Nowe techniki sortowania nadzieją na recykling metali
W projekcie SHREDDERSORT zastosowano dwie technologie zapewniające nowy sposób sortowania metali nieżelaznych. Jedna z nich umożliwia automatyzację sortowania oraz dużą szybkość procesu. Projekt, który był prowadzony przez hiszpańskie przedsiębiorstwo MŚP, Lenz Instruments, może udoskonalić recycling wysokowartościowych metali, takich jak aluminium, miedź czy brąz, pochodzących ze zezłomowanych samochodów i ograniczyć zapotrzebowanie na te surowce. Po osiągnięciu końca okresu użytkowania samochody i inne pojazdy są cięte przez maszyny do rozdrabniania na kawałki o grubości ok. 1 – 10 cm, tak aby umożliwić ich recycling i utylizację. Oddzielenie metali żelaznych za pomocą magnesów jest stosunkowo łatwe, wyjaśnia Jacobo Alvarez, koordynator projektu i kierownik działu badań i rozwoju w Lenz Instruments. Sortowanie pozostałej części składającej się z metali nieżelaznych jest jednak bardziej skomplikowane. Istniejące metody, takie jak segregacja na mokro, są drogie i wymagają dużych ilości wody. Korzystanie z nowszej metody, tj. czujników fluorescencji rentgenowskiej, jest skuteczne, ale ogranicza się wyłącznie do metali o tej samej gęstości. Nowe techniki sortowania Aby przeanalizować właściwości elektryczne zezłomowanych materiałów w różnych częstotliwościach, zespół pracujący w ramach projektu SHREDDERSORT korzysta z elektromagnetycznej spektroskopii tensorowej. Otrzymane dane można połączyć z informacjami dotyczącymi morfologii zezłomowanych fragmentów, tak aby określić ich przewodnictwo. Segregację umożliwia zatem fakt, że różne metale mają różne poziomy przewodnictwa. Badacze opracowali drugą technologię sortowania opartą o spektroskopię emisyjną wzbudzaną laserem (LIBS). "Chociaż ta technika jest powszechnie używana w laboratoriach, zastosowanie jest w szybkich systemach sortowania jest pewnego rodzaju wyzwaniem technologicznym", mówi dr Alvarez. System opracowany w projekcie SHREDDERSORT przekazuje fragmenty metali wzdłuż szerokiej na 1 m taśmy przenośnika z szybkością dwa metry na sekundę. Dwa krótkie impulsy lasera o dużej mocy rzucane są na każdy przekazywany fragment, usuwając z ich powierzchni niewielką masę i tworząc strumień plazmy w skrajnie wysokiej temperaturze. Po schłodzeniu plazmy spektrometr wysokiej prędkości identyfikuje różne stopy aluminiowe poprzez określenie charakterystycznych linii emisji pierwiastków w wykrojonym materiale. Następnie wypychacze powietrzne wykonują właściwe sortowanie. "W wyniku tych prac mogliśmy wykazać, że nasz system jest w stanie sortować odlewy oraz przerobione plastycznie aluminium z dokładnością powyżej 90%", mówi dr Alvarez. System LIBS, który działa od kwietnia 2016 r., ma przepustowość dwie tony na godzinę. W samą porę Ta innowacja pojawia się we właściwym momencie. Obecnie większość zezłomowanego aluminium, zarówno odlewów, jak i przerobionego plastycznie aluminium, podlega recyklingowi w celu wyprodukowania wtórnych odlewów aluminiowych. Jednak już w 2018 r. podaż odlewów aluminiowych zacznie przewyższać popyt, a rosnąć będzie zapotrzebowanie na czystsze przerobione plastycznie zezłomowane aluminium do produkcji wtórnych stopów aluminiowych do przeróbki plastycznej. Zespół pracujący w projekcie SHREDDERSORT postawił sobie obecnie za cel dostosowanie systemu, tak aby był na tyle stabilny, by poradzić sobie z trudnymi warunkami eksploatacyjnymi w zakładach recyklingu. To zadanie wymaga przeprojektowania wybranych kluczowych elementów systemu, a partnerzy przemysłowi projektu badają aktualnie możliwości finansowania tego kroku. "Wykorzystanie tych technologii nie ogranicza się do przetworzenia metali pochodzących ze zezłomowanych pojazdów. Rozwiązania technologiczne można łatwo dostosować do odzyskiwania docelowych metali z odpadów przemysłowych, elektronicznych oraz innego rodzaju odpadów zawierających metale", mówi dr Alvarez.
Słowa kluczowe
SHREDDERSORT, recykling, metale nieżelazne, spektroskopia, odpady samochodowe, złom aluminiowy, sortowanie metalu, czujniki elektromagnetyczne
