Аэросенарация. 
Виды сепараторов

Аэросепарация, или воздушная сепарация, основана на разных значениях плотности веществ, размеров и силы тяжести, может быть отнесена к гравитационным методам и предназначена для разделения отходов на фракции — легкую и тяжелую. Аэросепарацию применяют для разделения тонких (измельченных) материалов, склонных к слипанию, таких как бумага, пленка, текстиль и т. д., для которых не эффективно использование процесса грохочения, для выделения горючих компонентов с целью последующей термической переработки. Кроме того, аэросепарацию применяют после ферментации для очистки от примесей компоста. Рекомендуемый размер частиц (крупность) для эффективной аэросепарации ТБО — около 250 мм. С помощью аэросепарации, например, можно разделять пластиковую тару (бутылки из полиэтилентерефталата — ПЭТФ) и нанесенные на них пластиковые пленочные этикетки. Аэросепарацию проводят в аппаратах-сепараторах (с вертикальным или горизонтальным перемещением газов) или в центробежных классификаторах (рис. 7.10).

Магнитная, электродинамическая и электрическая сепарация

Магнитная сепарация — процесс разделения в магнитном поле твердых металлических материалов, обладающих ферромагнитными свойствами, характеризуемыми магнитной восприимчивостью. Магнитная восприимчивость (х) вычисляется как х = J/H, где J — намагниченность (магнитный момент М вещества, отнесенный к его объему V); Н — напряженность магнитного поля в веществе. К ферромагнетикам относятся железосодержащие сплавы (черные металлы), а также никель, кобальт и кадмий. У диамагнитных металлов (висмут, серебро, золото) и парамагнитных веществ (хром, олово, марганец, платина) магнитная восприимчивость очень мала и почти не зависит от напряженности ноля. Поэтому магнитному сепарированию хорошо подвергается ферромагнитный материал крупностью около 200 мм^[1]. Магнитное обогащение ТБО обычно проводят в подвесных сепараторах с непрерывно движущейся в магнитном поле лентой (рис. 7.11). Чаще всего для выделения крупных металлических фракций используются подвесные электромагниты. Для сепарации железного лома с покрытием из других металлов, например консервных банок, необходимо использовать более сильное магнитное поле, а для обеспечения извлечения фрагментов, находящихся в нижних слоях на конвейере, приходится многократно повторять операцию извлечения. Для мелких материалов с крупностью менее 6—8 мм чаще используется мокрая магнитная сепарация, которая особенно эффективна в случае обогащения железных руд.

Содержащиеся в отходах цветные металлы представлены в основном алюминиевой тарой (банки, баллончики, тюбики и т. д.), реже — строительными и электротехническими отходами из сплавов меди и являются наиболее ценными компонентами ТБО. В среднем содержание цветных металлов в ТБО варьируется в пределах 0,7%.

Рис. 7.10. Схемы воздушных сепараторов с вертикальным воздушным потоком воздуха¹ — воздушно-проходного (а) и воздушноциркуляционного (б); внешний вид (в):

• 1, 6,7 — патрубки; 2 — отбойный конус; 3 — корпус;
• 4 — внутренний конус; 5 — лопатки завихрителя; 8 — диск; 9 — конус; 10 — вентиляторное колесо; 11 — вал
• 1 Ветошкин А. Г. Указ. соч.

Рис. 7.11. Схема (а) извлечения черных металлов из ТБО методом магнитной сепарации с помощью сепаратора (б)¹:

• 1 — транспортер для подачи измельченных отходов; 2 — вибрирующий магнит; 3 — транспортирующий магнит; 4 — сбрасывающий магнит;
• 5 — транспортер для немагнитной фракции; 6 — транспортер для железосодержащей фракции; 7 — движущаяся лента

Для извлечения из ТБО цветных металлов, обладающих диаи парамагнитными свойствами, а также для разделения цветных металлов по видам используется электродинамическая сепарация, которая представляет собой комбинированный процесс магнитного обогащения, основанный на силовом взаимодействии переменного электромагнитного поля с металлами, обладающими разной электропроводностью. Процесс сепарации осуществляется в электродинамических сепараторах с вращающимся магнитным полем (однороторные сепараторы), с бегущим магнитным полем линейного асинхронного двигателя (сепараторы ленточного типа) или с неоднородным переменным магнитным полем^[2][3]. Разработаны также индуктивные сепараторы, в которых электропроводящие частицы изменяют электромагнитное поле высокой частоты, которое обеспечивает периодическое открывание или закрывание заслонки. Во всех случаях наиболее эффективно извлекаются фрагменты крупностью 4(Н50 мм.

Для извлечения сухих сыпучих компонентов, не обладающих магнитными свойствами, крупностью до 5 мм, переработка которых другими способами малоэффективна, используют электрическую сепарацию. Электросепарация основана на разнице электропроводности заряженных частиц и способности частиц приобретать электрический заряд в процессе коронного разряда или контактной электризации, в результате чего заряженные компоненты отделяются от незаряженных. Таким образом, весь процесс электросепарации можно условно разделить на две стадии — зарядку материала и разделение заряженных и незаряженных компонентов. Первая стадия (зарядка) осуществляется в поле коронного разряда, в результате образуются свободные электроны и положительные и отрицательные ионы газа. При движении потока материала через поле короны компоненты интенсивно заряжаются, поскольку, оседая на частицах сепарируемого материала, ионы сообщают им избыточный заряд. Образовавшиеся заряженные частицы под действием электрического поля направленно перемещаются к заземленному электроду, на котором происходят их разрядка и осаждение.

Наиболее простыми устройствами, использующими принцип контактной электризации, являются электростатические барабанные сепараторы, в которых электрод имеет форму заземленного вращающегося барабана, поэтому такие установки напоминают магнитный барабанный сепаратор. При попадании на вращающийся барабан частицы-проводники заряжаются одноименно и отталкиваются от него, попадая в ближний бункер, диэлектрики прилипают к барабану, соскабливаются щеткой на противоположной стороне барабана и попадают в ближний бункер. Конструкция коронного электростатического барабанного сепаратора (рис. 7.12) представляет собой комбинацию первого и второго варианта. Электростатическое поле, создаваемое между некоронирущим высоковольтным электродом и осадительным электродом (заземленным барабаном), сообщает проводящим частицам заряд, противоположный по знаку потенциалу высоковольтного электрода. Сила электрического поля отрывает частицы от поверхности барабана, и они попадают в приемник П, непроводящие частицы под действием сил тяжести падают в приемник НП. В приемник ПП попадает смесь из проводящих и непроводящих частиц, не прошедших разделение. Сочетание коронирующего заряда, электростатического поля и вращающейся поверхности позволяет увеличить производительность и повысить эффективность разделения.

Рис. 7.12. Схема (а) и внешний вид (б) барабанного коронного электростатического сепаратора:

• 1 — бункер; 2 — питатель; 3,4 w 5 — осадительный, коронирующий и отклоняющий электроды соответственно; 6 — щетка;
• 7 — приемник продуктов (П — проводники; ПП — полупроводники; НП — диэлектрики) [26]

• [1] Шубов Л. Я.} Ставроиский М. Е., Шехирев Д. В. Указ. соч.
• [2] Зайцев В. А., Крылова Н. А. Указ. соч.
• [3] Бобович Б. Б. Указ. соч.