CN117813164A - 用动力粉碎处理建筑与拆迁废弃材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及源自建筑和/或拆迁(C&D)碎片的处理,例如C&D细粒流、沥青瓦、干墙或木材。本方法可包括通过动力粉碎机的动力粉碎阶段,其中使易碎材料的尺寸减小,延性材料被释放并保留为尺寸过大的级分。原料可包括也保留为尺寸过大的级分的非易碎材料。然后使粉碎材料经历分离阶段,分离阶段可包括机械筛选和/或磁筛选,以将尺寸过大的材料从尺寸减小的材料分离,该尺寸过大的材料包含延性材料和可选的非易碎材料的大颗粒,该尺寸减小的材料包含易碎材料和可选的非易碎材料的小颗粒。
Description
技术领域
本技术领域整体涉及建筑与拆迁废弃材料(construction and demolitionwaste material)的处理以减小尺寸并进行相关的处理。
背景技术
建筑和/或拆迁项目产生的废料可以在某些设施中进行处理和加工,但处理这些材料存在各种挑战。
混合的建筑和/或拆迁(C&D)碎片的常规处理包括手动对材料进行预分选,去除大的或可见的有价值的成分(例如,大块木材、大块废金属等)。从尺寸过大的材料中筛选的或在分选过程中产生的小颗粒会产生粗的细粒(rough fines)产品,有时称为“C&D细粒”或“回收的筛选材料”(RSM)。RSM的常见再利用策略是作为土壤替代品,例如替代日常垃圾填埋场覆盖物(ADC)。然而,在土壤置换中使用RSM的挑战之一是材料的异质性,大颗粒(最大尺寸取决于具体的筛网直径(screen diameter),但通常为-1.5英寸至3英寸)可能会影响结构特性并且认为其对材料可见的应用来说没有吸引力。此外,一些RSM产品通常含有一定量的来自石膏干墙的硫酸盐,这些硫酸盐可在厌氧环境中转化为硫化氢(H2S)。H2S是一种通常带有臭鸡蛋味的气体,不期望进行排放。因此,由于与产生H2S相关的危害和气味,RSM产品越来越多地被禁止用作ADC。
C&D碎片的另一种常规处理包括对有价值的建筑材料(例如沥青瓦或干墙)进行源分离,并使用研磨机或破碎机处理这些有价值的材料。研磨机或破碎机对整个原料流(其包括沥青或石膏组分以及纸或塑料底层膜)进行尺寸减小,从而产生混合的尺寸减小的产品。此外,当使用研磨机或破碎机处理沥青瓦时,在尺寸减小过程中会产生热量,这可能需要添加冷水以防止沥青瓦上的沥青变粘和/或烧焦而损害研磨机的性能或降低最终产品的质量。
因此,目前的C&D碎片处理存在各种挑战。
发明内容
根据一些方面,提供了一种用于处理建筑和/或拆迁(C&D)碎片的方法,包括:提供C&D细粒流,该C&D细粒流包含易碎材料和延性材料;使C&D细粒流经历动力粉碎阶段,其中C&D细粒流被进料到动力粉碎机中并经历由动力粉碎机内的涡流产生的自碰撞,产生粉碎材料,该粉碎材料包含源自易碎材料的尺寸减小的级分和源自延性材料的尺寸过大的级分;将粉碎材料从动力粉碎机中取出;使粉碎材料经历分离阶段以产生尺寸减小的流和尺寸过大的流。
在一些实施方式中,C&D细粒流包含尺寸低于2英寸或低于4英寸的材料。
在一些实施方式中,动力粉碎机以500RPM至1,200RPM之间的转速运行。
在一些实施方式中,动力粉碎机以700RPM至1,000RPM之间的转速运行。
在一些实施方式中,运行动力粉碎机使得尺寸减小的级分基本为沙子尺寸或淤泥尺寸的颗粒。
在一些实施方式中,C&D细粒流在进入动力粉碎机时具有小于50%的水分含量。
在一些实施方式中,C&D细粒流在进入动力粉碎机时具有5%至30%之间的水分含量。
在一些实施方式中,将C&D细粒流直接进料至动力粉碎阶段,而无需干燥阶段或表面润湿阶段。
在一些实施方式中,将C&D细粒流在产生建筑和/或拆迁碎片的建筑工地或拆迁工地直接进料至动力粉碎阶段。
在一些实施方式中,该方法还包括使C&D细粒流经历动力粉碎阶段上游的干燥阶段或表面润湿预处理阶段。
在一些实施方式中,尺寸减小的级分是粉碎的输出流中的均匀混合物。
在一些实施方式中,动力粉碎阶段实现C&D细粒流的脱水,使得动力粉碎阶段中的脱水为5%至8%之间。
在一些实施方式中,该方法还包括将易碎添加剂加入C&D细粒流中,使得易碎添加剂尺寸减小并与易碎材料均质化,形成尺寸减小的级分的一部分。
在一些实施方式中,易碎添加剂包含以下中的至少一种:造孔剂、土壤添加剂、建筑材料添加剂、堆肥添加剂、泥炭苔、玻璃产品添加剂和再生混凝土骨料(RCA)。
在一些实施方式中,将易碎添加剂引入到动力粉碎阶段上游的C&D细粒流中。
在一些实施方式中,将易碎添加剂作为与C&D细粒流分开的流直接引入动力粉碎机中。
在一些实施方式中,易碎添加剂为RCA,RCA包含至少60重量%的RCA和尺寸减小的级分的混合物。
在一些实施方式中,RCA和尺寸减小的级分的混合物被配置为用于结构或非结构清洁填料的应用。
在一些实施方案中,分离阶段包括筛选。
在一些实施方案中,筛选包括使用单个筛或两个以上并联或串联布置的筛。
在一些实施方案中,筛选使用转筒筛、振动筛、滚筒筛、回转筛和高频筛中的至少一种进行。
在一些实施方式中,该方法还包括:监测以下参数中的至少一个:C&D细粒流、粉碎材料、尺寸过大的流和/或尺寸减小的流;以及基于至少一个参数来调节动力粉碎阶段。
在一些实施方式中,至少一个参数包括以下中的至少一个:C&D细粒流的进料速率、C&D细粒流的水分含量、C&D细粒流的尺寸性质,以及C&D细粒流的组成。
在一些实施方式中,至少一个参数包括以下中的至少一个:粉碎材料中尺寸减小的级分的尺寸性质、粉碎材料的组成、尺寸过大的流的流速、尺寸减小的流的流速、尺寸过大的流的组成以及尺寸减小的流的组成。
在一些实施方式中,调节动力粉碎阶段包括调节转速。
在一些实施方式中,调节动力粉碎阶段包括调节C&D细粒流的进料速率。
在一些实施方式中,C&D细粒流源自建筑与拆迁材料回收设施(MRF)。
在一些实施方式中,C&D细粒流包含至少一种建筑材料,其中易碎材料与延性材料结合。
在一些实施方式中,至少一种建筑材料为沥青瓦和干墙中的至少一种。
在一些实施方式中,延性材料为以下中的至少一种:塑料底层、纤维素底层、玻璃纤维底层和纸底层。
在一些实施方式中,C&D细粒流还包含非易碎材料。
在一些实施方式中,C&D细粒流包含40%至60%的玻璃,尺寸减小的流由超过95%、96%、97%、98%或99%的玻璃组成。
在一些实施方式中,C&D细粒流还包含非易碎组分。
在一些实施方式中,该方法还包括使C&D细粒流经历上游磁分离阶段,从中去除金属并产生贫金属原料流,将贫金属原料流进料至动力粉碎阶段。
在一些实施方式中,上游磁分离阶段由一个以上的磁分离器进行,磁分离器相对于C&D细粒流的进料而配置。
在一些实施方案中,该方法还包括使粉碎的输出流、尺寸过大的流和尺寸减小的流中的至少一种经历下游磁分离阶段,从中去除金属。
在一些实施方式中,下游磁分离阶段由一个以上的磁分离器进行,该磁分离器相对于以下中的至少一种的进料而配置:粉碎的输出流、尺寸过大的流和尺寸减小的流。
在一些实施方式中,上游磁分离阶段或下游磁分离阶段由以下中的至少一个进行:非铁金属分离器和铁金属分离器。
在一些实施方式中,该方法还包括使尺寸过大的流经历二级分离阶段,产生延性流和非易碎流。
在一些实施方式中,二级分离阶段包括筛选。
在一些实施方式中,二级分离阶段包括磁分离。
在一些实施方式中,该方法还包括使粉碎材料经历灰尘收集阶段,从中回收灰尘级分并产生灰尘减少的粉碎流,将灰尘减少的粉碎流进料至分离阶段,产生尺寸减小的流和尺寸过大的流。
在一些实施方式中,将灰尘级分的至少一部分与尺寸减小的流的至少一部分合并。
在一些实施方式中,将所有灰尘级分与尺寸减小的流合并。
在一些实施方式中,灰尘收集阶段有利于分离尺寸过大的级分中的至少一部分延性材料。
在一些实施方式中,灰尘收集阶段有利于分离尺寸减小的级分中的至少一部分易碎材料。
在一些实施方式中,灰尘收集阶段包括:灰尘收集器,该灰尘收集器相对于动力粉碎阶段的出口或相对于固体输送装置耦合,该固体输送装置被配置为将粉碎材料输送离开动力粉碎阶段;以及灰尘回收单元,该灰尘回收单元联接至灰尘收集器并被配置为引起灰尘的分离并将灰尘级分从灰尘收集器运输至储存容器。
在一些实施方式中,灰尘收集器包括沉降室。
在一些实施方式中,灰尘回收单元包括袋滤室,袋滤室通过管道与沉降室流体连通。
在一些实施方式中,灰尘回收单元包括旋风分离器,旋风分离器通过管道与沉降室流体连通。
在一些实施方式中,固体输送装置包括输送机(conveyor)。
在一些实施方式中,灰尘收集器沿着固体输送装置的大部分长度围绕固体输送装置。
根据另一方面,提供了一种建筑与拆迁(C&D)碎片处理系统,包括:动力粉碎机,该动力粉碎机被配置为接收并处理C&D细粒流以产生粉碎流;粉碎机输送机,该粉碎机输送机被配置为向下游输送粉碎流;以及至少一个分离器,该分离器可操作地联接至粉碎机输送机并被配置为接收粉碎流,产生尺寸减小的流和尺寸过大的流。
在一些实施方式中,分离器包含筛。
在一些实施方式中,该系统还包括:材料回收设施(MRF),该材料回收设施产生C&D细粒流;以及细粒输送机,该细粒输送机被配置为将C&D细粒流输送至动力粉碎机。
在一些实施方式中,C&D细粒流源自建筑与拆迁碎片。
在一些实施方式中,C&D细粒流包含尺寸低于2或4英寸的材料。
在一些实施方式中,动力粉碎机被配置为以500RPM至1,200RPM之间的转速运行。
在一些实施方式中,动力粉碎机被配置为以700RPM与1,000RPM之间的转速运行。
在一些实施方式中,该系统还包括加料单元,该加料单元用于将易碎添加剂加入C&D细粒流中,使得易碎添加剂尺寸减小并且与易碎材料均质化以形成尺寸减小的级分的一部分。
在一些实施方式中,易碎添加剂包含以下中的至少一种:造孔剂、土壤添加剂、建筑材料添加剂、堆肥添加剂、泥炭苔、玻璃产品添加剂和再生混凝土骨料(RCA)。
在一些实施方式中,用于添加易碎添加剂的加料单元位于动力粉碎机的上游。
在一些实施方式中,用于添加易碎添加剂的加料单元可操作地联接至动力粉碎机。
在一些实施方式中,分离器包括转筒筛、振动筛、滚筒筛、回转筛和高频筛中的至少一种。
在一些实施方式中,分离器包括单个筛或两个以上并联或串联布置的筛。
在一些实施方式中,该系统还包括:监测单元,该监测单元被配置为监测C&D细粒流的至少一个进料参数和/或粉碎流、尺寸过大的流和/或尺寸减小的流的至少一个输出参数;控制单元,该控制单元联接至监测单元并被配置为根据至少一个进料参数和/或至少一个输出参数调节动力粉碎机。
在一些实施方式中,监测单元和控制单元被配置为使至少一个进料参数包括C&D细粒流的进料速率和/或C&D细粒流的组成。
在一些实施方式中,监测单元和控制单元被配置为使至少一个输出参数包括粉碎流的尺寸性质、粉碎流的组成、粉碎流的流速、尺寸过大的流的流速、尺寸减小的流的流速、尺寸过大的流的组成,和/或尺寸减小的流的组成。
在一些实施方式中,控制单元被配置为调节动力粉碎机的转速。
在一些实施方式中,控制单元被配置为调节C&D细粒流进入动力粉碎机的进料速率。
在一些实施方式中,该系统还包括上游磁分离器,以从C&D细粒流中去除金属并产生进料至动力粉碎机的贫金属原料流。
在一些实施方式中,上游磁分离器相对于C&D细粒流的进料进行操作。
在一些实施方式中,该系统还包括下游磁分离器,以从粉碎的输出流、尺寸过大的流和尺寸减小的流中的至少一种去除金属。
在一些实施方式中,下游磁分离器相对于以下中的至少一种的进料进行操作:粉碎的输出流、尺寸过大的流和尺寸减小的流。
在一些实施方式中,至少一个分离器为下游磁分离器。
在一些实施方式中,该系统还包括灰尘收集单元,该灰尘收集单元被配置为从粉碎流中回收灰尘级分并产生灰尘减少的粉碎流,将灰尘减少的粉碎流进料至筛。
在一些实施方式中,灰尘收集单元被配置为供应至少一部分灰尘级分使其与至少一部分尺寸减小的流合并。
在一些实施方式中,灰尘收集单元包括:灰尘收集器,该灰尘收集器相对于动力粉碎机的出口或相对于粉碎机输送机耦合;和灰尘回收单元,该灰尘回收单元联接至灰尘收集器并被配置为引起灰尘的分离并将灰尘级分从灰尘收集器运输至储存容器。
在一些实施方式中,灰尘收集器包括沉降室。
在一些实施方式中,灰尘回收单元包括袋滤室,袋滤室通过管道与沉降室流体连通。
在一些实施方式中,灰尘回收单元包括旋风分离器,旋风分离器通过管道与沉降室流体连通。
在一些实施方式中,灰尘收集器沿着动力粉碎机的大部分长度围绕动力粉碎机。
在一些实施方式中,分离器包括非铁磁分离器、铁磁分离器和延性灰尘收集器中的至少一种。
在一些实施方式中,延性灰尘收集器被配置为从粉碎流和/或尺寸过大的流中去除延性材料的至少一部分。
在一些实施方式中,非铁磁分离器和铁磁分离器中的至少一种被配置为从粉碎流、尺寸减小的流和/或尺寸过大的流中去除非易碎材料的至少一部分。
根据另一方面,提供了一种用于处理建筑和/或拆迁碎片的方法,包括:提供包含易碎材料和延性材料的原料;使原料经历动力粉碎阶段,其中原料被进料到动力粉碎机中并经历由动力粉碎机内的涡流产生的自碰撞,产生粉碎材料,该粉碎材料包含源自易碎材料的尺寸减小的级分和源自延性材料的尺寸过大的级分;将粉碎材料从动力粉碎机中取出;使粉碎材料经历分离阶段以产生尺寸减小的流和尺寸过大的流。
在一些实施方式中,该方法还包括使C&D源材料经历上游分离阶段以产生至少一股原料流。
在一些实施方式中,上游分离阶段包括机械筛选以预确定C&D源材料的尺寸以产生至少一股原料流。
在一些实施方式中,上游分离阶段包括上游磁分离以从C&D源材料或至少一股原料流中去除金属并产生贫金属原料流,将贫金属原料流进料至动力粉碎阶段。
在一些实施方式中,磁分离由一个以上磁分离器进行,磁分离相对于C&D源材料或至少一股原料流的进料而配置。
在一些实施方式中,上游磁分离由以下中的至少一种进行:非铁金属分离器和铁金属分离器。
在一些实施方式中,上游分离阶段包括从C&D源材料中手动去除可再利用的材料。
在一些实施方式中,上游分离阶段包括上游灰尘收集阶段,以从至少一股原料流或C&D源材料中去除延性材料的至少一部分。
在一些实施方式中,上游灰尘收集阶段由一个以上灰尘收集器进行,灰尘收集器相对于至少一股原料流或C&D源材料的进料而配置。
在一些实施方式中,该方法还包括在使原料经历动力粉碎阶段之前使原料经历预处理阶段。
在一些实施方式中,预处理阶段包括动力粉碎阶段上游的干燥阶段。
在一些实施方式中,预处理阶段包括动力粉碎阶段上游的表面润湿阶段。
在一些实施方式中,预处理阶段包括动力粉碎阶段上游的破碎或研磨阶段。
在一些实施方式中,破碎或研磨阶段包括使原料经历破碎机或高速研磨机。
在一些实施方式中,该方法还包括使粉碎的输出流、尺寸过大的流和尺寸减小的流中的至少一种经历下游磁分离,从中去除金属。
在一些实施方式中,下游磁分离由一个以上的磁分离器进行,磁分离器相对于以下至少一种的进料而配置:粉碎的输出流、尺寸过大的流和尺寸减小的流。
在一些实施方式中,下游磁分离由下游非铁金属分离器和下游铁金属分离器中的至少一种进行。
在一些实施方式中,将原料在产生建筑和/或拆迁碎片的建筑工地或拆迁工地直接进料至动力粉碎阶段。
在一些实施方式中,该方法还包括将易碎添加剂加入原料,使得易碎添加剂尺寸减小并与易碎材料均质化以形成尺寸减小的级分的一部分。
在一些实施方式中,易碎添加剂包含以下中的至少一种:造孔剂、土壤添加剂、建筑材料添加剂、堆肥添加剂、泥炭苔、玻璃产品添加剂和再生混凝土骨料(RCA)。
在一些实施方式中,将易碎添加剂引入到动力粉碎阶段上游的原料中。
在一些实施方式中,将易碎添加剂作为与原料分开的流直接引入动力粉碎机中。
在一些实施方式中,分离阶段包括筛选。
在一些实施方式中,筛选包括使用单个筛或两个以上并联或串联布置的筛。
在一些实施方式中,筛选使用转筒筛、振动筛、滚筒筛、回转筛和高频筛中的至少一种进行。
在一些实施方式中,该方法还包括:监测以下参数中的至少一个:原料、粉碎材料、尺寸过大的流和/或尺寸减小的流;以及基于至少一个参数来调节动力粉碎阶段。
在一些实施方式中,至少一个参数包括以下中的至少一个:原料的进料速率、原料的水分含量、原料的尺寸性质、原料的组成、粉碎材料中尺寸减小的级分的尺寸性质、粉碎材料的组成、尺寸过大的流的流速、尺寸减小的流的流速、尺寸过大的流的组成、尺寸减小的流的组成。
在一些实施方式中,调节动力粉碎阶段包括调节转速。
在一些实施方式中,调节动力粉碎阶段包括调节原料的进料速率。
在一些实施方式中,该方法还包括使尺寸过大的流经历二级分离阶段,产生延性流。
在一些实施方式中,二级分离阶段包括筛选。
在一些实施方式中,二级分离阶段包括磁分离。
在一些实施方式中,该方法还包括使粉碎材料经历下游灰尘收集阶段,从中回收灰尘级分并产生灰尘减少的粉碎流,将灰尘减少的粉碎流进料至分离阶段,产生尺寸减小的流和尺寸过大的流。
在一些实施方式中,将灰尘级分的至少一部分与尺寸减小的流的至少一部分合并。
在一些实施方式中,将所有灰尘级分与尺寸减小的流合并。
在一些实施方式中,下游灰尘收集阶段有利于分离尺寸过大的级分中的至少一部分延性材料。
在一些实施方式中,下游灰尘收集阶段有利于分离尺寸减小的级分中的至少一部分易碎材料。
在一些实施方式中,原料包含源分离(source separated)材料,源分离材料具有结合到延性组分的易碎组分,延性组分包含延性材料,易碎组分包含易碎材料。
在一些实施方式中,源分离材料包含石膏干墙。
在一些实施方式中,石膏干墙还包含嵌入延性组分和/或易碎组分中的非易碎组分。
在一些实施方式中,尺寸减小的级分包含粉碎石膏产品。
在一些实施方式中,粉碎石膏产品被配置为用作农业改良剂、土壤改良剂、水泥混合物添加剂或用于干墙板的生产。
在一些实施方式中,尺寸过大的级分包含多个纸基底层或纤维素基底层。
在一些实施方式中,多个纸基底层或纤维素基底层被配置为用作动物垫料、覆盖物、水泥窑燃料或用于纸制品的生产。
在一些实施方式中,源分离材料包含沥青瓦。
在一些实施方式中,沥青瓦还包含嵌入延性组分和/或易碎组分中的非易碎组分。
在一些实施方式中,尺寸减小的级分包含沥青产品。
在一些实施方式中,沥青产品被配置为用作水泥混合物添加剂、用于生物燃料的生产、作为烃基添加剂、用于沥青的生产、或用于瓦片的生产。
在一些实施方式中,尺寸过大的级分包含多个纸基底层或玻璃纤维基底层。
在一些实施方式中,多个纸基底层或玻璃纤维基底层被配置为用作动物垫料、覆盖物或用于纸制品的生产。
根据另一方面,提供了一种处理沥青瓦的方法,包括:提供沥青瓦,沥青瓦包含与延性组分结合的易碎沥青组分;使沥青瓦经历动力粉碎阶段,其中沥青瓦被进料到动力粉碎机中并经历由动力粉碎机内的涡流产生的自碰撞,产生粉碎材料,该粉碎材料包含源自易碎沥青组分的尺寸减小的级分和源自延性组分的尺寸过大的级分;将粉碎材料从动力粉碎机中取出;使粉碎材料经历分离阶段以产生包含沥青的尺寸减小的流和包含纸或玻璃纤维的尺寸过大的流。
在一些实施方式中,延性组分包含纸或玻璃纤维。
在一些实施方式中,沥青瓦还包含嵌入易碎沥青组分和/或延性组分中的非易碎材料。
根据另一方面,提供了一种用于处理石膏干墙的方法,包括:提供石膏干墙,石膏干墙包含与延性组分结合的易碎石膏组分;使石膏干墙经历动力粉碎阶段,其中石膏干墙被进料到动力粉碎机中并经历由动力粉碎机内的涡流产生的自碰撞,产生粉碎材料,该粉碎材料包含源自易碎石膏组分的尺寸减小的级分和源自延性组分的尺寸过大的级分;将粉碎材料从动力粉碎机中取出;使粉碎材料经历分离阶段以产生包含石膏的尺寸减小的流和包含纸的尺寸过大的流。
在一些实施方式中,延性组分包含纸。
在一些实施方式中,石膏干墙还包含嵌入易碎石膏组分和/或延性组分中的非易碎材料。
附图说明
图1A为处理C&D碎片流的工艺流程图,其中使用动力粉碎随后为分离阶段;
图1B是预处理C&D碎片流的工艺流程图,其中使用机械分离和手动分离;
图2为根据一个实施方式的粉碎设备的左侧立体图,示出了用于粉碎设备的电机和外壳;
图3为图2所示的粉碎装置的右侧立体图,示出了靠近外壳底端的出口;
图4为图2所示的粉碎装置的仰视立体图,示出了连接电机和转轴的皮带连接;
图5为图3所示的外壳的剖视图,示出了位于外壳内的可旋转轴和转子;
图6为图2所示的粉碎装置的外壳的局部分解图;
图7为图2所示的粉碎装置的外壳的俯视剖视图,示出了沿着外壳侧壁围绕可旋转轴间隔开的多个偏转器;
图8为图5所示的外壳的剖视图,该外壳中移除了可旋转轴和转子,示出了沿侧壁定位在外壳内的不同高度处的架(shelves);
图9为安装在图2所示的粉碎装置的外壳内的粉碎转子的局部剖视图,示出了外壳内产生的涡流;
图10为根据一个实施方式的外壳的示意性俯视图,示出了外壳的内室中的重叠涡流;
图11为处理多个C&D流的工艺流程图,例如沥青瓦的流A、干墙板的流B和C&D细粒流C,每个流都通过以下获得:使C&D源材料经历预分选阶段,使用动力粉碎,然后对流进行分离,产生最终产品;
图12为处理废料流的工艺流程图,其使用动力粉碎,随后进行筛选,还包括磁分离阶段和灰尘收集阶段;
图13为处理废料流的工艺流程图,其使用动力粉碎,随后进行筛选,还包括灰尘收集阶段;
图14为示例性磁分离阶段的侧视示意图;
图15为另一示例性磁分离阶段的侧视示意图;
图16A为动力粉碎阶段之前的示例性C&D细粒流(左)和动力粉碎阶段之后所得到的示例性粉碎的易碎材料(右)的照片视图;
图16B为动力粉碎阶段之前的示例性C&D细粒流(左)和动力粉碎阶段之后所得到的示例性粉碎的易碎材料(右)的照片视图;和
图16C的图示为通过尺寸范围为0.01mm至10mm的筛的粉碎的易碎材料的百分比。
具体实施方式
对源自建筑和/或拆迁(C&D)碎片或C&D源材料的流的处理可包括通过动力粉碎机的动力粉碎阶段,根据输入C&D材料的性质产生有价值的产品。例如,可以预分选或分离C&D源材料以产生不同的流,例如基本上包括单一类型的建筑材料(例如沥青瓦流或干墙流)的源分离流和从预分选剩余的C&D细粒流。每个流可以被进料至粉碎阶段以促进尺寸减小,然后进行筛选(如果必要)以获得相应的最终产品。
在一些实施方式中,粉碎阶段使得易碎材料的尺寸能够减小,同时释放延性材料并作为尺寸过大的级分保留在粉碎材料中。在一些实施方式中,原料包含非易碎材料,可以将其释放并保留为粉碎材料的尺寸过大的级分。然后,粉碎材料经历分离阶段(可包括机械筛选和/或磁性筛选),以将尺寸过大的材料从尺寸减小的材料分离。然后,可以对分离的尺寸过大的材料进行处理,转化为燃料、覆盖物(mulch)、水泥窑燃料、动物垫料等产品,或根据其组成进一步分离并回收子级分。根据尺寸减小的材料的尺寸和组成性质,尺寸减小的材料可以在各种应用中重新利用。例如,源自沥青瓦的尺寸减小的材料可以重新用于制造新的瓦或用于道路铺设应用。源自C&D细粒或干墙的尺寸减小的材料可用于陆地应用,例如替代日常覆盖物(ADC)或土壤改良剂、填充物、建筑材料添加剂和各种其他应用。
建筑和/或拆迁(C&D)碎片是指在道路、桥梁、建筑物或其他结构的建设、改造和/或拆除过程中产生的废料流。C&D碎片可包括波特兰水泥(Portland cement)、沥青、混凝土、钢材、木材、瓦片、干墙和砖等材料。在C&D分离和回收过程中,会产生土壤、干墙、木材、混凝土和其他材料的小颗粒,形成所谓的“C&D细粒流”,又称为“回收的筛选材料”(recovered screen material)或RSM。C&D源材料还可以指在工作现场进行源分离或分隔的单个建筑材料,或者在工厂制造过程中作为废料产生的单个建筑材料。
如图1A所示,将源自建筑和/或拆迁(C&D)源材料12和/或在材料回收设施(MRF)中产生和/或从预分选阶段14获得的原料10供应至动力粉碎阶段16,产生粉碎的输出流18。原料10可从预分选阶段14获得,在预分选阶段14中C&D源材料可被分离成不同的流,例如流A、流B和流C。流A、流B和流C各自可以为C&D细粒流或源分离的流,例如基本上包含沥青瓦、干墙板或木材的流。原料10可包括易碎材料以及非易碎材料和/或延性材料。易碎材料通常是硬的、脆的或易碎的,使得动力粉碎有利于显著的尺寸减小,将易碎材料转化为尺寸减小的级分。易碎材料被尺寸减小为例如沙子尺寸或淤泥尺寸的颗粒,并且被均质化以产生粉碎的输出流18。易碎材料的示例可以包括玻璃、陶瓷、瓷砖、石膏或干墙的某些层、沥青瓦的某些层、岩石和集料、庭院废料(例如土壤、树叶、有机植物物质)、水泥、煤渣块、砖块和干木。另一方面,延性材料是柔韧的,并且不会因动力粉碎阶段16而显著减小尺寸。延性材料的实例包括玻璃纤维、纤维素、塑料或纸基底层、纤维如绝缘材料和绳索、湿木材、硬塑料和软塑料。相反,在本申请的上下文中,非易碎材料意在包括通常坚韧且不易破碎的材料,其不会被粉碎机而显著减小尺寸。非易碎材料的示例可以包括金属,例如增强条(钢筋)、钉子、螺钉和连接件(joiners)。因此,当所有三种材料(易碎的、非易碎的和延性的)存在于原料10中时,粉碎的输出流18可包含由破碎的易碎材料和小型非易碎材料组成的尺寸减小的级分,以及包含延性材料和大型非易碎材料的尺寸过大的级分。
然后可以使粉碎的输出流18经历分离20,以回收主要由破碎的易碎材料和可选的小型非易碎材料片组成的尺寸减小的流22,以及可主要由延性材料和/或大型非易碎材料组成的尺寸过大的材料流24。分离步骤20可以在一个以上的阶段中进行并且可以使用多种分离设备。例如,可以使用各种类型的筛,例如振动筛、转筒筛、滚筒筛、旋转筛和/或高频筛。也可以使用其他类型的分离设备,例如除尘或磁分离或金属分离。分离设备可以是新的且专用于本文描述的C&D源材料处理工艺,或者可以是设施中现有分离阶段的一部分。在一些实施方式中,粉碎的输出流18经历分离以产生多于两种的流,这些流可具有有助于分离并使之能够下游再利用或处理的各种特性。分离阶段20可以例如包括多个并联或串联布置的分离器(例如,筛、金属分离器、基于传感器的分选器和灰尘分离器)。
在一些实施方式中,如图1A所示,包括易碎级分和非易碎级分的尺寸减小的流22和/或包括延性级分和非易碎级分的尺寸过大的流24可经历二级分离阶段20A,将非易碎流38分别从易碎流23和延性流36分离。分离步骤20A可包括机械筛选以按尺寸分选尺寸过大的流24或包括金属分离阶段以将铁金属和/或非铁金属的非易碎级分从非金属材料的延性级分分离,分别产生非易碎流38和延性流36。在其他实施方式中,分离步骤20A可包括金属分离阶段,以将铁金属和/或非铁金属的非易碎级分从非金属材料的易碎级分分离,分别产生非易碎流38和易碎流23。
原料
各种C&D原料均可经历动力粉碎,产生目标尺寸减小的产品。某些C&D原料及其特性将在下面进一步详细描述。
在一些实施方式中,原料10可以是含有很少水分或不含水分的干燥原料。原料10可以直接进料至动力粉碎阶段16,无需预处理(例如表面润湿预处理以减少粉尘)。在其他实施方式中,原料10可以是直接进料至动力粉碎阶段16而无需预处理(例如干燥预处理)的湿进料材料,因为动力粉碎机能够有效地处理湿或干的进料材料。例如,原料可具有高达50%或10%至40%之间的水分含量,并且可直接进料至动力粉碎机中而无需预干燥或预润湿。对于水分含量超过50%的较湿原料,可以进行预干燥步骤,将材料干燥至低于50%。对于水分含量小于10%的干燥原料,可以进行表面润湿步骤以减少动力粉碎阶段16期间产生的粉尘量。
在一些实施方式中,动力粉碎机50的入口70和/或外壳60的尺寸和几何形状可以是确定原料尺寸的因素。在一些实施方式中,在动力粉碎阶段16之前将原料预粉碎或尺寸减小。在一些实施方式中,进料材料的密度可以是确定原料的尺寸和/或进料速率的因素。例如,可以改变原料的进料速率以考虑原料的密度,使得较低密度的原料(例如干墙)可以以比较高密度的原料(例如木材)更快的进料速率进料至动力粉碎机中。
C&D细粒流
供应至动力粉碎阶段16的原料10可以为在MRF中产生的C&D细粒流,并且通常将用作ADC垃圾填埋场覆盖物而无需进一步处理或回收。MRF接收C&D废料,分离并准备可再利用或有价值的材料,用于向最终用户制造商销售。细粒流的组成可以变化并且将取决于自MRF接收的建筑和/或拆迁碎片的组成,以及MRF的处理设备和运行。
C&D细粒通常包括源自分选和/或处理系统的预确定尺寸(pre-size)、预筛选或预调整的建筑与拆迁碎片。
C&D细粒可以为通常来自住宅、商业或工业的建筑或拆迁的混合或复杂的材料流。C&D细粒可以进行预处理或筛选,去除可再循环的成分和/或超过2英寸(尽管3英寸、4英寸或更大尺寸的原料,例如高达8英寸也是可能的)物品,这些物品的用途有限或具有负价值,通常会被丢弃。在一些实施方式中,原料可以被预粉碎或压碎至该尺寸。在其他实施方式中,C&D细粒被筛选至该尺寸以去除可重复使用的较大的C&D碎片。在一些实施方式中,C&D细粒可以包括来自建筑与拆迁碎片加工厂的筛选物,其包含硬/脆和软/延性组分的组合—通常称为“细粒”、“废料”或“残余”材料。
C&D细粒流可以包括通常在建筑工地发现和/或在建筑过程中使用的任何数量的材料,包括尘土或土壤、玻璃、干墙、沥青瓦、集料、陶瓷、绝缘纤维、绳索、金属、纸板、塑料以及纸膜、木材等。在一些实施方式中,C&D细粒流通常可以具有如下的平均组成(重量%):约50-80%的集料(例如,岩石、砖、混凝土、陶瓷、玻璃、尘土);约1-5%的纤维素物质(例如纸板、纤维板、纸);约5-15%的木材;约5-25%的石膏;约0.5-1%的金属;约1-2%的塑料。C&D细粒流产生的尺寸减小的流可能包括惰性、类土壤的浓缩物,其中含有尺寸超过4mm的高达0.5%的可见污染物(例如金属、玻璃、塑料)。将易碎材料的较不易碎或脆性的级分(例如木材)尺寸减小至1/4英寸至6英寸之间的尺寸。尺寸过大的流可以是可见污染物(例如,塑料和纸衬垫)、过大的有机物质(例如,环保废料、湿木材)和/或非易碎材料(例如,金属)的混合物。
源分离原料或单一流原料
在其他实施方式中,原料10可包含一种类型的废料的单一流。单一流原料可包括源分离的建筑材料或产品,其包括与延性材料结合的易碎材料,以及可选的非易碎材料,其用动力粉碎机处理以释放延性材料以及可选的非易碎材料。
沥青瓦
在一些实施方式中,源分离的原料可包括沥青瓦,其具有结合至易碎沥青和矿物颗粒覆盖层的延性底层,使得粉碎阶段允许从延性底层薄膜或膜中释放并回收沥青和矿物颗粒。沥青瓦可以为分选或未分选的和尺寸选定或尺寸未定的沥青瓦,可以为1/4英寸至全尺寸(例如12英寸×36英寸)之间。在一些实施方式中,沥青瓦可以为在拆除或屋顶操作期间移除的旧瓦,其包括结合至沥青覆盖层的玻璃纤维或纸下层膜,并且可选地可以包括嵌入瓦片的旧金属紧固件,例如屋顶钉。在一些实施方式中,单一流原料可以包括工厂废料,例如不包括旧紧固件的畸形瓦片。
在一些实施方式中,沥青瓦含有结合至毡垫底层(通常由纸或玻璃纤维垫组成)的约19%至36%的沥青水泥、约8%至40%的矿物填料稳定剂(例如,石灰石、二氧化硅或白云石)以及约20%至38%的矿物颗粒。
石膏干墙
另一个示例性原料为石膏干墙板,其具有结合至易碎石膏覆盖层的延性纤维底层,使得粉碎阶段允许石膏从延性底层中释放和回收。干墙板可以是分选的或未分选的,或者是尺寸选定或尺寸未选定的干墙板,其范围可以在<21/2英寸至预压碎的板(通常<3英尺×<6英尺)之间。当原料10包括干墙板时,考虑到动力粉碎机50的入口70和/或外壳60的尺寸和几何形状,可能需要在将干墙板送入动力粉碎机50之前将其尺寸减小。在一些实施方式中,干墙可以是在拆除操作期间移除的旧干墙板,并且可选地可以包括嵌入在干墙板中的旧金属紧固件,例如干墙螺钉。在其他实施方式中,原料可以包括工厂废料,例如不包括旧紧固件的畸形干墙板。
木材
另一个示例性原料为木制品,例如木料、定向刨花板(OSB)、处理过的木材、未处理过的木材、工程木材等,其为从拆除操作中回收的和/或建筑或商业和工业操作中留下的废木片,例如不适合再利用的栈板(pallet)。在一些实施方式中,木制品可以包括旧紧固件或嵌入木材中并且不能通过磁分离预处理释放的其他金属物体。
预处理阶段
在动力粉碎阶段16之前,存在可以处理原料10的多个上游预处理阶段。例如,上游分离阶段包括上游机械筛选以按尺寸预分选原料10和/或上游磁分离可以在动力粉碎阶段16之前对原料进行预分选以去除至少一部分非易碎材料。在一些实施方式中,上游灰尘收集阶段可以对原料进行预分选以去除至少一部分延性材料。在其他实施方式中,上游分离阶段可包含手动分选以去除原料中的材料,该原料可作为最终产品出售或经历分离处理阶段。
现在参考图1B,包括原始且未分选的建筑和/或拆迁碎片的C&D进料材料410可被运输至分选设施,例如MRF。进料材料410经历初级预筛选阶段420,例如10英寸筛,产生尺寸过大的未分选流422和尺寸过小的未分选流424。
尺寸过大的未分选流422可以运输(例如经由传送带)至手动分选阶段430,该手动分选阶段430可以包括任意数量的MRF工作人员,例如6至8个分选员,他们根据物品的组成将尺寸过大的未分选流422分选为单独的源分离流440并放置在储存仓中。源分离流440可以包括未处理的木材、处理的木材、金属、纸板、混凝土/砖块/土块和/或未识别物品的单独流。任何不需要的或废弃的材料和其他残留物可以被运输至无用材料分选堆442。
尺寸过小的未分选流424可以经历使用磁性或铁磁分离器452的磁分离预处理阶段450,从尺寸过小的未分选流424中除去铁颗粒并将它们放置在铁料仓454中。然后,含铁减少的尺寸过小的流456可以经历二级筛选阶段460,例如使用2英寸振动筛或旋转滚筒筛,产生包含尺寸在2英寸以下的材料的C&D细粒流462,和尺寸过小的分选流464。C&D细粒流462可以存储在细粒仓466中,等待动力粉碎机的进一步处理或运输至具有动力粉碎机的设施。尺寸过小的未分选流464还可经历小于10英寸的手动分选阶段430,将尺寸过小的分选流464分选至与尺寸过大的分选流422相同的单独的源分离流440。将任何不期望或废弃的材料和其他残留物输送至经历重质-轻质分离阶段470,例如风筛分离器和/或旋风分离器,以产生轻质级分472、中重质级分474和重质级分476。取决于轻质级分472、中重质级分474和/或重质级分476的内容物,内容物可以被重新分配至源分离流440和/或被处理。
在一些实施方式中,原料10可包括C&D细粒流462、无用材料分选堆442、轻质级分472、中重质级分474和/或重质级分476。在一些实施方式中,无用材料分选堆442、轻质级分472、中重质级分474和/或重质级分476可以在动力粉碎阶段16的上游经历预破碎或预研磨阶段。例如,可使用破碎机或高速研磨机来使要包含在C&D细粒流466中的这些流的尺寸减小(即,预确定尺寸,将原料减小至小于2、4或6英寸的尺寸)。
动力粉碎阶段
关于动力粉碎阶段16,可将单个动力粉碎机作为单道次阶段来实施和操作。例如,原料可以进料至动力粉碎机的上部,该粉碎机包括带有挡板的滚筒和带有多个臂的内部旋转杆,在滚筒室内产生涡流。进料材料进入涡流并经历自碰撞,使易碎材料尺寸减小,同时留下尺寸过大的延性材料,并且不会使非易碎材料的尺寸显著地减小。因此,当原料10包括具有结合至延性材料和/或非易碎材料的易碎材料的材料时,动力粉碎阶段16可促进易碎材料从延性材料和/或非易碎材料中释放。
在一些情况下,该方法、动力粉碎阶段16和/或动力粉碎机50可以连续模式或半间歇模式运行。还可以单道次或使用多道次通过动力粉碎机50来粉碎材料。当使用多道次时,可以筛选来自第一道次的粉碎材料并且仅一部分被进料至随后的道次。更一般地,某些材料或级分可经历多个粉碎阶段,这可通过在同一动力粉碎机50中再循环进行或在串联运行的多个动力粉碎机50中进行。材料可以分批进料或连续进料至动力粉碎机50中。每个通过动力粉碎机50的道次可以在相同或不同的运行条件(例如,转速、进料速率)下进行,其中运行条件的变化基于例如每道次的进料组成来确定。
动力粉碎阶段16使用动能、涡流和物质对物质的碰撞来实现易碎材料的尺寸减小、易碎材料的均质化、延性材料和/或非易碎材料的释放、和/或可加入原料10的添加剂的共混。
材料传至动力粉碎机的底部区域并且作为粉碎的输出流18经由下部出口排出。动力粉碎机可以500RPM至1,200RPM之间或600RPM至1,100RPM之间或700RPM至1,000RPM之间的转速运行。转速可以响应于其他工艺参数进行调节或保持相对恒定。在一些实施方式中,调节转速以控制输出材料的尺寸和/或质量。在一些实施方式中,基于原料的密度来调节或改变转速。例如,与较高密度原料(例如木材)相比,较低密度原料(例如干墙)可使用较低的转速来减小尺寸。
动力粉碎阶段不仅可以有针对性地减小易碎材料的尺寸,还可以促进干燥和/或减少病原体,以获得更高质量的输出流。在一些实施方式中,粉碎阶段将水分减少5%至8%,然后分离阶段使得尺寸减小的级分能够具有进一步降低的水分含量。
C&D细粒流
当C&D细粒流经历动力粉碎阶段16时,C&D细粒流中的易碎材料被粉碎并均质化。在一些实施方式中,C&D细粒流中的易碎材料被微粉化或纳米化为沙状或淤泥状颗粒。延性材料,无论是自由地存在于C&D细粒流中还是与易碎材料结合(例如,玻璃片(易碎)与塑料薄膜(延性)结合),其尺寸不会显著地减小,并且可以在分离阶段20期间从粉碎的易碎材料中分离。在金属分离预处理步骤中未去除的任何非易碎材料颗粒不会显著地尺寸减小,并且可以在分离阶段20或二级下游分离阶段期间从易碎材料和延性材料中分离。
源分离原料或单一流原料
沥青瓦
当原料10为包含旧沥青瓦或工厂废弃的沥青瓦的源分离原料或单一流原料,并经历粉碎阶段16时,动力粉碎机粉碎并均质化较易碎的沥青组分,并将沥青组分从较不易碎的颗粒和延性塑料或纤维底层中释放。当原料10包含旧沥青瓦时,原料10还可以包括尺寸未显著减小的非易碎材料,并可以在下游分离阶段期间从材料分离。在一些实施方式中,包含易碎组分和/或延性组分的粉碎的输出流18中的某些尺寸的级分可以通过第二动力粉碎阶段16再循环。第二动力粉碎阶段16可以为第二动力粉碎机50,或者粉碎的输出流18可以通过相同的动力粉碎机50再循环。
如本文所描述的,动力粉碎机在由动力粉碎机产生的涡流内引起物质对物质的碰撞。沥青瓦一般含有约19%至36%的沥青水泥,受热时可形成粘稠、黑色、高粘性液体或半固体形式。研磨沥青瓦的传统方法会产生热量,并可能导致沥青形成粘稠的半固体,并损害研磨机的运作和/或最终产品的质量。然而,当沥青瓦经历动力粉碎阶段时,沥青瓦在涡流内经历物质与物质的碰撞,涡流本身具有气流,该气流减少了物质与物质碰撞产生的热量。在一些实施方式中,对于任何给定材料,在材料经由下部出口排出之前,动力粉碎阶段16为约15至20秒,因此导致产生的热量显著减少。所得的粉碎的输出流18包括从尺寸过大的延性材料(即,纸或玻璃纤维底层)中释放的粉碎的易碎材料(即,微粉化或纳米化且均质化的未加热或冷却的沥青产品),并且可选地,当原料10包括旧沥青瓦时,粉碎的输出流18还包括非易碎材料(即金属紧固件或其他杂质)。
在一些实施方式中,动力粉碎阶段16可用于从住宅屋顶产品(例如沥青瓦)中分离和提取原材料的方法,例如美国专利号8,919,681、9,156,035和9,440,239中描述的方法,所有这些专利均通过引用并入本文。在一些实施方式中,本文所描述的动力粉碎机50可代替这些方法中一个以上的尺寸减小阶段。例如,本文描述的动力粉碎阶段16可用于机械地减小住宅屋顶产品的尺寸以产生切碎的产品和/或碎片产品,同时留下延性底层作为尺寸过大的级分。
石膏干墙
当原料10为包含旧干墙板或工厂废弃的干墙板的源分离原料或单一流原料,并经历粉碎阶段16时,动力粉碎机粉碎并均质化易碎的石膏组分并从纸底层(其为延性材料,因此尺寸不会显著减小)释放石膏组分。当原料10中包括旧干墙时,原料10还包括尺寸未显著减小的非易碎材料,并且可以在下游分离阶段期间与材料分离。
木材
当原料10为包含处理或未处理的木制品的源分离原料或单一流原料,并经历粉碎阶段16时,动力粉碎机粉碎并均质化易碎的木材组分并从任何可能嵌入木材的非易碎金属组分(其为非易碎材料,因此尺寸不会显著减小)中释放木材组分。非易碎材料可以在下游磁分离阶段从粉碎的易碎材料中分离,从而产生可用于动物垫料、覆盖物等的均质化、尺寸减小的木制品。
分离阶段
关于粉碎的输出流18,在一些实施方式中,粉碎阶段16产生范围为淤泥或灰尘大小至更大颗粒的材料,其中大部分(例如,超过50%或50%与70%之间或甚至超过90%)通过1/4英寸的筛。尺寸过大的材料包括原料的较低密度、柔性的级分(即延性材料)和非易碎材料,同时将脆的、硬的、易碎的易碎材料粉碎。一些易碎材料可具有较大的输出或粉碎尺寸,例如湿木材,可以将其尺寸减小以通过6英寸至1/4英寸的筛。粉碎阶段16使所得到的尺寸减小的级分均质化,通过各种分离技术(可包括筛选)促进其从较大的延性级分和非易碎级分中释放和分离。尺寸过大的级分可基本由延性材料(包括塑料和纸膜、纤维等)和非易碎材料(包括金属)组成。
然后可以使用基于尺寸的分离技术(例如筛选)将尺寸过大的级分与尺寸减小的级分分离。可以使用各种类型的机械筛进行筛选,例如振动筛、转筒筛、滚筒筛、回转筛和/或高频筛等。机械筛可以基于粉碎的输出流18的组成和尺寸分布来配置或操作,以有利于尺寸减小的级分和尺寸过大的级分彼此分离。可以提供筛以利于或最大化尺寸过大的流24(例如,塑料)的高纯度或高产率,或利于与尺寸减小的流22和/或尺寸过大的流24相关的其他参数。如果需要的话,然后尺寸减小的流22和/或尺寸过大的流24可以经历进一步的处理和回收。
在一些实施方式中,非易碎材料可包含不能通过机械筛选去除的小碎片(即与粉碎的易碎材料均质化的小金属颗粒)。分离阶段20可包括位于动力粉碎阶段16和/或机械筛选上游和/或下游的金属分离阶段。当非易碎材料嵌入在易碎材料内时,例如嵌入木材、瓦片或干墙内的金属紧固件,动力粉碎阶段16可以释放非易碎材料,以允许在下游磁分离阶段20期间进行分离。可能需要上游磁分离阶段来去除可能对动力粉碎机造成损坏的大块非易碎材料。在一些实施方式中,原料10经历上游金属分离阶段,其基本上耗尽原料10中的任何非易碎材料。
在一些实施方式中,协调分离阶段20和粉碎阶段16,使得其中一个的操作可以影响另一个。例如,可以通过控制器26监测和控制筛和粉碎机以实现期望的参数,例如尺寸减小的流22和/或尺寸过大的流24的某些特性。例如,如果输入原料的变化导致粉碎机在粉碎流18中产生尺寸较大的级分,可以相应地控制筛以促进特定期望的分离。另外,可以控制动力粉碎机,例如,通过控制电机28来增加转速,或者通过控制进料输送机来降低进料速率,以使尺寸减小的级分回到目标范围内,促进期望的分离。
可以提供监测仪器,例如入口监测器DI30和出口监测器DO32来监测流的性质(例如,尺寸分布、组成、水分含量、质量和/或体积流速)。根据要生产的尺寸减小的产品,可以以某些方式操作和设计筛和动力粉碎机以产生特定的产品(例如具有最大尺寸的最终产品)。例如,当玻璃为尺寸减小的级分的主要成分时,筛可以为50目(~295μm),并且运行动力粉碎机将玻璃尺寸减小至小于295μm。当有机物是尺寸减小的材料的主要成分(例如木质建筑材料或庭院和挖掘废物)时,筛可以为3/8英寸或1/2英寸。然而,值得注意的是,筛的设计可以是市场驱动的以提供各种尺寸分布的尺寸减小的材料。
在一些实施方式中,使用输送系统在阶段之间运输各种流以促进连续操作,但是也可以使用其他传送方法。该过程可以是连续的、分批进料的,或者取决于设施和其他因素根据其他方案进行操作。
动力粉碎机
动力粉碎机可以具有各种结构和操作特征。在一些实施方式中,动力粉碎机可具有如PCT/CA2019/050967中所描述的一个以上的特征,它们通过引用并入本文。
如图2至图10所示,示出了根据一个实施方式的粉碎机50。粉碎机50适于接收如本文所描述的输入材料并且粉碎或分割该输入材料。
应当理解,本文使用的术语“粉碎”、“分割”是指输入材料中颗粒尺寸的减小。
在所示实施方式中,粉碎机50包括底座52和安装在底座52上方的外壳60。具体地,外壳60包括连接到底座52的底端62和与底端62相对的顶端64。外壳60为中空的并且包括在顶端64和底端62之间延伸的外壳侧壁66以限定在其中发生粉碎的内室68。具体地,外壳60包括位于顶端64处以接收输入材料的入口70和位于底端62处的出口72,一旦材料在内室66中粉碎后,粉碎材料就可以通过出口72排出。在所示实施方式中,出口72允许粉碎材料沿外壳侧壁66的切线方向排出。应当理解,出口72可以不同地构造。例如,出口72可位于外壳60的底面中,使得粉碎材料可从外壳60沿轴向方向向下排出。还应当理解,可替代地,出口72可大致定位为朝向底端62,但可不精确地定位在外壳60的底端62。类似地,入口70可以不精确地定位在外壳60的顶端64处,而是可以大致定位为朝向顶端64。
在所示实施方式中,外壳60整体为圆柱形并且限定中心外壳轴线H,中心外壳轴线H在外壳60的顶端64和底端62之间延伸。外壳60适于被布置成在粉碎机50运行时使得中心外壳轴线H基本上垂直延伸。在该配置中,进料至入口70中的输入材料将最终趋于通过重力落向出口72。
在所示实施方式中,气流发生器100包括设置在内室68内的粉碎转子组件102和可操作地联接至粉碎转子组件102的旋转致动器104,其用于旋转粉碎转子组件102以产生气流,例如,促进空气剥离。具体地,粉碎转子组件102包括可旋转轴106和多个粉碎转子108a、108b、108c,可旋转轴106位于内室68中并且沿着中心外壳轴线H在外壳60的顶端64和底端62之间延伸,多个粉碎转子108a、108b、108c固定至可旋转轴106,在可旋转轴106旋转时围绕中心外壳轴线H旋转。
每个粉碎转子108a、108b、108c包括转子轮毂120和多个从转子轮毂120向外延伸并朝向外壳侧壁66的转子臂122。可旋转轴106延伸穿过转子轮毂120,使得转子臂122设置在正交地通过中心外壳轴线H延伸的旋转平面R中。在这种配置中,当可旋转轴106旋转时,转子臂122因此保持在旋转平面R中并沿着旋转平面R移动。可替代地,转子臂122并非全部布置在旋转平面中,而是可以布置为相对于可旋转轴106向上或向下成角度。在又一实施方式中,转子臂122可以替代地可枢转地连接到可旋转轴106,使得转子臂122根据需要选择性地向上和向下成角度,手动或使用一个以上的臂致动器自动地形成角度。
在所示实施方式中,多个气流偏转器200包括六个偏转器200,这六个偏转器200彼此基本相似并且绕中心外壳轴线H的方位角方向(即,沿着外壳侧壁66的圆周)彼此基本均匀地间隔开。可替代地,所有偏转器200可以不彼此相似,可以不彼此均匀地间隔开和/或粉碎机50可以包括多于或少于六个的偏转器202。例如,粉碎机50可以包括两个至八个之间的偏转器202。
在所示实施方式中,每个偏转器200都是细长的并且基本上平行于外壳轴线H延伸。具体地,由于外壳60定位成使得中心外壳轴线H基本上垂直地延伸,所以偏转器200也基本上垂直地延伸。
如图6至图8最佳地示出,每个偏转器200包括朝向外壳60的顶端64定位的顶端202和朝向外壳60的底端62定位的底端204。在所示实施方式中,每个偏转器200定位成使得与上部粉碎转子108a和中间粉碎转子108c的旋转平面R交叉。更具体地,偏转器200的顶端202位于上部粉碎转子108a的上方,而偏转器200的底端204位于中间粉碎转子108c的下方,并且偏转器200在其顶端202和底端204之间连续延伸。
应当理解,转子臂122的旋转将导致内室68内的空气朝向外壳侧壁66向外移动。在上述配置中,如图9和图10最佳地示出,由于偏转器200与上部粉碎转子108a和中间粉碎转子108c水平对齐,空气将被上部粉碎转子108a和中间粉碎转子108c抵靠偏转器200向外移动,从而被偏转器200偏转,形成涡流V。
在所示实施方式中,每个偏转器200通常是楔形的。具体地,每个偏转器200具有大致三角形的横截面并且包括当可旋转轴106旋转时面向气流的偏转表面206,和背对气流的相反偏转表面208。面向气流的偏转表面206和相反偏转表面208远离外壳侧壁26延伸并且朝向彼此会聚,在指向中心外壳轴线H的顶点210处相遇。面向气流的偏转表面206相对于外壳侧壁26的内表面34以第一偏转角θ1倾斜,相反偏转表面208相对于外壳侧壁76的内表面74以第二偏转角θ2倾斜。
在所示实施方式中,每个偏转器200围绕沿外壳60的半径延伸的对称轴线S对称。在该实施方式中,第一偏转角θ1因此基本等于第二偏转角θ2。在一个实施方式中第一偏转角θ1和第二偏转角θ2可以等于约1度至89度,更具体地等于约30度至60度。可替代地,偏转器200可以不对称,第一偏转角θ1和第二偏转角θ2可以彼此不同。
在所示实施方式中,每个偏转器200的顶点210与外壳侧壁的内表面74径向向内间隔开约73/4英寸或约20cm的径向距离。仍然在所示实施方式中,顶点210还与转子臂122的尖端130径向向外间隔开约1/2英寸(或约1cm)与约2英寸(或约5cm)之间的径向距离。在一个实施方式中,可以选择转子臂122的尖端130与顶点210之间的径向距离或“间隙空间”,使得当可旋转轴106旋转时可以根据需要形成涡流V。
可替代地,偏转器200可以具有不同的形状和/或尺寸。例如,面向气流的偏转表面206和相反偏转表面208可以不为平面的,而可以为弯曲的。在另一个实施方式中,偏转器200可以不包含相反偏转表面208。在又一实施方式中,偏转器200可以具有矩形横截面,而不是楔形,或者可以具有技术人员会认为合适的任何其他形状和尺寸。
图10为当粉碎机50运行时内室68内产生的涡流V的示意图。
粉碎机10运行期间,可旋转轴106绕外壳轴线H旋转,使得转子臂122形成绕外壳轴线H旋转的圆形气流。如图10的示例所示,当从上方观察时,可旋转轴106沿顺时针方向旋转,以在内室68中形成逆时针气流。
可旋转轴106可以相对高的速度旋转以在粉碎机中提供期望的粉碎效果。在一个实施方式中,可旋转轴106以约500rpm至约1200rpm之间的转速旋转,更具体地,以约700rpm至约1100rpm之间、或约1000rpm至约1100rpm之间的转速旋转。可替代地,可旋转轴106可以允许形成如下所述的涡流的不同转速旋转。如本领域技术人员所理解的,可以调节可旋转轴106的转速以产生尺寸减小的级分的期望颗粒尺寸和/或防止或降低尺寸过大的级分中延性材料和/或非易碎材料的尺寸减小。
气流整体沿着外壳侧壁66的内表面34行进,但是被偏转器200的面向气流的偏转表面206中断,面向气流的偏转表面206与转子臂122协作(更具体地与转子臂122的尖端协作)以形成涡流V。如图10所示,涡流V还可以通过相邻的偏转器200'向内引导回朝向中心外壳轴线H。
仍参考图10,每个涡流V还与至少一个相邻涡流V1、V2重叠,以使涡流V中悬浮的输入材料颗粒与相邻涡流V1、V2中悬浮的输入材料颗粒碰撞。更具体地,产生的每个涡流V整体包括向外移动部分500和向内移动部分502,向外移动部分500大致由从轴106朝向外壳侧壁66循环的气流限定,向内移动部分502大致由从外壳侧壁26朝向轴106循环的气流限定。如图10所示,每个涡流V的向外移动部分500与第一相邻涡流V1的向内移动部分502重叠,并且每个涡流的向内移动部分502与第二相邻涡流V2的向外移动部分500重叠。
在此配置中,涡流中的输入材料颗粒因此与涡流V中两倍于输入材料颗粒的运动速度移动的输入材料颗粒相碰撞。例如,在一个实施方式中,涡流V、V1、V2以约声速三分之一的速度旋转。当来自第一和第二相邻涡流V1、V2的输入材料颗粒与涡流V中悬浮的输入材料颗粒(其以相同的速度但相反的方向移动)相碰撞时,颗粒将以约三分之二声速相互碰撞。
在一个实施方式中,除了通过气流和涡流V的输入材料颗粒的碰撞之外,当可旋转轴106旋转时,输入材料还可以通过转子臂122撞击内室68中的输入材料颗粒而被粉碎。在该实施方式中,输入材料颗粒在重叠涡流V、V1、V2中相互碰撞以及转子臂122碰撞输入材料颗粒的组合效果可以提高粉碎机的效率。此外,由于重叠的涡流V导致颗粒相互碰撞而不是碰撞外壳20内部的表面,因此可以减少外壳20内部部件的磨损。
应当理解,为了便于理解,图9和图10所示的涡流V是简化后的涡流,在实践中,涡流V可能不是如图所示的精确的圆形或不是位于如图10所示的精确的位置。
在所示实施方式中,粉碎机50还包括从外壳侧壁26向内延伸的多个架300a、300b。具体地,多个架300a、300b包括上部架300a和从上部架300a向下间隔开的下部架300b。每个架300a、300b围绕外壳轴线H并沿外壳侧壁26周向延伸。应当理解,架因此基本上正交地延伸至偏转器200。具体地,偏转器200整体平行于外壳轴线H延伸,因此可以认为偏转器200相对于外壳60沿轴向方向延伸,同时可以认为架相对于外壳60沿方位角方向延伸。在所示实施方式中,偏转器200整体垂直延伸,而每个架300a、300b布置在整体水平的平面中并因此整体水平地延伸。
仍然在所示实施方式中,每个架300a、300b围绕外壳侧壁66基本上连续地延伸。可替代地,架300a、300b可以不围绕外壳侧壁66连续地延伸,而是可以包括彼此间隔开的多个架段,从而限定相邻架段之间的间隙。
在所示实施方式中,上部架300a与上部粉碎转子108a基本水平对齐,下部架300b与中间粉碎转子108c基本水平对齐。可替代地,每个架300a、300b可位于相应的粉碎转子108a、108c的稍下方。
在所示实施方式中,每个架300a、300b包括向下延伸并远离外壳侧壁66的架顶面302。具体地,由于架300a、300b沿外壳侧壁66并围绕外壳轴线H延伸,所以架顶面302基本为圆锥形的。仍然在所示实施方式中,架顶面302相对于外壳侧壁66成约1度(架顶面302将几乎平坦地抵靠外壳侧壁66)至约89度(架顶面302将几乎与外壳轴线H相正交)之间的角度。在一个实施方式中,架顶面302可相对于外壳侧壁66以30度至60度之间的角度倾斜。
架300a、300b被配置为将引导至架的气流向上偏转。这允许输入材料颗粒暂时保持在架300a、300b上方的悬浮状态。因此,输入材料颗粒可以在较长时间内受到涡流的影响并通过与转子臂122的冲击而粉碎,从而使得输入材料颗粒在向下一个转子阶段或出口72向下行进时尺寸进一步减小。
气流的向上偏转可进一步有助于内室68内的涡流V。更具体地,如图9所示,涡流V除了在如图10所示的与外壳轴线H正交的平面中旋转之外,还可以在大致平行于外壳轴线的平面中旋转(即向上-向下旋转)。因此,架300a、300b和偏转器200的组合作用有助于形成三维涡流V,使得涡流V内的空气沿着三维行进路径移动,这可以进一步促进相邻、重叠的涡流V中输入材料颗粒之间的碰撞。
这种配置还允许偏转器200产生的涡流V的数量由外壳60中的架300a、300b的数量成倍增加。例如,在所示实施方式中,粉碎机50包括六个偏转器200,其可在每个架300a、300b上方形成六个涡流,使得整个内室68中总共有12个涡流。
粉碎机的设计和尺寸可以处理单道次处理的原料。例如,粉碎机的尺寸可设计为处理每小时5至20吨、或每小时10至15吨的包含如上所述组分混合物的C&D碎片流,同时作为转速在500RPM和1,200RPM之间运行的单道次单元产生如本文所描述的一种以上的输出尺寸的流。
多种原料流
现在参考图11,还可以提供一种用于单道次操作的动力粉碎机50,并能在不进行操作改变或仅进行与转速和/或进料速率相关的改变的情况下处理各种不同的原料。例如,动力粉碎机50可在产生多种不同原料A、B、C的大型设施1000中实施,以在不同时间粉碎原料并产生可进行分离的相应输出流,分离可在一个筛中进行或在专为给定原料和要生产的最终产品而设计的各个筛中分别进行。因此,单个动力粉碎机50连同一个以上的筛可在产生多种残余原料A、B、C的设施中实施,促进各种最终产品的生产。
图11示出了接收建筑和/或拆迁碎片1002并产生回收材料1004的设施1000,以及供应至相应料仓或存储位置1006的多个原料流A、B、C。原料流A、B、C可以使用动力粉碎机50单独地经历动力粉碎阶段并分批处理。在一些实施方式中,原料A、B、C中的一种以上可在供应至动力粉碎机50之前或同时与易碎添加剂1008组合。在一些实施方式中,易碎添加剂1008可包括造孔剂,土壤添加剂、建筑材料添加剂、堆肥添加剂、泥炭藓、玻璃制品添加剂。可包括易碎添加剂1008以帮助易碎材料的尺寸减小和/或与粉碎的易碎材料均质化以产生最终产品。
动力粉碎机50产生粉碎的输出流,该输出流被供应至相应的筛A、B或C以产生相应的尺寸减小的材料。以这种方式,单个粉碎机可用于升级由建筑与拆迁材料回收设施1000产生的多种原料。
例如,在一些实施方式中,建筑和/或拆迁碎片1002可以经历上游分离阶段,例如磁分离阶段和/或手动分选分离,以去除大的金属物体和可再利用的材料,例如金属梁、大型完整木材、再生木材、可再利用的建筑材料、纸板、玻璃、沥青瓦、干墙板等。木制品、沥青瓦和/或干墙板可以分选成单独的原料流,例如原料A或B。剩余的材料或残余物可以分离成C&D细粒原料C。例如,原料A可以包括由与易碎沥青和矿物颗粒以及可选的非易碎金属紧固件结合的延性玻璃纤维或纤维素(纸)底层制成的沥青瓦。原料B可包括由易碎石膏(二水硫酸钙)和其他添加剂(例如云母、粘土和树脂)、延性纸膜和非易碎金属紧固件(例如干墙螺钉)制成的回收的干墙板。原料C可以包含C&D细粒流,其包含多种建筑材料颗粒,包括易碎材料、延性材料和非易碎材料。
原料A、B和C的各个流可连续地提供至动力粉碎机50,而无需操作改变或仅进行与转速和/或进料速率相关的改变。当在不同原料A、B和C的流之间切换时,应当考虑留在动力粉碎机50中的污染物。例如,如果原料B跟随在原料A的动力粉碎阶段之后,则沥青污染物会进入易碎石膏产品中。在一些实施方式中,可以通过在第一次的约15至20分钟的处理从原料B中去除粉碎的输出流来防止污染物。在其他实施方式中,动力粉碎机50可以在原料A、B或C的分批进料之间经历清洁阶段。
在一些情况下,尺寸减小的级分(即,粉碎的易碎材料)、延性材料和/或尺寸过大的级分中的非易碎材料可作为最终产品回收。在示例性实施方式中,原料A的分离SEPA产生尺寸减小的流1010A,其包括可再利用(例如在沥青路面中)的沥青和矿物颗粒,和可选的较小的非易碎组分,以及尺寸过大的流1012A,其包括延性级分(即玻璃纤维或纤维素底层),以及可选的较大的非易碎组分。原料B的分离SEPB产生尺寸减小的流1010B,其包括可再利用(例如用于生产水泥、作为土壤添加剂和/或肥料,或用于制造新的干墙)的石膏、云母、粘土和树脂,和可选的较小的非易碎组分,以及尺寸过大的流1012B,其包括延性级分(即,纸膜)和可选的非易碎级分(即,金属紧固件,其可再循环或作为金属废料出售)。原料C的分离SEPC产生尺寸减小的流1010C,其包括可再利用(例如作为ADC或非结构填充物)的微粉化C&D细粒产品,和可选的小型非易碎组分,以及尺寸过大的流1012C,其包括延性级分(即,纸或塑料薄膜、绝缘纤维、绳索、湿木材等),和可选的非易碎级分(即,金属紧固件,其可再循环或作为废金属出售)。
在一些实施方式中,尺寸减小的流1010A、1010B和1010C和/或尺寸过大的流1012A、1012B和1012C可经历包含金属分离的二级分离阶段,如本文所描述的,以从尺寸减小的流和尺寸过大的流中去除小型和大型非易碎材料。然后,这些非易碎的材料可以被再循环或作为废金属出售。
金属分离阶段
现在参考图12,在一些实施方式中,该方法包括位于动力粉碎阶段16上游的金属或磁分离阶段2000以从原料10捕获金属。分离的金属2002可以作为废金属供应用于转售、再循环或处理。在一些实施方式中,磁分离阶段2000可包括用于将铁金属与原料10分离的磁体和/或用于使用永磁体分离非铁金属的非铁金属分离器。
可以将贫金属原料2004进料至动力粉碎阶段16。可以设计和操作磁分离器以去除具有高重量密度的金属,降低动力粉碎机上的磨损和损坏。例如,可以基于原料和需要去除的含铁物体的标称尺寸来提供磁分离器。例如,可以提供磁分离器以确保在整体小体积中去除重量高的固体含铁物体。虽然一些几何形状,例如平板,可能对动力粉碎机50的操作影响不大,但其他几何形状,例如块、厚块等会增加磨损和损坏,因此磁分离阶段2000有利于去除它们来增强下游处理。磁分离器可以根据原料尺寸、含铁物体尺寸和物料深度进行配置。磁分离器可以主动控制或简单地打开以实现分离。磁分离阶段2000有利于降低动力粉碎阶段16的磨损和损坏的风险,还通过回收废金属材料将更多的废料转移到垃圾填埋场。
在一些实施方式中,磁分离阶段2000可以位于动力粉碎阶段16的下游,从粉碎的输出流18、尺寸减小的流22和/或尺寸过大的流24中去除非易碎材料。例如,可通过下游磁分离阶段2000去除不能通过机械筛选从尺寸减小的级分中分离的金属小碎片。当原料10包括嵌入易碎材料中的非易碎材料(例如嵌入瓦片或干墙中的钉子或螺钉)时,可用下游磁分离阶段2000去除非易碎金属材料。当尺寸过大的流24包括延性材料和非易碎材料两者时,可用下游磁分离阶段2000将非易碎材料与延性材料分离。在一些实施方式中,该方法可以包括上游和下游磁分离阶段2000。
磁分离阶段2000可使用各种类型的磁分离器,其可基于原料和吞吐量选择。例如,根据原料的水分含量,磁分离器可以为干式磁分离器或湿式磁分离器。磁分离器可以具有设计用于去除对于动力粉碎阶段16来说可能存在问题的目标含铁物体的磁场强度。磁分离器还可以包括永磁体和电磁磁分离器。磁分离器还可以具有多种设计和结构特征,例如鼓式、辊式、盘式、环式、带式等。根据系统和原料的设计和配置,磁分离器还可以使用恒定、交变、脉动或旋转磁场。磁铁本身可以由多种材料组成。
虽然磁分离是从原料中去除金属的优选机制,但还有各种其他金属去除方法可以用来代替磁分离或在磁分离之外附加使用。另外的金属去除阶段可被设计为去除非铁金属,例如,特别是具有高重量密度并因此相对重和厚的金属碎片。在一些实施方式中,进行金属去除方法(例如,磁分离)以去除平均直径为1英寸以上的所有金属碎片。去除块状或细长的金属碎片,且可选地去除具有平板形状的金属碎片。
现在参考图13和14,示出了磁分离阶段2000的两个示例配置。图13示出了带式磁分离器2006,其包括位于输送机2010上方的自清洁磁力带2008。磁力带2008将铁金属排放到箱2012中。磁力带2008可以安装到横跨输送机2010(例如进料输送机和/或出料输送机)的磁体框架2014。图14示出了替代配置,其包括轨道2020上的固定磁体2018,轨道2020安装在传送机2010上方并被配置为来回移动。
灰尘收集阶段
返回参考图12,该方法还可以包括下游灰尘收集阶段3000,用于回收作为离开动力粉碎阶段16的粉碎输出流18的一部分的灰尘。粉碎的输出流18进入灰尘控制阶段3000,其回收灰尘流3002并产生灰尘减少的粉碎流3004,灰尘减少的粉碎流3004被进料至分离阶段20。灰尘收集阶段3000有利于灰尘控制并且可以包括各种单元,例如沉降室和袋滤室或旋风过滤单元。
如图13所示,灰尘收集阶段3000可包括灰尘收集器3006,灰尘收集器3006耦合至动力粉碎阶段16的出口,并且可包括沉降室3008,沉降室3008具有位于其顶部的灰尘出口3010。灰尘出口可以经由管道3012与灰尘回收单元3014流体连通,灰尘回收单元3014包括袋滤室或具有专用电机3018的旋风过滤单元3016。灰尘回收单元3014还可以包括灰尘回收容器3020,其经由例如料斗接收来自袋滤室或旋风过滤装置的灰尘。
沉降室3008可接收来自动力粉碎阶段16的所有输出,并因此接收沉积在出料输送机3022上的相对细的颗粒,使得细颗粒被添加至转移的输出中。细颗粒沉降在出料输送机3022上,同时非常细的灰尘颗粒积聚并通过灰尘出口3010从沉降物中取出。根据工艺设计以及扬尘控制的目标水平,沉降室3008可以在出料输送机3022的部分或整个长度上延伸。由于动力粉碎机可能经受振动,沉降室3008可以经由柔性管构件与动力粉碎机的出口连通。
粉碎的输出流18中的灰尘量高度依赖于供应至动力粉碎阶段16的原料的类型和干燥度。例如,对于一些原料已经观察到高达约30%的输出转移率。在一些实施方式中,原料10可经历表面润湿预处理步骤以增加水分含量并帮助减少产生的粉尘量。在原料10的水分含量增加后,粉碎阶段减少水分,因此需要额外的灰尘收集阶段3000。
值得注意的是,可以调节灰尘收集阶段3000的功率和吸力以增加灰尘收集器中捕获的材料的量。例如,可以控制灰尘回收单元3014以在灰尘收集器3006中提供期望的吸力。因此,可以将灰尘收集阶段3000设计和操作为将输出材料从动力粉碎阶段16分离(例如将小且低密度的易碎材料从较大或密度较高的易碎材料分离)的工具。例如,当处理包括木材和干墙的拆迁碎片时,灰尘收集阶段3000可用于将粉碎石膏的细颗粒或淤泥状颗粒与较大的粉碎木材(即,木片)分离。还应当注意的是,灰尘收集器3006还可以拾取一些相对较轻的延性材料,例如纸或塑料膜片,这类延性材料因此可以被分离阶段20和灰尘收集阶段3000两者或其中之一分离。在一些实施方式中,在动力粉碎阶段处理沥青瓦之后,灰尘收集阶段3000可用于从尺寸减小的级分中将高达50%的所得易碎沥青组分与尺寸过大的级分分离。
仍参考图13,袋滤室过滤或旋风过滤3016捕集更细和更轻的材料并可将其储存在容器3020中。可以将该细的回收材料3024添加回至转移的输出流中、将其处理和/或作为细粒产品保留以供销售。细的回收材料3024可以再循环回到系统的一个以上的阶段中。在一些实施方式中,将细的回收材料3024供应至灰尘减少的流3004或尺寸减小的流22中,或者将其保留为可出售的独立产品流或与其他材料混合以提供商业产品。值得注意的是,回收的灰尘材料可以各种方式进行处理、运输和使用,本文中描述了其中一些方式。
实验
动力粉碎机与研磨机的比较
对从城市固体废物(MSW)处理厂获得的MRF细粒材料进行了对比实验。用作原料的MRF细粒低于2.5英寸,使材料和样品在如本文所描述的动力粉碎机以及研磨装置中经历尺寸减小。然后对尺寸减小的级分进行1/2英寸筛选,以获得筛选的级分和尺寸过大的废弃级分。使用振动筛进行对比测试。
就观察和结果而言,与研磨机设备相比,使用动力粉碎机时筛选的级分的质量和产量明显更高。此外,与研磨机设备相比,使用动力粉碎机时在尺寸过大的废弃级分中发现的有机材料更少。
例如,使用动力粉碎机时,筛选级分中的废弃率为11%,而使用研磨机时,废品率为21%。这意味着不需要的材料被研磨机过度地减小尺寸,使得它们趋于与所需的材料一起穿过筛,从而使得产品的质量比动力粉碎机差。相比之下,动力粉碎机有利于此类不期望的物质的释放和分离,从而产生更高质量的筛选产品。在测试中,与研磨机测试相比,动力粉碎机促进了不期望材料的量几乎为筛选级分的一半的生产。
此外,使用动力粉碎机时,废弃材料中人造物体(例如玻璃、陶瓷、塑料等)的比例为4.5%,而使用研磨机时为8.1%。这表明动力粉碎机能够将坚硬的人造材料尺寸减小以包含在筛选级分中,而研磨机无法实现这种尺寸减小,导致尺寸过大的级分中人造物体的重量百分比更大。
因此,动力粉碎机能够减小有机物和硬质人造物体的尺寸,使得几乎90%的输入MRF细粒被尺寸减小并包含在筛选的产品级分中。使用动力粉碎机,尺寸过大的级分中损失的有机物非常少,从而提高了最终产品的有机物的回收率。
下表提供了比较测试结果更具体的概览,具有尺寸分布和污染物成分数据。测试结果证实,使用动力粉碎机处理原料(例如MRF细粒)具有多种优势。
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从表中可以看出,与研磨机相比,动力粉碎机能够实现具有更高比例的较小颗粒的尺寸分布。例如,使用动力粉碎机时,75%的筛选材料的粒径低于2毫米,而来自研磨机的筛选级分中只有29.5%的粒径低于2毫米。此外,由于使用动力粉碎机对尺寸减小的材料的筛选,总塑料的比例下降,而对于使用研磨机的尺寸减小的材料,总塑料的比例增加。使用动力粉碎机对尺寸减小的材料进行筛选时,薄膜塑料显著减少,因为薄膜塑料得到释放而不是过度地尺寸减小,而在使用研磨机对尺寸减小的材料进行筛选后,薄膜塑料的比例保持不变。一般来说,当使用动力粉碎机进行尺寸减小阶段时,污染物浓度较低。
动力粉碎阶段后C&D细粒的物理特性
现在参考图16A和16B,其示出了动力粉碎阶段之前(左)的C&D细粒流600A和600B,并且示出了动力粉碎阶段之后(右)的粉碎的易碎材料。C&D细粒流600A和600B包括来自MRF的筛选以及约2至4英寸的小型废弃部分。C&D细粒流600A和600B经历动力粉碎阶段以产生粉碎的输出流。C&D细粒流600A和600B的粉碎的输出流经历分离阶段以去除延性材料和非易碎材料并分别产生粉碎的易碎材料602A和602B。可以看出,粉碎的易碎材料602A和602B是均质、细的、均匀的材料,其类似于尘土并且可以用作ADC、土壤替代物、填料等。
现在参考图16C,其示出了粉碎的易碎材料604的颗粒尺寸与未粉碎的C&D细粒606的颗粒尺寸之间的对比图。未粉碎的C&D细粒606的颗粒尺寸由建筑与拆迁再循环协会(CDRA)在2017年的题为“美国建筑与拆迁材料再循环设施的细粒表征”的报告中对来自于12种不同建筑与拆迁碎片回收设施的C&D细粒进行尺寸分选后确定。可以看出,根据本说明书的粉碎的易碎材料604的颗粒尺寸明显小于未处理的或未粉碎的C&D细粒606的颗粒尺寸。超过30%的粉碎的易碎材料通过了直径小于0.1毫米的筛,超过90%通过了直径2.0毫米的筛(#10筛),而只有约5%至30%的未粉碎的C&D细粒606通过了2毫米筛。
实施例
本文描述的方法和工艺可用于生产可用于多种应用的多种最终产品。
C&D细粒
如图16A和16B所示,本文描述的方法和工艺产生可用作土壤替代品(例如非结构填充物、ADC或其他基于陆地的用途)的微粉化C&D细粒产品。在一些实施方式中,添加剂可以与C&D细粒流原料单独或同时添加到动力粉碎机中以产生均质化的最终产品。例如,微粉化的C&D细粒产品可以与再循环混凝土集料(RCA)均质化,再循环混凝土集料可以可选地源自与C&D细粒流相同的C&D碎片供给(即,图1A中所称的混凝土/砖/块的源分离流440)。在一些实施方式中,RCA可以与通过本文描述的方法生产的微粉化C&D细粒产品以60/40、70/30和80/20的比例混合,以用作结构或非结构填料。
干墙
根据本文所描述的方法,通过动力粉碎机处理来自建筑工地的6,000磅石膏干墙。动力粉碎机以700、800和975rpm的转速运行以生产混合的粉碎石膏产品和再循环纸产品。针对每个转速收集粉碎石膏产品和再循环纸产品的样品,并经历使用19mm、6.3mm、4mm和2mm的筛进行连续筛选的分离阶段。将所得筛选产物称重,其颗粒分布如下表所示。
与以800rpm(0.04%)或975(0.19%)处理的样品相比,以700rpm处理的样品损失最大(1.8%)。此外,当动力粉碎机在800rpm(77.9)下运行时,微粉化(尺寸<2mm)石膏的总浓度增加,而在700rpm和975rpm下处理的样品分别仅为74.4%和74.2%。尽管800rpm的运行速度会导致粉碎石膏的级分占比较大且总体损失较小,但应考虑回收的延性材料(在本例中为纸底层)的尺寸。结果表明,当动力粉碎机以700rpm运行时,实现了实质性的石膏释放/尺寸减小(2毫米以下为74.4%,2至4毫米之间为4.0%,4至6.3毫米之间为1.4%),而没有减小纸张至小型(12.3%的输出产品为超过19毫米的纸,而当动力粉碎机以800rpm和975rpm运行时,这一比例分别仅为10.5%或5.4%)。理论上,动力粉碎机在700rpm下运行会减少回收石膏中的纤维总量,从而产生更纯净的石膏最终产品,同时不会降低回收的纸产品的清洁度。
由本文描述的方法产生的石膏最终产品可用于多种应用,包括作为农业改良剂,特别是用于喜钙和喜硫的作物,例如花生,或作为水泥产品中的添加剂。在一些实施方式中,本文描述的方法可以生产基本上纯的石膏产品,其可以用于生产新的石膏干墙。
Claims (141)
1.一种用于处理建筑和/或拆迁(C&D)碎片的方法,所述方法包括:
提供C&D细粒流,所述C&D细粒流包含易碎材料和延性材料;
使C&D细粒流经历动力粉碎阶段,其中C&D细粒流被进料到动力粉碎机中并经历由动力粉碎机内的涡流产生的自碰撞,产生粉碎材料,所述粉碎材料包含源自易碎材料的尺寸减小的级分和源自延性材料的尺寸过大的级分;
将粉碎材料从动力粉碎机中取出;
使粉碎材料经历分离阶段以产生尺寸减小的流和尺寸过大的流。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,C&D细粒流包含尺寸低于2英寸或低于4英寸的材料。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,动力粉碎机以500RPM至1,200RPM之间的转速运行。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其中,动力粉碎机以700RPM至1,000RPM之间的转速运行。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,运行动力粉碎机使得尺寸减小的级分基本为沙子尺寸或淤泥尺寸的颗粒。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,C&D细粒流在进入动力粉碎机时具有小于50%的水分含量。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,C&D细粒流在进入动力粉碎机时具有5%至30%之间的水分含量。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其中,将C&D细粒流直接进料至动力粉碎阶段,而无需干燥阶段或表面润湿阶段。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其中,将C&D细粒流在产生建筑和/或拆迁碎片的建筑工地或拆迁工地直接进料至动力粉碎阶段。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其中,所述方法还包括使C&D细粒流经历动力粉碎阶段上游的干燥阶段或表面润湿预处理阶段。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法,其中,尺寸减小的级分是粉碎的输出流中的均匀混合物。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法,其中,动力粉碎阶段实现C&D细粒流的脱水,使得动力粉碎阶段中的脱水为5%至8%之间。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法,其中,所述方法还包括将易碎添加剂加入C&D细粒流中,使得易碎添加剂尺寸减小并与易碎材料均质化,形成尺寸减小的级分的一部分。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,易碎添加剂包含以下中的至少一种:造孔剂、土壤添加剂、建筑材料添加剂、堆肥添加剂、泥炭苔、玻璃产品添加剂和再生混凝土骨料(RCA)。
15.根据权利要求13或14所述的方法,其中,将易碎添加剂引入到动力粉碎阶段上游的C&D细粒流中。
16.根据权利要求13或14所述的方法,其中,将易碎添加剂作为与C&D细粒流分开的流直接引入动力粉碎机中。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法,其中,易碎添加剂为RCA,RCA包含至少60重量%的RCA和尺寸减小的级分的混合物。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,RCA和尺寸减小的级分的混合物被配置为用于结构或非结构清洁填料的应用。
19.根据权利要求1至16中任一项所述的方法,其中,分离阶段包括筛选。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,筛选包括使用单个筛或两个以上并联或串联布置的筛。
21.根据权利要求19或20所述的方法,其中,筛选使用转筒筛、振动筛、滚筒筛、回转筛和高频筛中的至少一种进行。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的方法,其中,所述方法还包括:
监测以下参数中的至少一个:C&D细粒流、粉碎材料、尺寸过大的流和/或尺寸减小的流;和
基于至少一个参数来调节动力粉碎阶段。
23.根据权利要求22所述的方法,其中,至少一个参数包括以下中的至少一个:C&D细粒流的进料速率、C&D细粒流的水分含量、C&D细粒流的尺寸性质,以及C&D细粒流的组成。
24.根据权利要求22或23所述的方法,其中,至少一个参数包括以下中的至少一个:粉碎材料中尺寸减小的级分的尺寸性质、粉碎材料的组成、尺寸过大的流的流速、尺寸减小的流的流速、尺寸过大的流的组成以及尺寸减小的流的组成。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的方法,其中,调节动力粉碎阶段包括调节转速。
26.根据权利要求22至25中任一项所述的方法,其中,调节动力粉碎阶段包括调节C&D细粒流的进料速率。
27.根据权利要求1至26中任一项所述的方法,其中,C&D细粒流源自建筑与拆迁材料回收设施(MRF)。
28.根据权利要求1至27中任一项所述的方法,其中,C&D细粒流包含至少一种建筑材料,其中易碎材料与延性材料结合。
29.根据权利要求28所述的方法,其中,所述至少一种建筑材料为沥青瓦和干墙中的至少一种。
30.根据权利要求28或29所述的方法,其中,延性材料为以下中的至少一种:塑料底层、纤维素底层、玻璃纤维底层和纸底层。
31.根据权利要求1至30中任一项所述的方法,其中,C&D细粒流还包含非易碎材料。
32.根据权利要求1至31中任一项所述的方法,其中,C&D细粒流包含40%至60%的玻璃,尺寸减小的流由超过95%、96%、97%、98%或99%的玻璃组成。
33.根据权利要求1至32中任一项所述的方法,其中,C&D细粒流还包含非易碎组分。
34.根据权利要求33所述的方法,其中,所述方法还包括使C&D细粒流经历上游磁分离阶段,从中去除金属并产生贫金属原料流,将贫金属原料流进料至动力粉碎阶段。
35.根据权利要求34所述的方法,其中,上游磁分离阶段由一个以上的磁分离器进行,磁分离器相对于C&D细粒流的进料而配置。
36.根据权利要求33至35中任一项所述的方法,其中,所述方法还包括使粉碎的输出流、尺寸过大的流和尺寸减小的流中的至少一种经历下游磁分离阶段,从中去除金属。
37.根据权利要求36所述的方法,其中,下游磁分离阶段由一个以上的磁分离器进行,所述磁分离器相对于以下中的至少一种的进料而配置:粉碎的输出流、尺寸过大的流和尺寸减小的流。
38.根据权利要求34至37中任一项所述的方法,其中,上游磁分离阶段或下游磁分离阶段由以下中的至少一个进行:非铁金属分离器和铁金属分离器。
39.根据权利要求33至38中任一项所述的方法,其中,所述方法还包括使尺寸过大的流经历二级分离阶段,产生延性流和非易碎流。
40.根据权利要求39所述的方法,其中,二级分离阶段包括筛选。
41.根据权利要求39或40所述的方法,其中,二级分离阶段包括磁分离。
42.根据权利要求1至41中任一项所述的方法,其中,所述方法还包括使粉碎材料经历灰尘收集阶段,从中回收灰尘级分并产生灰尘减少的粉碎流,将灰尘减少的粉碎流进料至分离阶段,产生尺寸减小的流和尺寸过大的流。
43.根据权利要求42所述的方法,其中,将灰尘级分的至少一部分与尺寸减小的流的至少一部分合并。
44.根据权利要求43所述的方法,其中,将所有灰尘级分与尺寸减小的流合并。
45.根据权利要求42所述的方法,其中,灰尘收集阶段有利于分离尺寸过大的级分中的至少一部分延性材料。
46.根据权利要求42所述的方法,其中,灰尘收集阶段有利于分离尺寸减小的级分中的至少一部分易碎材料。
47.根据权利要求42至46中任一项所述的方法,其中,灰尘收集阶段包括:
灰尘收集器,所述灰尘收集器相对于动力粉碎阶段的出口或相对于固体输送装置耦合,所述固体输送装置被配置为将粉碎材料输送离开动力粉碎阶段;和
灰尘回收单元,灰尘回收单元联接至灰尘收集器并被配置为引起灰尘的分离并将灰尘级分从灰尘收集器运输至储存容器。
48.根据权利要求47所述的方法,其中,灰尘收集器包括沉降室。
49.根据权利要求48所述的方法,其中,灰尘回收单元包括袋滤室,袋滤室通过管道与沉降室流体连通。
50.根据权利要求48所述的方法,其中,灰尘回收单元包括旋风分离器,旋风分离器通过管道与沉降室流体连通。
51.根据权利要求47至50中任一项所述的方法,其中,固体输送装置包括输送机。
52.根据权利要求47至51中任一项所述的方法,其中,灰尘收集器沿着固体输送装置的大部分长度围绕固体输送装置。
53.一种建筑与拆迁(C&D)碎片处理系统,所述系统包括:
动力粉碎机,所述动力粉碎机被配置为接收并处理C&D细粒流以产生粉碎流;
粉碎机输送机,所述粉碎机输送机被配置为向下游输送粉碎流;和
至少一个分离器,所述分离器可操作地联接至粉碎机输送机并被配置为接收粉碎流,产生尺寸减小的流和尺寸过大的流。
54.根据权利要求53所述的系统,其中,分离器包括筛。
55.根据权利要求53或54所述的系统,其中,所述系统进一步包括:
材料回收设施(MRF),所述材料回收设施(MRF)产生C&D细粒流;和
细粒输送机,所述细粒输送机被配置为将C&D细粒流输送至动力粉碎机。
56.根据权利要求53至55中任一项所述的系统,其中,C&D细粒流源自建筑与拆迁碎片。
57.根据权利要求53至56中任一项所述的系统,其中,C&D细粒流包含尺寸低于2或4英寸的材料。
58.根据权利要求53至57中任一项所述的系统,其中,动力粉碎机被配置为以500RPM至1,200RPM之间的转速运行。
59.根据权利要求53至58中任一项所述的系统,其中,动力粉碎机被配置为以700RPM与1,000RPM之间的转速运行。
60.根据权利要求53至59中任一项所述的系统,其中,所述系统还包括加料单元,所述加料单元用于将易碎添加剂加入C&D细粒流中,使得易碎添加剂尺寸减小并且与易碎材料均质化以形成尺寸减小的级分的一部分。
61.根据权利要求60所述的系统,其中,易碎添加剂包含以下中的至少一种:造孔剂、土壤添加剂、建筑材料添加剂、堆肥添加剂、泥炭苔、玻璃产品添加剂和再生混凝土骨料(RCA)。
62.根据权利要求60或61所述的系统,其中,用于添加易碎添加剂的加料单元位于动力粉碎机的上游。
63.根据权利要求60或61所述的系统,其中,用于添加易碎添加剂的加料单元可操作地联接至动力粉碎机。
64.根据权利要求53至63中任一项所述的系统,其中,分离器包括转筒筛、振动筛、滚筒筛、回转筛和高频筛中的至少一种。
65.根据权利要求53至63中任一项所述的系统,其中,分离器包括单个筛或两个以上并联或串联布置的筛。
66.根据权利要求53至65中任一项所述的系统,其中,所述系统还包括:
监测单元,所述监测单元被配置为监测C&D细粒流的至少一个进料参数和/或粉碎流、尺寸过大的流和/或尺寸减小的流的至少一个输出参数;和
控制单元,所述控制单元联接至监测单元并被配置为根据至少一个进料参数和/或至少一个输出参数调节动力粉碎机。
67.根据权利要求66所述的系统,其中,监测单元和控制单元被配置为使至少一个进料参数包括C&D细粒流的进料速率和/或C&D细粒流的组成。
68.根据权利要求66或67所述的系统,其中,监测单元和控制单元被配置为使至少一个输出参数包括粉碎流的尺寸性质、粉碎流的组成、粉碎流的流速、尺寸过大的流的流速、尺寸减小的流的流速、尺寸过大的流的组成,和/或尺寸减小的流的组成。
69.根据权利要求66至68中任一项所述的系统,其中,控制单元被配置为调节动力粉碎机的转速。
70.根据权利要求66至69中任一项所述的系统,其中,控制单元被配置为调节C&D细粒流进入动力粉碎机的进料速率。
71.根据权利要求53至70中任一项所述的系统,其中,所述系统还包括上游磁分离器,以从C&D细粒流中去除金属并产生进料至动力粉碎机的贫金属原料流。
72.根据权利要求71所述的系统,其中,上游磁分离器相对于C&D细粒流的进料进行操作。
73.根据权利要求53至72中任一项所述的系统,其中,所述系统还包括下游磁分离器,以从粉碎的输出流、尺寸过大的流和尺寸减小的流中的至少一种去除金属。
74.根据权利要求73所述的系统,其中,下游磁分离器相对于以下中的至少一种的进料进行操作:粉碎的输出流、尺寸过大的流和尺寸减小的流。
75.根据权利要求74所述的系统,其中,至少一个分离器为下游磁分离器。
76.根据权利要求53至75中任一项所述的系统,其中,所述系统还包括灰尘收集单元,所述灰尘收集单元被配置为从粉碎流中回收灰尘级分并产生灰尘减少的粉碎流,将灰尘减少的粉碎流进料至筛。
77.根据权利要求76所述的系统,其中,灰尘收集单元被配置为供应至少一部分灰尘级分使其与至少一部分尺寸减小的流合并。
78.根据权利要求76或77所述的系统,其中,灰尘收集单元包括:
灰尘收集器,所述灰尘收集器相对于动力粉碎机的出口或相对于粉碎机输送机耦合;和
灰尘回收单元,所述灰尘回收单元联接至灰尘收集器并被配置为引起灰尘的分离并将灰尘级分从灰尘收集器运输至储存容器。
79.根据权利要求78所述的系统,其中,灰尘收集器包括沉降室。
80.根据权利要求79所述的系统,其中,灰尘回收单元包括袋滤室,所述袋滤室通过管道与沉降室流体连通。
81.根据权利要求79所述的系统,其中,灰尘回收单元包括旋风分离器,所述旋风分离器通过管道与沉降室流体连通。
82.根据权利要求78至81中任一项所述的系统,其中,灰尘收集器沿着动力粉碎机的大部分长度围绕动力粉碎机。
83.根据权利要求53至82中任一项所述的系统,其中,分离器包括非铁磁分离器、铁磁分离器和延性灰尘收集器中的至少一种。
84.根据权利要求83所述的系统,其中,延性灰尘收集器被配置为从粉碎流和/或尺寸过大的流中去除延性材料的至少一部分。
85.根据权利要求83所述的系统,其中,非铁磁分离器和铁磁分离器中的至少一种被配置为从粉碎流、尺寸减小的流和/或尺寸过大的流中去除非易碎材料的至少一部分。
86.一种用于处理建筑和/或拆迁碎片的方法,所述方法包括:
提供包含易碎材料和延性材料的原料;
使原料经历动力粉碎阶段,其中原料被进料到动力粉碎机中并经历由动力粉碎机内的涡流产生的自碰撞,产生粉碎材料,所述粉碎材料包含源自易碎材料的尺寸减小的级分和源自延性材料的尺寸过大的级分;
将粉碎材料从动力粉碎机中取出;
使粉碎材料经历分离阶段以产生尺寸减小的流和尺寸过大的流。
87.根据权利要求86所述的方法,其中,所述方法还包括使C&D源材料经历上游分离阶段以产生至少一股原料流。
88.根据权利要求87所述的方法,其中,上游分离阶段包括机械筛选以预确定C&D源材料的尺寸以产生至少一股原料流。
89.根据权利要求87或88所述的方法,其中,上游分离阶段包括上游磁分离以从C&D源材料或至少一股原料流中去除金属并产生贫金属原料流,将贫金属原料流进料至动力粉碎阶段。
90.根据权利要求89所述的方法,其中,磁分离由一个以上磁分离器进行,所述磁分离相对于C&D源材料或至少一股原料流的进料而配置。
91.根据权利要求89或90所述的方法,其中,上游磁分离由以下中的至少一种进行:非铁金属分离器和铁金属分离器。
92.根据权利要求87至91中任一项所述的方法,其中,上游分离阶段包括从C&D源材料中手动去除可再利用的材料。
93.根据权利要求87至92中任一项所述的方法,其中,上游分离阶段包括上游灰尘收集阶段,以从至少一股原料流或C&D源材料中去除延性材料的至少一部分。
94.根据权利要求93所述的方法,其中,上游灰尘收集阶段由一个以上灰尘收集器进行,灰尘收集器相对于至少一股原料流或C&D源材料的进料而配置。
95.根据权利要求86至94中任一项所述的方法,其中,所述方法还包括在使原料经历动力粉碎阶段之前使原料经历预处理阶段。
96.根据权利要求95所述的方法,其中,预处理阶段包括动力粉碎阶段上游的干燥阶段。
97.根据权利要求95或96所述的方法,其中,预处理阶段包括动力粉碎阶段上游的表面润湿阶段。
98.根据权利要求95至97中任一项所述的方法,其中,预处理阶段包括动力粉碎阶段上游的破碎或研磨阶段。
99.根据权利要求98所述的方法,其中,破碎或研磨阶段包括使原料经历破碎机或高速研磨机。
100.根据权利要求86至99中任一项所述的方法,其中,所述方法还包括使粉碎的输出流、尺寸过大的流和尺寸减小的流中的至少一种经历下游磁分离,从中去除金属。
101.根据权利要求100所述的方法,其中,下游磁分离由一个以上的磁分离器进行,磁分离器相对于以下至少一种的进料而配置:粉碎的输出流、尺寸过大的流和尺寸减小的流。
102.根据权利要求100或101所述的方法,其中,下游磁分离由下游非铁金属分离器和下游铁金属分离器中的至少一种进行。
103.根据权利要求86至102中任一项所述的方法,其中,将原料在产生建筑和/或拆迁碎片的建筑工地或拆迁工地直接进料至动力粉碎阶段。
104.根据权利要求86至103中任一项所述的方法,其中,所述方法还包括将易碎添加剂加入原料,使得易碎添加剂尺寸减小并与易碎材料均质化以形成尺寸减小的级分的一部分。
105.根据权利要求104所述的方法,其中,易碎添加剂包含以下中的至少一种:造孔剂、土壤添加剂、建筑材料添加剂、堆肥添加剂、泥炭苔、玻璃产品添加剂和再生混凝土骨料(RCA)。
106.根据权利要求104或105所述的方法,其中,将易碎添加剂引入到动力粉碎阶段上游的原料中。
107.根据权利要求104或105所述的方法,其中,将易碎添加剂作为与原料分开的流直接引入动力粉碎机中。
108.根据权利要求86至107中任一项所述的方法,其中,分离阶段包括筛选。
109.根据权利要求108所述的方法,其中,筛选包括使用单个筛或两个以上并联或串联布置的筛。
110.根据权利要求108或109所述的方法,其中,筛选使用转筒筛、振动筛、滚筒筛、回转筛和高频筛中的至少一种进行。
111.根据权利要求86至110中任一项所述的方法,其中,所述方法还包括:
监测以下参数中的至少一个:原料、粉碎材料、尺寸过大的流和/或尺寸减小的流;和
基于至少一个参数来调节动力粉碎阶段。
112.根据权利要求111所述的方法,其中,所述至少一个参数包括以下中的至少一个:原料的进料速率、原料的水分含量、原料的尺寸性质、原料的组成、粉碎材料中尺寸减小的级分的尺寸性质、粉碎材料的组成、尺寸过大的流的流速、尺寸减小的流的流速、尺寸过大的流的组成、尺寸减小的流的组成。
113.根据权利要求111或112所述的方法,其中,调节动力粉碎阶段包括调节转速。
114.根据权利要求111至113中任一项所述的方法,其中,调节动力粉碎阶段包括调节原料的进料速率。
115.根据权利要求86至114中任一项所述的方法,其中,所述方法还包括使尺寸过大的流经历二级分离阶段,产生延性流。
116.根据权利要求115所述的方法,其中,二级分离阶段包括筛选。
117.根据权利要求115或116所述的方法,其中,二级分离阶段包括磁分离。
118.根据权利要求86至117中任一项所述的方法,其中,所述方法还包括使粉碎材料经历下游灰尘收集阶段以从中回收灰尘级分并产生灰尘减少的粉碎流,将灰尘减少的粉碎流进料至分离阶段,产生尺寸减小的流和尺寸过大的流。
119.根据权利要求118所述的方法,其中,将灰尘级分的至少一部分与尺寸减小的流的至少一部分合并。
120.根据权利要求118所述的方法,其中,将所有灰尘级分与尺寸减小的流合并。
121.根据权利要求118所述的方法,其中,下游灰尘收集阶段有利于分离尺寸过大的级分中的至少一部分延性材料。
122.根据权利要求118所述的方法,其中,下游灰尘收集阶段有利于分离尺寸减小的级分中的至少一部分易碎材料。
123.根据权利要求86至112中任一项所述的方法,其中,原料包含源分离材料,所述源分离材料具有结合到延性组分的易碎组分,延性组分包含延性材料,易碎组分包含易碎材料。
124.根据权利要求123所述的方法,其中,源分离材料包含石膏干墙。
125.根据权利要求124所述的方法,其中,石膏干墙还包含嵌入延性组分和/或易碎组分中的非易碎组分。
126.根据权利要求124或125所述的方法,其中,尺寸减小的级分包含粉碎石膏产品。
127.根据权利要求126所述的方法,其中,粉碎石膏产品被配置为用作农业改良剂、土壤改良剂、水泥混合物添加剂或用于干墙板的生产。
128.根据权利要求124至127中任一项所述的方法,其中,尺寸过大的级分包含多个纸基底层或纤维素基底层。
129.根据权利要求128所述的方法,其中,多个纸基底层或纤维素基底层被配置为用作动物垫料、覆盖物、水泥窑燃料或用于纸制品的生产。
130.根据权利要求123所述的方法,其中,源分离材料包含沥青瓦。
131.根据权利要求130所述的方法,其中,沥青瓦还包含嵌入延性组分和/或易碎组分中的非易碎组分。
132.根据权利要求130或131所述的方法,其中,尺寸减小的级分包含沥青产品。
133.根据权利要求132所述的方法,其中,沥青产品被配置为用作水泥混合物添加剂、用于生物燃料的生产、作为烃基添加剂、用于沥青的生产、或用于瓦片的生产。
134.根据权利要求130至133中任一项所述的方法,其中,尺寸过大的级分包含多个纸基底层或玻璃纤维基底层。
135.根据权利要求134所述的方法,其中,多个纸基底层或玻璃纤维基底层被配置为用作动物垫料、覆盖物或用于纸制品的生产。
136.一种处理沥青瓦的方法,所述方法包括:
提供沥青瓦,沥青瓦包含与延性组分结合的易碎沥青组分;
使沥青瓦经历动力粉碎阶段,其中沥青瓦被进料到动力粉碎机中并经历由动力粉碎机内的涡流产生的自碰撞,产生粉碎材料,所述粉碎材料包含源自易碎沥青组分的尺寸减小的级分和源自延性组分的尺寸过大的级分;
将粉碎材料从动力粉碎机中取出;和
使粉碎材料经历分离阶段以产生包含沥青的尺寸减小的流和包含纸或玻璃纤维的尺寸过大的流。
137.根据权利要求136所述的方法,其中,延性组分包含纸或玻璃纤维。
138.根据权利要求136或137所述的方法,其中,沥青瓦还包含嵌入易碎沥青组分和/或延性组分中的非易碎材料。
139.一种用于处理石膏干墙的方法,所述方法包括:
提供石膏干墙,石膏干墙包含与延性组分结合的易碎石膏组分;
使石膏干墙经历动力粉碎阶段,其中石膏干墙被进料到动力粉碎机中并经历由动力粉碎机内的涡流产生的自碰撞,产生粉碎材料,所述粉碎材料包含源自易碎石膏组分的尺寸减小的级分和源自延性组分的尺寸过大的级分;
将粉碎材料从动力粉碎机中取出;和
使粉碎材料经历分离阶段以产生包含石膏的尺寸减小的流和包含纸的尺寸过大的流。
140.根据权利要求139所述的方法,其中,延性组分包含纸。
141.根据权利要求139或140所述的方法,其中,石膏干墙还包含嵌入易碎石膏组分和/或延性组分中的非易碎材料。
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