退役汽车有色金属涡电流分选的发展现状和展望

退役汽车有色金属涡电流分选的发展现状和展望余敦菘等59退役汽车有色金属涡电流分选的发展现状和展望余敦菘，李明波。，王俊超，胡志力1武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室，武汉430070；2武汉理工大学汽车工程学院，武汉430070；3湖北力帝机床股份有限公司，宜昌443000摘要涡电流分选自20世纪7O年代以来，共经历了5个发展阶段，目前已广泛应用于退役汽车破碎料等固体废弃物中有色金属的回收与再利用。目前，国内外对涡电流分选开展了深入研究，主要研究内容包括分选力模型、分选效率、细粒物料分选及计算机控制等4个方面。简述了报废汽车回收利用现状、破碎料分选流程及涡电流分选的重要作用，并对涡电流分选在上述4个方面的国内外研究进展及应用现状进行了总结；同时展望了涡电流分选的前景和未来发展的趋势。关键词有色金属涡电流分选细粒分选力学模型分选效率中图分类号X705文献标识码ADO11011896JISSN1005023X201503012CURRENTSTATUSANDPERSPECTIVESOFEDDYCURRENTSEPARATIONFORNONFERROUSMETALSOFENDOFLIFEVEHICLESYUDUNSONG一，LIMINGBO。，WANGJUNCHAO一，HUZHILI，1HUBEIKEYLABORATORYOFADVANCEDTECHNOLOGYFORAUTOMOTIVECOMPONENTS，WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY，WUHAN430070；2SCHOOLOFAUTOMOTIVEENGINEERING，WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY，WUHAN430070；3HUBEILIDIMACHINETOOLCO，LTD，YICHANG443000ABSTRACTEDDYCURRENTSEPARATIONHASEXPERIENCEDFIVESTAGESOFEVOLUTIONSINCE1970S，ANDHASBEENWIDELYAPPLIEDFORRECOVERINGNONFERROUSMETALSFROMSOLIDWASTESSUCHASENDOFLIFEVEHICLESEIVSSCRAPCURRENTLY，EDDYCURRENTSEPARATIONHASBEENSTUDIEDINTENSIVELY，WHICHMAINLYFOCUSESONTHEMECHANICALMODEL，SEPARATIONEFFICIENCY，SEPARATIONOFFINEPARTICLESANDCOMPUTERCONTRO1THERECOVERYOFELVSISBRIEFLYDESCRIBED，ESPECIALLYTHESEPARATIONPROCESSFORELVSSCRAPANDTHEIMPORTANTROLEOFTHEEDDYCURRENTSEPARATIONINTHEPROCESSAREDEPICTEDRESEARCHPROGRESSANDAPPLICATIONOFEDDYCURRENTSEPARATIONINTHEFOURASPECTSMENTIONEDABOVEARESUMMARIZED，ASWELLASTHEPROSPECTSANDDEVELOPMENTTRENDSINTHEFUTUREAREIDENTIFIEDKEYWORDSNONFERROUSMETAL，EDDYCURRENTSEPARATION，SEPARATIONOFFINEPARTICLES，MECHANICALMODEL，SEPARATIONEFFICIENCY0引言随着汽车工业的迅猛发展，中国的汽车保有量连年剧增，至2013年末达到137亿辆，目前这一数据已经刷新为14亿辆。这直接带来了报废汽车数量的增加。若以1O15年的报废年限计算，目前需要处理的报废汽车量约为200万辆，而未来10年以年均2O的速度增长口。目前国内对报废汽车的处理主要包括前处理抽取废机油等、拆解总成及零部件、破碎车身等和分选黑色金属和有色金属等等步骤EZ,A。但是，与工业发达国家相比，在系统规划、流程安排、拆解模式、相关技术和设备等方面都存在很大的差距。就分选来说，欧洲一般先用磁选机除去铁磁性的钢和铸铁，而剩下的非磁性材料采用筛分、电涡流分选、升流分选、重介质分选、人工拣选和自动拣选进行综合精细的分选，以获得有价成分，流程图如图1所示_4。美国、韩国等国家的分选流程也类似。从欧美国家这些分选工艺流程图可以总结得出，涡电流分选机EDDYCURRENTSEPARATOR，ECS作为分离有色金属的基础手段，在整个分选流程中扮演着不可替代的作用。虽然进入21世纪后这些国家已经开发出工业化的拣选设备金属分选机、合金分选机等，但是涡电流分选仍被作为分选有色金属的主要方法而广泛应用。这一方面说明涡电流在有色金属分选方面有着不可替代的优势，另一方面也暗示其面临一些需要解决的问题。涡电流分选的基本原理如图2所示L_8，永久磁石镶成的磁石转筒高速旋转，产生一个交变磁场，当具有导电性的金国家高技术研究发展计划863计划2013AA040201余敦菘男，1990年生，硕士生，研究方向为现代汽车设计与制造EMAIL739647932QQCOM胡志力通讯作者，男，1983年生，博士，讲师，硕士生导师，研究方向为汽车轻量化成形EMAILZHILIHUHIT163COM6O材料导报A综述篇2015年2月上第29卷第2期属通过磁场时，将在金属内产生涡电流。涡电流本身产生交变磁场，并与磁石转筒产生的磁场方向相反，即对金属产生排斥力洛仑兹力，使金属从流中分离出来，达到分选的目的。有色金混合物滚筒筛分1980I1990自动分选L图1欧洲报废汽车非磁性碎片的分选工艺流程图E4,5FIG1THESEPARATINGPROCESSOFNONMAGNETICSPLINTERSOFELVSINEUROPEC，金属图2涡电流分选原理图。FIG2SCHEMATICDRAWSOFECSE基于涡电流分选原理，国内外学者开发出了涡电流分选设备。图3LL9为涡电流分选机及其分选过程示意图。该设备主要由人料机构和磁滚筒组成，入料机构包括振动给料机和传送带；磁滚筒是由永磁体按NSN极性交替镶嵌于主轴外圆周上而成。具体分选过程如图3所示。图颗粒皮带囵SNJSN俯视图图3涡电流分选机及分选过程图91们FIG3SKETCHOFEDDYCURRENTSEPARATORANDEDDYCURRENTSEPARATI0N9IL。几乎所有应用到再生工业的选别方法都是由选矿技术发展而来，但涡电流分选是最大的例外，原因在于该方法依赖于大块导电颗粒的存在，而矿物的尺寸和导电率限制了它的应用L_1。因此，当世界上首台涡电流分选机于1889年产生时，并没有在矿业中得到应用。直到20世纪7O年代，由于需对各种废物城市固体废弃物、汽车破碎料、电子废弃物等中的有色金属进行回收利用，面向工业应用的涡电流分选机才开始发展_1。从那个时期到现在，涡电流分选机大致经历了5个发展阶段电磁型ECS、永磁静态型ECS、永磁动态型ECS1、细粒分选ECS、在线控制型ECS。前4个阶段的推进与磁转子系统设计的发展息息相关，最后一个阶段才刚刚开始。各阶段具体时间段、特征、典型设备、优缺点如表1所示。表1ECS的5个发展阶段TABLE1THEFIVESTAGESOFEVOLUTIONSOFECS目前，应用最为广泛的是第三代永磁动态型ECS，其研究热点是力学模型和分选效率；虽然针对细粒分选的第四代ECS的理论研究较为深入，但是由于很多机型需要对中间产品进行再次分选操作13,15，不利于实现自动化和工业化，所以真正的工业应用鲜有报道，故如何实现细粒ECS的工业化是一个重要课题；而第五代ECS正处于初步探索阶段，有诱人的前景，但也有许多理论和应用问题等待解决。1国内外研究现状与趋势涡电流分选起源于美国，早期的研究第一代ECS和第退役汽车有色金属涡电流分选的发展现状和展望余敦菘等61二代ECS也由美国的一些大学和科研院所主导。但它完善和发展于欧洲，从第三代ECS开始，大部分研究工作几乎都由北欧和西欧国家的大学和科研机构完成，特别是荷兰的代尔夫特理工大学、瑞典的吕勒奥理工大学、罗马尼亚的蒂米什瓦拉西部大学所做工作最多；研究时段集中在2O世纪90年代初至今。与欧洲国家相比，国内对ECS的研究相对滞后。2O世纪90年代，国内开始有一些关于ECS的报道，但多数都是对国外ECS研究和应用的跟踪口，且所报道的机型已落后于同时期国外的主流机型。进入新世纪后，由于国内对有色金属回收利用的需求越来越强烈，所以人们一方面积极引进国外设备，另一方面对其消化、吸收，开展了不少研究工作。11国外研究现状与趋势目前，国外主要是欧洲国家对ECS的研究热点主要是细颗粒物料的分选，一些高校和科研院所设计出很多新颖的结构，并主要采取试验的方法观察其分选效果，探究其工业化应用的潜能。另外，对基本型式的ECS即转鼓型ECS的研究一直没有停止，研究内容主要是颗粒在ECS中所受磁偏斥力的力学模型、多因素复合影响下的分选效率。最近，如何在ECS中利用计算机对产品质量进行在线控制，也引起人们的兴趣，有学者已经开始相关的初步探究。111力学模型分析计算涡电流分选中的磁偏斥力，建立涡电流分选的力学模型，是研究分选机性能、设计开发新结构的理论基础，所以国外学者在这方面做了很多工作。然而，准确计算磁偏斥力非常困难，故国外学者只是对其作粗略推导和估计，并不断地加以完善。在分选力学模型研究方面起到奠基性作用的是荷兰代尔夫特理工大学的学者PCREM及其团队。PCREM等E9,1O通过有关磁场转矩的一阶线性微分方程，提出了在涡电流分选过程中颗粒的一种运动模型，并通过试验和模拟相结合的方法，验证了模型的相对准确性。在此过程中，给出了以磁转子轴线为轴的柱坐标系下R，磁感应强度的方程三B一BRSIN2N1KO一N01三B。一一BRRD一井”COS2N1KO一D一N02B一03式中；B为傅里叶系数，R一为磁辊半径，K为磁极对数，为磁辊转速，N为自然数。这个关于ECS周围空间场强分布的方程为其后的磁偏斥力和力矩的计算奠定了坚实的基础。瑞典吕勒奥理工大学的学者SHUNLIZHANG等口在上述研究的基础上，利用电磁学定律，推导出涡电流分选过程中颗粒受到的磁偏斥力的方程FDKBEZFM旦P4式中K为与磁辊设计相关的复杂因数，B为有效磁感应强度，为磁场交变频率，、10依次为导电颗粒的质量、导电率和密度，P是一个与颗粒大小、形状及其在磁场中所处方位相关的因数。但该方程是标量方程，并没有揭示磁偏斥力的方向，且方程中的系数K有待具体研究。在研究新开发出的双辊式ECS时，SHUNLIZHANG和ERICFORSSBERG等。进一步提出了磁偏斥力切向分量和径向分量以及磁力矩的方程F一5WKOWDN蚰力RF一6W一O如DNCRRIR2一T一BA70如DNR。式中S为颗粒的形状因子，为颗粒体积，胁为真空中的磁导率，W为对磁极的宽度，K为磁极对数，CUA一和分别为磁辊和颗粒的旋转角速度，B为颗粒处的场强，R为涡电流迟滞时间，RS么。其中，为形状因子，为颗粒的导电率，R为颗粒的特征半径。式5一式7不但揭示了磁偏斥力与各因素的定量关系，还提出了磁力矩与各因素的关系，并且考虑了涡电流迟滞时间的影响。总之，该力学模型更加完善。REM。依据双磁极模型，也提出了切向涡流力、径向涡流力、磁转矩的方程，该方程组还揭示了三者间的内在关系F18F一靴0OJN口DF9T一CLBL一0D10式中D为颗粒的特征直径，为一对磁极的宽度，S为形状因子，为真空中的磁导率，为颗粒的导电率，叫和N分别为磁辊和颗粒的旋转角速度，B为颗粒处的磁感应强度，V为颗粒体积，C为取决于颗粒形状和其在磁场中方位的因数。另外荷兰代尔夫特理工大学的学者NFRAUNHOLCZ等2。在研究干式马格纳斯分选方法时，分析得到ECS中各种简单形状的细颗粒所受到的磁力和磁力矩的方程TB2VI111OF一兽式中颗粒处的场强酋一BM川其中，K为磁极对数，B为磁感应强度，R为颗粒所处位置相对转子轴心的径向距离，R磁转子半径，。真空中的磁导率，V颗粒体积。R、J是与颗粒形状和在磁场中所处方位有关的函数，其中一0KCOQD。式中和N分别为磁辊和颗粒的旋转角速度，为颗粒的导电率，D为颗粒当量直径。但是，该方程仅限于简单形状的62材料导报A综述篇2015年2月上第29卷第2期细颗粒。以上5种有关ECS中磁场、磁偏斥力、力矩的模型，从不同的视角和范围对ECS的力学理论作了诠释。它们是研究分选效率与各影响因素之间关系的基础，也是提出新结构的思路源泉。112分选效率理论是工业化应用的基础，对ECS的工业化应用而言，人们最关注的是其生产能力和分选效率。ECS的分选效率在很大程度上取决于磁偏斥力的相对大小，而由111节各模型方程可看出，磁偏斥力和力矩与机器因素、操作因素、物料颗粒因素等众多影响因子相关，所以国外学者在建立力学模型的基础上，通过计算机模拟和试验相结合的方法，研究各影响因素对分选效率的影响规律，以期提高分选效率、优化ECS性能、改进设计以及指导生产实践。1人料斗2振动给料器3外转鼓4分流器片5集料器6外转鼓驱动电机7转子驱动电机8调整架9控制面板图4HIGHFORCEECS结构示意图2FIG4ILLUSTRATIONOFHIGHFORCEECSTM在分选效率研究方面工作做得最多的当属瑞典学者SHUNLIZHANG及其研究团队，他们主要以开发的HIGHFORCEECSHFECS为工具如图4所示口4J，以试验为手段，研究了各因素的影响规律。SHUNLIZHANG等口首先采用比例因子研究法，量化了各因素对金属颗粒受磁偏转力后的偏离距影响的程度大小颗粒尺寸颗粒形状颗粒的比导电率AP磁转子的转速磁转子所处的角位置。接着，以AI、CU、黄铜、ZN、PB和PVC为试验原料，以图4所示设备为工具，研究了颗粒尺寸、形状、比导电率，磁场旋转频率、外转鼓壳的转速、内磁转子的角位置相对于垂直方向，喂料速度对颗粒偏离距的影响规律。以此为基础，讨论了分选前的破碎工艺对物料状况尺寸、大小的影响，以及磁场有效工作区域对偏离距的定性影响规律依据式4。研究得到以下3个重要结论颗粒尺寸和形状对其偏离距影响较大，故破碎工艺排出的物料状况对涡电流分选效果有直接影响，理想物料应为规则平状的大颗粒；用转鼓型涡电流分选机可以有效分选有色金属和非金属，但无法有效实现有色金属之间的分选；导电颗粒的移动速度对其偏离距影响较小，而磁场的振荡频率对偏离距有重要影响，偏离距与磁场的振荡频率大致呈线性比例关系。但是，该研究基于单颗粒，未考虑多颗粒时各颗粒间相互作用所带来的影响；另一方面，采用颗粒的偏离距为分选效率的评价指标，这只适用于金属一非金属的分选，对有色金属之间的分选还有待进一步研究。ECS在电子废弃物有色金属回收行业中应用越来越广泛，SHUNLIZHANG等L_2在研究用HFECS对个人电脑PC和印刷电路板PCB中AL的回收效果时，探讨了颗粒大小、导电率、喂料速度、分流器位置等的影响。上述研究都局限于金属一非金属分选系统，SHUNLIZHANG等L2O在此基础上，以式4相应的力学模型为理论依据，HFECS为工具，分析了金属一金属分选系统中的4项分选准则，也就是颗粒的比导电率OP、形状、尺寸、颗粒的不均匀性对分选效果的影响规律，其中第四项实际是讨论双因素的复合影响规律。研究发现，各种金属的分选效果易受颗粒尺寸和形状的影响，并受它们各自偏离力大小的支配。这项研究有2个重要进步由单因素影响的研究发展为双因素复合影响的研究；分选效率评价指标由单颗粒的偏离距改为综合回收率，实际上是考虑了颗粒间的影响。可以此研究方法为基础，开展进一步的研究工作。除SHUNLIZHANG及其团队在分选效率研究方面较全面深入外，其他学者也做了相关研究。HEINRICHSCHUBERTIL2。以式5一式7对应的力学模型为理论基础，非常全面、细致地研究了磁场强度、频率，颗粒的导电率、体积、形状、方向以及内部结构对涡流力和分选效率的影响规律。但是该研究以理论分析、定性讨论为主，有一定的试验验证。研究表明，涡电流分选过程非常复杂，受多种因素的复合影响；只有当物料尽量简单且待分选的物料间导电率差异很大时，才能准确预测其分选效率；而对于导电率差异较小的颗粒，需对其进行分拣和或前处理如破碎，以降低物料的复杂性，为分选创造条件，但效率始终是个问题。SUBRATAROY等L_2在研究电子废弃物细料的涡电流分选适用性时，主要探讨了运行变量对分选的影响。研究发现，提高转子转速可使产品更纯净，但产品的质量产率降低；传送带速度对产品质量没有实质性影响，但是产品的产率随皮带速度的提高而提高；当给料速度提高时，产率提高，但产品品位变差。另一方面，与物料相关的变量如颗粒尺寸对有色金属颗粒的水平偏离距有重要影响。综上所述，国外对分选效率的研究已经很深入。以瑞典的SHUNLIZHANG及其研究团队为代表，以力学模型为基础，试验为主要手段，定量化地研究了机器方面、机器运行方面、物料方面多种因素对分选效率的影响规律，得到了许多重要结论，这对提高分选效率、优化ECS性能、改进ECS设计、指导生产实践以及拓展ECS的应用范围都大有作用。113细粒分选新型结构现代工业中，电子废弃物的数量几乎呈直线增长，对其有害成分的处理和有价成分的回收利用早已提上日程。一方面，电子废弃物的特点是成分复杂、粒度细小；另一方面，对城市固体废弃物、报废汽车破碎料的分选要求已由原来的粗选提升到分段、分粒度精细分选。正是在这两方面的作用退役汽车有色金属涡电流分选的发展现状和展望余敦菘等63下，人们开始积极探索细粒有色金属涡电流分选问题。以罗马尼亚蒂米什瓦拉西部大学的学者MIHAILUNGU为代表的国外研究者在这方面做了大量工作。他们以力学原理为基础，在传统ECS的基础上提出了许多新颖的结构，并用试验的方法研究其产品品位和回收率，讨论了其适用性及优点。但是，IDECS、ADECS及TSECS有一个共同的缺点，即都需要对中间产品进行二次分选，使其整体生产能力减弱。详细情况请参见表2。表2细粒分选新结构TABLE2THENOVELSTRUCTURESFORSEPARATINGFINEPARTICLES年份、国家及作者结构名称物理基础处理对象优点2002年德国湿式马格纳斯马格纳斯效应RKOHNLECHNERA等ZCECS和模型42002年荷兰干式马格纳斯马格纳斯效应NFRAUNHOLC等_23_ECS和模型52002年德国雏_L5下部入料式模型4RMEIERSTAUDE等L_L5ECS2002年罗马尼亚静态电磁型法拉第电磁感应定律和ZSCHLETT等_29ECS毕奥一萨伐尔定律2002年罗马尼亚倾斜磁转盘模型4和导电颗粒的ZSCHLETT等30JECS跳跃效应M2。IHAI年罗LUNG马UEC倾斜SID转鼓ECS模等L_3L_2005年罗马尼亚水平倾斜转鼓模型4和导电颗粒MIHAILUNGUL3ECSADECS的跳跃效应2。啤罗马TG尼亚U33MIHAILUNGUECT缈SEC式S模S有色金属之间的分选盖当，品位和回收率13MM平状和颗粒状金属间从毫米级的A1一CU昆合物中分选出A1从金属一塑料混合物中分选金属颗粒23RAM5MM以下的金属TP金属或金属一金属5MM以下有色金属之间5MM以下的金属一非金属或金属一金属5MRN以下的金属非金属或金属一金属良好下部进料，导体自转增强了分选效果；适当参数下，分选效果好对金属一非金属混合物分选效果很好；无需移动部件适当参数下分选效果都很好；结构简单；成本低适当的结构参数和运行参数下效率高；成本低适当的结构参数和运行参数下效率高；磁场利用率高；成本低分选准确；磁场利用率高；效率高；成本低注为描述方便，将111节所述的5种模型顺次称为模型1图5一图12分别为各种细粒分选新结构的结构示意图。T四极磁转鼓，H绝缘液腔A入料系统；C轻金属收集器，C重金属收集器图5湿式马格纳斯ECS示意图口BFIG5SKETCHOFWETMAGNUSECS。114分选产品质量的计算机控制为进一步提高ECS的自动化程度，适应现代有色金属分选回收行业越来越高的要求，以荷兰代尔夫特理工大学的PCREM等为代表的学者们开始探索涡电流分选产品质量在线控制，目前这方面的研究还处于起步阶段。早在1998年，PCREM等I3就对简单形状的颗粒进行了轨迹模拟，进而预测涡电流分选的品位和回收率，并将模拟结果与试验数据进行了比较，证明了自动控制涡电流分模型5选机的可能性。他们设想用传感器对入料进行自动化特征描述，实现在线工艺控制。PCREM等是较早探讨ECS在线控制可行性的学者，但其后一直没有展开这项研究。图6干式马格纳斯ECS实物图2FIG6REALGRAPHOFDRYMAGNUSECS到了2013年，荷兰学者MDABDURRAHMAN和MCMBALCLCER“将传感器置于ECS产品分流器上图13，对金属和矿物颗粒进行实时计数，并准确测量金属产品中物料流的品位。研究发现，金属的回收率产品和入料中的金属含量比和品位对分流器距离都较敏感，所以必须合理设置或控制优化分流器距离。基于试验结果，确定传感器单元的目标功能是产品质量在线控制；自动控制和优化ECS分流器距离。通过这两点，可显著提高ECS对金属废料的回收利用率。64材料导报A综述篇2015年2月上第29卷第2期T外转鼓；T。永磁内转鼓；A入料系统；VT振动面；C、C集料器图7下部进料式ECS结构示意图FIG7STRUCTURALDIAGRAMOFLOWFEEDINGECS1AA静态电磁型ECS主视图崖瑟萎LBAA视图C电器连接图1金属一照料混合物料喂料器；2斜面；3辊；4振动器；5矩形平面线圈；6金属收集器；7塑料收集器；9高压电源；10电容器；11电阻；12切断开关；13程序设计器图8静态电磁型ECS结构示意图”FIG8STRUCTURALDIAGRAMOFTHESTATICELECTROMAGNETICTYPEECS91磁转盘；2电机轴；3电机；4测速发电机；5机架；6调角装置；7给料器；8分选室图9倾斜磁转盘ECS结构示意图30FIG9STRUCTURALDIAGRAMOFECSWITHINCLINEDMAGNETICDISC。MDABDURRAHMAN和MCMBALCLCER的研究已经为ECS的在线控制勾勒出雏形，但还有待进一步完善和优化。为了研究开发和实施涡电流分选机控制系统的可能性，GIUSEPPEBONIFAZI等基于对入料流的图像分析，确立临界参数，构建多层感知器型神经网络及控制模型，从而对人料流作适当的分类。但是分析控制策略柔性神经网络、紧凑的硬件结构等问题都有待解决。图10IDECS结构示意图FIG10STRUCTURALDIAGRAMOFIDECS3弱导电性颗粒轨迹强导电性颗粒轨迹图11ADECS结构示意图俯视图323FIG11STRUCTURALDIAGRAMOFADECSTOPVIEW图12TSECS结构示意图L_3FIG12STRUCTURALDIAGRAMOFTSECS。总之，国外关于ECS自动控制的研究还处于起步阶段，在精确的控制算法、紧凑的硬件结构传感器和执行器等以及整个控制系统的搭建等方面还有很多工作要做。若最终能开发出这样的系统，其经济效益将相当可观。以上从基础的力学模型研究、面向工业化应用的分选效率研究、主要针对细粒分选的新型结构探究、计算机控制初探究4个方面，介绍了国外在涡电流分选研究和工业化应用方面的最新进展。未来，人们将致力于ECS工艺流程优化、细粒分选新型结构的工业化应用以及ECS自动化控制系统开发。退役汽车有色金属涡电流分选的发展现状和展望余敦菘等65振动喂料器单层料瓮鎏营距离一抛A涡电流分选原理图细金属和矿物颗粒的轨迹相互重叠故需合理设置分流器的位置B传感器系统图传感器系统用于测量金属品位和金属、矿物的数量，使在线质量评估或分流器控制成为可能图13涡电流分选和传感器系统图1FIG13DIAGRAMOFECSANDTHESENSORSYSTEM“12国内研究现状和趋势国内对涡电流分选的研究相对较晚，2000年前后，有一些相关报道和国外论文译文】IS；2000年以后，开始积极引进设备和开展研究。研究机构主要是高校、科研院所及电磁设备公司等，其代表分别有中国矿业大学、北京矿冶研究总院及抚顺隆基电磁科技有限公司。研究内容方面，主要包括分选机理、分选效率、分选设备及应用。上海交通大学阮菊俊博士E36在研究废弃硒鼓、废旧冰箱箱体的资源化利用工艺时，重点分析研究了工艺中的关键环节涡电流分选。他的研究较为全面、深入，主要利用理论推导和试验的方法，首次提出了一种新的力学模型，研究了众多因素对分选效果的影响规律，同时探讨了部分因素对分选效果的影响程度关系；最后总结了提高涡流分选分离效率的方法，并在此基础上设计了分选性能更好的涡流分选机。其他学者和研究者也主要在以下3个方面展开相关研究。1分选机理张云雪等8,3740介绍了ECS的基本原理，定性或半定量地探讨了其力学模型，但更定量化的模型有待进一步研究和完善。魏以和_1介绍了涡流分选方法的基本原理，并根据所采用的磁场不同，分别叙述了3类涡流分选设备“直线电机”型涡流分选机、“脉冲”拣选型涡流分选机、“滑道”式涡流分选机。陈建生等_41按利用感应涡流分选非铁金属的3种方式电磁排斥力方式、利用磁制动力的方式、利用运动磁场的方式，介绍了电涡流分选的原理。总之，国内关于ECS分选机理有一定的基础理论研究，还有待更全面、更深入地完善和提高。2分选效率高凤芬I4O总结了有色金属人料参数给料是否均匀、物料粒度范围及涡流分选机特性挡板的位置及厚度、皮带转速对有色金属分选效果的影响。但是，关于各因素影响的讨论是基于实践经验、合理推理和分析，有待通过模拟和试验等方法进一步研究。张洪建等_4。提出从废弃PCB分选出高品位铝产品的技术路线，并做了相关模拟物料试验研究，方法为正交试验法。但试验较为简易，试验数据较少，有待进一步展开。王全强等3采用控制变量法研究了涡电流分选机的3个主要操作参数即进料速度、转子速度和皮带转速对分选效率的影响规律，对相应规律作了解释，并用正交试验法研究了各因素的影响大小及其最佳水平。若还能探讨颗粒的导电率和密度、形状和粒度对分选效果的影响，则关于各因素对分选效果影响规律的研究将更全面。总的来说，国内在ECS分选效率研究方面所做工作很多，分选理论上有待完善；主要研究方法是试验法。3分选设备与应用周勇L_4描述了由英国磁铁主人公司引进的ECSIO0型涡流分离专机系统的原理与应用，重点探讨了其关键部件磁鼓分离系统的基本工作原理。其介绍较为详细、全面、系统化、流程化。刘承帅等39阐述了皮带式涡流分选机的机械结构，包括分选机组成、磁辊的结构含剖面图、其他组成部件等。陈建生等4非常详细地介绍了镇江电磁设备公司设计的一种永磁滚筒式涡流非铁金属选别机，包括主要零部件的结构及参数等，最后介绍了该机的分选效果及使用注意事项。李明德等_8以冶金工业部长沙矿冶研究院研制的CRIMM型稀土永磁辊式涡电流分选机为对象，先整体后部分对其结构作了描述，还重点介绍了关键部件旋转磁辊。总之，国内目前已经具备研制基本型式ECS的能力。ECS主要的应用领域有以垃圾分选为代表的城市固体废弃物的处理、以废旧汽车为代表的工业固体废弃物的处理、铝及有色金属铸造业中型砂的提纯、电子废弃物的资源化利用。总的来说，国内ECS的研究和应用概况是在分选机理基础研究上较薄弱，有待完善和提高；对具体应用中的分选效率研究较多，研究方法主要是试验法；已经具有研制基本设备的能力；ECS主要应用领域是城市固体废弃物和工业固体废弃物的处理。2国内外应用现状与趋势21主要应用领域由于涡电流分选的设计初衷是分选有色金属，故目前ECS几乎全部应用在有色金属回收利用领域，主要应用包括66材料导报A综述篇2015年2月上第29卷第2期以下3方面1城市固体废弃物，主要是生活垃圾的处理；2汽车破碎料有色金属回收；3电子废弃物的回收，主要包括个人电脑PC和印刷电路板PCB。实际应用中，ECS不是作为一个孤立的设备运用，它往往只是一类固体废弃物分选流程中的一个环节，且常按所处理物料的粒级等方面状况选择ECS的工位、机型及参数。22研发和生产厂家涡电流分选是有色金属分选方法的一种，目前世界上在这方面走在前列的著名公司主要有意大利的SGM公司，德国的STEINERT公司、TOTECH公司，美国的ERIEZ公司，挪威TITECH公司等。各公司的设备原理大同小异，只是在分选效率、生产工艺上有所区别而已。在国内，从事涡电流分选研发和生产的厂家很多，知名公司有抚顺隆基电磁科技有限公司、山东科特机电设备有限公司及湖南万容科技股份有限公司等。23应用趋势1与涡电流分选相关的工艺设计和优化越来越具体、精细；常用多级、多段分选。2拣选设备所占比重越来越大，ECS作为粗选环节，而拣选作为精选环节。3国外有将ECS应用范围拓展到贵重金属如金的分选的趋势L4。3结语目前，对涡电流分选的研究集中在ECS分选力学模型、传统ECS分选效率及细粒分选3个方面，并且越来越多地拓展到有色金属之间的分选、合金的分选问题上来；研究方法以试验法为主。涡电流分选发展的主要趋势是针对细粒物料的ECS技术和设备持续发展；为解决有色金属之间用ECS分选困难的问题，拣选技术和设备快速发展；由纯金属分选向合金分选发展E46,47。涡电流分选方法将越来越广泛地应用于有色金属再生利用行业，且可实现高度自动化控制，可能拓展至贵金属如金的分选回收中。另外，随着适合细粒物料的涡流分选机研制成功，ECS很有可能将被应用到原生矿物处理系统中去。在涡电流分选方面，国内可通过加强理论研究、重视分选工艺流程的设计和优化、关注细粒分选问题、消化吸收国外拣选设备，不断提升自主研发能力和应用能力。参考文献1左志，方韦玮我国报废汽车未来十年将以年均2O速度增长EBOI20140530HTTPAUTOGASGOOCOMNEWS20140530074715471560299206810SHTML2陈思报废汽车的回收，拆解与再利用J汽车工艺与材料，2007763吴兆仁，周自强，戴国洪报废汽车车身破碎分选技术的发展现状FJ常熟理工学院学报自然科学版，2013，2610】54DALMIJNWI，DEJONGTPRTHEDEVELOPMENTOFVEHICLERECYCLINGINEUROPESORTING，SHREDDING，ANDSEPARATIONLJJOM，2007，5911525王春，江帆，区嘉洁选矿技术在报废汽车回收中的应用_J矿山机械，2008，361856KLEMPNERD，FRISCHKC，POKORSKIB，ETA1CHARACTERIZATIONOFVARIOUSASRSTREAMSLCINTERNATIONALCONGRESSANDEXPOSITIONDETROIT，19997SEOYC，JOUNGHT，HONGJH，ETA1MANAGEMENTOFENDOFLIFEVEHICLESANDCHARACTERIZATIONOFAUTOMOBILESHREDDERRESIDUEINKOREAVCSAEWORLDCONGRESSDETROIT，20058李明德，李涛稀土永磁辊式涡电流分选机的研制IJ矿冶工程，1997，171389REMPC，LEESTPA，VANDENAKKERAJAMODELFOREDDYCURRENTSEPARATIONLJINTJMINERALPROCESSING，1997，49319310REMPC，BEUNDEREM，VANDENAKKERAJSIMULATIONOFEDDYCURRENTSEPARATORSLJIEEETRANSMAGN，1998，3442280LLWILSONRJ，VEASEYTJ，SQUIRESDM，等选矿技术应用于回收消费遗弃废料中的金属IJ国外金属矿山，19941197512ZHANGS，FORSSBERGE，ARVIDSONBITHECURRENTSTATUSOFEDDYCURRENTSEPARATIONLJERXMETALL，1998，511282913SETTIMOF，BEVILACQUAP，REMPEDDYCURRENTSEPARATIONOFFINENONFERROUSPARTICLESFROMBULKSTREAMSJPHYSSEPARATIONSCIENG，2004，1311514RAHMANMA，BAKKERMCMSENSORBASEDCONTROLINEDDYCURRENTSEPARATIONOFINCINERATORBOTTOMASHJWASTEMANAGE，2013，336141815MEIERSTAUDER，SCHLETTZ，LUNGUM，ETA1ANEWPOSSIBILITYINEDDYCURRENTSEPARATIONLJMINERALSENG，2002，15428716LUNGUM，周廷熙，黎力永磁立鼓式旋涡电流分选机J国外金属矿选矿，200273717魏以和涡流分选方法及其应用J化工矿物与加工，1994，2345318李兰生永磁交变磁场涡流分选机用于二次资源回收J北京矿冶研究总院学报，19921L1519ZHANGS，FORSSBERGEPHYSICALAPPROACHESTOMETALSRECYCLINGFROMELECTRONICSCRAPPARTVEDDYCURRENTSEPARATIONOVERVIEW，FUNDAMENTALSANDAPPLICATIONSLCMINERALSANDMETALSRECYCLINGRESEARCHCENTERMIMERREPORTNO7LULEA，SWEDENLULEAUNIVERSITYOFTECHNOLOGY，199720ZHANGS，FORSSBERGE，ARVIDSONB，ETA1SEPARATIONMECHANISMSANDCRITERIAOFAROTATINGEDDYCURRENTSEPARATOROPERATIONJRESOURCES，CONSERVATIONRECYCLING，1999，25321521ZHANGS，REMPC，FORSSBERGEPARTICLETRAJECTORYSIMULA退役汽车有色金属涡电流分选的发展现状和展望余敦菘等67TIONOFTWODRUMEDDYCURRENTSEPARATORSJRESOURCES，CONSERVATIONRECYCLING，1999，2627122REMPCEDDYCURRENTSEPARATIONMDELFTEBURON，199923FRAUNHOLCZN，REMPC，HAESERPDRYMAGNUSSEPARATIONEJMINERALSENG，2002，1514524ZHANGS，FORSSBERGE，ARVIDSONB，ETA1ANINVESTIGATIONOFTHEPARAMETERSOFROTATINGDRUMTYPEEDDYCURRENTSEPARATORSJSCANDINAVIANJMETALL，1998，27625325ZHANGS，FORSSBERGE，ARVIDSONB，ETA1ALUMINUMRECOVERYFROMELECTRONICSCRAPBYHIGHFORCEEDDYCURRENTSEPARATORSJRESOURCES，CONSERVATIONRECYCLING，1998，23422526SCHUBERTHEINRICHONTHESEPARATIONCRITERIONOFEDDYCURRENTSEPARATIONL,JAUFBEREITUNGSTECHNIK，2001，42941127ROYS，ARIV，KONARJ，ETA1METALENRICHMENTOFFINELYGROUNDELECTRONICWASTEUSINGEDDYCURRENTSEPARATIONJSEPARATIONSCITECHN，2012，4712177728K6HNLECHNERR，SCHLETTZ，LUNGUM，ETA1ANEWWETEDDYCURRENTSEPARA