Переработка отходов производства и потребления

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

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

На рис. 6.5 показано устройство молотковой однороторной дро­ билки модели СМД-135, предназначенной для измельчения вьюнообразной алюминиевой стружки.

Дробилка СМД-135 состоит из станины 7, на которой смонти­ рован 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.

Рис. 6.5. Однороторная молотковая стружкодробилка СМД-135

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

Т а б ли ц а 6.6

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 из­ мельчения тонкостенных отходов из вязких материалов.

На скорость и качество измельчения отходов в ножевых дро­ билках влияют конструкция ротора, состояние ножей, вид измель­ чаемого материала, мощность привода и способ загрузки отходов.

Ротор в ножевой дробилке может быть расположен горизон­ тально, вертикально или наклонно. Измельчение в ножевой дро­ билке происходит в пространстве между подвижными и неподвиж­

ными ножами, зазор между которыми может составлять 0,1 - 0,4 мм. Количество ножей на роторе изменяется от 3 до 15, окруж­ ная скорость ножей 1 0 - 1 5 м/с. Размер загрузочного отверстия за­ висит от вида измельчаемых отходов. Для измельчения кабельного лома, различных профилей из пластмасс используют ножевые дро­ билки с "узким” входом, а для измельчения крупногабаритных от­ ходов, таких как пластмассовый бампер автомобиля, полые метал­ лические изделия, применяют дробилки с большим загрузочным отверстием.

Размеры измельченного продукта зависят от размера ячеек просеивающего сита или решетки. Мощность привода ножевой дро­ билки 1 - 1 6 0 кВт. Особенно широко ножевые дробилки применя­ ются 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 при­ емы (например, взрыв). Представляют интерес мобильные дро­ бильно-сортировочные установки для измельчения сравнительно небольших количеств отходов непосредственно на месте их образо­ вания. Такие установки могут, например, использоваться для дробления и классификации строительных отходов, образующихся при сносе зданий. При выборе измельчителя необходимо учиты­ вать ряд факторов, главными из которых являются вид и характер отходов, их размеры и количество, необходимая степень измельче­ ния, конечный размер дробленого материала, особые свойства из­ мельчаемых отходов.

При необходимости получения из кусковых отходов мелкодис­ персных фракций крупностью < 5 мм используют помол. Степень измельчения при помоле достигает 100 и более. Наиболее распро­ страненными агрегатами для грубого и тонкого помола, используе­ мыми при переработке твердых отходов, являются стержневые, шаровые и ножевые мельницы, хотя в отдельных случаях приме­ няют и другие механизмы - дезинтеграторы, дисковые и кольце­ вые мельницы, бегуны, пневмопушки.

Барабанные стержневые и шаровые мельницы (табл. 6.8) ши­ роко 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 при­ меняют для грубого измельчения отходов. По сравнению с шаро­ выми мельницами они обеспечивают более равномерный по круп­ ности продукт. Шаровые мельницы с центральной разгрузкой при­ меняют для тонкого и особо тонкого измельчения.

Мелющими телами в стержневых и шаровых мельницах явля­ ются соответственно стальные стержни диаметром 25 - 100 мм и длиной 1,2 - 1,6 диаметра мельницы и стальные или чугунные ша­ ры диаметром 30 - 125 мм.

Для приближенной оценки необходимого диаметра мелющих

где dH- максимальный диаметр подлежащих измельчению кусков, мм; dK- размер зерен продукта измельчения, мкм.

Степень заполнения барабана мельницы мелющими телами вы­ ражают коэффициентом заполнения:

где V и Vm - соответственно общий и занятый мелющими телами объемы барабана мельницы, м3; Gm - масса загрузки мелющих тел, т; уш - масса мелющих тел в единице объема, т/м3 (для при­ ближенных расчетов принимают уш = 4,6—4,8 для шаров и 6,6 для стержней); D - внутренний диаметр барабана мельницы, м; L - длина барабана мельницы, м.

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

Критическое число оборотов в минуту лкр, при котором мелю­ щие тела начинают вращаться вместе с барабаном мельницы диа­

Отношение рабочей частоты вращения л к критической назы­ вают относительной частотой вращения и выражают в процентах

цы, т

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 СМ-433 -

В практике измельчения гр обычно составляет 0,72 - 0,85. Производительность мельниц Q (т/ч) оценивают по количеству

перерабатываемого в единицу времени материала:

и по содержанию в измельченном продукте вновь образованного класса Q\\

где q1 - удельная производительность по вновь образованному рас­ четному классу, т/(м -ч); /Зк, >3ИСХвыход данного класса соответ­

ственно в измельченном продукте и в исходном материале, %.

Удельная производительность q [т/(м3-ч)] по перерабатывае­ мому материалу составляет:

Т а б ли ц а 6 .8

мельницы СМ-435 и СМ-502 - для мокрого грубого, остальные - для мокрого

разгрузкой; МСЦ - то же, стержневая, стержневая.

Значения q\ могут быть определены по аналогичному выраже­ нию:

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 внут­ ренней поверхности барабана. Измельчение в таких мельницах мо­ жет быть сухим и мокрым. Поскольку в мельницах самоизмельче­ ния мелющие тела отсутствуют, то в них не происходит загрязне­ ние измельчаемого материала частицами, образующимися вследст­ вие износа мелющих тел. Важную роль при измельчении материа­ лов в мельницах самоизмельчения играет конструкция барабана, сочетающего цилиндрические и конические обечайки, внутри кото-

рых имеются различные пластины и ребра жесткости, изменяю­ щие направление движения кусков материала в нем.

Классификация мельниц самоизмельчения проводится прежде всего по скорости движения кусков материала в барабане. По это­ му критерию мельницы подразделяются на тихоходные со скоро­ стью 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 га­ бариты (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 боль­ ших количеств однородного материала, например строительных от­ ходов. Наибольшее применение мельницы самоизмельчения на­ шли на горно-обогатительных комбинатах для измельчения метал­ лических руд и других полезных ископаемых.

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

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

На процесс измельчения влияют мощность, размеры и масса мелющих тел, природа измельчаемого материала, частота и амп­ литуда 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 движе­ ния благодаря большому числу степеней свободы камеры.

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