技术研究｜浅析人造板行业废旧木材清洁分选

在“双碳”战略背景下，针对我国人造板行业废旧木材资源利用难题，研究提出了3种不同废旧木材的清洁分选工艺流程。主要阐述废旧木材中的磁性金属、非磁性金属以及塑料、橡胶等杂质的分选剔除工艺方法，为人造板行业绿色生产提供了理论支撑和技术解决方案，推进木材资源高效利用，助力“双碳”目标实现。

近年来，我国人造板生产线规模越来越大，木质原料成本上升，导致企业生产成本增加。此外，我国每年产生的废旧木材数量庞大，根据资料统计，2023年我国产生的废旧木材约为9 000万t［1］。越来越多的人造板生产企业开始研究利用废旧木材作原材料，循环利用木材以降低原材料成本。

目前，人造板行业使用比较多的废旧木材主要为建筑模板、碎单板和端头料等，需要将其中的沙石、橡胶、金属、塑料等杂质去除［2］，研究废旧木材清洁分选技术，对推动人造板行业可持续、绿色发展，推进废旧木材循环利用具有重要意义。

1.废旧木材清洁分选工艺流程

1.1 建筑模板

建筑模板主要使用木材制作，但是中间含有铁钉、不锈钢碎片、沙石等杂质，图1为建筑模板及破碎后实景。

建筑模板清洁分选工艺流程如图2，先将建筑模板破碎成大料，然后通过分级筛筛分为小细料、细料、规格料、大料和轻质废料；小细料直接送进锅炉燃烧，细料通过风选去除沙石，规格料先通过磁选装置剔除铁磁物质，再通过涡电流检测、成像检测或者X光射线检测剔除非磁性金属、塑料和橡胶等，大料经过再碎机再碎后再次筛分。

 建筑模板清洁分选工艺流程

以上建筑模板清洁分选工艺流程的优点和特点：

1）经过破碎机破碎后的建筑模板颗粒更小，减少了后续加工设备的能耗，同时降低了设备运行时的负载压力，优化了生产工艺；

2）由于建筑模板特殊性，内部含有大量铁钉等金属，工艺流程增加磁选装置，大大提高磁性金属的剔除率；

3）通过均料装置有效将物料铺宽铺平，均匀快速进入下一个工序，并且能够提高分级筛的效率；

4）通过分级筛将破碎后的物料进行有效筛分，将小细料直接运至锅炉燃烧，细料通过风选机剔除沙石杂质，规格料经过涡电流分选、成像分选剔除非磁性金属、橡胶和塑料等，大料经过再碎后回送到系统再筛分，部分轻质物料通过风机吸走；

5）流程科学合理，使用和维护成本低；清洁分选效果显著，清洁率高，减少后续设备损耗；运行速度快，能够满足大产能需求。

1.2 碎单板

碎单板为木段旋切后的剩余物，常含有沙石、塑料等杂质，图3为碎单板及削片后实景。

碎单板清洁分选工艺流程，碎单板通过除石上料机分离出石块和大重物，通过金属探测仪检测识别碎单板中的金属杂质，通过专用削片机将其削成木片，再经过专用设备加工成刨花或纤维。

以上碎单板清洁分选工艺流程的优点和特点：

1）碎单板通过除石上料机时，上料机可以有效地去除碎单板中的沙石和大重物，可以采用多级去除系统，剔除效果更好；

2）物料通过皮带运输机输送至专用削片机，在进入削片机前，经过金属探测仪检测，可有效识别碎单板中的金属杂质，避免金属异物对削片机刀具的伤害，延长刀具使用寿命；

3）针对碎单板专用削片机，独特的切削片角能保证优秀的木片形态，带有特定的强制进料系统，适用于碎单板原料，使生产效率提高，大大增大削片机的产能。

1.3 端头料

端头料主要为原木截断产生的头部或者尾部的剩余料，混有铁钉、沙石等杂质，图5为端头料及切削后实景。

工艺流程为通过专用削片机将端头料切削成合格的木片，再经过专用设备加工成刨花或纤维，见图6所示。

以上端头料清洁分选工艺流程的优点和特点：

1）端头料通过皮带运输机输送至辊台运输机，在输送过程中利用辊台的分离功能，有效去除沙石、树皮等杂质，提升物料纯净度；

2）去除沙石、树皮等杂质后的端头料由皮带运输机送经金属探测仪，检测剔除其中的金属杂质；

3）核心设备是特制的削片机，其喂料辊采用齿形结构，和进料装置配合对端头料强制进料，能更好地使得端头料进入到削片机的切削腔内，能耗低、自动化程度高、生产效率高。

2.2.3 成像检测

成像检测通常采用基于棱镜分光的多CDD彩色高速线阵相机，在高曝光的光源照射下，快速成像，对比（如颜色、形状、纹理等），杂质需大于10 mm×10 mm，分析出废旧木材中的非磁性金属，再通过阀门将其精准排除。

成像检测的优点和特点：1）运输物料速度最快可达5 m/s，对物料拍照识别分析最快响应时间为3微秒，见图8所示。使用了全新的LED光源照明系统，单条LED光源光强可达20 000流明，光源线性均匀度好，成像的图像一致性好、色彩还原性好；对于消除阴影、提高黑色异物和黄色异物的检出率更加有效。

2）采用独有的嵌入式FPGA+DSP图像处理技术，大大提高了运算速度，增加系统的稳定性，先进算法融合了颜色、形状、纹理等杂质特征参数，对麻绳、黑胶皮、绿胶皮、黄色纸壳、传送带碎片等杂质的剔除效果更好。

3  结束语

针对废旧木材再生利用领域，创新性地开发了基于物理特性筛选废旧木材中的金属、塑料、橡胶等杂质，构建了废旧木材再生利用的清洁化生产关键技术。该技术突破实现了人造板原料中杂质的高效精准分离，有效促进了木材加工产业链的闭合循环，为木材工业的低碳化转型提供了可量化的技术路径，助力我国碳达峰碳中和目标的实现。