气流式静电分选机设计【字数：10832】
摘 要为了提高破旧电路板破碎料的分选效率，通过气流将破碎料颗粒进行悬浮，接着在静电场中，分离金属颗粒与非金属颗粒。本研究对静电分选的原理以及对当前静电分选机所存在的问题或局限的分析，提出气流式静电分选的复合方案。通过在离散元软件EDEM中对破碎电路板的金属与非金属颗粒的相关参数进行设置，得到分选机结构的主要数据尺寸。然后，采用FLUENT软件，设定流场边界各项参数，应用FLUENT和EDEM软件耦合仿真试验，模拟金属与非金属分选的整个过程，同时观测风速、静电场共同作用时对颗粒分选的影响。最后，根据获得的最佳参数组合，利用Solidworks三维软件对静电分选装置的结构进行优化设计。根据仿真实验分析得出最优方案，利用计算机辅助分析技术来进行破碎电路板的金属与非金属颗粒静电分选机的改进研制，不仅能够提高废旧电路板的破碎料分选效率，也能减少对环境的危害。
目 录
1.绪论 5
1.1课题目的与意义 5
1.2国内外研究 6
1.3本课题研究内容 8
2.气流式静电分选机方案设计 9
2.1分选原理 9
2.1.1高压静电分选 9
2.1.2风力分选 10
2.2静电分选机 11
2.2.1双辊式电晕静电分选机 11
2.2.2摩擦荷电、自由落体静电分选机 12
2.3研究方案的设计 13
3.静电分选的仿真 15
3.1离散元软件EDEM简介 15
3.2颗粒建模及相关参数的确定 15
3.2.1颗粒建模 15
3.2.2颗粒物理参数的设定 16
3.3颗粒在EDEM中的仿真 16
3.4FLUENT和EDEM耦合仿真 19
4. 气流式静电分选机的结构设计 22
4.1整机制造材料的选择 22
4.2电场的设计与分析 23
4.2.1高压电源的选择 23
4.2.2电晕电极的设计 23
4.3分选机的外形尺寸设计及分析 23
4.3.1尺寸设计 23
4.3.2支撑体的应力分析 24 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
4.4风机的设计 25
5.结束语 27
参考文献 28
致谢 29
1.绪论
1.1课题目的与意义
随着科技的不断进步，产品的不断更新换代和技术升级使得电子产品的淘汰报废率逐年增长。电子废弃物中含有大量的有毒有害物质，大量的原料、金属和有机物对土地、空气和水等生态环境和人体造成的影响更加难以治理和治疗。相较更早处于工业时期的其他国家，我国对于电子产品的回收和处理的手段低效，且效果甚微。同时，这种不恰当的处理方法也是对资源的一种浪费。
/
图11 我国电子废弃物逐年增长趋势
在形形色色的电子废弃物中，废旧电路板是最常见且成分最复杂的，相较其他电子元件更具典型。虽然印刷电路板的成分复杂多变，但是大体而言，其中30%为非金属，30%为惰性氧化物，40%为金属，其中含量最多的金属是铜，依据不同的工艺，其含量约在 15%~25%之间。虽然金、银、钯等含量极少，但是相对于各种地下矿藏，其品位仍然很高，同时，废旧电路板含有的非金属原料可以被广泛运用于建筑行业。因此必须科学合理的处理电子废弃物，以求做到既能回收其资源为人所用，又能减少毒害作用，实现真正的循环利用。
表11 计算机中的印刷电路板的成分组成
成分
含量
成分
含量
成分
含量
成分
含量
Ag
3300g/t
Bi
0.17%
Fe
5.30%
SiO2
15%
Al
4.70%
Br
0.54%
Cn
35g/t
Sn
1.00%
Mg
1.90%
C
9.60%
Mn
0.47%
Te
1g/t
As
<0.01%
Cd
0.02%
Mo
0.00%
Ti
3.40%
Au
80g/t
Cl
1.74%
Ni
0.47%
Sc
55g/t
S
0.10%
Cr
0.05%
Zn
1.50%
I
200g/t
Ba
200g/t
Cu
26.80%
Sb
0.06%
Hg
1g/t
Be
1.1g/t
F
0.09%
Se
41g/t
Zr
30g/t
Sr
10g/t
1969年对电子废弃物的回收和利用的研究被首次提上课程，主要是对电子元器件的再利用和金属、非金属等组分的分选回收。对于回收的电子元件主要的处理技术有化学湿法处理、火法熔炼处理、机械破碎处理、微生物处理等技术方式，各具优点和弊端。目前，我国对废旧电路板的处理方法主要是利用密度差来对物料中的金属和非金属进行分离，但是这种处理方式效率低且容易造成二次污染。因此，高效的分拣手段及资源化处理工艺应当成为我们研究的首要目标。
在常用的几种处理方法中，使用最普遍的技术是高压静电分选技术，首先对一些废弃的电路进行粉碎处理，得到金属和非金属颗粒粒径大小存在一定的差异，同时介电性能上也存在不同，选择合适的静电分选技术，可以大大提高分选的效率；另外，这种技术需要用到的仪器能耗低、结构简单，并且后续的维修和操作都相对要简单很多，是目前各企业中对废旧电路板回收分选技术的首选技术，且被广泛使用和研究的重点项目。此高效的、环境友好型技术手段能够实现资源的最大化利用，而减少浪费，符合我国节能减排的可持续发展道路和观念。
1.2国内外研究
1988年Taylor等将高压分选技术应用于实际，制造并成功以辊式静电分选机分离出金属、非金属及橡胶等物质的物理分离。从理论到实践，提供了有效的处理电子垃圾的方式，并使资源回收的二次利用最大化取得了优秀的成果。国内外科研人员对高压静电分选电场及荷电机制的研究、计算机模拟技术、工艺参数的优化等方面深入研究，对优化分选过程并应用于生产生活有重要意义。
目 录
1.绪论 5
1.1课题目的与意义 5
1.2国内外研究 6
1.3本课题研究内容 8
2.气流式静电分选机方案设计 9
2.1分选原理 9
2.1.1高压静电分选 9
2.1.2风力分选 10
2.2静电分选机 11
2.2.1双辊式电晕静电分选机 11
2.2.2摩擦荷电、自由落体静电分选机 12
2.3研究方案的设计 13
3.静电分选的仿真 15
3.1离散元软件EDEM简介 15
3.2颗粒建模及相关参数的确定 15
3.2.1颗粒建模 15
3.2.2颗粒物理参数的设定 16
3.3颗粒在EDEM中的仿真 16
3.4FLUENT和EDEM耦合仿真 19
4. 气流式静电分选机的结构设计 22
4.1整机制造材料的选择 22
4.2电场的设计与分析 23
4.2.1高压电源的选择 23
4.2.2电晕电极的设计 23
4.3分选机的外形尺寸设计及分析 23
4.3.1尺寸设计 23
4.3.2支撑体的应力分析 24 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
4.4风机的设计 25
5.结束语 27
参考文献 28
致谢 29
1.绪论
1.1课题目的与意义
随着科技的不断进步，产品的不断更新换代和技术升级使得电子产品的淘汰报废率逐年增长。电子废弃物中含有大量的有毒有害物质，大量的原料、金属和有机物对土地、空气和水等生态环境和人体造成的影响更加难以治理和治疗。相较更早处于工业时期的其他国家，我国对于电子产品的回收和处理的手段低效，且效果甚微。同时，这种不恰当的处理方法也是对资源的一种浪费。
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图11 我国电子废弃物逐年增长趋势
在形形色色的电子废弃物中，废旧电路板是最常见且成分最复杂的，相较其他电子元件更具典型。虽然印刷电路板的成分复杂多变，但是大体而言，其中30%为非金属，30%为惰性氧化物，40%为金属，其中含量最多的金属是铜，依据不同的工艺，其含量约在 15%~25%之间。虽然金、银、钯等含量极少，但是相对于各种地下矿藏，其品位仍然很高，同时，废旧电路板含有的非金属原料可以被广泛运用于建筑行业。因此必须科学合理的处理电子废弃物，以求做到既能回收其资源为人所用，又能减少毒害作用，实现真正的循环利用。
表11 计算机中的印刷电路板的成分组成
成分
含量
成分
含量
成分
含量
成分
含量
Ag
3300g/t
Bi
0.17%
Fe
5.30%
SiO2
15%
Al
4.70%
Br
0.54%
Cn
35g/t
Sn
1.00%
Mg
1.90%
C
9.60%
Mn
0.47%
Te
1g/t
As
<0.01%
Cd
0.02%
Mo
0.00%
Ti
3.40%
Au
80g/t
Cl
1.74%
Ni
0.47%
Sc
55g/t
S
0.10%
Cr
0.05%
Zn
1.50%
I
200g/t
Ba
200g/t
Cu
26.80%
Sb
0.06%
Hg
1g/t
Be
1.1g/t
F
0.09%
Se
41g/t
Zr
30g/t
Sr
10g/t
1969年对电子废弃物的回收和利用的研究被首次提上课程，主要是对电子元器件的再利用和金属、非金属等组分的分选回收。对于回收的电子元件主要的处理技术有化学湿法处理、火法熔炼处理、机械破碎处理、微生物处理等技术方式，各具优点和弊端。目前，我国对废旧电路板的处理方法主要是利用密度差来对物料中的金属和非金属进行分离，但是这种处理方式效率低且容易造成二次污染。因此，高效的分拣手段及资源化处理工艺应当成为我们研究的首要目标。
在常用的几种处理方法中，使用最普遍的技术是高压静电分选技术，首先对一些废弃的电路进行粉碎处理，得到金属和非金属颗粒粒径大小存在一定的差异，同时介电性能上也存在不同，选择合适的静电分选技术，可以大大提高分选的效率；另外，这种技术需要用到的仪器能耗低、结构简单，并且后续的维修和操作都相对要简单很多，是目前各企业中对废旧电路板回收分选技术的首选技术，且被广泛使用和研究的重点项目。此高效的、环境友好型技术手段能够实现资源的最大化利用，而减少浪费，符合我国节能减排的可持续发展道路和观念。
1.2国内外研究
1988年Taylor等将高压分选技术应用于实际，制造并成功以辊式静电分选机分离出金属、非金属及橡胶等物质的物理分离。从理论到实践，提供了有效的处理电子垃圾的方式，并使资源回收的二次利用最大化取得了优秀的成果。国内外科研人员对高压静电分选电场及荷电机制的研究、计算机模拟技术、工艺参数的优化等方面深入研究，对优化分选过程并应用于生产生活有重要意义。
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