14. Физико-химические методы переработки твердых отходов.
Твёрдые отходы необходимо либо разделить на составляющие их компоненты и в дальнейшем перерабатывать каждый компонент по соответствующему методу, либо придать ему определённый вид с целью его использования в самом процессе утилизации. Рассмотрим несколько способов.
Дробление. Активность химических и биохимических процессов возрастает с увеличением поверхности взаимодействия с реагентами. Для получения материала определённой фракции используют дробление. Этот процесс применяют при переработке отходов вскрыши (открытые разработки полезных ископаемых) отвальных шлаков металлургических предприятий, вышедших из употребления резиновых технических изделий, отвалов галита и фосфогипса, отходов древесины, некоторых пластмасс, стройматериалов и др. Крупность дробления ‑ 5 мм. Для дробления большинства видов твёрдых отходов используют щековые, конусные, валковые, роторные дробилки и др. Для разделки очень крупных агломератов отходов применяют копровые механизмы, механические ножницы, дисковые пилы, ленточно-шильные станки и др. Выбор типа дробилки производят с учётом прочности, упругости, крупности материала.
Измельчение. Метод измельчения используют при необходимости получения из кусковых отходов зерновых и мелкодисперсных фракций крупностью < 5 мм. Используются при переработки отвалов вскрыш, открытых разработках полезных ископаемых, вышедших из строя строительных конструкций и изделий, некоторые виды смешанного лома изделий из черных и цветных металлов, топливных и металлических шлаков, отходов углеобогащения, производственных шламов, пластмасс, пиритных огарков, фосфогипса и т.д. При этом используют в основном такие агрегаты, как стержневые, шаровые, ножевые мельницы. Измельчение некоторых типов отходов пластмасс и резиновых технических изделий проводят при низких температурах.
Барабанные, стержневые и шаровые мельницы используют как для сухого, так и для мокрого помола.
Классификация и сортировка. Эти процессы используют для разделения твёрдых отходов на фракции по крупности. Они включают методы грохочения (рассева) кусков перерабатываемого материала на их разделение под действием гравитационно-инерционных и гравитационно-центробежных сил. Эти методы широко применяют в качестве самостоятельных и вспомогательных при переработке твёрдых отходов. Когда классификация имеет самостоятельное значение называют сортировка, т.е. вы получаете ту или иную фракцию материала в виде готового продукта.
Грохочение ‑ процесс разделение на классы по крупности различных по размерам кусков. Для этого используют колосниковые решётки, штампованные решета, проволочные сетки и щелевидные сита. Это грохоты: неподвижные колосниковые, волновые, барабанные вращающиеся, дуговые, ударные, плоские качающиеся, полувибрационные, вибрационные и т.д.
Окускование. Существует и обратная задача ‑ укрупнение мелкодисперсных частиц. Она объединяет различные гранулирования, таблетирования, брикетирования и высокотемпературные агломерация.
Их используют при переработки в строительные материалы отвальных пород в процессе утилизации фосфогипса, в с/х, цементной промышленности, при подготовке к переплавке мелкокусковых и дисперсных отходов чёрных и цветных металлов, в процессах утилизации пластмасс, саж, пылей, древесной мелочи, при переработке шлаковых расплавов в металлургических производствах и т.д. и т.п.
Гранулирование. Методы гранулирования охватывают большую группу процессов формирования агрегатов шарообразной или цилиндрической формы из порошков, паст, расплавов или растворов перерабатываемых материалов. Гранулирование порошкообразных материалов скатыванием проводят в барабанных, тарельчатых, центробежных, лопастных, т.е. ротационных грануляторах, а также и в вибрационных. Производительность этих аппаратов и характеристики гранулятов зависят от свойств исходных материалов, от технологических и конструктивных факторов.
Барабанные грануляторы характеризуются большой производительностью, простотой конструкции, надёжностью, но на них нельзя получить гранулят узкого фракционного состава. С этой целью чаще используют тарельчатые грануляторы окатывания. Недостаток ‑ высокая чувствительность к содержанию жидкой фазы в исходном материале.