建筑拆除垃圾及装修垃圾破碎分选技术综述
徐 立
（瑞泰环保装备有限公司，江苏 常州，213000）
摘要 介绍了建筑拆除垃圾和装修垃圾的特点，并探讨了目前用于建筑拆除垃圾和装修垃圾常用的破碎（包括颚式破碎、双轴破碎破袋、反击式破碎）和智能分选（包括轻重物质分离风选、智能高精分选、金属分选）技术特点和作用。先进破碎和智能分选技术的应用可以助力“无废城市”建设和“两网融合战略”实施。
关键词：拆除垃圾、装修垃圾、破碎、智能分选
Summary of crushing and sorting technology for construction waste and decoration waste
Xu Li
(Ructec Environmental Equipment Co., Ltd., Changzhou, Jiangsu, 213000)
Abstract This paper introduced the characteristics of construction waste and decoration waste, and discussed the Characteristics and functions of the current common crushing technologies (including jaw crushing, biaxial crushing and crushing bags, impact crushing) and intelligent separation technologies (including light and heavy Material separation by wind sifter, intelligent high-precision separation, metal separation). The application of advanced crushing and intelligent sorting technologies could help the construction of a "No waste city" and the implementation of the "Two networks integration strategy".
Keywords: construction waste, decoration waste, crushing, intelligent sorting
0 引言
建筑垃圾包括工程渣土、工程泥浆、工程垃圾、拆除垃圾和装修垃圾等总称。其中工程渣土、工程泥浆、工程垃圾和拆除垃圾应优先就地利用。拆除垃圾和装修垃圾宜按金属、木材、塑料、其他等分类收集、分类运输、分类处理处置[1]。拆除垃圾和装修垃圾的分类处置过程中需要各种破碎、分选技术，将其中可回收再利用的混凝土砖瓦制成再生建材骨料，塑料、木材、金属等单独回收，不具备回收价值的则考虑填埋或焚烧处置。
1 建筑拆除垃圾和装修垃圾特点
1.1 建筑拆除垃圾特点
拆除垃圾指各类建筑物、构筑物等拆除过程中产生的弃料[1]。主要以钢筋混凝土块、砖石、砂、石、杂土为主，也包括少量金属、管道、塑料、保温材料、木材等。拆除垃圾各组分含量与建筑物种类、建筑年代和拆除地域关系较大。
1.2建筑装修垃圾特点
装修垃圾指装饰装修房屋过程中产生的废弃物[1]。除了混凝土、砖瓦、加气块、石膏板等外，还包括大量的编织袋、废弃木材、管道、塑料、地毯、保温材料、瓷砖、玻璃、洁具、金属、线材、装饰布等。装修垃圾与拆除垃圾性质各异，是一般建筑拆除垃圾和生活垃圾的组合。建筑装潢垃圾组成十分复杂，尤其其中的轻质杂物（塑料、木材、加气砖、石膏板等）占比较拆除垃圾高，轻杂物的去除也是装修垃圾资源化的关键因素[2]。
2建筑垃圾破袋破碎技术
2.1 颚式破碎机
颚式破碎机主要用于硬性物料较多的拆除垃圾的粗破碎，不适合破碎柔性物质较多的装修垃圾。颚式破碎机主要由机体、定颚板、动颚板、电机及控制柜组成。颚式破碎机的工作部分是两块颚板，一是固定颚板（定颚），垂直（或上端略外倾）固定在机体前壁上，另一是活动颚板（动颚），位置倾斜，与固定颚板形成上大下小的破碎腔（工作腔）。活动颚板对着固定颚板做周期性的往复运动，时而分开，时而靠近。分开时，物料进入破碎腔，成品从下部卸出；靠近时，使夹在两块颚板之间的物料受到挤压、弯折和劈裂作用而破碎。
2.2 液压双轴破碎破袋机
由于装修垃圾组成与拆除垃圾存在差异，轻物质、杂质含量较拆除垃圾高，砖混等惰性物料强度较拆除垃圾低，且通常居民家庭装修垃圾为袋装化，因此，装修垃圾粗破碎工艺一般采用液压双轴破碎机[3]。该破碎机的核心是破碎仓内的两根根据不同的用途、可配套特定刀具的刀轴。刀轴可同步旋转并互相啮合，刀轴上的组合钩、刀架、刀片、齿条板等构件，通过“掰、折、撕、扯、拉、拽、挤、打、压”等动作，将物料破碎。通过液压力驱动，使机器在超负荷运转时可同时反向旋转刀轴，可根据需要对刀轴的正反转时间进行设定，破碎仓两边的齿条板也可帮助进行破碎并实现自清洁功能。液压双轴破碎机先进的破碎技术既能够处理硬性混凝土砖瓦块，又能处理柔性物料，同时也能将编织袋扯破，经过破碎后的物料便于后续杂物的分选。
2.3 反击式破碎机
反击式破碎机是一种利用冲击能来破碎物料的破碎机械，一般用于建筑垃圾的二次破碎以达到骨料要求的粒径。当物料进入板锤作用区时，受到板锤的高速冲击而破碎，并被抛向安装在转子上方的反击装置上再次破碎，然后又从反击衬板上弹回到板锤作用区重新破碎。此过程重复进行，直到物料被破碎至所需粒度，由机器下部排出为止。调整反击衬板与转子之间的间隙可达到改变物料粒度和物料形状的目的。
3建筑垃圾智能分选技术
3.1 轻重物质分离技术
3.1.1 箱式风选技术[4,5]
箱式风选的工作原理就是利用风力对不同物料作用力不同而实现物料分离的原理。箱式风选机一般包括：带齿高速转筒、风箱室、下进风口、上出风口及出料系统等组成。设备工作时，皮带输送机将物料送至分离筒，转筒高速旋转将物料打散，位于下方的风机向上吹出强大的气流，从位于高速转筒的底部风送入气流，气流携带着轻物料进入风箱室。重物质下落到前端，轻质物继续被风向前推进入轻物质沉降室，同时降低空气速度，分离轻质物料，木料及塑料片等由于空气速度的降低，会被分选出来。向前被推进的塑料薄膜通过轻物质分离器被排出风选设备。箱式风选技术一般用于大粒径物料（＞30mm）的轻杂物粗分选。
3.1.2 折板式风选技术
折板风选机工作时物料由设备上部转动式翻板阀进料，进入密封的之字形的分选通道，物料与折板之间多经过次碰撞分散后，由下部的风机向上的风力将轻重物质进行分离。重物质下落到底部，轻物质随气流进入旋风分离器，经气旋分离后，部分气体返回风选机。气旋分离室下部轻物质通过转动式翻板阀出料，完成分离。风选过程中部分气体重新利用，可以有效避免新风用量，减少污染空气处理量，降低粉尘处理成本。折板风选技术一般用于小粒径物料（＜40mm）的轻杂物精细分离，轻杂物分离效率高达95%以上。
3.2 智能高精分选设备
3.2.1 近红外光选技术[6,7]
近红外光选技术是利用不同物料，在受到近红外线照射时，会产生不同特征光谱的反射线，利用这些特征光谱可以实现对不同材料的物料进行辨识和分离的技术。工作时光谱分析桥发出近红外光对物料进行照射，一旦发现需要分离的物料，控制计算机会向后面的高速气流喷嘴发出控制信号，喷出高速气流喷射目标物，改变物料原来的运行抛物线轨迹，使之落入目标物料仓，而未被气流触及的物料，将继续沿原有抛物线方向运行，落入正常物料接料仓，通过这种方式实现物料的分离。采用近红外技术可以进一步去除风选除杂后残留的硬塑料和轻物质等，确保骨料质量；也可以将塑料和木材单独分离出来，提高建筑垃圾资源化程度。
3.2.2 自学习机器人技术[8]
自学习机器人的工作原理为：上一工序物料通过输送带和匀料器将物料均匀、厚度一致的布散在分选皮带上。随着分拣皮带上的物料行进，进入光学识别系统，光学识别照相机照相，内部计算机对所拍摄的影像和光谱进行分析，并与系统储存的数据进行比对，找到需要选出的物料，并根据分选皮带传送速率计算、分析机械手的定位，向机械手发出指令，机械手运动至相应位置，完成物料抓选和抛送至相应接料斗的过程。
自学习机器人不仅仅具备自控功能，更是具备自学习功能的AI人工智能机器人和全球大数据处理功能，只要将设备联网即通过网络与全世界的同类产品连在一起，不仅仅在本项目物料处理过程可以不断进行自我学习自我完善，还可以定期将全球各地同类项目中的数据传输并注入到本地自控系统中，对于快速辨识物料具有更强的辨识能力，设备也将越用越快。
3.3 金属分选技术
3.3.1 磁选技术
磁选机用于去除建筑垃圾中的黑色金属，提高骨料品质，同时回收利用金属铁。磁选机采用高剩磁、稀土永磁材料作为磁源，物料中的铁质金属在磁力的作用下，被吸到除铁器的皮带上，随着皮带运行，当运行到磁力小或者没有的地方时从皮带上脱落，惯性运动跌落到接收容器内。
3.3.2 偏心涡电流分选技术
涡电流分选机用于去除建筑垃圾中的有色金属，提高骨料品质，同时回收利用有色金属。涡流转筒内置一个高速旋转的偏心磁棍，磁棍高速旋转时会形成强力的磁性涡流，当物料随着皮带运送到涡流转桶时，物料中铜、铝等非铁金属，受到涡流磁场的作用，会在表面形成与涡流磁场相反的磁场，从而被弹射起来，随着皮带运动的惯性，形成不同于其他物料的抛物运动轨迹，分离开来。
4 结论
破碎分选技术以物理分离为主，颚式破碎和双轴破碎实现拆除垃圾和装修垃圾的粗破碎，便于为各种分选技术提供合适分选条件；反击式破碎机则是骨料达到粒径标准的通用关键设备。箱式风选和折板风选完成轻重物质的分离，将建筑垃圾中的绝大部分轻杂物去除。近红外光选和智能分选机器人作为风选后骨料中残留杂物去除的保障措施，也是塑料、木材、纸张、石膏板等分类分选的有效措施。磁选和偏心涡电流分选技术则是铁金属和有色金属分离成熟有效措施。通过上述破碎分选技术，可以变建筑垃圾为各类资源，助力“无废城市”建设和国家“两网融合战略”的实施。
参考文献
[1] CJJ/T34-2019，建筑垃圾处理技术标准[S].北京：中国建筑工业出版社,2019.
[2] 林茂松，王琼，於林锋，等.论装修垃圾在建设领域资源化利用的制约因素[J].混凝土世界，2015(5):94-97.
[3] 上海环境卫生工程设计院有限公司.一种装修垃圾的处理方法及系统[P].中国专利，CN201910722184.5，2019.12.3.
[4] 吕文建. 风选技术在建筑垃圾资源化中的关键作用[J]. 2016第十三届商品混凝土可持续发展论坛暨2016中国商品混凝土年会.
[5] 宜兴华都琥珀环保机械制造有限公司. 建筑拆房及装修垃圾资源化处理工艺系统[P].中国专利，CN201821655032.5，2019.06.18.
[6] 常中龙，常燕青. 固体废物资源回收现代智能分选技术[J].环境卫生工程，2014(1):64-66.
[7] 首钢环境产业有限公司. 装修垃圾资源化利用系统[P].中国专利，CN201820798540.2，2019.02.22.
[8] 自学习机器人实现全自动垃圾分类设施中原材料的回收处理[J].国内外机电一体化技术，2016(6):47-48.
