Сортиране на натрошени суровини
Сортирането по плътност в момента е най-разпространеното и най-често използвано с помощта на разделителна среда. Методите за разделяне по плътност са описани по-долу.
Флотационно разделяне чрез гравитация Суровият материал се зарежда в резервоар, пълен с течност с известно специфично тегло (напр. вода или саламура). Разделянето позволява на големите частици да лежат на дъното, докато леките частици изплуват на повърхността и се придвижват с помощта на лопатки или остриета към изходните ролки. Тежките компоненти периодично се отстраняват от дъното на резервоара.
Чрез регулиране на плътността на течността можете точно да зададете точката на разделяне.
Ориз. 4.21. Флотационна сепарация
Флотационна сепарация в центробежно поле
Хидроциклоните и сортиращите центрофуги работят на принципа на флотационната сепарация. Хидроциклонът се поставя във вертикално положение. Средата (вода, солен разтвор и др.), пълна с пластмасови частици, се въвежда под налягане в хидроциклона. Центробежните сили дърпат натоварения материал в кръгово движение с центробежно ускорение, което е 250 пъти ускорението, дължащо се на гравитацията. Ускорението кара тежките частици да излизат, а частиците с плътност, по-малка от средата, да се събират в центъра на циклона. Тръба, поставена отгоре в централната част на циклона, изсмуква плаващия материал. Промяната на плътността на течността влияе върху параметрите на разделяне. За да работи хидроциклона като сепаратор, е необходимо частиците да са с еднакъв размер.
Ориз. 4.23. Схема на центрофуга за сортиране
Изпомпва се в коничен цилиндричен съд, снабден с друг конус и спираловиден канал, прикрепен към вътрешната структура. Съд и спирала с големи, но различни скорости в еднои същата посока, задвижете кашата. Сместа от твърди вещества и течност се изпомпва през захранващата тръба и преминава през захранващите отвори в намотките във въртящия се съд. Частиците се ускоряват. Центробежната сила в твърдото тяло на центрофугата притиска към стената частици със специфична маса, по-голяма от специфичната маса на течността. Спиралата ги отвежда до конусовидния резервоар, откъдето се отвеждат през изходите.
Светлият край изплува нагоре и се отнася от течността към другия край на центрофугата.Ефективността на разделяне е приблизително 99,8%.
Сортирането въз основа на различна омокряемост на пластмасите се отнася до процеси на мокро разделяне. Повърхностите на полимерните материали са хидрофобни и хидрофилни. Водоотблъскващите пластмаси изплуват на повърхността поради въздушни мехурчета, полепнали по тях, докато водопоглъщащите материали потъват поради теглото си. Такава система се използва във флотационни камери, но рядко се използва на практика.
Електростатичното сортиране е суха процедура. Параметърът на разделяне е разликата в електростатичните свойства на пластмасите.
В подготвителния етап частиците, които трябва да бъдат сортирани, са електростатично заредени. Това може да стане или с коронен разряд от 20-40 kV, или чрез триене (трибоелектричен заряд). В зависимост от проводимите свойства на повърхността на частиците, те освобождават заряд по-бързо или по-бавно. В електростатично поле те се ориентират повече или по-малко в посоката на положително заредената страна. Повърхностната проводимост и факторите на влага също трябва да се вземат предвид.
Този процес е от особен интерес за разделянето на полиолефини, тъй като техните плътности се припокриват и извършват разделяния на базата на флотация.почти невъзможно. Голямото предимство на тази процедура е много ниска консумация на енергия с много висока производителност. Този метод обаче може да се използва само за сух и относително чист материал и само за пластмаси с не повече от два компонента. За многокомпонентни материали електростатичното разделяне трябва да се комбинира с разделяне по плътност или с процеси на измиване и многоетапно разделяне.
На фиг. 4.24 представя различни методи за оптична идентификация. По-често от други се използват инфрачервена и рентгенова спектроскопия, чиито принципи ще разгледаме по-подробно.
Инфрачервеното лъчение пада в областта от 14 000 до 4 cm-1. Спектърът зависи от молекулярната структура, което прави възможно идентифицирането на материала.
Ориз. 4.24. Методи за идентифициране на пластмаси
В комбинация с необходимия софтуер, инфрачервената спектроскопия позволява бързо събиране на данни, запис на спектъра за милисекунди и бърз анализ на компонентите на материала.
Инфрачервената идентификация ще се използва в големите рециклиращи станции за идентифициране на до шест различни материала.
Целият процес на разделяне се състои от освобождаване на бала, пресяване, улавяне, избор на бутилки за единично представяне към IR сензори, извличане, разделяне. На последния етап пластмасите се изхвърлят в съответната секция на станцията.
Въз основа на използването на сензори, работещи в MIR (среден инфрачервен регион), до 30 различни полимерни материала са идентифицирани в заводите за рециклиране на пластмасови отпадъци от автомобили.
Рентгеновата флуоресцентна спектроскопия се основава на абсорбцията на рентгенови лъчирадиация (излъчвана от радиоактивен източник) от атоми, по-големи от натрия. При напускане на възбудено състояние атомите флуоресцират при дължини на вълните, които могат да бъдат контролирани. Сензорите са настроени за оптимална чувствителност към един елемент, като например хлор. По този начин PVC бутилките могат да бъдат отделени от полиетилен терефталат (PET) и PE бутилки. Този метод не прави разлика между PET и PE продукти. В този случай се препоръчва използването на инфрачервена спектроскопия.
Смесен пластмасов поток може да бъде разделен на чисти компоненти чрез селективно разтваряне, последвано от мигновено обезвъздушаване и втвърдяване на композита. Предварителната обработка на суровините изисква смилане. За разтваряне е необходимо да се избере последователност от разтворители и определени температури на разтваряне. При ниски концентрации вискозитетът е достатъчен за филтриране на неразтворими примеси като стъкло, метали, хартия и т.н. Но центрофужното оборудване също се е доказало тук.
Предимството на разделянето чрез разтваряне е, че по този начин могат да се разделят пластмаси с еднаква плътност. Отстраняването на всички примеси гарантира много високо качество на крайния продукт. Тъй като полимерите са в разтвор, става възможно добавянето на стабилизатори и модификатори на удара в необходимото количество.
Тази технология използва свойството на материалите да се свиват при ниски температури. Пластмасите се охлаждат в течен азот под температурата им на встъкляване. Чупливите пластмасови отпадъци могат да бъдат протрити или счупени или да се разпаднат сами поради разликите в свиването (например в сравнение с метала). Тази технология се прилага за рециклиране на автомобилни гуми, електрически кабели,алуминиеви капачки за бутилки с PVC вложки и комбинации с други материали. Използва се и за производството на много чист възстановен PET без адхезивни примеси. Тъй като замърсителите от лепилото се пулверизират в криогенния процес (за разлика от PET), то е лесно да се отдели от големи PET люспи.
Сортиране въз основа на магнитни свойства
Този процес се извършва единствено за извличане на магнитни частици или за отделяне на пластмаси от армиращия метал. Не може да се използва за разделяне на пластмаси поради ниското ниво на техните магнитни свойства.
Натрошеният материал преминава през магнитно поле, което ориентира частиците. Свойствата на суровината определят вида на сепаратора.
Тези машини се използват в приложения, където пластмасите са неблагоприятно повлияни от високи концентрации на железни и стоманени частици. В определена зона на въртящата се ролка се създава магнитно поле, което премахва магнитните частици чрез повдигане и транспортиране в другата посока, както е показано на фиг. 4.25 и 4.26.
Вихровотоков сепаратор
Цветните метали се разделят с помощта на вихрови токови агрегати. Конструкцията на вихровия сепаратор е подобна на конструкцията на магнитното преразпределение