建筑垃圾再生处置分选技术

        1 、在传统工艺基础上，根据建筑垃圾密度的差异，结合复合式干法分选机的工作原理，自主研发出了一种适用于建筑垃圾处置的风力除杂分选筛。同时，配合该分选筛，设计了一套建筑垃圾再生处置分选工艺，以提高建筑垃圾再生骨料的附加值，促进建筑垃圾资源化率的提升。
       2、 风力除杂分选筛的设计复合式干法分选机是一种利用煤和矸石的密度差异以实现精煤、中煤和矸石的自动化分选机，已在动力煤排矸和预选排矸方面应用广泛。参考该机型原理，西安墙体材料研究设计院有限公司自主研发出一种风力除杂分选筛，集物料分类、颗粒分级和微粉除尘等功能于一身，具体结构包括筛床、微粉收集除尘装置、细料收集除尘装置、动力单元、支架五部分组成。该设备利用建筑垃圾中各物料之间的密度差异，在机械力和浮力作用下控制分选物料的运动，进行物料的高效自动化分类。
       将建筑垃圾进行预处理达到粒度要求后，由其底面自身坡度和动力单元提供的振动力共同作用下，被均匀扩散至对称的两筛面，物料被分为三大类，即微粉、粗料、细料。微粉收集除尘装置收集筛面上空的大量微粉，细料收集除尘装置收集经筛床上的筛网（筛网孔径设置为3mm~5mm）漏下的细料；留在筛床床面的为粗料。粗料受到动力单元提供的振动力、正压压力收集罩提供的浮力、筛面坡度和设备倾角等的共同作用下分层、滑动，按密度差异被分为三类，其中密度最小的轻物料（木材为主）首先运动至最上层并滑动至内侧出料斗出料，剩余物料继续向前端运动，再次分层后密度较重的次重物料（砖为主）运动至最上层后滑动至中间出料斗出料，最后密度最大的重物料（混凝土为主）从最外侧两个出料斗出料。
       由于建筑垃圾的成分不稳定，设备在使用过程中可以根据需求进行微调。如建筑垃圾在破碎过程中微粉过多时，需要增大负压收集罩内部压力；细料过多时，需增大筛网的孔径；轻物料、次重物料、重物料比例变化较大时，需改变出料区三个出料斗的尺寸比例。
       3 、建筑垃圾再生处置新工艺的设计3.1 新工艺系统装置在传统人工分拣工艺基础上，引入新设备进行改进，组装成一条实际生产线，该工艺设备已申报专利，可根据生产量的具体大小设计。经计算，一条中型生产线处理能力可达300t/h。该工艺系统包括预分选系统、分类分选系统、分级分选系统三个子系统。
预分选系统：主机设备包括垃圾装卸机、振动（筛分）给料机、磁选机、大型颚式破碎机、反击式破碎机。进料装置用于装卸预处理的建筑垃圾，并送至进行破碎；破碎设备用于建筑垃圾的多级破碎；磁选设备从建筑垃圾中去除钢筋等金属。
分类分选系统：采用风力除杂分选筛。风力除杂分选筛使物料在空气流与机械振动共同作用下进行分选，实现砖和混凝土的高效分离，筛分出不同类型的物料。
分级分选系统：主机设备包括气流分级装置，振动筛和水洗装置。气流分级装置使微粉分成细粉和超细粉；振动筛使重物料、较重物料再次分级；水洗装置清除骨料表面附着的泥沙。
       3.2 新工艺的流程简述本建筑垃圾分类分级系统的工艺流程为：一次磁选（铁、渣分离）—振动给料机（土、渣分离）—颚式破碎—二次磁选（铁、渣分离）—反击破碎—一次筛选—合格物料分选—重物料（混凝土）、次重物料（砖）、轻物料、微粉、细料分别进入各自生产线：①重物料筛选—C骨料、B骨料、A骨料—A骨料、B骨料分别水洗—成品回收；②次重物料筛选—C骨料、B骨料、A骨料—成品回收；③轻物料—成品回收；④细料—成品回收；⑤微粉筛选—细粉、超细粉—成品回收。
建筑垃圾经磁选机和振动(筛分)给料机筛选出钢筋和渣土后，再通过大型鄂式破碎机进行粗破，人工拣选和磁选机剔除建筑垃圾内部存在的废金属，再经反击式破碎机进行粉碎，不合格物料（粒径＞αmm）筛出后再进行二次粉碎，合格物料（粒径≤αmm）进入风力除杂分选筛，筛分后重物料、次重物料、轻物料、微粉、细料分别进入各自生产线进行处理。
       重物料经振动筛筛分得到A（βmm≤粒径≤αmm）、B（γmm≤粒径＜βmm）、C（δmm≤粒径＜γmm）骨料，D骨料送至成品料仓，A、B骨料分别送至对应水洗装置，水洗除杂后送至对应的成品料仓；次重物料经振动筛筛分得到A（βmm≤粒径≤αmm）、B（γmm≤粒径＜βmm）、C（δmm≤粒径＜γmm）骨料，送至对应的成品料仓；轻物料直接送至成品料仓；细料经收集后直接送至成品料仓。风力除杂分选筛内的大量微粉和破碎过程中产生的微粉输送至气流分级装置进行分级，得到的细粉（εμm≤粒径）和超细粉（粒径≤εμm）送至成品料仓。
      3.3 新工艺的产品规格结合表2，经处理后得到不同种类和粒度的建筑垃圾可应用于制备不同材料，其中废金属分拣后回炉加工；渣土可用于桩基填料、地基基础、筑路施工等；废弃木材可用于木质再生板材、生物质燃料等；再生微粉主要用于生产水泥、混凝土、砂浆、砌块和砖等建材制品的掺合料，或部分替代水泥。同时可根据需求调整新工艺系统中α、β、γ、δ、ε各值，(δ由风力除杂分选设备筛网孔径来定，α、β、γ由振动筛筛孔立径决定，ε由气流分级机筛孔决定。）例如分别取值为 60、31.5、16、5、75，得到不同粒径的产品，作为混凝土类再生骨料代替石子或作为砖和砌块再生骨料等制备满足国家标准的不同材料，包括道路基层和再生砖、墙板等建材制品，最终可形成“建筑原料—建筑物—建筑垃圾—高品质再生原料”的循环模式，实现建筑垃圾资源化的目标。
       3.4 新工艺与传统工艺的对比为测试新处理工艺的效果，在相同条件下，对同体积量的建筑垃圾使用传统工艺和新工艺处理，对其处理）过程中不同指标进行测定后对比。
       分析得出，传统人工分拣工艺的物料分拣层级单一，分拣技术不过关，分级处理工艺不够完善，使建筑垃圾分级不清，同时破碎过程产生的微粉处理不当，再生料质量等级不高。改进后的新工艺把物料分选环节改进为多级多层筛分，通过风力除杂分选筛，利用密度差异，实现建筑垃圾高效自动化分类和分级，从而改善人工分拣的粗放，提高再生料的纯度和资源化利用率。
      4、 结语当下，建筑垃圾资源化利用企业更多的是采用传统人工拣选方式进行分类，但是伴随人工成本的增加和高纯度产品的需求，实现建筑垃圾自动化分类成为企业发展的必然趋势。本文自主研发的风力除杂分选筛具有物料分类、颗粒分级和微粉除尘等功能，该设备用于建筑垃圾再生处置分选中，有效地解决了传统建筑垃圾制备再生骨料工艺中的分选效率低、骨料品质不稳定等问题，提高了建筑垃圾再生料的附加值，促进建筑垃圾资源化率的提升。
        为了进一步做好建筑垃圾处理问题，我们还需要在如下方面做出努力：①改进处理工艺里面存在的生产噪声；②进一步考虑物料形状对建筑垃圾再生骨料分选效果的影响；③在资源化高效处理研究中，要形成完整的标准体系和相应的政策法规。