建筑垃圾中轻物质处理探讨

巴太斌 李银保 张伟超 王利娜

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

建筑垃圾中轻物质处理探讨

巴太斌 李银保 张伟超 王利娜

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

对建筑垃圾中轻物质、重物质的分选原理及其适用范围进行了详细阐述，通过对比分析，提出了一种干法和湿法相结合的两级轻物质处理工艺，并以某建筑垃圾处理项目为依托，实现了建筑垃圾中轻物质的高效分离。此外，对我国现行建筑垃圾中轻物质处理及综合利用存在的问题进行了剖析，并提出了对策和建议。

建筑垃圾；轻物质处理；两级分离工艺

0 引言

建筑垃圾是指在建造和拆除建筑物的过程中产生的废弃物，主要包括金属材料、混凝土、砖瓦、木料和塑料制品等[1]。我国每年大约产生35.5亿吨的建筑垃圾，占到城市垃圾的40%左右，这些建筑垃圾如不能妥善利用，不仅浪费资源，而且给我国带来严重的环境危害[2]。理论和实践证明，建筑垃圾是一种可持续利用的再生资源，其所含的轻物质、重物质可以在不同领域发挥重要作用[3]。但由于目前分离工艺的局限性，重物质中经常混杂着大量的轻物质，而二者材料性质上的巨大差异严重影响了建筑垃圾作为再生资源的使用性能和应用领域。因此，为了保证成品材料的洁净度，使得建筑垃圾能够物尽其用，有必要对建筑垃圾中的轻物质和重物质进行有效分离，而目前国内相关研究很少。

1 轻物质分选原理

建筑垃圾中的各物质组分的密度存在差异，因此可以基于不同建筑材料密度的不同，将建筑垃圾中的重物质与轻物质分离开来。

1）风力分选

风力分选的原理是在空气气流作用下，密度大的物质，其沉降速度快，运动距离比较近。密度小的物质，其沉降速度慢，运动距离比较远。此方法适用于颗粒形状、尺寸相近的固体混合物的分选。

2）浮力分选

浮力分选是将两种密度不同的固体混合物置于某一介质中,该介质的密度介于二者密度之间,则密度小于该介质的轻物质颗粒上浮，大于该介质的重物质颗粒下沉，从而实现混合物中不同密度组分的分离。从理论上讲，浮力分选是依靠不同组分密度间的差异进行的,受颗粒粒度和形状的影响很小,因而可对密度不同的固体物质进行分选。

2 两级轻物质分离工艺及效果

建筑垃圾的成分复杂多样，大小不一，采用单一的分选方案很难达到理想的效果。因此，本文在充分了解各分选方案的原理及适用范围后，以某拆建物料的分选项目为依托，运用风选、浮选等科学高效的分离技术首次提出了两级（干法和湿法）轻物质双重分离工艺，从而将混合在建筑垃圾中的轻物质高效分离出来。

2.1 建筑垃圾组成成分

该项目建筑垃圾物理组成成分如表1所示。

由表1可以看到,混合的建筑垃圾中的砖、水泥、瓷砖、细沙以及岩石等密度均大于水的密度，而木材和竹类、塑料等的密度则远远小于水的密度，因此用水作为分选介质可实现该建筑垃圾中重物质和轻物质的有效分离。

表1 建筑垃圾物理组成成分表

2.2 分选设备及工艺流程

本项目主要采用人工初步分拣大块轻物质物料，随后将经破碎分级后的物料采用风选及水力浮选相结合的两级分离工艺来实现建筑垃圾中轻物质的有效分离。工艺流程如图1所示。

图1 工艺流程图

具体实施步骤为：建筑垃圾经自卸卡车运送到原料分拣区域，通过人工分拣或者机械分拣，将建筑垃圾中的大块轻物质物料进行初步分离。初拣后的建筑垃圾原料经一级颚式破碎机破碎、滚筒筛筛分，筛分后的物料按粒径大小主要分为：小于30 mm物料、30～80 mm物料和大于80 mm物料三种。其中，小于30 mm物料含土量较大，为减少扬尘可直接进入一台螺旋水力浮选机，通过水力浮选分离的方式将重物质与轻物质分离。大于80 mm大块物料进入人工分拣房，经人工分拣后，80～200 mm大块物料进入二级反击式破碎机破碎、圆振动筛筛分分级,并将筛分后的0～30 mm物料通过螺旋水力浮选机清洗，从而将轻物质物料有效浮选出来。难以破碎的大于200 mm轻物质混合物料则直接送入轻物质堆场；此外，经过一级滚筒筛分、二级圆振动筛分后的30～80 mm物料分别通过两台轻物质分离器进行初次风选分离，经初步分离后的半成品物料通过两台螺旋水力浮选机进行再次浮选分离。螺旋水力浮选机沉降水槽可将重物质和轻物质有效分离。

分离过程中产生的污水则进入由旋流器、浓缩机以及压滤机组成的污水综合处理系统，最终实现泥饼和清水的有效分离。其中，清水可再进入生产线系统循环利用，达到生产线污水零排放的目标。

2.3 分选结果

根据现场反馈结果可知，采用两级分离工艺分选后的建筑垃圾中的轻物质重量比不大于0.05%，采用干法分离最佳效果不能达到70%。单独采用湿法进行建筑垃圾轻物质分离的工艺鲜有报道。因此采用干法和湿法相结合的两级轻物质分离工艺分选建筑垃圾中的轻物质具有先进性，且效果较佳。

3 建筑垃圾中轻物质处理存在问题

1）对建筑垃圾轻物质的处理认识不足

建筑垃圾分类处理机械化水平较低，多采用人工分拣或单一机械分拣的方式，工作强度大，成本高，耗时长，效率低，因此多数企业无视建筑垃圾中轻物质的危害及其资源化利用，普遍采用混合收集模式，不仅污染环境，而且造成大量可再生资源的浪费。

2）有关建筑垃圾轻物质处理及资源化利用的法规不健全

建筑垃圾中轻物质处理及资源化利用刚刚起步，缺乏相应的技术标准和操作规范，导致轻物质的处理没有评判标准，所得再生资源质量也无法保障，产品难以推广应用，从而严重阻碍了建筑垃圾中轻物质的研究发展进程。

3）建筑垃圾中轻物质处理技术水平较低

由于政策支持和技术投入力度有限，整个行业管理混乱，技术水平低下，急需新技术、新工艺的出现。

4 建筑垃圾中轻物质处理的对策和建议

1）做好宣传教育工作，提升全民环保意识

通过媒体、教材及民间环保组织等加强人们对建筑垃圾中轻物质的危害及再生资源利用重要性的认识，使人们充分认识到建筑垃圾中的轻物质是一种再生能源，需要妥善处理，能够普遍接受再生资源产品。

2）加大政策扶持力度，完善法规体系

通过一系列的政策法规，如加大对建筑垃圾轻物质处理的经费投入，实行轻物质发展的产学研联合；推动建筑垃圾中轻物质处理相关产业的发展，引导更多企业向节能环保方向靠拢；确保政府的环保主导作用，制定相关法规和标准，促进轻物质处理及再生利用技术又快又好地发展。

3）增加科研投入，提升技术水平

开展全面系统的建筑垃圾轻物质处理的研究和开发工作，如优化建筑设计，减少建筑垃圾尤其是轻物质的产生；进行轻物质的分选技术创新与设备研发；开发轻物质的循环再生工艺，生产绿色建材，促进轻物质的减量化、无害化、资源化及综合利用产业化发展，制定出符合我国实际情况的轻物质处理及综合利用的行业标准。

5 结语

干法和湿法相结合的轻物质二级分离工艺,实现了建筑垃圾中重物质与轻物质的高效分离。为现行干法或湿法单独分离建筑垃圾中轻、重物质不充分的问题提供了新的解决方法,大大提高了建筑垃圾分类后各组分的洁净度，可以在类似工程中大力推广，具有较大工程价值。

建筑垃圾轻物质的处理和再生利用是一项长期而又艰巨的任务，社会各界应相互扶持，积极参与，促进建筑行业走上节约资源、保护生态的可持续发展道路。

[1]李南,李湘洲.发达国家建筑垃圾再生利用经验及借鉴[J].再生资源与循环经济,2009,2(6)：41-44.

[2]宁培淋,杨锐,刘浩.广州市建筑垃圾资源化对策研究[J].中国资源综合利用,2016,34(7)：37-39.

[3]任虎存.建筑垃圾回收处理技术及破碎装备的设计研究[D].济南：山东大学,2013.