第三章固体废物破碎 破碎的理论基础 ■1.破碎的目的 ■用外力克服固体废物质点间的内聚力而 使大块固体废物分裂成小块的过程称为 破碎;使小块固体废物颗粒分裂成细粉 的过程称为磨碎
第三章 固体废物破碎 ◼ 一.破碎的理论基础 ◼ 1.破碎的目的 ◼ 用外力克服固体废物质点间的内聚力而 使大块固体废物分裂成小块的过程称为 破碎；使小块固体废物颗粒分裂成细粉 的过程称为磨碎
固体废物破碎的磨碎和磨碎的目的如下: ①使固体废物的容积减小,便于运输和贮存。 ②为固体废物的分选提供所要求的入选粒度,以便 有效地回收固体废物中的某种成分。 ③使固体废物的比表面积增加,提髙焚烧、热分解 熔融等作业的稳定性和热效率 为固体废物的下一步加工作准备,例如,煤矸石 的制砖、制水泥等,都要求把煤石破碎和磨碎到 定粒度以下,以便进一步加工制备使用。 ⑤对破碎后的生活垃圾进行填埋处置时,压实密度 高而均匀,可以加快复土还原。 ⑥防止粗大、锋利的固体废物损坏分选、焚烧和热 解等设备
固体废物破碎的磨碎和磨碎的目的如下： ① 使固体废物的容积减小，便于运输和贮存。 ② 为固体废物的分选提供所要求的入选粒度，以便 有效地回收固体废物中的某种成分。 ③ 使固体废物的比表面积增加，提高焚烧、热分解、 熔融等作业的稳定性和热效率。 ④ 为固体废物的下一步加工作准备，例如，煤矸石 的制砖、制水泥等，都要求把煤石破碎和磨碎到 一定粒度以下，以便进一步加工制备使用。 ⑤ 对破碎后的生活垃圾进行填埋处置时，压实密度 高而均匀，可以加快复土还原。 ⑥ 防止粗大、锋利的固体废物损坏分选、焚烧和热 解等设备
2、固体废物的机械强度和破碎方法 固体废物的机械强度 固体废物的机械强度是指固体废物抗破 碎的阻力。通常用静载下测定的抗压强度、抗 拉强度、抗剪强度和抗弯强度来表示。其中 抗压强度最大,抗剪强度次之,抗弯强度较小, 抗拉强度最小。 般以固体废物的抗压强度为标准来衡 量。抗压强度大于50MPa者为坚硬固体废物; 4025MPa者为中硬固体废物;小于25MPa者 为软固体废物。 固体废物的机械强度与废物颗粒的粒度 有关,粒度小的废物颗粒,其宏观和微观裂缝 比大粒度颗粒要少,因而机械强度较髙
2、固体废物的机械强度和破碎方法 ◼ 1.固体废物的机械强度 固体废物的机械强度是指固体废物抗破 碎的阻力。通常用静载下测定的抗压强度、抗 拉强度、抗剪强度和抗弯强度来表示。其中 抗压强度最大，抗剪强度次之，抗弯强度较小， 抗拉强度最小。 ◼ 一般以固体废物 的抗压强度为标准来衡 量。抗压强度大于50MPa者为坚硬固体废物； 40—25MPa者为中硬固体 废物；小于25MPa者 为软固体废物。 ◼ 固体废物的机械强度与废物颗粒的粒度 有关，粒度小的废物颗粒，其宏观和微观裂缝 比大粒度颗粒要少，因而机械强度较高
在实际工程中,鉴于固体废物的硬 度在一定程度上反映被破碎的难易程度, 因而可以用废物的硬度表示其可碎性 众所周知,矿物的硬度可按莫式硬度分 为十级,其硬度从小到大排列如下:(1) 滑膏:(2)石膏:(3)方解石;(4)萤石; (5)灰石;(6)长石:(7)石英:(8)黄玉石; (9)刚玉;(10)金刚石。各种固体废物的 硬度可通过与这些矿物相比较来确定
◼ 在实际工程中，鉴于固体废物的硬 度在一定程度上反映被破碎的难易程度， 因而可以用 废物的硬度表示其可碎性。 众所周知，矿物的硬度可按莫式硬度分 为十级，其硬度从小到大排列如下：(1) 滑膏：(2)石 膏 ：(3)方解石；(4)萤石； (5)灰石；(6)长石：(7)石英：(8)黄玉石； (9)刚玉；(10)金刚石。各种固体废物的 硬度可通过与这些矿物相比较来确定
各种硬度物料的分类 软质物料 中硬物料 坚硬物料 最坚硬物料 石棉矿 石灰石 铁矿物 花岗岩 石膏矿 白云石 金属矿石 玉 板石 砂岩 电石 碳化硅 软质石膏板泥灰石 矿渣 硬质熟料 烟煤 岩盐 烧结产品 烧结镁砂 褐煤 韧性化工原料 方土 砾石
各种硬度物料的分类 软质物料 中硬物料 坚硬物料 最坚硬物料 石棉矿 石灰石 铁矿物 花岗岩 石膏矿 白云石 金属矿石 刚 玉 板 石 砂 岩 电 石 碳化硅 软质石膏板 泥灰石 矿 渣 硬质熟料 烟 煤 岩 盐 烧结产品 烧结镁砂 褐 煤 韧性化工原料 方 土 砾石
在需要破碎的废物中,大多数呈现脆性, 废物在断裂之前的变形很小。但也有一些需要 破碎的废物在常温下呈现较髙的可塑性,这些 废物用传统的破碎杋难以破碎,需要采取特殊 实施。 例如,废橡胶在压力作用下能产生较大 的塑性变形而裂,但可利用其低温变脆的性能 而有效地破碎。又如破碎金属切削下来的金属 屑,压力只能使其压实成团,但不能碎成小片 或小条、粉末,必须采用特制的金属切削破碎 机进行有效的破碎
◼ 在需要破碎的废物中，大多数呈现脆性， 废物在断裂之前的变形很小。但也有一些需要 破碎的废物在常温下呈现较高的可塑性，这些 废物用传统的破碎机难以破碎，需要采取特殊 实施。 ◼ 例如，废橡胶在压力作用下能产生较大 的塑性变形而裂，但可利用其低温变脆的性能 而有效地破碎。又如破碎金属切削下来的金属 屑，压力只能使其压实成团，但不能碎成小片 或小条、粉末，必须采用特制的金属切削破碎 机进行有效的破碎
破碎方法 按破碎固体物所用的外力,即消耗能量的 形式可分为杋械能破碎和非机械能破碎两类方 法。机械能破碎是利用破碎工具(如破碎机的 齿板、锤子、球磨机的钢球等)对固体废物施 力而将其破碎的。非机械能破碎是利用电能、 热能等对固体废物进行破碎的新方法,如低温 破碎、热力破碎、减压破碎及超声破碎等 目前广泛应用的是机械能破碎,主要有压 碎、劈碎、折断、黁碎和冲击破硿等方法
破碎方法 ◼ 按破碎固体物所用的外力，即消耗能量的 形式可分为机械能破碎和非机械能破碎两类方 法。机械能破碎是利用破碎工具(如破碎机的 齿板、锤子、球磨机的钢球等)对固体废物施 力 而将其破碎的。非机械能破碎是利用电能、 热能等对固体废物进行破碎的新方法，如低温 破 碎、热力破碎、减压破碎及超声破碎等。 ◼ 目前广泛应用的是机械能破碎，主要有压 碎、劈碎、折断、磨碎和冲击破碎等方法
选择破碎方法时,需视固体废物的 机械强度,特别是废物的硬度而定。对 坚硬物釆用挤压破碎和冲击破碎十分有 效;对脆性废物则采用劈碎、冲击破碎 为宜。 般破碎机都是由两种或两种以上 的破碎方法联合作用对固体废物进行破 碎的,例如压碎和折断、冲击破碎和磨 碎等
◼ 选择破碎方法时，需视固体废物的 机械强度，特别是废物的硬度而定。对 坚硬物采用挤 压破碎和冲击破碎十分有 效；对脆性废物则采用劈碎、冲击破碎 为宜。 一般破碎机都是由两种或两种以上 的破碎方法联合作用对固体废物进行破 碎的，例如压 碎和折断、冲击破碎和磨 碎等
3、破碎比、破碎段与破碎流程 ■破碎比与破碎段 在破碎过程中,原废物粒度与破碎 后产物粒度的比值称为破碎比。破碎比 表示废物粒度在破碎过程中减小的倍数, 即表示废物被破碎的程度。破碎机的能 量消耗和处理能力都与破碎有关
3、破碎比、破碎段与破碎流程 ◼ 破碎比与破碎段 在破碎过程中，原废物粒度与破碎 后产物粒度的比值称为破碎比。破碎比 表示废物粒度在 破碎过程中减小的倍数， 即表示废物被破碎的程度。破碎机的能 量消耗和处理能力都与破碎有关
破碎比的计算方法有以下两种: ①用废物破碎前的最大粒度(Dmax)与破碎后最大粒 度(dmax)的比值来确定破碎比()i= Dmax/dmax 用该法确定的破碎比称为极限破碎比,在工程设 计中常被釆用。根据最大块直径来选择破碎机给 料口宽度。 ②用废物破碎前的平均粒度(Dcp)与破碎后平均粒度 (dcp)的比值来确定破碎比(i) i=Dcp/dcp 该法确定的破碎比称为真实破碎比,能较真实地 反映破碎程度,所以,在科硏及理论研究中常被 采用 般破碎机的平均破碎比在3--30之间,磨 碎机破碎比可达40400以上
破碎比的计算方法有以下两种： ① 用废物破碎前的最大粒度(Dmax)与破碎后最大粒 度(dmax)的比值来确定破碎比(i) i＝Dmax/dmax 用该法确定的破碎比称为极限破碎比，在工程设 计中常被采用。根据最大块直径来选择 破碎机给 料口宽度。 ② 用废物破碎前的平均粒度(Dcp)与破碎后平均粒度 (dcp)的比值来确定破碎比(i) i＝Dcp/dcp 该法确定的破碎比称为真实破碎比，能较真实地 反映破碎程度，所以，在科研及理论研 究中常被 采用。 一般破碎机的平均破碎比在3—30之间，磨 碎机破碎比可达40—400以上