Separator electrostatic de laborator: separarea aluminiului de PVC

Separarea metalelor de materialele plastice este o etapă esențială în procesele de reciclare, mai ales atunci când materialul de intrare este alcătuit din fracții mixte dificil de tratat cu sistemele tradiționale.

Pentru a verifica concret posibilitățile de separare, Stokkermill a efectuat o serie de teste cu propriul separator electrostatic de laborator pe fulgi de PVC contaminați cu aluminiu.

Testul a demonstrat capacitatea procesului electrostatic de a concentra aluminiul într-o fracție conductivă, separându-l de fracția principală de PVC. Testele au fost efectuate la o tensiune de lucru de 30 kV pe două probe de material cu granulații diferite.

1. Cum funcționează un separator electrostatic?

Separatorul electrostatic valorifică proprietățile electrice diferite ale materialelor pentru a separa particulele conductive de cele neconductive.

În mașina utilizată pentru test, materialul este alimentat pe un rulou rotativ din oțel inoxidabil legat la pământ și traversează câmpul electric generat de electrodul de înaltă tensiune.

Aluminiul, fiind un material conductiv, își cedează rapid sarcina ruloului și este proiectat înainte de forța centrifugă. PVC-ul, în schimb, este un material izolant: își păstrează sarcina, rămâne aderent la suprafața tamburului și este descărcat în jos, în propria fracție de colectare.

Sistemul prevede, de asemenea, o fracție intermediară (middlings), destinată particulelor care prezintă un comportament intermediar în timpul separării.

2. Separarea electrostatică a aluminiului și a PVC-ului

Testul a fost efectuat pe fulgi de PVC contaminați cu aluminiu, cu prezența unor particule fine de metal și a unor fragmente de plastic. Au fost analizate două probe:

• o probă cu o granulație estimată de aproximativ 2–6 mm;
• o a doua probă cu o granulație declarată de 1–3 mm.

În ambele cazuri, contaminantul era alcătuit din fulgi și folii subțiri de aluminiu.

Separatorul electrostatic de laborator împarte materialul în trei fracții distincte:

1. Fracția conductivă – aluminiu
2. Fracția intermediară – middlings
3. Fracția neconductivă – PVC

Această configurație permite evaluarea nu doar a capacității de îndepărtare a metalului, ci și a comportamentului fracției de plastic în timpul procesului.

3. Rezultatele testului: aluminiu concentrat în fracția conductivă

În prima probă, fracția conductivă era alcătuită dintr-o cantitate foarte mică de material, compusă în principal din fulgi subțiri de aluminiu lucios, cu o prezență minimă de plastic. Separarea metalului s-a dovedit eficientă.

Și a doua probă a produs o fracție conductivă mică, alcătuită din fulgi și folii subțiri de aluminiu. În acest caz au fost observate câteva fragmente de culoare deschisă, care pot fi atribuite PVC-ului antrenat sau aluminiului vopsit ori laminat cu plastic.

4. PVC separat de aluminiu

În ambele probe, fracția neconductivă a fost fracția principală. În prima probă era compusă predominant din fulgi de PVC fini, subțiri și ondulați; în a doua predominau fulgii subțiri de culoare albă și gri.

În ambele cazuri, la inspecția vizuală nu a fost detectat aluminiu în fracția de PVC.

Rezultatul confirmă interesul pentru separarea electrostatică în tratarea materialelor plastice contaminate cu metale conductive, unde diferența dintre proprietățile electrice ale materialelor poate fi valorificată pentru o separare țintită.

5. Fracția intermediară: un parametru de optimizat

Pe lângă fracțiile de aluminiu și PVC, procesul produce și o fracție intermediară.

În prima probă, această fracție a fost estimată vizual la aproximativ 25–35% din materialul total și era alcătuită în principal din PVC cu fulgi mai groși și mai compacți. Și în a doua probă, fracția intermediară era compusă predominant din fulgi mai groși și mai rigizi, cu un volum ușor mai mic decât în prima.

Testul evidențiază astfel un aspect relevant pentru dezvoltarea procesului: randamentul fracției de PVC poate fi optimizat prin ajustarea parametrilor de separare și a pregătirii materialului. Conform observațiilor din test, comportamentul particulelor intermediare pare să fie influențat mai mult de grosimea și forma fulgilor decât de prezența contaminării.

6. Separatorul electrostatic de laborator Stokkermill

Separatorul utilizat pentru teste este o mașină de laborator cu tambur electrostatic, dotată cu:

• buncăr de alimentare;
• jgheab vibrator din oțel inoxidabil;
• vibrator electromagnetic cu debit reglabil;
• rulou din oțel inoxidabil cu viteză reglabilă;
• generator electrostatic reglabil până la 35 kV;
• electrod cu poziție reglabilă;
• sistem de preîncălzire a materialului;
• separatoare (splittere) reglabile;
• trei sertare de colectare pentru fracția conductivă, intermediară și neconductivă.

În timpul testelor descrise, ambele probe au fost procesate la o tensiune de lucru de 30 kV.

7. De ce să folosiți un separator electrostatic de laborator?

Testele de laborator permit evaluarea în avans a comportamentului unui material, înainte de dezvoltarea sau dimensionarea unei instalații industriale. În cazul separării aluminiu-PVC, testul a evidențiat:

• o concentrare eficientă a aluminiului în fracția conductivă;
• o fracție conductivă de dimensiuni reduse și curată din punct de vedere vizual;
• o fracție principală de PVC fără aluminiu detectabil la inspecția vizuală;
• un comportament coerent între cele două probe analizate;
• posibilitatea de a ajusta parametrii de proces pentru a optimiza randamentul PVC-ului.

Testul concluzionează că separarea electrostatică la 30 kV s-a dovedit eficientă în îndepărtarea aluminiului din fulgii de PVC în ambele probe analizate.

8. Teste de separare electrostatică pe materiale reale

Laboratorul Stokkermill permite efectuarea de teste de separare pe probe reale, pentru a verifica comportamentul materialului și a identifica parametrii cei mai potriviți pentru proces.

În aplicațiile de separare a PVC-ului și a aluminiului, caracterizarea materialului de intrare (granulație, formă, grosime și compoziție) este un element fundamental pentru a anticipa comportamentul diferitelor fracții.

Stokkermill dezvoltă soluții pentru separarea și recuperarea materialelor în sectorul reciclării, cu tehnologii electrostatice dedicate sortării materialelor conductive și neconductive.