摘要【zhāi yào】：文章介绍了一【shào le yī】种铁路货车检修新型抛丸废【pāo wán fèi】料回收【liào huí shōu】系统, 该系统【gāi xì tǒng】主要由丸砂分离器【lí qì】、振动多【zhèn dòng duō】级筛选装置【zhuāng zhì】、多级磁选装置【zhuāng zhì】和辅助除尘装置【zhuāng zhì】四部分组成。其中【qí zhōng】, 丸砂分离器【lí qì】主要从抛丸废【pāo wán fèi】料【liào】中分离【zhōng fèn lí】出含有钢丸的丸料【liào】;振动多【zhèn dòng duō】级筛选装置【zhuāng zhì】用于将丸料筛选【liào shāi xuǎn】为不同【wéi bú tóng】目数的钢丸和含铁废【hán tiě fèi】料【liào】;多级磁选装置【zhuāng zhì】用于从【yòng yú cóng】含铁废【hán tiě fèi】料【liào】中磁选出铁粉;除尘装置【zhuāng zhì】用于对筛选后的有害粉尘进行收集【shōu jí】。利用上述分选系统, 抛丸废【pāo wán fèi】料中的【liào zhōng de】含铁物质将被【zhì jiāng bèi】分离出来【lái】, 达到固体废物再次利【zài cì lì】用的目【yòng de mù】的, 同时利用除尘装置【zhuāng zhì】对危险废物进行收集【shōu jí】, 达到了【dá dào le】环保要【huán bǎo yào】求。

　　1、研究背景：

　　抛丸废料是一种含铁量较高的固体废弃物, 主要产生于金属表面除锈、抛光处理等工艺过程, 由于其和铁锈、油漆等混合在一起, 按照国家环境保护法的规定, 被列为危险废物。随着国家环保政策日益严格, 危险废物排放需要逐步降低, 如何更好地利用含铁废料, 减少环境污染, 已成为企业必须面临的重要课题。由于抛丸废料的组成和特性, 因生产工艺不同差别较大, 所以如何将铁与危险废物 (粉尘) 分离, 实现再利用, 国内各行业都在探究, 但是方法迥然不同。据调查, 在我国目前铁路车辆检修行业中, 还未对此项课题进行有效的研究, 也没有较好的方式。从现有抛丸设备使用功能来看, 钢丸在规格范围内可以循环再利用, 但是回用的比例不是很高, 有很多可再利用的钢丸不能最大限度的回收, 都随着尘砂一并处理掉, 这样在废料处理和金属回收上都造成了很大浪费。亚洲永久精品大片wwwAPP

　　在铁路货车检修行业中【zhōng】, 《铁路货车厂修规程》里规定【lǐ guī dìng】“在车辆【zài chē liàng】检修工【jiǎn xiū gōng】艺中需【yì zhōng xū】要对铁【yào duì tiě】路货车车体及其他车辆配件进行抛【jìn háng pāo】丸【wán】处理, 以满足后续探【hòu xù tàn】伤、喷漆等【pēn qī děng】工艺要求【qiú】”。抛丸是【pāo wán shì】一种机械方面的表面【de biǎo miàn】处理工【chù lǐ gōng】艺, 是一个冷处理过程, 分为抛丸清【pāo wán qīng】理和抛丸【wán】强化。抛丸清【pāo wán qīng】理是为了去除表面氧化皮等杂质并提高外观质量, 抛丸【wán】强化是利【huà shì lì】用高速【yòng gāo sù】运动的弹丸【wán】 (60~110m/s) 流连续冲击强化工件表面, 提高使用性能【yòng xìng néng】。在生产【zài shēng chǎn】实际过程中【zhōng】, 对车辆车体或【chē tǐ huò】车辆配件进行抛【jìn háng pāo】丸【wán】处理时【lǐ shí】, 会产生大量的废料, 这些废料一部【liào yī bù】分来自车辆或配件本【pèi jiàn běn】身, 例如表面脱落的铁锈、油漆和【yóu qī hé】煤渣等【méi zhā děng】, 一部分来自钢【lái zì gāng】丸【wán】表面磨损的钢屑和直径【jìng】不满足要求【qiú】 (例如直【lì rú zhí】径【jìng】0.8mm以下) 的废钢【de fèi gāng】丸【wán】, 还有少量来自抛丸除【pāo wán chú】锈产生的粉尘。按照【àn zhào】《中【zhōng】华人民共和国固体废物污【fèi wù wū】染环境防治法》及《国家危险废物名录》中【zhōng】的规定, 该粉尘【gāi fěn chén】被定义为HW-17类表面【lèi biǎo miàn】处理废物 (废物代码346-099-17) 。依据固废法及环境管理部门的具体要求【qiú】的规定, 这些包含铁锈【hán tiě xiù】、废钢丸【wán】、粉尘的废料全【fèi liào quán】部作为危险固【wēi xiǎn gù】体废弃【tǐ fèi qì】物处理【wù chù lǐ】。

　　在神华铁路货车运输有限责任公司榆林车辆维修分公司 (以下简称榆林分公司) 实际生产及环境保护工作中, 这些废料处理流程复杂、费用高、成本大。同时, 这些废料中含有的钢铁等可回收利用资源也被当作垃圾处理掉, 造成很大的资源浪费。榆林分公司近4年抛丸废料处理费用情况如表1所示。亚洲永久精品大片wwwAPP

　　从上述数据可以看出【yǐ kàn chū】, 抛丸废料的处【liào de chù】理给企业增加了很大的成本【de chéng běn】, 也对环【yě duì huán】境保护增添了【zēng tiān le】负担。为了节约成本, 保护环【bǎo hù huán】境, 该公司【gāi gōng sī】根据实际生产【jì shēng chǎn】情况, 决定研制抛丸废料回收分选系统。

　　2、抛丸废料回收系统：

　　针对生产实际要求, 需要对抛丸废料进行分离、提纯, 将废料中的有用组分和粉尘杂物进行分离, 使危险废物达到最小化, 降低废弃物处理的成本。将分离出的有用组分进行再次提纯, 实现资源化重复利用。此抛丸废料回收系统主要由斗式提升机、丸砂分离器、振动筛选装置、磁选装置、废料回收槽和铁粉回收箱等部分组成, 由辅助装置将上述几部分连接成一个自动化的抛丸废料回收系统, 结构如图1所示。辅助装置包括提升机、料管、料斗、平台、除尘器、电器控制柜等。亚洲永久精品大片wwwAPP

　　1-斗式提升机;2-丸砂分离器;3-振动筛【zhèn dòng shāi】选装置【xuǎn zhuāng zhì】;4-磁选装置【xuǎn zhuāng zhì】;5-废料回【fèi liào huí】收槽;6-铁粉回【tiě fěn huí】收箱

　　2.1、丸砂分离器：

　　丸砂分【wán shā fèn】离器利用风选原理, 将轻质废料【zhì fèi liào】 (如车辆【rú chē liàng】及配件表面脱【biǎo miàn tuō】落的铁【tiě】锈、铁粉【tiě fěn】、油漆和【yóu qī hé】砂尘等) 和重质废料【zhì fèi liào】 (如不同【rú bú tóng】直径的钢丸及破碎钢丸) 分离。其中油漆和【yóu qī hé】灰尘等轻【chén děng qīng】质废料【zhì fèi liào】被抽到除尘器中, 分离出【fèn lí chū】的含铁【de hán tiě】废料如砂粒和【shā lì hé】铁粉【tiě fěn】 (含氧化铁【tiě】) 等重质废料【zhì fèi liào】进入下一筛选环节。

　　丸砂分【wán shā fèn】离器为流幕式分离器, 包括壳体【tǐ】、滚筒筛【gǔn tǒng shāi】和风选装置三部分。滚筒筛【gǔn tǒng shāi】设置在壳体【tǐ】内, 包含内筛筒【nèi shāi tǒng】和外筛筒。内筛筒【nèi shāi tǒng】内设置有内螺【yǒu nèi luó】旋叶片【xuán yè piàn】, 内、外筛筒之间设有外螺【yǒu wài luó】旋叶片【xuán yè piàn】;风选装置用于在壳体【tǐ】内对从【nèi duì cóng】外筛筒流出的流幕式物料提【wù liào tí】供抽吸【gòng chōu xī】力【lì】。丸砂分【wán shā fèn】离器设有四个进出口, 分别为用于向【yòng yú xiàng】滚筒筛【gǔn tǒng shāi】的一端【de yī duān】入料的入口、用于从滚筒筛【gǔn tǒng shāi】的另一端导出大颗粒物的溢流口【liú kǒu】、位于滚筒筛【gǔn tǒng shāi】下方的丸料出口及用于【jí yòng yú】导出抽吸的轻【xī de qīng】质废料【zhì fèi liào】出口。

　　丸砂混合【shā hún hé】物由提升机送至螺旋输送【xuán shū sòng】机内, 再由螺【zài yóu luó】旋输送【xuán shū sòng】机送到滚筒筛【gǔn tǒng shāi】内, 滚筒筛【gǔn tǒng shāi】内螺旋使用混合物边【hé wù biān】筛边向前运动。大于筛孔的杂【kǒng de zá】物, 从滚筒【cóng gǔn tǒng】筛的末【shāi de mò】端废物口里排出, 小于筛孔的丸【kǒng de wán】砂混合【shā hún hé】物通过筛孔筛落至底弯板上, 在滚筒筛【gǔn tǒng shāi】的外螺旋作用下, 供丸砂混合【shā hún hé】物沿整个【yán zhěng gè】分离区均匀布料, 丸砂经可调节【kě diào jiē】的控流板流出, 形成一【xíng chéng yī】个约【gè yuē】20mm厚的丸【hòu de wán】砂流幕, 由水平方向进入的气【rù de qì】流经过丸砂幕进行丸砂分离【shā fèn lí】。因为弹【yīn wéi dàn】丸和破【wán hé pò】碎的弹【suì de dàn】丸及砂粒的质量互不相同, 被气流吹过后, 质量大【zhì liàng dà】的弹丸【de dàn wán】及杂物偏离距离【lí jù lí】小, 落入格筛进一【shāi jìn yī】步分离出大的杂物, 较完整的弹丸【de dàn wán】以格筛漏入贮丸斗继续使用, 砂粒和破碎的【pò suì de】小颗粒弹丸偏离距离【lí jù lí】较大, 落入废料斗内【liào dòu nèi】被排出【bèi pái chū】, 粉尘则经除尘【jīng chú chén】管排出。

　　本抛丸废料筛【fèi liào shāi】选系统选用的【xuǎn yòng de】提升机为TDQ225带式提升机, 主要参数:提升量【tí shēng liàng】20t/h;斗宽225 mm;斗距【dòu jù】400mm;带速【dài sù】1.25m/s;电机功率【lǜ】2.2k W;分离风速【sù】2~4m/s;分离区长度2000mm;分离器通风量4500m³/h;料斗贮丸量【wán liàng】8t。

　　在实际操作使用过程中还可以通过调整控流板的螺栓, 对分离量进行适当的调节调, 以此满足生产要求。 (1) 使用中若弹丸中的杂物超过1%时, 可将装在风管处的闸门适当调大, 即加大风量, 使分离区风速适当加大, 以减少弹丸中的杂物, 直至调到理想风速。 (2) 使用中若落入废料斗中的弹丸较多时, 说明分离区的风速过大, 这时可将闸门调小, 以减少分离区的风速。同时也可适当将阻尼板调正, 以阻挡随风流流出的弹丸, 使分离效果进一步提高。亚洲永久精品大片wwwAPP

　　2.2、振动筛选装置：

　　振动输【zhèn dòng shū】送筛分机是利用振动【yòng zhèn dòng】电机作振源来实现物【shí xiàn wù】料输送、筛分的一种输【yī zhǒng shū】送机械, 属于中、短距离【duǎn jù lí】的输送设备。通过多【tōng guò duō】级振动【jí zhèn dòng】筛选形式, 将丸料筛分离为0.8~1.4mm、1.4~1.8mm、1.8~2.5mm三个直径等级的钢丸和其他【hé qí tā】含铁废【hán tiě fèi】料。其中直径1.8~2.5mm的弹丸【de dàn wán】直接回【zhí jiē huí】用, 0.8~1.4mm、1.4~1.8mm弹丸通过专用容器回收以供【shōu yǐ gòng】其他小型抛丸装置上【zhuāng zhì shàng】使用, 含铁废【hán tiě fèi】料则通【liào zé tōng】过输送装置进入下一【rù xià yī】环节。

　　振动输【zhèn dòng shū】送筛分【sòng shāi fèn】机电机是由相对对称的两台振动电机直接驱动, 两台振动电机固定在机体上【jī tǐ shàng】, 与槽体形成一【xíng chéng yī】定的角度安装【dù ān zhuāng】, 并且两振动电机同步【jī tóng bù】反向旋转【zhuǎn】, 电机两端各有一对偏【yī duì piān】心块, 偏心块【piān xīn kuài】回转【zhuǎn】时产生离心力【xīn lì】, 其离心力【xīn lì】在机体的横【tǐ de héng】断面方向相互抵消。而在纵断面方面相互合成【hé chéng】, 合成【hé chéng】后的激振【de jī zhèn】力使物料在槽体上跳【tǐ shàng tiào】跃前进, 完成物料的输【liào de shū】送筛分【sòng shāi fèn】功能。调整两支偏心块【piān xīn kuài】的夹角, 即可改变电机【biàn diàn jī】的激振【de jī zhèn】力及振【lì jí zhèn】幅的大【fú de dà】小, 从而达到某一特定生产率所需要的激振【de jī zhèn】力及振【lì jí zhèn】幅。

　　振动输送机的组要结构结构如图2所示, 它由槽体、筛板、筛网、弹簧和振动电机组成, 整体框架全部采用钢结构焊接而成。槽体做成全封闭结构, 以便在输送过程中密闭抽尘。亚洲永久精品大片wwwAPP

　　1-震动电机;2-槽体;3-筛网【shāi wǎng】;4-筛板;5-弹簧【dàn huáng】

　　抛丸废料筛选系统选用【yòng】DSZ80300振动输筛分机, 主要参数【shù】:生产率20t/h;槽体宽【cáo tǐ kuān】800mm, 长【zhǎng】3000mm;电机功率0.75k W×2。考虑到筛板及【shāi bǎn jí】筛网为【shāi wǎng wéi】易损件, 在设计制造时, 将振动电机安装于槽体两侧【tǐ liǎng cè】, 对拆卸、维修均很方便, 运行可【yùn háng kě】靠且寿【kào qiě shòu】命长【mìng zhǎng】, 所以该机具有【jī jù yǒu】结构简单【dān】、操作容【cāo zuò róng】易、维修方便等特点, 可保证在劳动条件较为恶劣的环境下正常【xià zhèng cháng】运行。

　　2.3、磁选装置：

　　磁选装置主要用于回收含铁废料中的含铁资源, 即铁粉 (主要来自是废钢丸磨损、车体抛丸作用下的铁粉) 。其中, 磁选装置的设计相对比较灵活, 只要能够利用铁粉的磁性实施分选即可。本系统中, 磁选装置采用的是永磁滚筒皮带机, 当含铁废料随皮带输送到头部滚筒时, 铁粉能够因头部滚筒的磁力吸附在皮带上并随皮带移动到回程部, 最终在皮带离开头部滚筒处卸料到弹丸槽中, 其他渣料则在皮带回程处卸料到回收槽中。亚洲永久精品大片wwwAPP

　　磁选装置为四级永磁滚筒皮带机。第一级【dì yī jí】利用磁力将废料分为【liào fèn wéi】含Fe量高的废【gāo de fèi】料【liào】和含Fe量低的废料【liào】 (主要有【zhǔ yào yǒu】铁锈、少量铁【shǎo liàng tiě】粉、油漆和【yóu qī hé】砂尘【shā chén】) ;第二级利用磁力将含Fe量高的废【gāo de fèi】料【liào】进一步提【yī bù tí】纯【chún】。以此类推, 在经过第三级【dì sān jí】、第四级磁选、提纯【chún】, 最终得到含Fe量非常高的废【gāo de fèi】料【liào】 (主要有【zhǔ yào yǒu】铁粉及细碎的铁屑) , 该铁粉【gāi tiě fěn】可用于【kě yòng yú】外销, 达到间【dá dào jiān】接回收利用的目的【mù de】。

　　2.4、除尘装置：

　　当含尘气体进入除尘器灰斗后, 由于气流断面突然扩大及气流分布板作用, 气流中一部分粗大颗粒在动和惯性力作用下沉降在灰斗;粒度细、密度小的尘粒进入滤尘室后, 通过布朗扩散和筛滤等组合效应, 使粉尘沉积在滤料表面上, 净化后的气体进入净气室由排气管经风机排出。滤筒式除尘器的阻力随滤料表面粉尘层厚度的增加而增大, 阻力达到某一规定值时进行清灰。此时PLC程序控制脉冲阀的启闭, 首先一分室提升阀关闭, 将过滤气流截断, 然后电磁脉冲阀开启, 压缩空气以及短的时间在上箱体内迅速膨胀, 涌入滤筒, 使滤筒膨胀变形产生振动, 并在逆向气流冲刷的作用下, 附着在滤袋外表面上的粉尘被剥离落入灰斗中。清灰完毕后, 电磁脉冲阀关闭, 提升阀打开, 该室又恢复过滤状态。清灰各室依次进行, 从第一室清灰开始至下一次清灰开始为一个清灰周期。脱落的粉尘掉入灰斗内通过缷灰阀排出。亚洲永久精品大片wwwAPP

　　本抛丸废料筛选系统采用的是滤筒【shì lǜ tǒng】除尘器, 主要技术参数【shù cān shù】:处理风量15000~20000m³/h;过滤风【guò lǜ fēng】速0.8~1.2m/min;过滤面【guò lǜ miàn】积【jī】200m²;主风机功率15k W;滤筒数量16个【gè】。

　　3、使用效果：

　　为【wéi】验证实际效【shí jì xiào】果, 在投入使用后【shǐ yòng hòu】对每个【duì měi gè】过程都进行了实际称重测算, 具体数据如表2所示【suǒ shì】。弹丸市【dàn wán shì】场价格为【wéi】3000元【yuán】/t, 铁粉【tiě fěn】500元【yuán】/t, 直接收【zhí jiē shōu】益38.71万元【yuán】, 间接效益是节约危险废料处【fèi liào chù】理费用的3.3倍, 降低环【jiàng dī huán】境污染, 由此实【yóu cǐ shí】现经济效益、社会效益双受益。

　　4、结论：

　　榆林分公司在对抛丸废【pāo wán fèi】料成分和结构综合【gòu zōng hé】分析的基础上【jī chǔ shàng】, 研究开发的三【fā de sān】级抛丸废【pāo wán fèi】料回收分选【shōu fèn xuǎn】系统, 采取新【cǎi qǔ xīn】技术、新材料, 使其达【shǐ qí dá】到结构简单、动作精【dòng zuò jīng】度高、稳定性好、操作方【cāo zuò fāng】便【biàn】、维修简单、净化工【jìng huà gōng】作环境【zuò huán jìng】的效果【de xiào guǒ】。在投入使用后, 调控准【diào kòng zhǔn】确【què】, 每小时可分离抛丸废【pāo wán fèi】物3t, 可得到【kě dé dào】能够再次利用的弹丸【de dàn wán】约1t, 其他无害废料1.2t, 大大减少了危险废物的产生, 起到净化环境的作用【de zuò yòng】, 完全响应了国家倡导的保护环境、降低能【jiàng dī néng】耗、循环经【xún huán jīng】济、资源可再利用的号召。

　　表2抛丸废料回收系统实际数据统计表

　　通过以上对比分析, 给企业节省了大笔开支, 保护了环境, 具有很高的环保、应用价值, 适用于所有抛丸废料以及相似废料构成的废弃物的回收, 具有非常广泛的市场推广前景。亚洲永久精品大片wwwAPP