Спосіб переробки подрібнених кабельних оболонок із залишками металів

Реферат: Спосіб переробки подрібнених кабельних оболонок із залишками металів включає два етапи електростатичної сепарації, перший з яких реалізується на коронно-електростатичному сепараторі, а другий реалізується на трибоелектростатичному сепараторі при подаванні на нього непровідників першого етапу для отримання однокомпонентного полімерного концентрату або концентратів. Для вилучення магнітного металевого концентрату спосіб доповнюють магнітною сепарацією вхідного продукту, немагнітний продукт магнітної сепарації подають на перший етап електростатичної сепарації, провідники якого для отримання чистого металевого концентрату направляють на гравітаційну сепарацію, якою доповнюють спосіб, а проміжний продукт першого етапу електростатичної сепарації повертають на коронноелектростатичний сепаратор. UA 117808 U (54) СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ ПОДРІБНЕНИХ КАБЕЛЬНИХ ОБОЛОНОК ІЗ ЗАЛИШКАМИ МЕТАЛІВ UA 117808 U UA 117808 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до сухої переробки подрібнених кабельних оболонок із залишками металів, отриманих після подрібнення електричних кабелів і вилучення металів за допомогою гравітаційної сепарації (наприклад вібростолу), та може бути використана для отримання однокомпонентних полімерних концентратів, наприклад полівінілхлориду (ПВХ), поліетилену (ПЕ) тощо, та металевого концентрату. Відомий спосіб переробки електронного і кабельного скрапу [1], що містить магнітну сепарацію, електростатичну сепарацію, яка реалізується на коронно-електростатичному сепараторі. До недоліків способу [1] можна віднести: неможливість отримання однокомпонентного полімерного концентрату (концентратів) високої чистоти, застосовуючи тільки один етап електростатичної сепарації на коронноелектростатичному сепараторі; неможливість отримання металевого концентрату високої чистоти, тому що присутні в кабельному скрапі провідні домішки: гума, деревина, папір тощо із способу [1] не виводяться і потрапляють у металевий концентрат. Найбільш близьким аналогом є двоетапна лінія з переробки кабелю, на якій реалізують спосіб переробки подрібнених кабельних оболонок із залишками металів [2], що містить два етапи електростатичної сепарації, перший з яких реалізується на коронно-електростатичному сепараторі, а другий - на трибоелектростатичному сепараторі при подаванні на нього непровідників першого етапу для отримання однокомпонентного полімерного концентрату або концентратів. Недоліками є те, що: 1. наявні у кабельних оболонках із залишками металів сторонні магнітні домішки потрапляють під час сепарації у провідники (мідь, алюміній) коронно-електростатичного сепаратора, що знижує чистоту металевого концентрату; крім цього магнітні домішки розміром більше 5 мм порушують процес електростатичної сепарації на коронно-електростатичному сепараторі, викликаючи "пробої" (коротке замикання) у робочій зоні сепаратора, внаслідок чого чистота провідників, вилучення металів та чистота непровідників першого етапу електростатичної сепарації знижується; 2. наявні у кабельних оболонках із залишками металів провідні домішки: гума, деревина, папір тощо, у процесі електростатичної сепарації на коронно-електростатичному сепараторі потрапляють у один із продуктів цієї сепарації (провідники), внаслідок чого чистота провідників зменшується та не задовольняє вимогам. В основу корисної моделі в способі переробки подрібнених кабельних оболонок із залишками металів поставлено задачу збільшення вилучення та чистоти отримуваних однокомпонентного полімерного концентрату (концентратів), а також металевого концентрату шляхом доповнення запропонованого способу магнітною сепарацією вхідного продукту, гравітаційною сепарацією провідників та, за необхідністю, попередніми тестовими випробуваннями. Поставлена задача вирішується в способі переробки подрібнених кабельних оболонок із залишками металів, який включає два етапи електростатичної сепарації, перший з яких реалізується на коронно-електростатичному сепараторі, а другий - на трибоелектростатичному сепараторі при подаванні на нього непровідників першого етапу для отримання однокомпонентного полімерного концентрату або концентратів. Згідно з корисною моделлю, для отримання магнітного металевого концентрату спосіб доповнюють магнітною сепарацією вхідного продукту, немагнітний продукт магнітної сепарації подають на перший етап електростатичної сепарації, провідники якого для отримання чистого металевого концентрату направляють на гравітаційну сепарацію, якою доповнюють спосіб, а проміжний продукт першого етапу електростатичної сепарації повертають на коронно-електростатичний сепаратор. Поставлена задача вирішується в способі переробки подрібнених кабельних оболонок із залишками металів, який для визначення оптимальних параметрів другого етапу електростатичної сепарації доповнюють попередніми тестовими випробуваннями, що являють собою відтворення цього способу на лабораторному обладнанні для представницької проби подрібнених кабельних оболонок із залишками металів. Введенням у запропонований спосіб магнітної сепарацій забезпечують вилучення із подрібнених кабельних оболонок із залишками металів наявних магнітних металів та магнітних домішок, у тому числі розміром більше 5 мм, внаслідок чого збільшують вилучення металів та підвищують чистоту непровідників першого етапу електростатичної сепарації вище 99 %. Введениям у запропонований спосіб гравітаційної сепарації провідників, отриманих на коронно-електростатичному сепараторі, досягається вилучення з цього продукту провідних 1 UA 117808 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 гуми, деревини, паперу та інших сторонніх легких домішок для виділення важкого продукту концентрату металів з чистотою понад 98,5 %. Доповненням запропонованого способу попередніми тестовими випробуваннями представницької проби на лабораторному обладнанні визначають оптимальні параметри другого етапу електростатичної сепарації, такі, як величина напруги на електродах трибоелектростатичного сепаратора та кутова швидкість обертання барабанного електрода, шо дозволяє отримати максимальні вилучення та чистоту однокомпонентного полімерного концентрату або концентратів для різних за компонентним і відсотковим складом вхідних продуктів - подрібнених кабельних оболонок із залишками металів. Суть корисної моделі пояснюється наступними графічними матеріалами. На Фіг. 1 зображено схему способу переробки подрібнених кабельних оболонок із залишками металів. На Фіг. 2 зображено схему способу переробки подрібнених кабельних оболонок із залишками металів із попередніми тестовими випробуваннями. На схемах (Фіг. 1, Фіг. 2) зображено процеси способу переробки подрібнених кабельних оболонок із залишками металів, які розміщені в послідовності здійснення заявленого способу. Суцільними лініями зі стрілками позначені вхідні і вихідні продукти сепарацій у зазначеному способі та напрямок переміщення продуктів. Пунктирними лініями позначені можливе переміщення продуктів сепарацій і можливість виділення проміжного продукту, які визначаються компонентним і відсотковим складом вхідного продукту способу переробки подрібнених кабельних оболонок із залишками металів. Заявлений спосіб переробки подрібнених кабельних оболонок із залишками металів здійснюють наступним чином. Згідно з проведеними дослідженнями, запропонований спосіб реалізується для продукту подрібнених кабельних оболонок із залишками металів класу крупності менше 8 мм, вологістю не більше 0,5 %, який містить ПВХ - не менше 60 %, ПЕ (зшитий) - не менше 30 %, НЕ - не більше 5 %, металів, гуми, паперу - не більше 5 %, легких плівок, фольги, пуху і текстилю менше 1 %, Виходячи з цього, перед переробкою кожної нової партії подрібнених кабельних оболонок із залишками металів проводять аналіз представницької проби, визначаючи масову частку компонентів у пробі, вологість проби, гранулометричний склад. Якщо за результатами аналізу партія подрібнених кабельних оболонок із залишками металів відповідає визначеним вимогам і отримання максимально позитивних результатів від реалізації заявленого способу очевидне, то цей спосіб здійснюють за схемою по Фіг. 1. Згідно з цією схемою, подрібнені кабельні оболонки із залишками металів подають на магнітний сепаратор, наприклад, барабанного типу БС (виробництва ПМП МВФ "Продекологія"), де виділяють для накопичення магнітний продукт, а немагнітний продукт подають на перший етап електростатичної сепарації, яку здійснюють на коронно-електростатичному сепараторі, наприклад двокаскадному, барабанного типу ЕБС (виробництва ПМП НВФ "Продекологія"). Провідники з коронно-електростатичного сепаратора подають на гравітаційну сепарацію. Проміжний продукт першого етапу електростатичної сепарації повертають на повторну сепарацію в коронно-електростатичний сепаратор, а при умові наявності в ньому нерозкритих частинок - виводять з технологічного процесу і накопичують. Непровідники з коронноелектростатичного сепаратора надходять на другий етап електростатичної сепарації, яку здійснюють на трибоелектростатичному сепараторі, наприклад барабанного типу ЕБС (виробництва ПМП МВФ "Продекологія"). Гравітаційну сепарацію проводять на сепараторі (вібростолі), наприклад типу SE (виробництва компанії Redoma Recycling AB), для видалення з подрібнених кабельних оболонок із залишками металів провідної гуми, дерева і паперу, що потрапляють у провідники, отримані після електростатичної сепарації першого етапу, які направляють на гравітаційну сепарацію. Після цієї сепарації виділяють важкий (металевий концентрат), легкий (ПВХ, ПЕ та інші полімери, провідну гуму, дерево, папір), і, при необхідності, проміжний продукт. Легкий продукт накопичують, а якщо провідної гуми, дерева і паперу в цьому продукті небагато (до 0,5 %), то легкий продукт повертають на магнітну сепарацію. За умови наявності в провідниках першого етапу електростатичної сепарації нерозкритих частинок, гравітаційну сепарацію здійснюють з наявністю проміжного продукту, в який надходять ці частинки. Цей проміжний продукт виводять з технологічного процесу і накопичують. При здійсненні другого етапу електростатичної сепарації на трибоелектростатичному сепараторі отримують чистий однокомпонентний полімерний концентрат І (ПВХ-концентрат), 2 UA 117808 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 проміжний продукт, який повертають для повторної сепарації у трибоелектростатичний сепаратор або накопичують, і, в залежності від складу та фізичних властивостей компонентів вхідного продукту, однокомпонентний полімерний концентрат II (ПЕ-концентрат). При неотриманні однокомпонентного полімерного концентрату II, його додають до проміжного продукту. Сепаратори, на яких здійснюють перший і другий етап електростатичної сепарації та гравітаційну сепарацію підключають до загальнозаводської системи аспірації. В разі відсутності такої системи, вищезазначене обладнання комплектують власною системою аспірації. Якщо за результатами аналізу партія подрібнених кабельних оболонок із залишками металів не відповідає визначеним вимогам до складу компонентів або масові їх частці і отримання позитивних результатів від реалізації заявленого способу неочевидне, то цей спосіб здійснюють за схемою (Фіг. 2). Згідно з цією схемою, перед здійсненням цієї схеми на промисловому обладнанні (Фіг. 1), проводять попередні тестові випробування відібраної з вхідного продукту представницької проби на лабораторному обладнанні. Попередні тестові випробування реалізуються таким чином. Відібрану представницьку пробу продукту - подрібнені кабельні оболонки із залишками металів подають на магнітну сепарацію, яку здійснюють на лабораторному сепараторі. Отриманий магнітний продукт накопичують, а немагнітний продукт подають на перший етап електростатичної сепарації, яку здійснюють на лабораторному коронно-електростатичному сепараторі. Отримані провідники подають на гравітаційну сепарацію, з метою отримання чистого металевого концентрату (міді). Проміжний продукт гравітаційної сепарації накопичують, а легкий продукт після цієї сепарації повертають на магнітну сепарацію. Проміжний продукт першого етапу електростатичної сепарації додають до немагнітного продукту і повертають на коронно-електростатичний сепаратор. Непровідники першого етапу електростатичної сепарації накопичують та поділяють на декілька еквівалентних проб, які послідовно подають на другий етап електростатичної сепарації при різних параметрах цієї сепарації. Отримані результати аналізують і визначають оптимальні параметри другого етапу електростатичної сепарації (величина напруги на електродах трибоелектростатичного сепаратора та кутова швидкість обертання барабанного електрода), за яких досягається необхідний позитивний результат. Визначені оптимальні параметри встановлюють на промисловому трибоелектростатичному сепараторі. Надалі переробку подрібнених кабельних оболонок із залишками металів здійснюють, згідно зі схемою за Фіг. 1. Параметри другого етапу електростатичної сепарації можна визначити за допомогою комп'ютерного моделювання. Таким чином, запропонований спосіб, завдяки взаємодії і наявності вищеописаних операцій, забезпечує збільшення вилучення та чистоти отримуваних однокомпонентного полімерного концентрату (концентратів) та металевого концентрату. Джерела інформації: 1. Патент 2321462 Российская Федерация, МПК В03В 9/06, С22В 7/00. Способ переработки электронного и кабельного скрапа, публ. 10.04.2008. Бюл. № 10. 2. Kohnlechner R. Electrostatic separators offer the potential for more profit from used cable scrap [Електронний ресурс]/ Reiner Kohnlechner// Recycling Today Global. - 2015. - March 3. - Режим доступу: http://www.recyclingtoday.com/article/rtge0315-electrostatic-separators-cable-scrap. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 1. Спосіб переробки подрібнених кабельних оболонок із залишками металів, який включає два етапи електростатичної сепарації, перший з яких реалізують на коронно-електростатичному сепараторі, а другий реалізують на трибоелектростатичному сепараторі при подаванні на нього непровідників першого етапу для отримання однокомпонентного полімерного концентрату або концентратів, який відрізняється тим, що для вилучення магнітного металевого концентрату спосіб доповнюють магнітною сепарацією вхідного продукту, немагнітний продукт магнітної сепарації подають на перший етап електростатичної сепарації, провідники якого для отримання чистого металевого концентрату направляють на гравітаційну сепарацію, якою доповнюють спосіб, а проміжний продукт першого етапу електростатичної сепарації повертають на коронноелектростатичний сепаратор. 3 UA 117808 U 5 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для визначення оптимальних параметрів другого етапу сепарації спосіб переробки подрібнених кабельних оболонок із залишками металів доповнюють попередніми тестовими випробуваннями, що являють собою відтворення цього способу на лабораторному або іншому обладнанні для представницької проби подрібнених кабельних оболонок із залишками металів. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4