19. 10. 2022

Az alumínium elkülönítése vegyes hulladékból (esettanulmány)

---

1. Alumíniumdobozok elkülönítése műanyag és egyéb nemfémes vegyes hulladékból. Az általa feldolgozott anyag már mágneses szétválasztáson esett át és nem tartalmaz mágneses fémszennyeződéseket, azonban a színesfém-szennyeződések felhasználásához a megrendelőnek ezeket a fémanyagokat a megmaradt kommunális hulladékból (papír, fa, műanyag, stb.) el kell távolítania.
2. Aszeptikus italos kartondobozok (tetrapak típusú) elkülönítése a mágneses szennyeződéseket nem tartalmazó vegyes hulladéktól. Az aszeptikus italos kartondobozok hat rétegből állnak, de ebből csak az egyik alumínium (négy polietilén, egy papír és egy alumínium. Az alumínium megvédi a kartondoboz tartalmát a fénytől, a papír szilárdságot ad a csomagolásnak, a polietilén pedig a csomagolás vízhatlanságát biztosítja). Az egyes komponensek teljes újrahasznosítása még mindig meglehetősen ritka és a legtöbb esetben különösen a papírrostokat a papírgyárakban hasznosítják (ahol az italcsomagolást vízfürdőben keverik össze és a papírszálakat ezt követően újrahasznosított papír előállításához használják fel). Viszonylag elterjedt (és viszonylag egyszerű) a teljes kartonok felhasználása építő- és szigetelőlapok előállításához (amelyek a gipszkartonhoz hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek), néha kartonokból polietilént is nyernek újrahasznosított műanyagok gyártása céljából. Az alumínium alkatrészt használják eddig a legkevesebbet, ugyanakkor gazdasági potenciálja igen jelentős, főleg ha figyelembe vesszük az alumínium jelenlegi árát és ha megszorozzuk a vegyes hulladékban lévő hatalmas mennyiségű aszeptikus italcsomagolással.  Az aszeptikus italcsomagolásokból származó alumínium használatának alapvető feltétele a csomagolás minőségi szétválogatása – ezt az anyagot összezúzzák, majd az alumíniumot elektrosztatikus szeparátorok segítségével elválasztják a műanyagtól és a papírtól (amely lehetővé teszi a benne lévő alumínium akár 99%-ának újrahasznosítását!)
3. Az alumíniumdobozok és az aszeptikus italos kartondobozok egyidejű szétválasztása a vegyes hulladékból, mágneses részecskék nélkül.

A színesfém-elválasztó működési elve:

Az Eddy Current szeparátor  rövid szállítószalaggal van felszerelve, amelyben egy nemfémes burkolatú hajtott hengerben (centrikusan vagy excentrikusan) egy nagy sebességű mágneses forgórész található. A fém nem mágneses részecske szétválása abban a pillanatban következik be, amikor ez a részecske a szállítószalagon eléri a forgó rotor mágneses terét. Ez a mágneses tér korlátozott ideig mágnesezi és a polaritása megegyezik a rotor mágneses mezőjével - ezért az így mágnesezett anyagok kilökődnek és automatikusan kilökődnek a színesfém-elválasztó szállítószalagjáról. A nem mágneses fémhulladékok válogatásánál a lehető legjobb eredmény elérésének feltétele az egyenletes áramlás és (ha lehetséges) a szállítószalagon szállított egyrétegű anyag - ezért mindig célszerű vibrációs adagolót elhelyezni a nem-mágneses fémhulladék elválasztó elé. Azt is szem előtt kell tartani, hogy a színesfémek válogatása előtt el kell távolítani az anyagból a mágneses fémszennyeződéseket (pl. egy felfelé irányuló mágneses dob, henger vagy lemez segítségével).

A probléma leírása:

Ebben az esetben a színesfém-elválasztót ezeknek a fémeknek a többi nem mágneses anyagoktól való elválasztására használják. Az alumínium a jól vezető könnyű színesfémek közé tartozik, ezért örvényes szétválasztása Eddy Current szeparátorral többnyire problémamentes. De az elektromos vezetőképességet az anyag fajtája mellett az alakja és térfogata is befolyásolja, ezért például az alumíniumlemezek vagy -dobozok könnyebben szétválaszthatók, mint a rövid vezetékek. Ugyanezen okból kifolyólag az aszeptikus italos dobozokban már a nagyon vékony alumíniumréteg is problémás az elektromos vezetőképesség szempontjából. Ráadásul mivel az alumíniumdobozok és az italos dobozok elektromos vezetőképessége nagyon eltérő, ezért a szeparálás mindkét típusú anyag egyetlen örvényáramú elválasztó felhasználásával nehéz lehet, így ezt szintén ellenőrizni kellett a teszt során.

Problémamegoldás:

A színesfémek ECS-C négypólusú centrikus elválasztójával először az egyes alumíniumdobozok kiválasztását teszteltük 1,5 m/s sebességgel. A teszt eredménye az volt, hogy 100%-os megbízhatóságot mutatott ki az ilyen típusú anyagok eltávolítására ECS-C alkalmazásával( az Eddy Current szeparátor az összes dobozt jelentősen túldobta a selejtezési tengelyen), így megkezdtük az alumíniumdobozok vegyes hulladékból történő válogatásának tesztelését - és az eredmény ismét az összes alumíniumdoboz szétválogatása lett a vizsgált anyagból. Ezt követően tetrapack csomagolással is elvégeztük ugyanezt a tesztet - először más anyagok hozzáadása nélkül, majd ezeknek a csomagolóanyagoknak a vegyes hulladéktól való elkülönítését teszteltük. Mindkét tesztben kimutatták, hogy bár az ECS-C nagyrészt alumínium bevonattal ellátott tetrapakot is képes válogatni, a nagyon vékony alumíniumréteg azonban nem teszi lehetővé a 100%-os megbízható elválasztást a négypólusú centrikus változatnál..

Ezután leteszteltük az elválasztást az ECS-E tizenkét pólusú, színesfém excentrikus szeparátorral is. Már az első pillanatban nyilvánvaló volt, hogy a kinetikus energia, amelyet a szeparátor mind a dobozoknak, mind a tetrapak csomagolásnak közvetít, sokkal nagyobb, mint amit a négypólusú centrikus szeparátor használata során. Ezzel a konzervdobozok és az alumíniumbevonatú tetrapak csomagolás esetében is 100%-os hatékonyságot sikerült elérni. Továbbá nnak köszönhetően, hogy mindkét típusú anyagot nagyobb (a szükségesnél) távolságra dobta el a szeparátor, lehetővé vált a válogatósor alatti nyílás megnagyobbítása a nem mágneses anyagok felfogására. Ez alapvetően növelte a válogatósor összkapacitását, ami jelentősen pozitívan hatott a vegyes hulladékok válogatásának gazdasági eredményeire.

A lehetséges műszaki megoldások értékelése:

Ha szükség van az alumíniumdobozok elkülönítésére, például más nem mágneses hulladékok keverékétől, az alacsony pólusú, központilag elhelyezett mágneses rotorral ellátott színesfém-elválasztó alkalmazása tűnik a legjobb megoldásnak a következő okok miatt.:

• Nagyon gyors a befektetés megtérülése (nagyobb alumínium szennyeződés százalék és nagyobb feldolgozott mennyiség esetén a megtérülés néhány hét nagyságrendű is lehet)
• Az alumíniumdobozok megbízható szétválasztása
• Adott esetben abszolút egyenértékű a drágább többpólusú excenter elválasztókkal = vonzó ár/teljesítmény arány
• Elválasztó automata tisztítással az anyagáramlás megszakítása nélkül (24/7) = zökkenőmentes feldolgozás
• Nagy hatékonyság még a tisztított anyag nagyobb sebességénél is
• Munkaszélesség 2000 mm-ig = nagy teljesítmény

Ha az ügyfélnek el kell választania a kevésbé elektromosan vezető aszeptikus italos kartondobozokat a vegyes nem mágneses hulladéktól, vagy aszeptikus italos kartondobozokat és alumíniumdobozokat kell begyűjtenie, akkor a legjobb megoldás egy többpólusú színesfém-elválasztó használata excentrikusan szerelt rotorral, amely különösen a következő előnyöket kínálja:

• Az aszeptikus italos kartondobozok megbízható szétválasztása (a nagyon vékony alumíniumréteg ellenére)
• A megoldás univerzalitása jelentősen eltérő tulajdonságú nemmágneses fémes anyagok szétválasztása esetén
• Elválasztó automata tisztítással az anyagáramlás megszakítása nélkül (24/7) = zökkenőmentes feldolgozás
• Nagy hatékonyság még a tisztított anyag nagyobb sebességénél is
• Munkaszélesség 2000 mm-ig + alumínium kartondobozok nagy távolságra dobása = nagy teljesítmény

A javasolt műszaki megoldás előnyei:

• értékes másodnyersanyag felhasználása
• az ökológiai terhelés csökkentése az alumínium bauxitból történő előállítása során
• a munkatermelékenység, jövedelmezőség és jövedelmezőség jelentős növekedése a vegyes hulladék válogatás területén