本發(fā)明屬于建筑垃圾資源化利用，具體涉及一種用于建筑垃圾精細(xì)化分離的熒光分選方法。

背景技術(shù)：

1、我國建筑垃圾資源化利用技術(shù)路線為拆除、破碎、分選、再利用四步驟，影響資源利用效率高低的主要為破碎程度和分選有效性。目前破碎的方法已經(jīng)基本成熟，而分選也演化出眾多技術(shù)路徑，如人工分選、密度分選、磁分選等，這類分選對物化性質(zhì)差異大，分選精度要求低的物料分選有效，但無法針對建筑垃圾中密度、粒徑等性質(zhì)接近的混凝土、磚頭、瓷磚、瓦片等材料進(jìn)行有效分離。目前建筑垃圾的自動(dòng)分選已逐漸成為常態(tài)，如何將精細(xì)化分離技術(shù)與自動(dòng)分選技術(shù)結(jié)合是下一步的發(fā)展趨勢。

2、目前智能自動(dòng)檢測方法主要依靠各種圖像技術(shù)。例如公布號為cn?111931597a的發(fā)明專利，名稱為基于人工智能的垃圾分選方法，對粗分選結(jié)果的垃圾進(jìn)行拍攝圖像分割處理，得到單個(gè)垃圾圖像；利用機(jī)器學(xué)習(xí)對分割處理后的單個(gè)垃圾圖像進(jìn)行圖像識(shí)別處理，得到待分選垃圾的細(xì)分選結(jié)果。但基于彩色圖像的材質(zhì)識(shí)別技術(shù)由于建筑垃圾識(shí)別工礦惡劣，且因分揀過程粉塵污染、污物覆蓋、材料種類復(fù)雜等問題而存在局限性，僅依靠二維彩色圖像檢測的正確率和穩(wěn)定性都具備較大的挑戰(zhàn)。最重要的是，由于彩色圖像的信息量較少，需要大量的人工標(biāo)注數(shù)據(jù)集，而數(shù)據(jù)集的標(biāo)注將耗費(fèi)大量的成本。再如公布號為cn204934032u的一種x射線熒光在線監(jiān)測分揀建筑垃圾的裝置，該技術(shù)采用x射線管向檢測區(qū)的建筑垃圾物料發(fā)射x射線，并用硅漂移探測器采集建筑垃圾物料熒光信號，進(jìn)而根據(jù)信號強(qiáng)弱對建筑垃圾進(jìn)行分選。該技術(shù)能探測不同密度和厚度的透過材料，進(jìn)而進(jìn)行建筑垃圾的分離，但該技術(shù)x射線帶有輻射性，防護(hù)要求高，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。

3、因此需要一種識(shí)別準(zhǔn)確、辨識(shí)率高、無環(huán)境污染的高效分揀識(shí)別方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對目前的建筑垃圾分選方法普遍存在以下問題：

2、（1）解決建筑垃圾資源化過程中分選料分選度不高，導(dǎo)致再生料替代率較低的問題。

3、（2）解決建筑垃圾分選中難以有效分辨原生骨料、混凝土、再生骨料、磚塊等破碎后組分，使再生料品質(zhì)降低，分選精度下降的問題。

4、（3）解決現(xiàn)有依賴于圖像技術(shù)識(shí)別材質(zhì)的智能檢測方法正確率較低，局限性高，以及使用x射線分選技術(shù)成本高昂等問題。

5、（4）尋找一種成本較低、分選精度高、對建筑垃圾再生骨料初篩料寬容度高，反應(yīng)靈敏的熒光分選技術(shù)。

6、鑒于此，本發(fā)明通過將熒光染料應(yīng)用于建筑垃圾的再生骨料分選中，提供了一種能通過原生骨料、再生骨料、混凝土、磚塊等建筑材料對熒光染料的吸附差異實(shí)現(xiàn)建筑垃圾快速分選的方法。相較于傳統(tǒng)的建筑垃圾分選設(shè)備，該方法利用材料的吸附能力基礎(chǔ)上的熒光差異可對密度、大小、顏色、形狀等相近的不同材質(zhì)的建筑垃圾物料進(jìn)行精細(xì)分揀，適用于不同粒徑建筑垃圾的分揀。

7、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：

8、一種用于建筑垃圾精細(xì)化分離的熒光分選方法，通過建筑材料對熒光染料的吸附差異實(shí)現(xiàn)建筑垃圾快速分選。

9、進(jìn)一步，所述熒光染料為8-羥基喹啉鋁（alq3）；具體利用建筑材料對8-羥基喹啉鋁的吸附能力差異，產(chǎn)生的熒光強(qiáng)弱對密度、大小、顏色、形狀相近的不同材質(zhì)的建筑垃圾物料進(jìn)行標(biāo)記。8-羥基喹啉鋁（alq3）熒光材料為一種功能性熒光染料，具備較高的綠色熒光強(qiáng)度、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，極少的添加量（可達(dá)ppm級）。該染料須具有成本較低、熒光強(qiáng)度較高，色差明顯、可遷移度低，易降解等特點(diǎn)。

10、一種用于建筑垃圾精細(xì)化分離的熒光分選方法，包括以下步驟：

11、步驟1，將8-羥基喹啉鋁溶解得到母液；

12、步驟2，將母液稀釋至需求濃度，待用；

13、步驟3，在稀釋后的母液中加入納米二氧化鈦顆粒，通過超聲使兩者溶解乳化均勻，得到熒光溶液；

14、步驟4，將步驟3得到的熒光溶液進(jìn)行霧化；

15、步驟5，對待分選料進(jìn)行均勻噴涂；

16、步驟6，在封閉遮光條件下，通過紫外燈提供激發(fā)光源，待分選料因物化特性差異而導(dǎo)致發(fā)射熒光強(qiáng)弱產(chǎn)生差異，結(jié)合光敏傳感器使熒光型號轉(zhuǎn)換為電信號；

17、步驟7，根據(jù)電信號的大小差異，進(jìn)而對待分選料進(jìn)行分揀；

18、步驟8，分揀后的物料置于陽光或紫外光下放置72h，促進(jìn)熒光染料的分解。

19、進(jìn)一步，所述步驟1將8-羥基喹啉鋁溶解得到母液的具體操作為：將8-羥基喹啉鋁溶于溶劑中，經(jīng)過超聲或加熱加速溶解，制得母液；其中加熱溫度小于80℃；所述溶劑包括氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺（dmf）或乙醇中的任意一種；所述8-羥基喹啉鋁的純度應(yīng)大于95%；8-羥基喹啉鋁與溶劑的用量比為1g：300ml。

20、進(jìn)一步，所述步驟2中將母液稀釋至1×10-3～1×10-6?mol/l。

21、進(jìn)一步，所述步驟3中納米tio2顆粒在稀釋后的母液中的終濃度為0.5-2×10-5mol/l；所述步驟3中超聲功率為?180w，超聲時(shí)間為15min。

22、進(jìn)一步，所述步驟4將步驟3得到的熒光溶液進(jìn)行霧化的具體操作是：通過電子高頻震蕩和外接電源對熒光溶液進(jìn)行霧化。

23、進(jìn)一步，所述電子高頻震蕩的振蕩頻率為2.4mhz或1.7mhz；所述外接電源為dc45v，160w的外接電源。

24、進(jìn)一步，所述步驟5對待分選料進(jìn)行均勻噴涂的具體操作是：在熒光霧化噴涂室通過調(diào)整霧化染料噴涂方向與速度，實(shí)現(xiàn)待分選料360°均勻噴涂。

25、進(jìn)一步，所述步驟7中分揀包括機(jī)械手或高壓噴吹氣。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

27、該方法可對建筑垃圾物料分選中難以有效分辨的原生骨料、混凝土、再生骨料、磚塊等破碎后組分進(jìn)行精細(xì)分揀，滿足了資源化利用的建筑垃圾分選料要求。

28、該方法所選用熒光染料具有低毒，價(jià)格低廉，噴涂及分選后物料熒光強(qiáng)度隨時(shí)間逐漸減弱，且發(fā)生光降解，無需后續(xù)處理，綠色環(huán)保。

29、該方法可與其他分選技術(shù)實(shí)現(xiàn)模塊化組合，利用不同分選技術(shù)優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)從破碎到資源化利用的精細(xì)化分離，提高建筑垃圾資源化利用率。

30、該方法將利用熒光光電轉(zhuǎn)化驅(qū)動(dòng)建筑垃圾組分分離，實(shí)現(xiàn)了弱熒光強(qiáng)信號和高靈敏快反饋，是可以寬擴(kuò)展的發(fā)展型技術(shù)。

31、該方法加入納米tio2，利用二氧化鈦對alq3吸附共聚效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)價(jià)帶躍遷產(chǎn)生的催化效應(yīng)，促進(jìn)對alq3熒光染料的降解。

技術(shù)特征：

1.一種用于建筑垃圾精細(xì)化分離的熒光分選方法，其特征在于，通過建筑材料對熒光染料的吸附差異實(shí)現(xiàn)建筑垃圾快速分選。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于建筑垃圾精細(xì)化分離的熒光分選方法，其特征在于：所述熒光染料為8-羥基喹啉鋁；具體利用建筑材料對8-羥基喹啉鋁的吸附能力差異，產(chǎn)生的熒光強(qiáng)弱對密度、大小、顏色、形狀相近的不同材質(zhì)的建筑垃圾物料進(jìn)行標(biāo)記。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于建筑垃圾精細(xì)化分離的熒光分選方法，其特征在于，包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于建筑垃圾精細(xì)化分離的熒光分選方法，其特征在于：所述步驟1將8-羥基喹啉鋁溶解得到母液的具體操作為：將8-羥基喹啉鋁溶于溶劑中，經(jīng)過超聲或加熱加速溶解，制得母液；其中加熱溫度小于80℃；所述溶劑包括氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺或乙醇中的任意一種；所述8-羥基喹啉鋁的純度應(yīng)大于95%；8-羥基喹啉鋁與溶劑的用量比為1g：300ml。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于建筑垃圾精細(xì)化分離的熒光分選方法，其特征在于：所述步驟2中將母液稀釋至1×10-3～1×10-6?mol/l。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于建筑垃圾精細(xì)化分離的熒光分選方法，其特征在于：所述步驟3中納米tio2顆粒在稀釋后的母液中的終濃度為0.5-2×10-5mol/l；所述步驟3中超聲功率為?180w，超聲時(shí)間為15min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于建筑垃圾精細(xì)化分離的熒光分選方法，其特征在于：所述步驟4將步驟3得到的熒光溶液進(jìn)行霧化的具體操作是：通過電子高頻震蕩和外接電源對熒光溶液進(jìn)行霧化。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于建筑垃圾精細(xì)化分離的熒光分選方法，其特征在于：所述電子高頻震蕩的振蕩頻率為2.4mhz或1.7mhz；所述外接電源為dc45v，160w的外接電源。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于建筑垃圾精細(xì)化分離的熒光分選方法，其特征在于：所述步驟5對待分選料進(jìn)行均勻噴涂的具體操作是：在熒光霧化噴涂室通過調(diào)整霧化染料噴涂方向與速度，實(shí)現(xiàn)待分選料360°均勻噴涂。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于建筑垃圾精細(xì)化分離的熒光分選方法，其特征在于：所述步驟7中分揀包括機(jī)械手或高壓噴吹氣。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于建筑垃圾精細(xì)化分離的熒光分選方法，屬于建筑垃圾資源化利用技術(shù)領(lǐng)域。針對目前對建筑垃圾的智能自動(dòng)檢測方法存在無法同時(shí)保證識(shí)別準(zhǔn)確率、辨識(shí)度的無環(huán)境污染的問題，本發(fā)明方法可對建筑垃圾物料分選中難以有效分辨的原生骨料、混凝土、再生骨料、磚塊等破碎后組分進(jìn)行精細(xì)分揀，滿足了資源化利用的建筑垃圾分選料要求。熒光染料為8?羥基喹啉鋁（Alq3），再加入納米TiO<subgt;2</subgt;，利用二氧化鈦對Alq3吸附共聚效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)價(jià)帶躍遷產(chǎn)生的催化效應(yīng)，促進(jìn)對Alq3熒光染料的降解。所選用熒光染料具有低毒，價(jià)格低廉，噴涂及分選后物料熒光強(qiáng)度隨時(shí)間逐漸減弱，且發(fā)生光降解，無需后續(xù)處理，綠色環(huán)保。

技術(shù)研發(fā)人員：朱宇恩,李嘉妮,寧義茹,李華,趙文婧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山西大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21