3. Процессы укрупнения размеров частиц твердых отходов

В практике рекуперационной технологии твердых отходов большое распространение имеют методы, связанные с решением задач укрупнения мелкодисперсных частиц вторичных материальных ресурсов, объединяющие различные приемы гранулирования, таблетирования, брикетирования и высокотемпературной агломерации. Их используют при переработке в строительные материалы ряда компонентов отвальных пород добычи многих полезных ископаемых, хвостов обогащения углей и золы ТЭС, в процессах утилизации фосфогипса в сельском хозяйстве и цементной промышленности, при подготовке к переплаву мелкокусковых и дисперсных отходов черных и цветных металлов, в процессах утилизации пластмасс, саж, пылей и древесной мелочи, при обработке шлаковых расплавов в металлургических производствах и электротермофосфорном производстве и во многих других процессах утилизации и переработки BMP.

Гранулирование. Методы гранулирования охватывают большую группу процессов формирования агрегатов обычно шарообразной или (реже) цилиндрической формы из порошков, паст, расплавов или растворов перерабатываемых материалов.

Гранулирование порошкообразных материалов скатыванием наиболее часто проводят в ротационных (барабанных, тарельчатых, центробежных, лопастных) и вибрационных грануляторах различных конструкций. Барабанные грануляторы часто снабжают различными устройствами для интенсификации процессов, предотвращения адгезии липких порошков на рабочих поверхностях, сортировки гранул по размерам. Они характеризуются большой производительностью (до 70 т/ч, иногда выше), относительной простотой конструкции, надежностью в работе и сравнительно невысокими удельными энергозатратами. Однако барабанные гранулятора не обеспечивают возможности получения гранулята узкого фракционного состава, контроля и управления соответствующими процессами.

Для получения гранулята, близкого по составу к монодисперсному, используют тарельчатые (дисковые) грануляторы скатывания, обеспечивающие возможность достаточно легкого управления процессом. Обычно применяют диски диаметром 1-6 м, с высотой борта до 0,6 м.

Тарельчатые грануляторы экономичнее барабанных, они более компактны и требуют меньших капитальных вложений. Их недостатком являются высокая чувствительность к содержанию жидкой фазы в обрабатываемом материале и, как следствие, узкие пределы рабочих режимов. На практике используют грануляторы производительностью до 125 т/ч.

Прессовое гранулирование проводят в валковых и таблеточных машинах различной конструкции, червячных и ленточных прессах и некоторых других механизмах. Валковые (вальцовые) грануляторы снабжают прессующими элементами с рабочей поверхностью различного профиля, что позволяет получать спрессованный материал в виде отдельных кусков (обычно с поперечником до 30 мм), прутков, плиток, полос. Эти механизмы часто совмещают с дробилками, обеспечивающими получение из спрессованных полупродуктов гранул заданных размеров. Производительность - 5-100 т/ч.

В технологии производства из промышленных отходов некоторых адсорбентов, катализаторов, витаминных, лечебных и ряда других препаратов и изделий порошковые материалы гранулируют с использованием таблеточных машин различных типов. Принцип действия машин основан на прессовании дозируемых в матричные каналы ворошков пуансонами. Прессование порошков и паст реализуют в червячных прессах через перфорированную решетку, по выходе из которой сформованные жгуты либо ломаются под действием собственной тяжести, либо их режут.

Брикетирование. Методы брикетирования находят широкое применение в практике утилизации твердых отходов в качестве подготовительных (с целью придания отходам компактности, обеспечивающей лучшие условия транспортирования, хранения, а часто и саму возможность переработки) и самостоятельных (изготовление товарных продуктов) операций.

Брикетирование дисперсных материалов проводят без связующего при давлениях прессования, превышающих 80 МПа и с добавками связующих при давлениях, обычно ограниченных 15-25 МПа. Перед брикетированием материал обычно подвергают грохочению (классификации), дроблению (при необходимости), сушке, охлаждению и другим подготовительным операциям.

В практике брикетирования твердых отходов используют различные прессовые механизмы. При брикетировании дисперсных материалов наибольшее распространение получили штемпельные (давление прессования 100-120 МПа), вальцовые и кольцевые (около 200 МПа) прессы различных конструкций.