一种清洗荷电一体化废塑料强化电选系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种清洗荷电一体化废塑料强化电选系统和方法，所述系统包括进料清洗荷电模块、高压静电分选模块、荷电强化循环分选模块和去污干燥循环分选模块；进料清洗荷电模块连接高压静电分选模块，高压静电分选模块下方的中纯度产品收集装置连接荷电强化循环分选模块，荷电强化循环分选模块回连至进料清洗荷电模块的高流速进料管道，高压静电分选模块的出料管道连接去污干燥循环分选模块，去污干燥循环分选模块回连至进料清洗荷电模块的高流速回收管道。本发明专利技术可用于电子废弃物中热塑性混合废塑料的分选，以及农业中优质谷物的拣选等过程，具有操作便捷、针对性处理、节约成本和能源、灵活调控产品结构等特点。灵活调控产品结构等特点。灵活调控产品结构等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种清洗荷电一体化废塑料强化电选系统和方法


[0001]本专利技术属于再生能源回收与矿物物理分选
，具体涉及一种清洗荷电一体化废塑料强化电选系统和方法。

技术介绍

[0002]目前我国每年都有电脑、电视机、电冰箱、洗衣机、手机等大量电子设备进入报废期，这些电子废弃物的外壳和内部构件含有大量的再生塑料。在当前原油资源紧缺和油价居高不下的形势下，每回收利用1吨废塑料可以减排2吨CO2并节约原油3～5吨，经济、环境以及能源安全效益显著。
[0003]电子废弃物中可回收再利用的塑料多为热塑性。热塑性塑料具有加热软化、冷却固化并且可重复此类过程的特点。此类废塑料经分选、清洗、破碎等工艺流程后可重新熔融造粒或加工成高附加值新产品，成本低污染小，是当前主要的废旧塑料回收利用方向。但再生塑料的质量与经济价值受杂质含量影响严重，因此对于回收产品的纯度要求很高。
[0004]当前，电选作为一种干法静电分离技术在混合废塑料分选中收到广泛关注。首先干式分选使它避免了大量的污水处理；其次耗能主要为电能，洁净且高效；并且面对密度分离技术无法处理的低密度差混合塑料也能进行分选。电选中需要将物料进行预先破碎和粒径控制，通过各种带电手段使不同种类的塑料表面带上极性相反的电荷，进而在高压静电场受到正负极板不同方向的吸引力进行分离。目前电子废弃物中大量使用的热塑性塑料种类主要为ABS(丙烯腈
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丁二烯
‑
苯乙烯塑料)、PS(聚苯乙烯)、PP(聚丙烯)以及PVC(聚氯乙烯)等，其中ABS与PS密度极度相近，均在1.05g/cm3左右，密度分选手段无法有效分离。但ABS与PS，以及PP、PVC间存在明显的摩擦荷电差异，荷电顺序为：(正电)ABS
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PS
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PP
‑
PVC(负电)，电选前的预破碎也为分选后的单一种类塑料重新熔融造粒提供了便利。因此，热塑性废塑料的上述特征均为其电选分离提供了有利条件。
[0005]但是，废弃塑料表面经常沾染的灰尘以及来自电子设备的油污会改变塑料表面荷电特性，进而影响荷电量和电选效果，降低回收塑料纯度。现有的电选系统中，往往忽略了塑料表面浮尘和沾有油污的塑料颗粒对于分选效果的负面影响，或是因为在分选前端加入湿法清洗及干燥过程从而增加了大量成本投入。同时，对于分选产品纯度的控制也停留在分选工艺本身，不能灵活调控，在不同程度上存在上述问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种清洗荷电一体化废塑料强化电选系统和方法，主要用于电子废弃物中热塑性混合废塑料的分选，以及废弃物中混合金属、金属与塑料混合物的分离，还可以用于粉体工程分离、农业中优质谷物的拣选等过程。以解决现有热塑性废塑料电选回收工艺中塑料颗粒表面灰尘及油污引起的表面性质变化、荷电不充分带来的分选效果不佳、以及产品纯度过分依赖工艺、调控困难等问题，具有操作便捷、针对性处理、节约成本和能源、灵活调控产品结构等特点。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0008]一种清洗荷电一体化废塑料强化电选系统，包括进料清洗荷电模块、高压静电分选模块、荷电强化循环分选模块和去污干燥循环分选模块；
[0009]所述进料清洗荷电模块包括风机、高流速回收管道、气流管道、给料装置、高流速进料管道和清洗荷电装置；所述高流速回收管道为三通管道设计，其两端分别连接风机和气流管道，其侧面连接至去污干燥循环分选模块；所述气流管道的两端分别连接高流速回收管道和高流速进料管道；所述高流速进料管道为四通管道设计，其两端和一侧分别连接气流管道、清洗荷电装置和给料装置，其相对于所述给料装置的一侧连接至荷电强化循环分选模块；所述清洗荷电装置的两端分别通过法兰连接高流速进料管道和高压静电分选模块；所述清洗荷电装置包括清洗区Ⅰ、清洗荷电区Ⅱ与荷电区Ⅲ，三个区域间通过法兰连接，三个区域内部均交错排布一个以上的由摩擦材料制成的清洗摩擦棒，所述摩擦材料的表面功函数介于待选塑料之间；所述清洗摩擦棒分别外接控制器，可进行自转，旋转速度可控可调节；
[0010]所述的高压静电分选模块包括高压静电分选室、高纯度产品收集装置、中纯度产品收集装置、低纯度产品收集装置和出料管道；所述高压静电分选室的两端分别连接清洗荷电装置和出料管道，所述高压静电分选室采用的分选方式为平行板式，其内平行设置有负载高压的正极板和负极板；正极板内侧的两条短边上沿短边分别设置有两条第一滑道，所述两条第一滑道之间架设有刮杆，所述刮杆外接控制器，刮杆在控制器作用下沿第一滑道低速来回滑动刮除正极板板面吸附的颗粒；正极板内侧的两条长边上沿长边分别设置有两条第二滑道，所述两条第二滑道之间架设有第一分矿板和第二分矿板，所述第一分矿板和第二分矿板均外接控制器，第一分矿板和第二分矿板在控制器作用下沿第二滑道滑动和定点，进行产品分类；所述负极板与所述正极板的结构相同；所述高纯度产品收集装置、中纯度产品收集装置和低纯度产品收集装置位于高压静电分选室的下方，分别对应由第一分矿板和第二分矿板将正、负极板从靠近清洗荷电装置的一端依次分出的高纯度产品区域、中纯度产品区域和低纯度产品区域；所述出料管道的一端通过法兰与高压静电分选室连接，其另一端连接至去污干燥循环分选模块；
[0011]所述荷电强化循环分选模块包括循环管道和电晕强化荷电装置；所述循环管道的两端分别连接中纯度产品收集装置和电晕强化荷电装置；所述循环管道设有两条，分别连接正极板一侧和负极板一侧；所述电晕荷电强化装置内部交错设置一个以上的电晕棒，所述电晕荷电强化装置的两端分别连接循环管道和高流速进料管道；所述电晕荷电强化装置设有两个，分别对应连接正极板一侧和负极板一侧的两条循环管道，其中，正极板对应的循环线路采用负电极电晕棒，负极板对应的循环路线采用正电极电晕棒；
[0012]所述去污干燥循环分选模块包括清洗管道、传送装置、干燥装置和负压回收装置；所述清洗管道为三通管道设计，其两端和侧面分别连接低纯度产品收集装置、传送装置和出料管道；所述清洗管道的竖向内壁两侧分别交错设置外接水源的清洗喷头，所述清洗管道连接至传送装置的一端靠近地面设置有多孔出水口；所述传送装置的两端分别连接清洗管道和负压回收装置，其中间全段为干燥装置覆盖；所述负压回收装置的两端分别连接传送装置和高流速回收管道。
[0013]优选地，所述清洗荷电装置为方形管道；所述方形管道中清洗摩擦棒的置入方式
为插入式，在三个区域内的排布方式均为正三角式；所述清洗摩擦棒的半径为r，同排的清洗摩擦棒间距为D，方形管道宽为X，三者关系为：1/20X≤r≤1/16X，2/5X＜D≤1/2X。
[0014]优选地，所述清洗荷电装置为圆形管道；所述圆形管道中清洗摩擦棒的置入方式为单头嵌入式，嵌入方式为甲方式：清洗区Ⅰ、清洗荷电区Ⅱ与荷电区Ⅲ均分别排布两圈清洗摩擦棒，第一圈按照120
°
依次排列3个，第二圈与第一圈错开60
°
位置并按120
°
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种清洗荷电一体化废塑料强化电选系统，其特征在于，包括进料清洗荷电模块、高压静电分选模块、荷电强化循环分选模块和去污干燥循环分选模块；所述进料清洗荷电模块包括风机、高流速回收管道、气流管道、给料装置、高流速进料管道和清洗荷电装置；所述高流速回收管道为三通管道设计，其两端分别连接风机和气流管道，其侧面连接至去污干燥循环分选模块；所述气流管道的两端分别连接高流速回收管道和高流速进料管道；所述高流速进料管道为四通管道设计，其两端和一侧分别连接气流管道、清洗荷电装置和给料装置，其相对于所述给料装置的一侧连接至荷电强化循环分选模块；所述清洗荷电装置的两端分别通过法兰连接高流速进料管道和高压静电分选模块；所述清洗荷电装置包括清洗区Ⅰ、清洗荷电区Ⅱ与荷电区Ⅲ，三个区域间通过法兰连接，三个区域内部均交错排布一个以上的由摩擦材料制成的清洗摩擦棒，所述摩擦材料的表面功函数介于待选塑料之间；所述清洗摩擦棒分别外接控制器，可进行自转，旋转速度可控可调节；所述的高压静电分选模块包括高压静电分选室、高纯度产品收集装置、中纯度产品收集装置、低纯度产品收集装置和出料管道；所述高压静电分选室的两端分别连接清洗荷电装置和出料管道，所述高压静电分选室采用的分选方式为平行板式，其内平行设置有负载高压的正极板和负极板；正极板内侧的两条短边上沿短边分别设置有两条第一滑道，所述两条第一滑道之间架设有刮杆，所述刮杆外接控制器，刮杆在控制器作用下沿第一滑道低速来回滑动刮除正极板板面吸附的颗粒；正极板内侧的两条长边上沿长边分别设置有两条第二滑道，所述两条第二滑道之间架设有第一分矿板和第二分矿板，所述第一分矿板和第二分矿板均外接控制器，第一分矿板和第二分矿板在控制器作用下沿第二滑道滑动和定点，进行产品分类；所述负极板与所述正极板的结构相同；所述高纯度产品收集装置、中纯度产品收集装置和低纯度产品收集装置位于高压静电分选室的下方，分别对应由第一分矿板和第二分矿板将正、负极板从靠近清洗荷电装置的一端依次分出的高纯度产品区域、中纯度产品区域和低纯度产品区域；所述出料管道的一端通过法兰与高压静电分选室连接，其另一端连接至去污干燥循环分选模块；所述荷电强化循环分选模块包括循环管道和电晕强化荷电装置；所述循环管道的两端分别连接中纯度产品收集装置和电晕强化荷电装置；所述循环管道设有两条，分别连接正极板一侧和负极板一侧；所述电晕荷电强化装置内部交错设置一个以上的电晕棒，所述电晕荷电强化装置的两端分别连接循环管道和高流速进料管道；所述电晕荷电强化装置设有两个，分别对应连接正极板一侧和负极板一侧的两条循环管道，其中，正极板对应的循环线路采用负电极电晕棒，负极板对应的循环路线采用正电极电晕棒；所述去污干燥循环分选模块包括清洗管道、传送装置、干燥装置和负压回收装置；所述清洗管道为三通管道设计，其两端和侧面分别连接低纯度产品收集装置、传送装置和出料管道；所述清洗管道的竖向内壁两侧分别交错设置外接水源的清洗喷头，所述清洗管道连接至传送装置的一端靠近地面设置有多孔出水口；所述传送装置的两端分别连接清洗管道和负压回收装置，其中间全段为干燥装置覆盖；所述负压回收装置的两端分别连接传送装置和高流速回收管道。2.根据权利要求1所述的一种清洗荷电一体化废塑料强化电选系统，其特征在于，所述清洗荷电装置为方形管道；所述方形管道中清洗摩擦棒的置入方式为插入式，在三个区域内的排布方式均为正三角式；所述清洗摩擦棒的半径为r，同排的清洗摩擦棒间距为D，方形
管道宽为X，三者关系为：1/20X≤r≤1/16X，2/5X＜D≤1/2X。3.根据权利要求1所述的一种清洗荷电一体化废塑料强化电选系统，其特征在于，所述清洗荷电装...

【专利技术属性】
技术研发人员：何鑫，王文峰，周长春，李海生，孙浩，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：