19. 10. 2022

anie aluminium z odpadów mieszanych (studium przypadku)

---

1. Oddzielanie puszek aluminiowych z tworzyw sztucznych i innych niemetalowych odpadów zmieszanych. Przetwarzany przez niego materiał został już poddany separacji magnetycznej i nie zawiera magnetycznych zanieczyszczeń metalicznych, jednak aby odzyskać nieżelazne zanieczyszczenia metaliczne, klient musi oddzielić te materiały metaliczne od pozostałych odpadów komunalnych (papier, drewno, tworzywa sztuczne itp.).
2. Oddzielanie aseptycznych kartonów po napojach (typu tetrapak) z odpadów zmieszanych nie zawierających zanieczyszczeń magnetycznych. Aseptyczne kartony na napoje składają się z sześciu warstw, ale tylko jedna z nich jest wykonana z aluminium (cztery są polietylenowe, jedna papierowa i jedna aluminiowa. Aluminium chroni zawartość kartonu przed światłem, papier nadaje opakowaniu wytrzymałość, a polietylen zapewnia nieprzepuszczalność opakowania). Pełny recykling poszczególnych komponentów był dotychczas raczej rzadki, a w większości przypadków odzysk dotyczy głównie włókien papierowych w papierniach (gdzie pojemniki po napojach miesza się w kąpieli wodnej, a następnie włókna papierowe wykorzystuje się do produkcji papieru makulaturowego). Dość powszechne (i stosunkowo proste) jest wykorzystywanie całych kartonów do produkcji płyt budowlanych i izolacyjnych (które mają wówczas właściwości podobne do płyt gipsowych), a niekiedy z kartonów odzyskuje się również polietylen do produkcji tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu. Komponent aluminiowy jest jak dotąd najmniej wykorzystywany, jednak jego potencjał ekonomiczny jest bardzo znaczący, zwłaszcza biorąc pod uwagę obecną cenę aluminium i ogromną ilość aseptycznych pojemników po napojach w odpadach zmieszanych. Zasadniczym warunkiem odzysku aluminium z aseptycznych opakowań po napojach jest wysokiej jakości sortowanie tych opakowań - materiał ten jest następnie rozdrabniany i za pomocą separatorów elektrostatycznych oddzielane jest aluminium od plastiku i papieru (dzięki czemu można uzyskać recykling nawet 99% aluminium zawartego w aseptycznych kartonach po napojach)!
3. Jednoczesna separacja puszek aluminiowych i aseptycznych kartonów po napojach z odpadów zmieszanych bez cząstek magnetycznych.

asada działania separatora metali nieżelaznych.

Eddy current separator jest wyposażony w krótki przenośnik taśmowy, w którym jest zamontowany (centralnie lub mimośrodowo) szybkoobrotowy wirnik magnetyczny w napędzanym cylindrze z niemetalową obudową. Separacja niemagnetycznej cząstki metalicznej następuje w momencie, gdy cząstka na taśmie przenośnika wchodzi w pole magnetyczne obracającego się wirnika. To pole magnetyczne namagnesuje je na określony czas, a jego biegunowość będzie taka sama jak pole magnetyczne wirnika - i dlatego tak namagnesowane materiały są odpychane i automatycznie wyrzucane z taśmy transportowej separatora metali nieżelaznych. Warunkiem uzyskania jak najlepszych wyników sortowania niemagnetycznych odpadów metalicznych jest równomierny przepływ i (jeśli to możliwe) jednowarstwowość materiału transportowanego na przenośniku taśmowym - dlatego przed separatorem metali kolorowych zawsze wskazane jest zastosowanie podajnika wibracyjnego. Należy również pamiętać, że przed sortowaniem metali kolorowych należy usunąć z materiału magnetyczne zanieczyszczenia metaliczne (np. za pomocą przypisanego wcześniej bębna magnetycznego, wałka lub płyty).

Opis problemu:

Separator metali nieżelaznych służy więc do oddzielania tych metali od innych materiałów niemagnetycznych. Aluminium jest jednym z dobrze przewodzących lekkich metali nieżelaznych, dlatego jego separacja za pomocą separatora wiroprądowego jest zazwyczaj bezproblemowa. Ale na przewodność elektryczną oprócz samego rodzaju materiału ma wpływ jego kształt i objętość, dlatego np. blachy lub puszki Al są łatwiejsze do rozdzielenia niż krótkie druty. Z tego samego powodu bardzo cienka warstwa aluminium w aseptycznych pojemnikach na napoje jest również problematyczna z punktu widzenia przewodności elektrycznej... Ponadto, ponieważ przewodność elektryczna puszek aluminiowych i pojemników na napoje jest bardzo różna, oddzielenie obu rodzajów materiałów za pomocą jednego separatora prądów wirowych może być trudne, co również musiało zostać sprawdzone podczas testu. 

Rozwiązanie problemu:

Przy użyciu czterobiegunowego centrycznego separatora metali nieżelaznych ECS-C z prędkością 1,5 m/s przetestowaliśmy najpierw odrzucanie pojedynczych puszek aluminiowych. W wyniku testu mogliśmy wykazać 100% pewność odrzucenia tego typu materiału przy użyciu ECS-C (separator wiroprądowy wyrzucił wszystkie puszki znacznie poza oś odrzucenia), więc przystąpiliśmy do testu sortowania puszek aluminiowych z odpadów zmieszanych - i wynikiem było ponownie wysortowanie wszystkich puszek aluminiowych z badanego materiału.  Następnie ten sam test przeprowadziliśmy z opakowaniami typu tetrapack - najpierw bez żadnych innych materiałów zmieszanych, a następnie testowaliśmy wydzielenie tych pojemników z odpadów zmieszanych. W obu testach okazało się, że choć ECS-C potrafi w większości uporządkować także tetrapak pokryty aluminium, to bardzo cienka warstwa aluminium nie pozwala na stuprocentowo pewną separację w wariancie czterobiegunowym centrycznym.

Następnie przetestowaliśmy rozdzielność zarówno puszek aluminiowych, jak i tetrapaków przy użyciu dwunastobiegunowego mimośrodowego separatora metali nieżelaznych ECS-E. Na pierwszy rzut oka widać, że energia kinetyczna przekazywana przez separator zarówno puszkom, jak i tetrapakom była znacznie większa niż ta, którą czterobiegunowy separator centryczny był w stanie przekazać im podczas sortowania. W ten sposób, zarówno dla puszek, jak i tetrapaków, osiągnięto 100% wychwytywania opakowań z powłoką aluminiową, a dodatkowo, ponieważ oba rodzaje materiałów były wyrzucane w większej (niż pożądana) odległości, otwór w szafie sortowniczej mógł być powiększony, aby wychwytywać materiały niemagnetyczne. Dzięki temu znacznie wzrosła ogólna wydajność linii sortowniczej, co miało istotny pozytywny wpływ na ogólne wyniki ekonomiczne sortowania odpadów zmieszanych.

Ocena możliwych rozwiązań technicznych:

W przypadku konieczności oddzielenia np. puszek aluminiowych od mieszaniny innych odpadów niemagnetycznych, najlepszym rozwiązaniem wydaje się nisko biegunowy separator metali nieżelaznych z centralnie umieszczonym wirnikiem magnetycznym, z następujących powodów:

• Bardzo szybki zwrot z inwestycji (w przypadku większego procentu zanieczyszczeń aluminiowych i większej objętości przetwarzanego materiału zwrot może nastąpić nawet w ciągu kilku tygodni)
• Niezawodne oddzielanie puszek aluminiowych
• W danym przypadku  jest absolutnie równoważny z droższymi wielobiegunowymi separatorami mimośrodowymi = atrakcyjny stosunek ceny do jakości.
• Separator z automatycznym czyszczeniem bez przerywania przepływu materiału (24/7) = praca ciągła
• Wysoka wydajność nawet przy większych prędkościach czyszczenia
• Szerokość robocza do 2000 mm = duża wydajność pracy

Jeśli klient potrzebuje oddzielić mniej przewodzące prąd elektryczny aseptyczne kartony po napojach od mieszanych odpadów niemagnetycznych lub wychwycić zarówno aseptyczne kartony po napojach, jak i puszki aluminiowe, wówczas najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie wielobiegunowego separatora metali nieżelaznych z mimośrodowo zamontowanym wirnikiem, który oferuje w szczególności następujące zalety:

• Niezawodne oddzielanie aseptycznych kartonów z napojami (pomimo bardzo cienkiej warstwy aluminium)
• Uniwersalność rozwiązania do separacji niemagnetycznych materiałów metalicznych nawet o znacznie różniących się właściwościach
• Separator z automatycznym czyszczeniem bez przerywania przepływu materiału (24/7) = praca ciągła
• Wysoka wydajność nawet przy większych prędkościach czyszczenia
• Szerokość robocza do 2000 mm + wyładunek kartonów aluminiowych z dużej odległości = duża wydajność pracy.

Korzyści wynikające z proponowanego rozwiązania technicznego:

• odzysk cennych surowców wtórnych
• zmniejszenie obciążenia środowiska produkcją aluminium z boksytów
• znaczny wzrost wydajności pracy, rentowności i dochodowości w zakresie sortowania odpadów zmieszanych