城市固废材料资源化：金属分选技术根据光、电、磁效应差异

1）磁力分选

炉渣的磁力分选是借助磁选设备（如磁选机）产生的磁场使铁磁性物质组分分离的一种方法（图9-8）。在炉渣的处理系统中，磁选主要用于回收或富集黑色金属，或在某些工艺中用于物料中铁质物质的去除。

图9-8　磁选机

炉渣根据其磁性分为强磁性、中磁性、弱磁性和非磁性组分。这些磁性不同的组分通过磁场时，磁性较强的颗粒（常为黑色金属）就被吸附到产生磁场的磁选设备上，而磁性弱和非磁性的颗粒就被输送设备带走，或受自身重力或离心力的作用而掉落到预定的区域内，从而完成磁选过程。

2）光电分选

光电分选技术是利用物质表面光反射特性的不同而分离物料的方法。城市垃圾中分选出来的废玻璃中含无色玻璃和有色玻璃，应把各种颜色的玻璃分离开来。玻璃色别分选机的工作流程是：从料箱落下的一个个玻璃颗粒被带式输送机高速抛送，通过一个光检箱。在光检装置中，有两个光源和两个光传感器，每一个光源的光从底色板反射到光传感器上，光传感器就产生电流。如果通过光检箱落下颗粒的颜色（反射光辉和透射光的某种平均反映）与底色板的颜色相同，光传感器就检测不出任何区别，于是不发生其他动作，这些颗粒就作为可接受者正常通过检测装置。如果某一颗粒的流行色比底色板更深。光传感器就产生电流变化并触发位于检测器下面的压缩空气喷嘴，将被拒绝的颗粒吹入另一箱内，这样就可以将无色玻璃和有色玻璃分开。如需对有色玻璃进一步分选，则可在光传感器上放上颜色滤光板，将电子检测装置调到适当位置，使某颜色的颗粒被检测为浅色颗粒而允许通过，其他颜色玻璃颗粒被检测为深色颗粒而不能通过。这样就可以进一步分选有色玻璃。当颗粒尺寸均匀一致时，这种分选机的分选效率很高（图9-9）。

图9-9　光学分选机原理示意图

3）涡电流分选

电选分离过程在电选设备中进行，废物颗粒在电晕—静电复合电场电选设备中的分离过程如下：废物由给料斗均匀地给入滚筒上，随着滚筒的旋转进入电晕电场区。由于电场区带有正电荷，导体和非导体颗粒都获得负电荷，导体颗粒一面获得荷电，一面又把电荷传给滚筒（接地电极），其放电速度快。因此，当废物颗粒随滚筒旋转离开电晕电场区而进入静电场区时，导体颗粒的剩余电荷少，而非导体颗粒则因放电较慢，致使剩余电荷多。导体颗粒进入静电场后不再继续获得负电荷，但仍继续放电，直到放完全部负电荷，并从滚筒上得到正电荷而被滚筒排斥，在电力、离心力和重力分力的综合作用下，其运动轨迹偏离滚筒，而在滚筒前方落下。非导体颗粒由于有较多的剩余负电荷，将与滚筒相吸，被吸附在滚筒上，带到滚筒后方，被毛刷强制刷下。半导体颗粒的运动轨迹则介于导体和非导体颗粒之间，成为半导体产品落下，从而完成电选分离过程（图9-10）。电力分选主要有静电分选、高压电分选和涡电流分离等几种。(www.xing528.com)

图9-10　涡流分选结构及原理示意图

静电分选技术是一种利用各种物质的导电率、热电效应及带电作用的差异而进行物料分选的方法，可用于各种塑料、橡胶和纤维纸、合成皮革、胶卷、玻璃与金属的分离。高压电选机可作为粉煤灰专用设备。其工作过程为：将粉煤灰均匀地给到旋转接地滚筒上，带入电晕电场。炭粒由于导电性能好，很快失去电荷，进入静电场后从滚筒电极获得同性电荷而被排斥，在离心力、重力及静电力的综合作用下落入集炭仓而成为精煤。灰粒由于导电性较差，能保持电荷，与带相反电荷的滚筒相吸并牢固地吸附在滚筒上，最后被毛刷强制刷下集灰仓，从而实现炭灰分离。

涡电流分离技术是一种在固废中回收有色金属的有效方法，应用较为广泛。当含有非磁导体金属的垃圾流以一定的速度通过一个交变磁场时，这些非磁导体金属中会产生感应涡流。由于垃圾流与磁场有一个相对运动速度，从而对产生涡流的金属块有一个推力。利用此原理可使一些有色金属从混合垃圾流中分离出来，作用于金属上的推力取决于金属块的尺寸、形状和不规整的程度。分离推力的方向与磁场方向和垃圾流的方向呈90°。

4）金属分选设备比较

见表9-3。

表9-3　金属分选设备比较

结合对炉渣分选目标的要求：将可再生组分与不可再生组分分离，满足资源再利用的需要，并根据后期应用案例调研，在保证稳定运行的情况下，项目拟采用大直径圆盘筛、卧式风选机、电磁式磁选机、涡电流磁选机等设备联合应用，开发干式和湿式物理分离技术工艺，实现炉渣有用组分高效分选。