摘要：文章介紹了一種鐵路貨車檢修新型拋丸廢料回收系統(tǒng), 該系統(tǒng)主要由丸砂分離器、振動多級篩選裝置、多級磁選裝置和輔助除塵裝置四部分組成。其中, 丸砂分離器主要從拋丸廢料中分離出含有鋼丸的丸料;振動多級篩選裝置用于將丸料篩選為不同目數(shù)的鋼丸和含鐵廢料;多級磁選裝置用于從含鐵廢料中磁選出鐵粉;除塵裝置用于對篩選后的有害粉塵進行收集。利用上述分選系統(tǒng), 拋丸廢料中的含鐵物質(zhì)將被分離出來, 達到固體廢物再次利用的目的, 同時利用除塵裝置對危險廢物進行收集, 達到了環(huán)保要求。

　　1、研究背景：

　　拋丸廢料是一種含鐵量較高的固體廢棄物, 主要產(chǎn)生于金屬表面除銹、拋光處理等工藝過程, 由于其和鐵銹、油漆等混合在一起, 按照國家環(huán)境保護法的規(guī)定, 被列為危險廢物。隨著國家環(huán)保政策日益嚴格, 危險廢物排放需要逐步降低, 如何更好地利用含鐵廢料, 減少環(huán)境污染, 已成為企業(yè)必須面臨的重要課題。由于拋丸廢料的組成和特性, 因生產(chǎn)工藝不同差別較大, 所以如何將鐵與危險廢物 (粉塵) 分離, 實現(xiàn)再利用, 國內(nèi)各行業(yè)都在探究, 但是方法迥然不同。據(jù)調(diào)查, 在我國目前鐵路車輛檢修行業(yè)中, 還未對此項課題進行有效的研究, 也沒有較好的方式。從現(xiàn)有拋丸設(shè)備使用功能來看, 鋼丸在規(guī)格范圍內(nèi)可以循環(huán)再利用, 但是回用的比例不是很高, 有很多可再利用的鋼丸不能最大限度的回收, 都隨著塵砂一并處理掉, 這樣在廢料處理和金屬回收上都造成了很大浪費。拋丸機

　　在鐵路貨車檢修行業(yè)中, 《鐵路貨車廠修規(guī)程》里規(guī)定“在車輛檢修工藝中需要對鐵路貨車車體及其他車輛配件進行拋丸處理, 以滿足后續(xù)探傷、噴漆等工藝要求”。拋丸是一種機械方面的表面處理工藝, 是一個冷處理過程, 分為拋丸清理和拋丸強化。拋丸清理是為了去除表面氧化皮等雜質(zhì)并提高外觀質(zhì)量, 拋丸強化是利用高速運動的彈丸 (60~110m/s) 流連續(xù)沖擊強化工件表面, 提高使用性能。在生產(chǎn)實際過程中, 對車輛車體或車輛配件進行拋丸處理時, 會產(chǎn)生大量的廢料, 這些廢料一部分來自車輛或配件本身, 例如表面脫落的鐵銹、油漆和煤渣等, 一部分來自鋼丸表面磨損的鋼屑和直徑不滿足要求 (例如直徑0.8mm以下) 的廢鋼丸, 還有少量來自拋丸除銹產(chǎn)生的粉塵。按照《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》及《國家危險廢物名錄》中的規(guī)定, 該粉塵被定義為HW-17類表面處理廢物 (廢物代碼346-099-17) 。依據(jù)固廢法及環(huán)境管理部門的具體要求的規(guī)定, 這些包含鐵銹、廢鋼丸、粉塵的廢料全部作為危險固體廢棄物處理。

　　在神華鐵路貨車運輸有限責任公司榆林車輛維修分公司 (以下簡稱榆林分公司) 實際生產(chǎn)及環(huán)境保護工作中, 這些廢料處理流程復(fù)雜、費用高、成本大。同時, 這些廢料中含有的鋼鐵等可回收利用資源也被當作垃圾處理掉, 造成很大的資源浪費。榆林分公司近4年拋丸廢料處理費用情況如表1所示。拋丸機

　　從上述數(shù)據(jù)可以看出, 拋丸廢料的處理給企業(yè)增加了很大的成本, 也對環(huán)境保護增添了負擔。為了節(jié)約成本, 保護環(huán)境, 該公司根據(jù)實際生產(chǎn)情況, 決定研制拋丸廢料回收分選系統(tǒng)。

　　2、拋丸廢料回收系統(tǒng)：

　　針對生產(chǎn)實際要求, 需要對拋丸廢料進行分離、提純, 將廢料中的有用組分和粉塵雜物進行分離, 使危險廢物達到最小化, 降低廢棄物處理的成本。將分離出的有用組分進行再次提純, 實現(xiàn)資源化重復(fù)利用。此拋丸廢料回收系統(tǒng)主要由斗式提升機、丸砂分離器、振動篩選裝置、磁選裝置、廢料回收槽和鐵粉回收箱等部分組成, 由輔助裝置將上述幾部分連接成一個自動化的拋丸廢料回收系統(tǒng), 結(jié)構(gòu)如圖1所示。輔助裝置包括提升機、料管、料斗、平臺、除塵器、電器控制柜等。拋丸機

　　1-斗式提升機;2-丸砂分離器;3-振動篩選裝置;4-磁選裝置;5-廢料回收槽;6-鐵粉回收箱

　　2.1、丸砂分離器：

　　丸砂分離器利用風選原理, 將輕質(zhì)廢料 (如車輛及配件表面脫落的鐵銹、鐵粉、油漆和砂塵等) 和重質(zhì)廢料 (如不同直徑的鋼丸及破碎鋼丸) 分離。其中油漆和灰塵等輕質(zhì)廢料被抽到除塵器中, 分離出的含鐵廢料如砂粒和鐵粉 (含氧化鐵) 等重質(zhì)廢料進入下一篩選環(huán)節(jié)。

　　丸砂分離器為流幕式分離器, 包括殼體、滾筒篩和風選裝置三部分。滾筒篩設(shè)置在殼體內(nèi), 包含內(nèi)篩筒和外篩筒。內(nèi)篩筒內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺旋葉片, 內(nèi)、外篩筒之間設(shè)有外螺旋葉片;風選裝置用于在殼體內(nèi)對從外篩筒流出的流幕式物料提供抽吸力。丸砂分離器設(shè)有四個進出口, 分別為用于向滾筒篩的一端入料的入口、用于從滾筒篩的另一端導出大顆粒物的溢流口、位于滾筒篩下方的丸料出口及用于導出抽吸的輕質(zhì)廢料出口。

　　丸砂混合物由提升機送至螺旋輸送機內(nèi), 再由螺旋輸送機送到滾筒篩內(nèi), 滾筒篩內(nèi)螺旋使用混合物邊篩邊向前運動。大于篩孔的雜物, 從滾筒篩的末端廢物口里排出, 小于篩孔的丸砂混合物通過篩孔篩落至底彎板上, 在滾筒篩的外螺旋作用下, 供丸砂混合物沿整個分離區(qū)均勻布料, 丸砂經(jīng)可調(diào)節(jié)的控流板流出, 形成一個約20mm厚的丸砂流幕, 由水平方向進入的氣流經(jīng)過丸砂幕進行丸砂分離。因為彈丸和破碎的彈丸及砂粒的質(zhì)量互不相同, 被氣流吹過后, 質(zhì)量大的彈丸及雜物偏離距離小, 落入格篩進一步分離出大的雜物, 較完整的彈丸以格篩漏入貯丸斗繼續(xù)使用, 砂粒和破碎的小顆粒彈丸偏離距離較大, 落入廢料斗內(nèi)被排出, 粉塵則經(jīng)除塵管排出。

　　本拋丸廢料篩選系統(tǒng)選用的提升機為TDQ225帶式提升機, 主要參數(shù):提升量20t/h;斗寬225 mm;斗距400mm;帶速1.25m/s;電機功率2.2k W;分離風速2~4m/s;分離區(qū)長度2000mm;分離器通風量4500m3/h;料斗貯丸量8t。

　　在實際操作使用過程中還可以通過調(diào)整控流板的螺栓, 對分離量進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)調(diào), 以此滿足生產(chǎn)要求。 (1) 使用中若彈丸中的雜物超過1%時, 可將裝在風管處的閘門適當調(diào)大, 即加大風量, 使分離區(qū)風速適當加大, 以減少彈丸中的雜物, 直至調(diào)到理想風速。 (2) 使用中若落入廢料斗中的彈丸較多時, 說明分離區(qū)的風速過大, 這時可將閘門調(diào)小, 以減少分離區(qū)的風速。同時也可適當將阻尼板調(diào)正, 以阻擋隨風流流出的彈丸, 使分離效果進一步提高。拋丸機

　　2.2、振動篩選裝置：

　　振動輸送篩分機是利用振動電機作振源來實現(xiàn)物料輸送、篩分的一種輸送機械, 屬于中、短距離的輸送設(shè)備。通過多級振動篩選形式, 將丸料篩分離為0.8~1.4mm、1.4~1.8mm、1.8~2.5mm三個直徑等級的鋼丸和其他含鐵廢料。其中直徑1.8~2.5mm的彈丸直接回用, 0.8~1.4mm、1.4~1.8mm彈丸通過專用容器回收以供其他小型拋丸裝置上使用, 含鐵廢料則通過輸送裝置進入下一環(huán)節(jié)。

　　振動輸送篩分機電機是由相對對稱的兩臺振動電機直接驅(qū)動, 兩臺振動電機固定在機體上, 與槽體形成一定的角度安裝, 并且兩振動電機同步反向旋轉(zhuǎn), 電機兩端各有一對偏心塊, 偏心塊回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生離心力, 其離心力在機體的橫斷面方向相互抵消。而在縱斷面方面相互合成, 合成后的激振力使物料在槽體上跳躍前進, 完成物料的輸送篩分功能。調(diào)整兩支偏心塊的夾角, 即可改變電機的激振力及振幅的大小, 從而達到某一特定生產(chǎn)率所需要的激振力及振幅。

　　振動輸送機的組要結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖2所示, 它由槽體、篩板、篩網(wǎng)、彈簧和振動電機組成, 整體框架全部采用鋼結(jié)構(gòu)焊接而成。槽體做成全封閉結(jié)構(gòu), 以便在輸送過程中密閉抽塵。拋丸機

　　1-震動電機;2-槽體;3-篩網(wǎng);4-篩板;5-彈簧

　　拋丸廢料篩選系統(tǒng)選用DSZ80300振動輸篩分機, 主要參數(shù):生產(chǎn)率20t/h;槽體寬800mm, 長3000mm;電機功率0.75k W×2?？紤]到篩板及篩網(wǎng)為易損件, 在設(shè)計制造時, 將振動電機安裝于槽體兩側(cè), 對拆卸、維修均很方便, 運行可靠且壽命長, 所以該機具有結(jié)構(gòu)簡單、操作容易、維修方便等特點, 可保證在勞動條件較為惡劣的環(huán)境下正常運行。

　　2.3、磁選裝置：

　　磁選裝置主要用于回收含鐵廢料中的含鐵資源, 即鐵粉 (主要來自是廢鋼丸磨損、車體拋丸作用下的鐵粉) 。其中, 磁選裝置的設(shè)計相對比較靈活, 只要能夠利用鐵粉的磁性實施分選即可。本系統(tǒng)中, 磁選裝置采用的是永磁滾筒皮帶機, 當含鐵廢料隨皮帶輸送到頭部滾筒時, 鐵粉能夠因頭部滾筒的磁力吸附在皮帶上并隨皮帶移動到回程部, 最終在皮帶離開頭部滾筒處卸料到彈丸槽中, 其他渣料則在皮帶回程處卸料到回收槽中。拋丸機

　　磁選裝置為四級永磁滾筒皮帶機。第一級利用磁力將廢料分為含F(xiàn)e量高的廢料和含F(xiàn)e量低的廢料 (主要有鐵銹、少量鐵粉、油漆和砂塵) ;第二級利用磁力將含F(xiàn)e量高的廢料進一步提純。以此類推, 在經(jīng)過第三級、第四級磁選、提純, 最終得到含F(xiàn)e量非常高的廢料 (主要有鐵粉及細碎的鐵屑) , 該鐵粉可用于外銷, 達到間接回收利用的目的。

　　2.4、除塵裝置：

　　當含塵氣體進入除塵器灰斗后, 由于氣流斷面突然擴大及氣流分布板作用, 氣流中一部分粗大顆粒在動和慣性力作用下沉降在灰斗;粒度細、密度小的塵粒進入濾塵室后, 通過布朗擴散和篩濾等組合效應(yīng), 使粉塵沉積在濾料表面上, 凈化后的氣體進入凈氣室由排氣管經(jīng)風機排出。濾筒式除塵器的阻力隨濾料表面粉塵層厚度的增加而增大, 阻力達到某一規(guī)定值時進行清灰。此時PLC程序控制脈沖閥的啟閉, 首先一分室提升閥關(guān)閉, 將過濾氣流截斷, 然后電磁脈沖閥開啟, 壓縮空氣以及短的時間在上箱體內(nèi)迅速膨脹, 涌入濾筒, 使濾筒膨脹變形產(chǎn)生振動, 并在逆向氣流沖刷的作用下, 附著在濾袋外表面上的粉塵被剝離落入灰斗中。清灰完畢后, 電磁脈沖閥關(guān)閉, 提升閥打開, 該室又恢復(fù)過濾狀態(tài)。清灰各室依次進行, 從第一室清灰開始至下一次清灰開始為一個清灰周期。脫落的粉塵掉入灰斗內(nèi)通過缷灰閥排出。拋丸機

　　本拋丸廢料篩選系統(tǒng)采用的是濾筒除塵器, 主要技術(shù)參數(shù):處理風量15000~20000m3/h;過濾風速0.8~1.2m/min;過濾面積200m2;主風機功率15k W;濾筒數(shù)量16個。

　　3、使用效果：

　　為驗證實際效果, 在投入使用后對每個過程都進行了實際稱重測算, 具體數(shù)據(jù)如表2所示。彈丸市場價格為3000元/t, 鐵粉500元/t, 直接收益38.71萬元, 間接效益是節(jié)約危險廢料處理費用的3.3倍, 降低環(huán)境污染, 由此實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益雙受益。

　　4、結(jié)論：

　　榆林分公司在對拋丸廢料成分和結(jié)構(gòu)綜合分析的基礎(chǔ)上, 研究開發(fā)的三級拋丸廢料回收分選系統(tǒng), 采取新技術(shù)、新材料, 使其達到結(jié)構(gòu)簡單、動作精度高、穩(wěn)定性好、操作方便、維修簡單、凈化工作環(huán)境的效果。在投入使用后, 調(diào)控準確, 每小時可分離拋丸廢物3t, 可得到能夠再次利用的彈丸約1t, 其他無害廢料1.2t, 大大減少了危險廢物的產(chǎn)生, 起到凈化環(huán)境的作用, 完全響應(yīng)了國家倡導的保護環(huán)境、降低能耗、循環(huán)經(jīng)濟、資源可再利用的號召。

　　表2拋丸廢料回收系統(tǒng)實際數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

　　通過以上對比分析, 給企業(yè)節(jié)省了大筆開支, 保護了環(huán)境, 具有很高的環(huán)保、應(yīng)用價值, 適用于所有拋丸廢料以及相似廢料構(gòu)成的廢棄物的回收, 具有非常廣泛的市場推廣前景。拋丸機