<<
>>

СТЕКЛО ИЗ ОТХОДОВ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА

Cm. «Железосодержащие материалы из отходов городского хозяйства».

Cm. также процессы, описанные в статье «Бумага из отходов городского хозяйства». Процесс, разработанный П.

Г. Маршем (патент США 3 934575, 23 марта 1976 г., фирма «Блэк Клаусон Фибреклейм И не.»), предназначен для переработки смешанных отходов, в частности городского мусора. Исходная масса подвергается измельчению с получением частиц стеклянных и металлических предметов примерно одинакового размера. При этом литые алюминиевые изделия и алюминиевая фольга превращаются в куски и гранулы, в то время как предметы из сплавов алюминия — банки и другие упаковки для жидкостей — в хлопьеобразные частицы. После этого полученная смесь высушивается и подвергается встряхиванию, при этом хлопья алюминия собираются на поверхности и удаляются снятием верхнего слоя.

Оставшаяся смесь стекла, гранул алюминия и других материалов подвергается электростатической обработке с использованием высокого напряжения для эффективного отделения стекла от других компонентов.

Такой процесс схематически приведен на рис. 68. Твердые отходы загружаются в реактор I, куда также добавляется вода до концентрации твердых веществ от до 6 %. После этого компоненты подвергаются механическому и гидравлическому воздействию для разрушения предметов до частиц нужного размера. Это достигается в результате действия ротора 4, вращающегося над пластиной 6 с отверстиями определенного диаметра. При достижении частицами соответствующих размеров в ходе размельчения они проходят в отверстия пластины и по выходной линии 7 насосом 8 в виде водной или другой суспензии подаются на дальнейшую обработку.

Патент США 3 595488 описывает аппаратуру, предназначенную для выполнения указанных выше задач, причем ротор снабжен молотковыми или др. измельчитель- ными устройствами, работающими в контакте с неподвижной станиной статора, на которой расположены истирающие стержни.

Такая система производит резку и измельчение твердых предметов, попадающих в зазор между ними, в частности алюминиевых изделий. Этот патент также описывает выбор размера отверстий в экстракционной пластине; для целей обсуждаемого процесса хорошие результаты получаются при цилиндрических отверстиях в плите диаметром 2,5—5 см.

Реактор I имеет также выходное отверстие 45, расположенное в его нижней части по направлению радиуса статора 2 и связанное с устройством для удаления лома 45. Лом представляет собой смесь неразрушенных твердых предметов, в том числе основное количество материалов изготовленных из железа. Такое устройство подробно описано в патенте США 3 549092 и включает транспортер 46 для подачи вверх твердых предметов из 45 на гравитационное разделение под действием силы тяжести в сепараторе 48. Сепаратор включает в себя магнитное устройство для отде

ления железосодержащих материалов от других компонентов, а также устройство для отделения мелких частиц и жидкости, возвращаемых в реактор I по линии 49.

Наилучшие результаты получаются при такой регулировке системы, когда сепаратор 48 по линиям 50 и 51 выводит частицы с размерами не более 10—15 см. По линии 51 для вывода немагнитных материалов удаляемся смесь, содержащая алюминий, по линии 52 алюминий возвращается в I для далънейшего уменьшения размеров частиц.

Рис. 68. Схема процесса выделения стекла и других ценных материалов из отходов городского хозяйства:

1 — 3, 5 — 52 (в тексте); 4 — смесь твердых отходов

Целесообразно подавать воду прямо в устройство для удаления лома 47, при этом создается поток жидкости через отверстие 45, направленный противоположно удаляемым оттуда тяжелым предметам.

Этот поток не только позволяет отмывать волокна и другие мелкие частицы от твердого материала, выходящего через отверстие 45, но он также играет большую роль для возврата в реактор частиц относительно легких металлов, которые иначе уносились бы вместе с тяжелыми предметами.

Это в частности относится к алюминиевым банкам, тарелкам и др. предметам, которые при наличии потока остаются в реакторе I для дальнейшего измельчения. />Таким образом алюминий остается в реакторе I до его полного измельчения элементами 3 при вращении ротора 4 до размеров обеспечивающих прохождение через пластину 6. На эффективность процесса размельчения и уменьшения размеров частиц сильное влияние могут оказывать процессы сбивания и скатывания присутствующих частиц алюминиевой фольги в шарики и гранулы, в то время как изделия из литого алюминия вместе с другими цветными металлами дробятся и режутся на куски, аналогичные по размеру гранулам,

Кованые алюминиевые сплавы толще фольги, они более жесткие и имеют большую сопротивляемость к сминанию и скручиванию по сравнению с фольгой. Они легче разрезаются устройствами 2 и 3 на плоские хлопья, которые соизме* римы по длине и ширине с гранулами и кусочками, но толщина которых сравнима с толщиной исходного сырья.

Наиболее эффективно процесс проводится с использованием экстракционной пластины 6 с размером отверстий около 2,5 см в диаметре. Установлено, что через такие отверстия проходят частицы с максимальным размером не более 3,7 см, средний размер частиц кованого алюминия около 1,25 см. Стекло и другие материалы, выводимые по линии 7, после обработки в I имеют аналогич- ные размеры.

На следующем этапе переработки органические фракции и другие легкие компоненты отделяются как можно полнее от стекла, алюминия и других предметов неорганического характера, выходящих по линии 7. На рис. 68 эта стадия представлена двумя жидкостными циклонами 9 и 12, соединенными последовательно, так что легкие фракции из первого по линии 10 доставляются на вход второго циклона 12. Легкие фракции из второго циклона содержат большую часть волокон, содержавшихся в исходной загрузке и органические материалы остатки овощей, мусор и др. Эта фракция по линии 11 поступает на дальнейшую переработку, например для получения волокон по методу, описанному в патенте США 3 736223.

Стекло, алюминий, тяжелые металлы и неметаллические частицы, выгружаемые из циклонов 9 и 12, собираются на транспортере 13, который доставляет материал в башню 16 для максимального удаления оставшихся органических примесей и других легких фракций. Материал с транспортера 13 поступает в нижнюю часть башни и затем твердая масса поднимается под действием шнека 15 к выходному отверстию и линии вывода 18.

Вода или другая промывная жидкость добавляется по линии 17 для промывки противотоком поднимаемых шнеком тяжелых частиц и выходит из башни по линии 14. Как видно из рис. 68, точка ввода 17 находится ниже уровня подачи материала на выгрузку по линии 18, но выше точки выхода воды 14, так что тяжелые материалы промываются и выходят достаточно сухими.

По линии 18 полученный материал поступает из башни 14 к ситу 20, где общая масса тяжелых фракций уменьшается за счет отделения мелких частиц, имеющих максимальную величину 3—4,5 мм, что позволяет уменьшить нагрузку на аппаратуру в последующих операциях. Обычно проводится магнитное отделение железосодержащих материалов в устройстве 46 до подачи общей массы на просеивание. Хорошие результаты достигаются при отделении на сите 20 !5—25 % общей массы, поступающей по линии 18\ отделенная фракция выводится но линии 21, оставшийся на сите 20 материал по линии 22 подается в сушилку 23. Для отделения остатков железа используется вторая магнитная сепарация 24\ обработке подвергается материал, выходящий по линии 25 из сушилки 23. Назначение сушилки 23 заключается в подготовке материала для сухого разделения в аппарате 27, где удаляются плоские кусочки алюминия.

Удовлетворительные результаты получаются в том случае, когда устройство 27 представляет собой гравитационный сепаратор с вибрирующим ситом и дополнительным устройством для подачи воздуха, струя которого поступает.снизу вверх, в то время как частицы подвергаются вибрации на сите. На схеме это устройство обозначено цифрой 26 куда по линии 25 доставляется сырье, а по линии 30 подается воздух.

В процессе разделения на поверхности скапливается слой хлопьев алюминия, который легко сгребается или сливается через слив 29 и удаляется по линии 28. Отделение достигается за счет того, что хлопья обладают относительно большой поверхностью для данного объема и массы, и вибрация приводит к их подъему иа поверхность смеси.

Как уже упоминалось, эта процедура может проводиться только с использованием вибрации, однако она сильно ускоряется при подаче восходящего потока воздуха по линии 30. Примером стандартной аппаратуры такого типа является вибрационный сепаратор фирмы «Бауэр».

Отделяемые таким образом хлопья ковкого алюминия имеют достаточную чистоту, из них удалены не только частицы стекла и других подобных материа

лов, но также и другие формы алюминия, находившиеся в исходной загрузке, например гранулы и кусочки, а также частицы других цветных металлов. Полученный ковкий алюминий, выделенный таким образом, обладает такой чистотой, что может непосредственно направляться для повторного использования.

Оставшийся материал содержит в основном стекло, алюминий в виде гранул и кусочков, другие металлы и сплавы: латунь, бронзу, медь, цинк, свинец, остатки керамики и камней. Этот остаток доставляется по линии 31 на следующий этап —¦ электростатическое разделение. Система разделения включает заземленный барабан 32 и высоковольтный электрод 33, который обеспечивает прилипание стеклянных частиц и других непроводников к барабану с последующим их удалением устройством 34, в то время как проводящие материалы слетают с поверхности барабана в бункер 35. Следует отметить, что эффективность разделения в значительной мере повышается за счет удаления крупных частиц на предшествующих стадиях, например в 27. Материал, поступающий в 32, представляет собой мелкозернистый порошок, более легко поддающийся электростатическим воздействиям.

Собираемое после барабана 32 стекло направляется по линии 36 для сортировки по цвету с использованием оптического сепаратора 37 в соответствии с патентом США 3 650396.

Материал, собранный в бункере 35, сначала доставляется по линии 38 на второй сепаратор с вибрационным ситом 39, который аналогичен сепаратору 27. Здесь также осуществляется подача воздуха по линии 42 для отделения остатков ковкого алюминия, не отделившегося в 27. Отделенный продукт не обладает достаточной чистотой по основному компоненту — алюминию— и поэтому по линии 44 возвращается в 27.

Материал, оставшийся на сите 39, доставляется на устройство 41 по линии 40. Устройство 41 представляет собой два валка для измельчения керамики, мелких камней, и других твердых предметов неметаллического характера, которые затем разделяют просеиванием в 43. Отделенные частицы металла могут продаваться как смесь, или обрабатываться химическими методами и выделяться в виде индивидуальных металлов.

Другой процесс предложен П. Дж. Маршем (патент США 3 970254, 20 июля г., фирма «Блэк Клаусон Фибреклейм, Инк.и) для выделения стеклянного боя из отходов, содержащих стекло вместе с частицами металла и другими устойчивыми к нагреву материалами. По этому методу смесь подвергается резким температурным воздействиям — повышению или понижению температуры —• что вызывает разлом и растрескивание стекла, в то время как структура других компонентов не меняется.

Перед последующей механической обработкой, предпочтительно даже перед термической обработкой, смесь просеивается или обрабатывается другим методом для отделения мелких частиц. После механической обработки смесь снова просеивается для выделения проходящих через сито мелких стеклянных частиц, в то время как предметы нестеклянного происхождения, сохранившие свои размеры и структуру, остаются на сите.

Схема процесса показана на рис. 69. На ней представлено отделение стекла и его сортировка с использованием оптического сепаратора.

По линии подачи I смесь стекла и примесей, устойчивых к температурному воздействию, подзется на первую ступень разделения 2. Установка представляет собой сито с относительно большим размером отверстий, примерно 6,5 мм; частицы крупного размера выводятся по линии 3. Полученная мелкая фракция подается на повторное просеивание в 4, в этом случае сито имеет более мелкие отверстия (около мм) и получаемая мелкая фракция удаляется по линии 5. Полученная в результате двух просеиваний промежуточная по размеру фракция проходит установку воздействия тепловым ударом 6, механическую обработку 7, и транспортером 8 доставляется иа установку для сортировки 9. Она представляет собой просеивающее устройство с размером отверстий как в установке 4, или несколько меньшим, и служит для отделения примесей 10 от частиц стекла 11.

В приведенной схеме процесса для указанных размеров сит фракция, удаляемая с первого сита по линии 3, может подвергаться сортировке с использованием оптических свойств. В то же время может использоваться и обработка в устройствах аналогичных устройствам 6, 7, 9; на последней стадии используются сита с таким же или несколько меньшим размером ячеек по сравнению с устройством 2. В резуль

тате Этих операций производится отделение стекла от примесей. На стадии 2 целесообразно проводить первое просеивание с использованием наскольких последовательных сит с уменьшающимися размерами для получения нескольких фракций.

Процесс, разработанный К- Б. Уэббом (патент США 4 116882, 26 сентября г., фирма «Карпко Яя/с.»), предназначен для отделения стекла от отходов с использованием электростатических методов с применением высокого напряжения. Отходы подвергаются сортировке для выделения фракции размером 3—

37 мм, просушиваются до содержания влаги не более 2%, направляются на воздушный сепаратор для отделения легких частиц и затем подвергаются магнитному разделению для отделения железосодержащих частиц,

После этого с помощью вибрационного транспортера масса подается на верхнюю часть вращающегося заземленного


Рнс. 69. Схема процесса отделения стекла от термоизоляционных материалов

Рис. 70. Схема процесса селективного выделения стекла из отходов с использованием электрического разряда:

I — подача отходов; 2 — размельчение; 3 — возврат материалов с недостаточной степенью дисперсности; 4 — повторное измельчение; 5 — вывод мелких частиц; 6 — разделение воздушным потоком; 7 — пыль, бумага, пластмассы и Др.; 8 — высушивание; 9 — магнитная сепарация; 10 — металлические предметы; 11 — вибрационный питатель; 12 — источник высокого напряжения, 31 кВ (—); 13 — зона 1-ой ионной бомбардировки; 14 — зона 2-ого электростатического воздействия; 15 — отсекатель; 16 — зона ослабления электростатического действия; 17 — щетка; 18 — сбор стекла; 19 — отходы неметаллического происхождения (щебень, керамика, толченый кирпич, древесная щепа, кости)

барабана и последовательно подвергается ионным бомбардировкам за счет коронного разряда на электродах и воздействию электростатического поля, создаваемого статическим электродом. Стекло остается на поверхности барабана, в то время как другие примеси отделяются в статическом поле.

На рис. 70 представлена схема проведения такого процесса.

Процесс, разработанный Б. В. Мори (патент США 4 070273, 24января 1978 г., фирма «Оксидентэл Петролеум Корпорейшени), предназначен для выделения очищенного стекла из твердых отходов, которые разделяются на фракцию с преобладанием органических материалов и фракцию с преобладанием неорганических примесей, причем обе фракции содержат стекло. Фракция с преобладанием неорганических материалов далее разделяется на обогащенную стеклом массу, неорганические материалы и органические компоненты. Последние отделяются в первую очередь.

Фракция с большим содержанием органических материалов сначала тонко измельчается и просеивается для удаления грубых частиц. Остаток затем подвер

гается повторному просеиванию для удаления наиболее мелких частиц. Оставшаяся промежуточная фракция посде удаления слишком крупных и слишком мелких частиц подвергается пениой флотации для отделения стекла, пригодного для повторного использования.

Детали процесса флотационного выделения стекла описаны в литературе. Так, Б. В. Мори и У. Р. Уайт (патент США 4 067502, 10 января 1978 г., фирма «Оксидентэл Петролеум Корпорейшен») описывают процесс, в котором стекло отделяется от массы неорганических примесей такого же размера флотацией с использованием в качестве эффективного флотационного агента по крайней мере одного амина, содержащего как минимум один алкильный заместитель Cg—C22.

Предпочтительно использовать первичные амины и смеси первичных и вторичных аминов.

Другой метод флотационного выделения стекла описан У. Р. Уайтом и Г. П. Ван Тигхемом (патент США 4 122950, 31 октября 1978 г., фирма «Оксидентэл Петролеум Корпорейшен»), По этой технологии частицы стекла, содержащиеся в конечной неорганической фракции после измельчения городских отходов и имеющие размер 200—20 меш, выделяются пенной флотацией при активации поверхности стеклянных частиц ионами двух- или трехвалентных металлов, с использованием водорастворимых алкилсульфо- натов.

Еще один процесс для выделения стекла из городских отходов описан Б. В. Мори (патент США 4 065282, 27 декабря 1977 г., фирма «Оксидентэл Петролеум Корпорейшен»), Он включает измельчение отходов и воздушную сепарацию, при которой удаляется верхний взвешенный слой с размером частиц стекла менее 6 меш; значительную долю собранной фракции составляют частицы размером менее 20 меш.

Полученная фракция просеивается для обогащения стеклянными частицами, далее очищается и обогащается на пневматическом столе в результате чего выделяется мелкозернистый продукт с малым содержанием органических примесей и размером частиц менее 6 меш при наличии значительной доли частиц размером менее 20 меш.

Этот продукт может смешиваться с асфальтом для получения герметизирующих материалов, использоваться для производства листового материала для обшивки, в других отраслях строительства, или может направляться на дальнейшую очистку для получения исходного материала для производства стекла.

На рис, 71 приведена схема процесса. Отходы I, содержащие от 7 до 10 % стекла, направляются в измельчитель, где стекло дробится на частицы размером менее 12 мм, причем ^80 % других компонентов исходной смеси размельчается на частицы размером от пылинок по 30 см. Этими компонентами являются камии, металлы, бумага, картон, дерево, пластмассы и другие.

Измельченный материал по линии 3 подается в воздушный сепаратор 4, верхний слой материала 6 отделяется. Он представляет собой смесь 4—6 % мелкораздробленного стекла, 2—4 % неорганических материалов (каменная и кирпичная крошка и др.), 60—70 % горючих органических материалов (бумага, картон, пластмассы и др.), остаток — вода. В воздушном сепараторе отделяются частицы стекла размером не более 28 меш.

Более тяжелая фракция после воздушного разделения, обозначенная как 5, содержит примерно 70 % стекла, содержащегося в исходной загрузке /; частицы имеют размер более 28 меш. В смеси присутствуют также кирпичная и каменная крошка, металлы и другие материалы.

Фракция менее 28 меш, содержащая до 30 % стекла исходной загрузки I, по линии 6 подается на сито 7; сито рассчитано на прохождение частиц в 28 меш.

Полученный продукт просеивания представляет собой порошок с более высоким содержанием стекла (около 50 %) размером менее 28 меш,, он содержит также % других неорганических материалов, включая остатки кирпичной и каменной

крошки, и 30 % горючих материалов (бумаги, пластиков и др.). На сите остаются частицы размером более 28 меш., в основном органических материалов, которые удаляются по линии 8.

Обогащенный стеклом порошок 9 подается на воздушный стол 10. Более тяжелые частицы стекла отделяются в виде фракции чистого стекла 11\ выделяются также пыль, легкие неорганические продукты и органические продукты. Продукт И содержит около 90 % стекла, пыль содержит менее I % стекла, и легкая неорганическая фракция — 13 % стекла.

Степень извлечения из смеси подаваемой по линии 9, составляет ~80 %.

СТЕКЛО ИЗ АВТОМОБИЛЬНОГО ЛОМА

Cm. «Сталь из автомобильного лома».

<< | >>
Источник: М. Ситтиг. Извлечение металлов и неорганических соединений из отходов. 1985

Еще по теме СТЕКЛО ИЗ ОТХОДОВ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА:

  1. АЛЮМИНИЙ из отходов городского ХОЗЯЙСТВА
  2. ЦВЕТНОЕ СТЕКЛО ИЗ.СТЕКЛЯННЫХ ОТХОДОВ СМЕШАННОГО СОСТАВА
  3. ЧЕРНЫЕ МЕТАЛЛЫ ИЗ ОТХОДОВ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА
  4. УДОБРЕНИЯ ИЗ ОТХОДОВ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА
  5. СТЕКЛО ИЗ ОТХОДОВ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА
  6. ЦИНКА ХЛОРИД ИЗ ОТРАБОТАННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ
  7. ВНУТРЕННИЕ РАЗЛИЧИЯ
  8. СТРУКТУРА И ТЕРРИТОРИАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ХОЗЯЙСТВА
  9. Управление отходами: опыт развитых стран и его значение для России (ролевая игра)
  10. § 1. Виды городских отходови масштабы их образования
  11. § 4. Сжигание ТБО - диоксиновая опасность
  12. § 8. Энергоемкость отходов и ее использование
  13. § 1. Городские почвы и их реабилитация
  14. Глава 5 ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС
  15. §1. Типология нижегородской периодической печати на рубеже XX-XXI вв.
  16. 145. Крупнейшие городские агломерации Латинской Америки
  17. 3.1. Обработка и утилизация отходов пластмасс
  18. 3.5. Утилизация стеклобоя и отходов стекловолокна
  19. 4.8. Утилизация нефтеотходов в промышленности строительных материалов, на транспорте и в народном хозяйстве
  20. Глав а третья РАБСТВО В РЕМЕСЛЕ. ГОРОДСКИЕ ФАМИЛИИ