破碎的基礎(chǔ)理論

一、破碎的目的

用外力克服固體廢物質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力而使大塊固體廢物裂成小塊的過程稱為破碎；使小塊固體廢物顆粒分裂成細(xì)粉的過程稱為磨碎。固體廢物破碎的磨碎和磨碎的目的如下：
(1)使固體廢物的容積減小，便于運(yùn)輸和貯存。
(2)為固體廢物的分選提供所要求的入選粒度，以便有效地回收固體廢物中的某種成分。(3)使固體廢物的比表面積增加，提高焚燒、熱分解、溶融等作業(yè)的穩(wěn)定性和熱效率。
（4）為固體廢物的下一步加工作準(zhǔn)備，例如，煤矸石的制磚、制水泥等，都要求把煤石破碎和磨碎到一定粒度以下，以便進(jìn)一步加工制備使用。
（5）對(duì)破碎后的生活垃圾進(jìn)行填埋處置時(shí)，壓實(shí)密度高而均勻，可以加快復(fù)土還原。
(6)防止粗大、鋒利的固體廢物損壞分選、焚燒和熱解等設(shè)備。

二、固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度和破碎方法

(一)固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度
固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度是指固體廢物抗破碎的阻力。通常用靜載下測(cè)定的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度來(lái)表示。
其中抗壓強(qiáng)度最大，抗剪強(qiáng)度次之，抗彎強(qiáng)度較小，抗拉開強(qiáng)度最小。一般以固體廢物的抗壓強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量?？箟簭?qiáng)度大于50MPa者為堅(jiān)硬固體廢物；40—25MPa者為中硬固體廢物；小于25MPa者為軟固體廢物。固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度與廢物顆粒的粒度有關(guān)，粒度小的廢物顆粒，其宏觀和微觀裂縫比大粒度顆粒要少，因而機(jī)械強(qiáng)度較高。
在實(shí)際工程中，鑒于固體廢物的硬度在一定程度上反映被破碎的難易程度，因而可以用廢物的硬度表示其可碎性。眾所周知，礦物的硬度可按莫式硬度分為十級(jí)，其硬度從小到大排列如下：(1)滑膏：(2)石膏：(3)方解石；(4)螢石；(5)灰石；(6)長(zhǎng)石：(7)石英：(8)黃玉石；(9)剛玉；(10)金剛石。各種固體廢物的硬度可通過與這些礦物相比較來(lái)確定。

在需要破碎的廢物中，大多數(shù)呈現(xiàn)脆性，廢物在斷裂之前的變形很小。但也有一些需要破碎的廢物在常溫下呈現(xiàn)較高的可塑性，這些廢物用傳統(tǒng)的破碎機(jī)難以破碎，需要采取特殊實(shí)施。例如，廢橡膠在壓力作用下能產(chǎn)生較大的塑性變形而裂，但可利用其低溫變脆的性能而有效地破碎。又如破碎金屬切削下來(lái)的金屬屑，壓力只能使其壓實(shí)成團(tuán)，但不能碎成小片或小條、粉末，必須采用特制的金屬切削破碎機(jī)進(jìn)行有效的破碎。
(二)破碎方法
按破碎固體物所用的外力，即消耗能量的形式可公為機(jī)械能破碎和非機(jī)械能破碎兩類方法。機(jī)械能破碎是利用破碎工具(如破碎機(jī)的齒板、錘子、球磨機(jī)的鋼球等)對(duì)固體廢物施力而將其破碎的。非機(jī)械能破碎是利用電能、熱能等對(duì)固體廢物進(jìn)行破碎的新方法，如低溫破碎、熱力破碎、減壓破碎及超聲破碎等。
目前廣泛應(yīng)用的是機(jī)械能破碎，主要有壓碎、劈碎、折斷、磨碎和沖擊破碎等方法。
選擇破碎方法時(shí)，需視固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度，特別是廢物的硬度而定。對(duì)堅(jiān)硬物采用擠壓破碎和沖擊破碎十分有效；對(duì)脆性廢物則采用劈碎、沖擊破碎為宜。
一般破碎機(jī)都是由兩種或兩種以上的破碎方法聯(lián)合作用對(duì)固體廢物進(jìn)行破碎的，例如壓碎和折斷、沖擊破碎和磨碎。