋分离器可以连续的非间歇模式运行。
下降速度分离器310的使用允许移除可在处理系统300中的后续区域降低金属分离性能的某些材料。这些妨碍材料被示出为重物312。具有金属组分的焚烧炉灰烬通常包括引脚或游丝。这些引脚或游丝可妨碍所需金属,诸如贵金属在离心机(离心机的使用在以下详细讨论)中的最终分离。在离心机中,引脚导线能够互连,在离心机中形成俘获其它金属部件并阻止更重的贵金属的所需分离的导线嵌套。在这种情况下,引脚导线应该在引入材料到离心机之前从废物流中移除。在下降速度分离器310中,引脚导线以与贵金属相比更大的速度下降并且在该过程时从处理系统300被移除或回收。
来自下降速度分离器310,诸如升流分级器或脉动跳汰机的轻级分314(即,具有最慢沉降速度的颗粒)被引入到磁分离器316。磁分离器316从轻级分314移除精细的黑色金属颗粒。由磁分离器316处理的轻级分314是湿式的。来自轻级分314移除的黑色金属318可以出售,由于是或可进一步处理成团块状的终端产品。
例如使用脱水筛对轻级分314的有色级分320脱水,并且脱水筛的底料(有色级分320)被调成浆料到约10%到约30%固体的浓度,然后被发送到离心机322。离心机322使浆料受到高离心力,导致浆料中更高密度的材料与更低密度的材料分离。离心机322的力克服了颗粒形状的任何影响,使得重贵金属与有色级分320的其它材料料分离,不管金属和其它材料的形状如何。
通过离心机322产生的金属富集体324在精选摇床326处理,诸如微粉磨机波台,例如,其进一步分离贵金属和其它组分。精选摇床326根据驻波原理操作。水或其它液体的驻波在精选摇床326中产生。精选摇床326颠簸并且被引入到该精选摇床的颗粒在驻波中分层。更重颗粒在颠簸表面下落到精选摇床326的底部。更轻颗粒保持在水的顶部,并且在与更重颗粒相反的方向中由波运动携带到精选摇床顶部。包括贵金属及铜、锌的重颗粒被收集作为贵金属富集体330并出售。更轻颗粒被收集并引回到离心机328内以再处理(被示出为328)。该再处理能够收集可能已经与在精选摇床326上的更轻颗粒一起被扫除的贵金属。一种典型的精选摇床326是Action Mining Co的M7精选摇床。该步骤可以是可选的,由于在某些情况下,金属富集体324将不包含足够的金属以证明使金属富集体324经过精选摇床326是正确的。
尽管以上已经详细描述了本公开的具体实施例,该描述仅出于示例性目的。因此,应该意识到的是,本公开的许多方面以上仅通过实施例描述,并不旨在作为本发明的必须或重要元素,除非另有明确地声明。对应于示例性实施例的公开方面的等同步骤的各种修改,除了上述这些外,可由本领域普通技术人员进行,具有本公开的有益效果,而不背离在以下权利要求中限定的本发明的精神和范围,本发明的范围与最广泛的解释一致,从而包括所有这种修改和等同结构。

Claims (25)

1.一种用于分离含有金属的混合废物流的系统,包括:
接收焚烧炉灰烬的下降速度分离器,该下降速度分离器使用液体以提供根据焚烧炉灰烬颗粒的沉降速度分离的被分离焚烧炉灰烬。
2.根据权利要求1所述的系统,进一步包括:与下降速度分离器连通的磁分离器,该磁分离器接收一部分被分离焚烧炉灰烬,该磁分离器从被分离焚烧炉灰烬移除铁颗粒以产生被处理的焚烧炉灰烬。
3.根据权利要求1所述的系统,进一步包括:与该磁分离器连通的离心机,该离心机根据在所处理焚烧炉灰烬内的颗粒密度分离被处理的焚烧炉灰烬。
4.根据权利要求1所述的系统,其中,废物流的部分由该湿式磁分离器接收。
5.根据权利要求1所述的系统,进一步包括在下降速度分离器的上游接收焚烧炉灰烬的至少一个筛,该至少一个筛根据尺寸分离焚烧炉灰烬。
6.根据权利要求1所述的系统,进一步包括与离心机连通的精选摇床,该精选摇床接收一部分被分离被处理焚烧炉灰烬,该精选摇床使用液体的驻波从被分离被处理废物流的其它颗粒分离金属。
7.根据权利要求1所述的系统,其中,该废物流是焚烧炉灰烬。
8.根据权利要求1所述的系统,其中,该下降速度分离器是脉动跳汰机。
9.根据权利要求1所述的系统,其中,该下降速度分离器是升流分级器。
10.根据权利要求1所述的系统,其中,该下降速度分离器是螺旋分离器。
11.一种从含有金属的混合废物流回收金属的方法,包括步骤:
接收焚烧炉灰烬以产生含有金属的第一材料;使用下降速度分离器分离该第一材料以产生含有重级分和轻级分的第二材料;
12.根据权利要求11所述的方法,进一步包括使用磁分离器分离含有金属的轻级分以产生含有金属的被处理组分的第三材料。
13.根据权利要求11所述的方法,进一步包括使用离心机分离该第三材料以产生含有金属的第四材料。
14.根据权利要求11所述的方法,进一步包括使用精选摇床分离含有金属的第四材料以进一步富集金属。
15.根据权利要求11所述的方法,其中,重级分中的金属浓度高于废物流中金属浓度。
16.根据权利要求11所述的方法,其中,轻级分中的金属浓度小于废物流中金属浓度。
17.根据权利要求11所述的方法,进一步包括粉碎废物流中材料的步骤。
18.根据权利要求10所述的方法,进一步包括在粉碎焚烧炉灰烬之前预先筛分废物流的步骤。
19.根据权利要求11所述的方法,其中,该下降速度分离器使用流体以产生含有金属的第二材料。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,该流体是水。
21.根据权利要求11所述的方法,其中,该下降速度分离器通过产生受阻的沉降环境分离含有所需金属的第一材料。
22.根据权利要求11所述的方法,其中,该废物流是焚烧炉灰烬。
23.根据权利要求11所述的方法,其中,该下降速度分离器是脉动跳汰机。
24.根据权利要求11所述的方法,其中,该下降速度分离器是升流分级器。
25.根据权利要求11所述的方法,其中,该下降速度分离器是螺旋分离器。
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