PT1606057E

PT1606057E - Método para a separação de partículas contendo metal não ferroso a partir de uma corrente de partículas

Info

Publication number: PT1606057E
Application number: PT04721041T
Authority: PT
Inventors: Renata Dorothea Van Der Weijden; Peter Carlo Rem
Original assignee: Univ Delft Tech
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2007-01-31
Also published as: DE602004002675D1; WO2004082839A1; NL1025050C1; EP1606057B1; JP2006520689A; JP4514751B2; EP1606057A1; US20070034554A1; US7726493B2; ATE341399T1; DK1606057T3; ES2274434T3; DE602004002675T2

Description

ΕΡ 1 606 057 /PT DESCRIÇÃO "Método para a separação de partículas contendo metal não ferroso a partir de uma corrente de partículas" 0 presente invento refere-se a um método para a recuperação de partículas compreendendo metal não ferroso a partir de uma corrente de partículas, produzindo uma fracção enriquecida em metal não ferroso e uma fracção pobre em metal não ferroso.

Existem várias correntes, tais como correntes de resíduos que podem incluir cinza de fundo produzida, por exemplo, durante a incineração de resíduos domésticos e que têm conteúdos relativamente elevados de um ou vários metais. A presença dos metais limita as possibilidades de utilização da corrente de resíduos ou torna o despejo relativamente dispendioso. Por esta razão são descritos métodos na arte anterior para a separação dos metais. Os metais ferrosos são facilmente separados por meio de um íman. A separação por campo magnético de metal não ferroso transportado por intermédio de uma correia de transportador também é conhecida na arte anterior, por exemplo a partir de "Rem, P.C., Eddy Current Separation, Eburon, Holanda, 1999". Isto produz uma fracção enriquecida em metal não ferroso e uma fracção pobre em metal não ferroso. Quando no presente pedido é feita referência a um metal, também se considera incluir uma liga do dito metal. 0 método conhecido tem um movimento limitado; na ordem de uma tonelada métrica/hora por metro de largura de correia de transportador.

Outros métodos conhecidos estão descritos nos documentos US-A-5394991 e JP-A-2001 137827. É o objecto do presente invento proporcionar um método simples e barato através do qual podem ser recuperadas partículas compreendendo metal não ferroso de uma corrente de partículas produzindo uma fracção enriquecida em metal não ferroso, que em princípio, pode ser vendida como sucata de 2 ΕΡ 1 606 057 /PT metal. A corrente pobre em metal não ferroso também pode ter subido em valor, tornando-a elegível para reutilização.

Para este fim o presente invento proporciona um método de acordo com o preâmbulo, que é caracterizado por compreender as etapas de: a) colocar a corrente de partículas sobre uma correia de transportador em forma de uma monocamada de modo que com a ajuda de um líquido, pelo menos as partículas que não compreendem metal não ferroso adiram à correia de transportador; b) sujeitar a monocamada húmida sobre a correia de transportador a um campo magnético que roda no mesmo sentido que a correia, para a separação de partículas compreendendo metal não ferroso, produzindo a fracção enriquecida em metal não ferroso; e c) remoção das partículas que aderem à correia de transportador, produzindo a fracção pobre em metal não ferroso, onde pelo menos parte destas partículas permanecem aderidas e vão parar ao lado de baixo da correia de transportador e são removidas da mesma.

Determinou-se que uma tal separação enriquece muito a fracção de metal não ferroso com metal não ferroso. Isto é muito surpreendente devido ao facto do tamanho e forma das partículas variar muito. Para uma separação óptima a corrente de partículas utilizada consiste de preferência em >90% em peso e mais de preferência em >98% em peso de partículas tendo um tamanho de <8 mm. A remoção da correia é efectuada por exemplo por aquecimento (evaporação do líquido), mas de preferência mecanicamente, tal como utilizando uma escova ou lâmina, ou sem contacto, como por meio de ar comprimido. Obviamente é importante que a correia seja fabricada a partir de um material adequado para permitir que as partículas adiram à correia. Contudo foi mostrado surpreendentemente que com a utilização as correntes adquirem a propriedade desejada por si só, possivelmente devido a impurezas na corrente de partículas. Normalmente a correia será feita de borracha que pode ser ou não sintética. Dependendo da separação a ser efectuada, pode ser escolhido um campo magnético com uma intensidade de, por exemplo, 0,2 Tesla. A quantidade de 3

ΕΡ 1 606 057 /PT líquido utilizada pode ser de modo a que seja equivalente a uma camada de líquido sobre a correia de transportador de 50-200 mícron. Para a pessoa comum perita na arte não é absolutamente nenhum problema observar se as partículas aderem à correia e ajustar a quantidade de líquido de modo a realizar uma adesão adequada das partículas à correia. O conteúdo de líquido da corrente de partículas sobre a correia de transportador é, por exemplo, >5%, tal como Ú10% e de um modo vantajoso hl2%, em relação ao peso total da corrente de partículas sobre a correia de transportador. O método de acordo com o invento torna possível um maior movimento (tal como 4 tons/hora por metro de largura de correia) , ao mesmo tempo que facilita a separação de partículas mais pequenas (diâmetro <5 mm).

De acordo com uma concretização preferida o líquido é água. A água é um líquido barato, inerte, nao inflamável e não tóxico. A corrente de partículas preferida para utilizar é uma corrente de partículas escolhida a partir de i) uma mistura de plástico e metal, ii) uma mistura de produtos de resíduo salinos e um metal escolhido a partir de a) magnésio b) alumínio, iii) sucata electrónica e iv) produtos de resíduo provenientes da incineração de resíduos domésticos.

Estas áreas de aplicação pedem urgentemente pelo método de separação barato e eficaz em conformidade com o invento.

Uma concretização preferida é caracterizada por a monocamada ser exposta ao campo magnético rotativo a um máximo de 210 mudanças de campo magnético por segundo.

Foi mostrado que uma tal frequência é suficiente para soltar partículas de metal não ferroso da correia assumindo que a corrente de partículas sobre a correia também contém partículas magnéticas (ferrosas). É preferido que a velocidade da correia de transportador seja < 1 m/s. 4

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Isto assegura boa separação.

De modo opcional o líquido pode compreender um aditivo, que promove a adesão das partículas à correia. Este pode ser possivelmente compostos que são solúveis no líquido tal como sal (por exemplo cloreto de sódio) ou um polímero (tal como amido, poli-hidroxialquilo celulose, polivinilo-pirrolidona, etc.). O aditivo é obviamente seleccionado dependendo da separação a ser efectuada, para assegurar que o aditivo não produza uma corrente de partículas inaceitavelmente contaminada. Na prática normalmente bastam concentrações bastante baixas de tais aditivos, no caso de serem necessários. O presente invento irá agora ser elucidado através da seguinte experiência e com referência ao desenho, em que a única figura representa um aparelho adequado para executar o método de acordo com o invento. A figura mostra um alçado lateral esquemático de um aparelho adequado para executar o método de acordo com o invento. O aparelho mostrado na figura compreende uma correia de transportador 1 sobre a qual são alimentadas de um modo contínuo partículas A, por exemplo, a partir de uma tremonha de armazenamento 7, distribuídas sobre a dita correia de transportador 1, numa quantidade de modo que as partículas formem uma monocamada ou mais fina (o que significa que a correia 1 não está completamente coberta). Se as partículas distribuídas sobre a correia de transportador 1 não estiverem já húmidas por si próprias, pode ser proporcionado, por exemplo, um pulverizador 2, que distribui líquido B de um modo contínuo sobre a correia de transportador, por exemplo, por atomização. O líquido B assegura que as partículas A aderem à correia. É proporcionado um campo magnético rotativo perto de uma extremidade da correia de transportador 1, que neste caso é criado por um rotor multipolar 3 incorporado na correia de transportador 1. O rotor multipolar 3 roda contra o sentido de rotação da correia de transportador 1, fazendo com que as partículas sobre a correia de transportador 1 sejam expostas a um campo magnético rotativo (representado 5 ΕΡ 1 606 057 /PT pelas linhas a tracejado) que roda no mesmo sentido que a correia de transportador 1. Deste modo é exercida uma força sobre as partículas de metal não ferroso sobre a correia de transportador 1 com o resultado de elas saltarem e aterrarem num recipiente de recolha 4. Os materiais que não são metais não ferrosos tais como, por exemplo, plástico, areia, metais ferrosos e assim por diante, aderem à correia de transportador 1 e são removidos da correia de transportador 1 por meio de um raspador 5. Em vez de um raspador também é possível utilizar uma escova ou uma lâmina de ar. Uma lâmina de ar é uma fenda direccionada para a correia de transportador 1, soprando ar comprimido. As partículas deste modo removidas da correia de transportador 1 também são recolhidas num recipiente de recolha 6. A distância "a" é escolhida de modo que a fracção recolhida no recipiente de recolha 4 sofra a menor contaminação possível a partir de partículas que não sejam metais não ferrosos, tais como partículas que não aderem, ou só de modo insuficiente, à correia. Experiências simples de rotina permitem à pessoa comum perita na arte determinar uma distância adequada "a", dependendo da pureza desejada das fracções e do rendimento desejado. As partículas da correia de transportador 1 que não sejam metais não ferrosos não necessitam de aderir à correia de transportador 1 antes de estarem no lado de baixo da correia de transportador 1. Sobre a correia de transportador 1, as partículas têm um impulso horizontal, que aumenta o risco das partículas que não são metais não ferrosos também aterrarem no recipiente de recolha 4 das partículas de metal não ferroso. Esta adesão à correia de transportador ajuda a evitar isto, mesmo que esta força adesiva possivelmente não seja suficiente para resistir à força gravitacional. A parede que separa o recipiente de recolha 4 e o recipiente de recolha 6 estará nestes casos situada além da extremidade a jusante distai da correia de transportador 1 (isto é, não por baixo da correia de transportador 1) . De um modo opcional é proporcionado um recipiente de recolha 10 para recolher metal ferroso que possa estar eventualmente presente na corrente de partículas A. A pessoa comum perita na arte também é capaz de determinar facilmente a distância b para a corrente de partículas A a ser separada. 6

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Nas experiências abaixo não é proporcionado nenhum pulverizador 2, em vez disso a correia de transportador 1 foi humidificada utilizando um pulverizador 9, que foi orientado de modo que o material fino que ainda adere à correia de transportador 1 e/ou liquido, contendo solutos originados a partir das partículas A, seja lavado da correia de transportador 1. Se for desejado, pode ser proporcionado um rolo 8 para humidificar a correia de transportador 1 de um modo uniforme e/ou para remover o excesso de liquido B sobre a correia de transportador 1. O dito rolo 8 também pode ser uma escova, caso em que também pode facilmente rodar contra o sentido de rotação da correia de transportador 1. EXPERIÊNCIA 1

Separação de metais não ferrosos a partir de cinza de fundo.

Na experiência cinza de fundo proveniente de uma instalação de incineração de resíduos domésticos foi primeiro peneirada e subsequentemente sujeita à separação de acordo com o invento.

Peneiração

Numa experiência em larga escala é peneirada cinza de fundo molhada proveniente de uma instalação de incineração de resíduos, produzindo em adição a uma fracção muito grossa e muito fina também uma fracção de 2-6 mm e uma fracção de 50 mícron - 2 mm.

Separação magnética A fracção de 2-6 mm (alimentada) foi sujeita a um tratamento com um separador de corrente de Foucault de tambor rotativo, sob as condições da Tabela 1. Os dados da alimentação e das correntes de produto, como estimado a partir de análises, estão apresentados na Tabela 2. Neste tratamento é utilizado um separador que compreende um rotor magnético com 18 pólos (9 pólos norte e 9 pólos sul) em que o rotor roda contra o sentido normal a 1000 rotações por minuto. Assumindo que uma mudança de campo significa a rotação completa do campo magnético do rotor tomando um ponto fixo, a separação é executada a (9*1000/60=) 150 mudanças de 7 ΕΡ 1 606 057 /PT campo por segundo. A intensidade do campo foi aproximadamente 0,3 Tesla sobre a superfície da correia de transportador movendo o material sobre o rotor magnético. O material foi recolhido a uma altura de aproximadamente 66 cm abaixo do eixo do rotor em três recipientes de recolha (produto 1 (não ferroso) : mais do que 45 cm do eixo de rotor, produto 2 (ferroso) : entre 30 e 45 cm do eixo de rotor, e produto 3 (não não ferroso) : menos do que 30 cm do eixo de rotor) . Quando se forneceu a alimentação, foram adicionados aproximadamente 100 kg de água à fracção peneirada molhada a fim de aumentar o teor de humidade para 15%. O número de mudanças de campo por segundo é extraordinariamente baixo considerando o tamanho de partícula da alimentação. Contudo, duas experiências de controlo com pequenas quantidades de alimentação (cada uma com 20 kg em vez de aproximadamente 1 tonelada métrica; Tabela 3) mostram que a quantidade de não ferroso recuperado no concentrado não melhora significativamente quando a velocidade de rotor é aumentada para 2000 rpm, ao passo que à velocidade de rotor superior partículas ligeiramente magnéticas são arrastadas para a fracção não ferrosa, com possíveis efeitos adversos para os produtos não ferrosos.

As partículas que aderiram à correia foram sopradas da correia com a ajuda de ar comprimido e formaram uma fracção pobre em metal não ferroso.

Tabela 1: condições do processo de separação. Posições em relação ao eixo do rotor.

Velocidade de rotor (rpm) -1000 Número de pólos 18 Velocidade de correia (m/s) 0, 94 Largura de correia (m) 0, 75 Altura dos deflectores (vert. cm) — 66 Posição do deflector 1 (hor. cm) 30 Posição do deflector 2 (hor. cm) 45 Teor de humidade da alimentação % 15 Alimentação (kg) 1118 Velocidade de alimentação (kg/s) 8,5 Duração do processo (min) 20 8

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Tabela 2: alimentaçao, água adicionada e produtos da pré- separação .

Peso (kg) Alimentação peneirada molhada 1015 Água (adicionada) 103 Alimentação seca 943 Água (total) 175 Alimentação total 1118 Produto 1 seco 28 Produto 2 seco 96 Produto 3 seco 836 Não ferroso pesado em 3 Não detectável Alumínio em 3. 2,5

Tabela 3: resultados a 1000 rpm (superior) e a 2000 rpm (inferior) para produtos 1, 2 e 3. Separação a 1000 rpm

Identificador nao ferroso Magnético Nao ferroso restante + pedra Total Produto 1 38,8 311,4 350,2 Produto 2 40,6 7671,36 7711,96 Produto 3 O ΟΊ 5798,05 5349,95 11148,5 Total 79, 9 5798,05 13332,71 19210,66 9

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Separação a 2000 rpm Não ferroso Magnético Não ferroso restante + pedra Total Produto 1 36,11 58,28 277,92 372,31 Produto 2 38,86 476,5 6448 6963,36 Produto 3 0,86 8036 4306 12342,86 Total 75, 83 8570,78 11031,92 19678,53 A experiência em grande escala mostrou que o produto que não era não ferroso (836 kg) continha 2,5 kg de alumínio (isto é metal não ferroso), portanto uma impureza de somente 0,3%. EXPERIÊNCIA 2

Separação de sucatas electrónicas

Equipamento electrónico que compreende entre outras coisas placas de impressora, foi esmagado para um tamanho de particular de â4 mm e sujeito a uma separação. A corrente de partículas continha principalmente fragmentos de plástico mais alumínio e fios de cobre muito finos (diâmetro típico: 0,1 mm). Para ser capaz de reutilizar a fracção de plástico, era essencial remover o metal. Primeiro o material em partículas foi peneirado utilizando um crivo de fenda (largura 1 mm) para remover a maioria do cobre. Além do cobre, aproximadamente 1-2% dos fragmentos de plástico também foram peneirados. O material restante foi sujeito a separação como na Experiência 1, com esta diferença, do rotor funcionar a 2000 rpm (300 mudanças de campo por segundo). A velocidade de rotor mais elevada foi escolhida porque a corrente de partículas não continha quaisquer metais ferrosos.

Lisboa

Claims

ΕΡ 1 606 057 /PT 1/2 REIVINDICAÇÕES 1. Método para a recuperação de partículas compreendendo metal não ferroso a partir de uma corrente de partículas, produzindo uma fracção enriquecida em metal não ferroso e uma fracção pobre em metal não ferroso, caracterizado por o método compreender as etapas de: a) colocar a corrente de partículas sobre uma correia de transportador em forma de uma monocamada de modo que com a ajuda de um líquido, pelo menos as partículas que não compreendem metal não ferroso adiram à correia de transportador; b) sujeitar a monocamada húmida sobre a correia de transportador a um campo magnético que roda no mesmo sentido da correia, para a separação de partículas compreendendo metal não ferroso, produzindo a fracção enriquecida não ferrosa; e c) remoção das partículas que aderem à correia de transportador, produzindo a fracção pobre em metal não ferroso; onde pelo menos parte destas partículas permanecem aderidas e vão parar ao lado de baixo da correia de transportador e são removidas da mesma.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o líquido ser água.
3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a corrente de partículas ser escolhida a partir de i) uma mistura de plástico e metal, ii) uma mistura de produtos de resíduo salinos e um metal escolhido a partir de a) magnésio b) alumínio, iii) sucata electrónica e iv) produtos de resíduo resultantes da incineração de resíduo doméstico.
4. Método de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a monocamada ser exposta ao campo magnético rotativo a um máximo de 210 mudanças de campo magnético por segundo. ΕΡ 1 606 057 /PT 2/2
5. Método de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a velocidade da correia de transportador ser < 1 m/s. Lisboa,