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(dòng)多級(jí)篩選裝置、多級(jí)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(dòng)多級(jí)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(jí)磁選裝置用于從含鐵廢料中磁選出鐵粉;除塵裝置用于對(duì)篩選后的有害粉塵進(jìn)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(dá)到固體廢物再次利用的目的, 同時(shí)利用除塵裝置對(duì)危險(xiǎn)廢物進(jìn)行收集, 達(dá)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(hù)法的規(guī)定, 被列為危險(xiǎn)廢物。隨著國家環(huán)保政策日益嚴(yán)格, 危險(xiǎn)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(xiǎn)廢物 (粉塵) 分離, 實(shí)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(duì)此項(xiàng)課題進(jìn)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(fèi)。拋丸機(jī)

　　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(duì)鐵路貨車車體及其他車輛配件進(jìn)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(jī)械方面的表面處理工藝, 是一個(gè)冷處理過程, 分為拋丸清理和拋丸強(qiáng)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(qiáng)化是利用高速運(yùn)動(dòng)的彈丸 (60~110m/s) 流連續(xù)沖擊強(qiáng)化工件表面, 提高使用性能。在生產(chǎn)實(shí)際過程中, 對(duì)車輛車體或車輛配件進(jìn)行拋丸處理時(shí), 會(huì)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(xiǎn)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(xiǎn)固體廢棄物處理。

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

　　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(duì)環(huán)境保護(hù)增添了負(fù)擔(dān)。為了節(jié)約成本, 保護(hù)環(huán)境, 該公司根據(jù)實(shí)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(duì)生產(chǎn)實(shí)際要求, 需要對(duì)拋丸廢料進(jìn)行分離、提純, 將廢料中的有用組分和粉塵雜物進(jìn)行分離, 使危險(xiǎn)廢物達(dá)到最小化, 降低廢棄物處理的成本。將分離出的有用組分進(jìn)行再次提純, 實(shí)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(jī)、丸砂分離器、振動(dòng)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(gè)自動(dòng)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(jī)、料管、料斗、平臺(tái)、除塵器、電器控制柜等。拋丸機(jī)

　　1-斗式提升機(jī);2-丸砂分離器;3-振動(dòng)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(fēng)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(jìn)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(fēng)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(fēng)選裝置用于在殼體內(nèi)對(duì)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(gè)進(jìn)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(dǎo)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(dǎo)出抽吸的輕質(zhì)廢料出口。

　　丸砂混合物由提升機(jī)送至螺旋輸送機(jī)內(nèi), 再由螺旋輸送機(jī)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(yùn)動(dòng)。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(gè)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(gè)約20mm厚的丸砂流幕, 由水平方向進(jìn)入的氣流經(jīng)過丸砂幕進(jìn)行丸砂分離。因?yàn)閺椡韬推扑榈膹椡杓吧傲５馁|(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(jìn)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(jī)為TDQ225帶式提升機(jī), 主要參數(shù):提升量20t/h;斗寬225 mm;斗距400mm;帶速1.25m/s;電機(jī)功率2.2k W;分離風(fēng)速2~4m/s;分離區(qū)長度2000mm;分離器通風(fēng)量4500m3/h;料斗貯丸量8t。

　　在實(shí)際操作使用過程中還可以通過調(diào)整控流板的螺栓, 對(duì)分離量進(jìn)行適當(dāng)?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(shí), 可將裝在風(fēng)管處的閘門適當(dāng)調(diào)大, 即加大風(fēng)量, 使分離區(qū)風(fēng)速適當(dāng)加大, 以減少彈丸中的雜物, 直至調(diào)到理想風(fēng)速。 (2) 使用中若落入廢料斗中的彈丸較多時(shí), 說明分離區(qū)的風(fēng)速過大, 這時(shí)可將閘門調(diào)小, 以減少分離區(qū)的風(fēng)速。同時(shí)也可適當(dāng)將阻尼板調(diào)正, 以阻擋隨風(fēng)流流出的彈丸, 使分離效果進(jìn)一步提高。拋丸機(jī)

　　2.2、振動(dòng)篩選裝置：

　　振動(dòng)輸送篩分機(jī)是利用振動(dòng)電機(jī)作振源來實(shí)現(xiàn)物料輸送、篩分的一種輸送機(jī)械, 屬于中、短距離的輸送設(shè)備。通過多級(jí)振動(dòng)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(gè)直徑等級(jí)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(jìn)入下一環(huán)節(jié)。

　　振動(dòng)輸送篩分機(jī)電機(jī)是由相對(duì)對(duì)稱的兩臺(tái)振動(dòng)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng), 兩臺(tái)振動(dòng)電機(jī)固定在機(jī)體上, 與槽體形成一定的角度安裝, 并且兩振動(dòng)電機(jī)同步反向旋轉(zhuǎn), 電機(jī)兩端各有一對(duì)偏心塊, 偏心塊回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生離心力, 其離心力在機(jī)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(jìn), 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(jī)的激振力及振幅的大小, 從而達(dá)到某一特定生產(chǎn)率所需要的激振力及振幅。

　　振動(dòng)輸送機(jī)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(dòng)電機(jī)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(jī)

　　1-震動(dòng)電機(jī);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(dòng)輸篩分機(jī), 主要參數(shù):生產(chǎn)率20t/h;槽體寬800mm, 長3000mm;電機(jī)功率0.75k W×2?？紤]到篩板及篩網(wǎng)為易損件, 在設(shè)計(jì)制造時(shí), 將振動(dòng)電機(jī)安裝于槽體兩側(cè), 對(duì)拆卸、維修均很方便, 運(yùn)行可靠且壽命長, 所以該機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作容易、維修方便等特點(diǎn), 可保證在勞動(dòng)條件較為惡劣的環(huán)境下正常運(yùn)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(jì)相對(duì)比較靈活, 只要能夠利用鐵粉的磁性實(shí)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(jī), 當(dāng)含鐵廢料隨皮帶輸送到頭部滾筒時(shí), 鐵粉能夠因頭部滾筒的磁力吸附在皮帶上并隨皮帶移動(dòng)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(jī)

　　磁選裝置為四級(jí)永磁滾筒皮帶機(jī)。第一級(jí)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(jí)利用磁力將含F(xiàn)e量高的廢料進(jìn)一步提純。以此類推, 在經(jīng)過第三級(jí)、第四級(jí)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(xì)碎的鐵屑) , 該鐵粉可用于外銷, 達(dá)到間接回收利用的目的。

　　2.4、除塵裝置：

　　當(dāng)含塵氣體進(jìn)入除塵器灰斗后, 由于氣流斷面突然擴(kuò)大及氣流分布板作用, 氣流中一部分粗大顆粒在動(dòng)和慣性力作用下沉降在灰斗;粒度細(xì)、密度小的塵粒進(jìn)入濾塵室后, 通過布朗擴(kuò)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(jìn)入凈氣室由排氣管經(jīng)風(fēng)機(jī)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(dá)到某一規(guī)定值時(shí)進(jìn)行清灰。此時(shí)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?cái)? 然后電磁脈沖閥開啟, 壓縮空氣以及短的時(shí)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(dòng), 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(jìn)行, 從第一室清灰開始至下一次清灰開始為一個(gè)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(jī)

　　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(fēng)量15000~20000m3/h;過濾風(fēng)速0.8~1.2m/min;過濾面積200m2;主風(fēng)機(jī)功率15k W;濾筒數(shù)量16個(gè)。

　　3、使用效果：

　　為驗(yàn)證實(shí)際效果, 在投入使用后對(duì)每個(gè)過程都進(jìn)行了實(shí)際稱重測算, 具體數(shù)據(jù)如表2所示。彈丸市場價(jià)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(xiǎn)廢料處理費(fèi)用的3.3倍, 降低環(huán)境污染, 由此實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益雙受益。

　　4、結(jié)論：

　　榆林分公司在對(duì)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(jí)拋丸廢料回收分選系統(tǒng), 采取新技術(shù)、新材料, 使其達(dá)到結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)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(zhǔn)確, 每小時(shí)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(xiǎn)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(dǎo)的保護(hù)環(huán)境、降低能耗、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、資源可再利用的號(hào)召。

　　表2拋丸廢料回收系統(tǒng)實(shí)際數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

　　通過以上對(duì)比分析, 給企業(yè)節(jié)省了大筆開支, 保護(hù)了環(huán)境, 具有很高的環(huán)保、應(yīng)用價(jià)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(jī)