3.2 Механотермічні методи

У практиці рекупераційної технології твердих відходів велике значення мають методи збільшення розмірів дрібнодисперсних частинок без змінення хімічного складу речовини. Це різні способи гранулювання та брикетування.

Метод гранулювання. Метод гранулювання охоплює велику групу процесів формування агрегатів, як правило, кулястої форми або іноді циліндричної з порошків, паст, розплавів або розчинів. Здатність матеріалів при гранулюванні до ущільнення і формування характеризується значеннями коефіцієнтів гранульованості, які пов’язують між собою такі параметри: текучу та вихідну густину матеріалу, що гранулюється, міцність на стиск гранул і тиск початку пластичної деформації.

Гранулювання порошкоподібних матеріалів методом обкочування частіше проводять у ротаційних грануляторах різної конструкції: барабанних, тарілчастих, відцентрових та вібраційних. Продуктивність таких апаратів та характеристики одержаних гранулятів залежать від властивостей вихідного матеріалу, а також від технологічних і конструктивних факторів. Найбільшого поширення здобули барабанні гранулятори, які характеризуються високою продуктивністю до 70 т/год і вище, відносною простотою конструкції, надійністю в роботі і порівняно невисокою енергоємністю.

Існує метод пресового гранулювання, який проводять в валкових машинах різної конструкції, черв’ячних пресах, дискових екструдерах та інших механізмах, які дозволяють одержувати агломерати різної форми і розміру.

Деякі порошкові відходи, наприклад, адсорбенти, каталізатори, гранулюють за допомогою таблетувальних машин різного типу. Принцип дії їх базується на пресуванні порошків у матричні канали пуансонами. Продуктивність найбільш поширених таблетувальних машин – від 3 до 90 тисяч таблеток на годину.

Окрему групу грануляторів складають апарати гранулювання порошків у дисперсних потоках. Процес їх оснований на зіткненнях частинок порошку або порошку і рідини в турбулізованому потоці повітря або газу.

Гранулювання розплавів солей досить обмежене в практиці рекуперації відходів. Гранулювання силікатних розплавів, навпаки, широко використовується в процесах переробки шлаків у чорній і кольоровій металургії та при електротермічному виробництві фосфору.

У цілому процес гранулювання є дуже складним і вимагає чіткого дотримування температурних режимів і технологічних параметрів.

Метод брикетування. Метод брикетування знаходить все більш широке застосування в практиці утилізації твердих відходів як підготовчі з метою надання відходам компактності, що забезпечує кращі умови їх транспортування, зберігання, а іноді і саму можливість їх переробки. Брикетування може бути і самостійним методом при виготовленні товарних продуктів.

Брикетування дисперсних матеріалів проводять без в'яжучого при тисках більше 80 МПа. На процес брикетування дисперсних матеріалів значний вплив мають склад, вологість і крупність матеріалу, температура, питомий тиск і тривалість пресування. Перед брикетуванням матеріал необхідно класифікувати, при необхідності подробити, висушити, охолодити, а також провести ряд інших підготовчих операцій.

У практиці брикетування твердих відходів використовують різні пресові механізми. При брикетуванні дисперсних матеріалів найбільш поширені штемпельні, валкові і кільцеві преси різних конструкцій з тиском пресування до 200 МПа.

У кожному випадку для конкретних матеріалів при проведенні конкретних технологічних процесів утилізації відходів застосовують технічні методи та засоби з технічними та технологічними параметрами, обумовленими властивостями відходів і метою переробки.