Твердые отходы как объект механической переработки

Твердые отходы могут состоять из частиц произвольной формы, находящихся в контакте. Пространство между частицами заполнено газом или жидкостью. К подобным материалам относится продукция производств удобрений, строительных материалов (цемент), моющих средств, красителей. Их получают добычей из естественных карьеров, измельчением твердых веществ, выделением из суспензий, кристаллизацией. Обычно они представляют собой сыпучий твердый материал. Технический сыпучий материал - это полидисперсная система, состоящая из частиц различной формы и размеров. Основным размером частицы неправильной формы принято считать эквивалентный диаметр , где - удельная поверхность частицы (отношение ее поверхности к объему). Значение обычно определяют с помощью специального прибора для порции сыпучего материала, поэтому значение - это обычно средний диаметр частиц исследуемой порции материала. Чаще всего в качестве среднего диаметра частиц порции сыпучего материала используют среднемассовый диаметр , где =5-12 - число фракций (классов), на которые рассеивается порция, - эквивалентный диаметр и масса частиц -й фракции. В зависимости от среднего диаметра частиц различают следующие состояния сыпучего материала: пылевидное ( 0.05 мм); порошкообразное (0.05< 0.5 мм); мелкозернистое (0.5< 2 мм); крупнозернистое (2< 10 мм); кусковое ( >10 мм).

Плотность сыпучего материала - это масса единицы объема вещества, из которого состоят частицы, а насыпная плотность - это плотность свободно насыпанного слоя материала (масса материала, свободно насыпанного в сосуд известного объема).

Порозность слоя сыпучего материала (доля пузырей) - это отношение объема свободного пространства между частицами к объему слоя. Значения , и связаны зависимостью . Порозность слоя материала, находящегося под воздействием рабочего органа машины, характеризуют коэффициентом разрыхления (отношение объема свободно насыпанного слоя к рабочему объему, занимаемому обрабатываемой порцией материала).

Параметры, характеризующие поведение сыпучего материала под действием внешней нагрузки:

- угол естественного откоса - угол наклона образующей конуса, полученного свободным высыпанием порции материала из воронки на горизонтальную поверхность;

- коэффициент внутреннего трения , определяющий характер движения и перемешивания частиц материала;

- коэффициент внешнего трения , характеризующий взаимодействие частиц с рабочими органами машин;

- начальное сопротивление сдвигу - давление, необходимое для преодоления сил сцепления частиц неподвижного слоя материала.

Значения , и для конкретных материалов определяют на специальных сдвиговых приборах. Вместо и в справочниках иногда приводят углы внутреннего и внешнего трения (, ).

Для классификации сыпучих материалов применительно к процессам их обработки используют следующие коэффициенты:

- коэффициент размалываемости , где - энергия, затраченная на измельчение, - вновь образованная удельная поверхность материала;

- коэффициент текучести , где - время истечения материала из калиброванной воронки, - масса материала, - радиус цилиндрической части воронки;

- коэффициент связности (движения) .

Значения принимаются во внимание при выборе оборудования для подачи и дозирования, измельчения, классификации и смешения сыпучих материалов.