Tehnologija reciklaže električnog i elektronskog otpada

7/23/2019 Tehnologija reciklae elektrinog i elektronskog otpada

1/22

TEHNIKI FAKULTET U BORU

UNIVERZITET U BEOGRADU

Seminarski rad: Tehnologija reciklae elektrinog i elektronskog

otpada

Odsek: Rudarski

Smer: Reciklane tehnologije i odrivi razvoj

Predmet: Tehnologija reciklae 1

kolska godina: 2011/2012

Profesor: Asistent:

Student:

1


2/22

Dr. Milan Trumi Maja Trumi Djordjevi

Milica 166/08

Sadraj:

1. Uvod ...................................................................................... 3

2. Karakterizacija elektrinog i elektronskog otpada ................ 6

3. Rastavljanje EE otpada ........................................................ 10

4. Mehaniki i fiziki procesi reciklae .................................. 125. Mehaniki procesi reciklae sitnih estica .......................... 17

6. Tehnoloka ema reciklae EE otpada ................................ 19

7. Zakljuak ............................................................................. 20

8. Literatura ............................................................................. 21

2


3/22

1. Uvod

Stalni napredak drutva uslovljava ubrzani razvoj savremenih tehnologija to dovodi do svevee proizvodnje i upotrebe razliitih elektrinih ureaja i opreme bez kojih je svakodnevniivot prosto nemogue zamisliti.

Elektrina i elektronska oprema i ureaji (tzv. EE oprema) predstavlja sve proizvodekoji su za svoj pravilan rad u potpunosti zavisni od elektrine energije ili elektromagnetnih

polja kao i opremu za proizvodnju, prenos i merenje struje ili za merenje jaineelektromagnetnog polja i namenjena je korienju pri naponu koji ne prelazi 1.000 V zanaizmeninu i 1.500 V za jednosmernu struju i ne ukljuuje ambalau.

Kada iz bilo kog razloga ova EE oprema postane neupotrebljiva, pretvara se u EE otpad okome se treba pobrinuti.

Elektrini i elektronski otpad (tzv. EE otpad) je otpadna elektrina i elektronska opremaukljuujui sklopove i sastavne delove, koji nastaju u privredi (industriji, obrtu i slino), zatimelektronski otpad iz domainstva, odnosno otpadna elektrina i elektronska oprema nastala udomainstvima ili u proizvodnim i/ili uslunim delatnostima kada je po vrsti i koliini slinaEE otpadu iz domainstva.

Elektronski i elektrini otpad ima karakter opasnog otpada i prema Zakonu o upravljanju

otpadom (lan 50.) ne moe se meati sa drugim vrstama otpada. Zbog toga je potrebno da sesa EE otpadom veoma paljivo radi i da se njegova reciklaa obavi uz apsolutno potovanje

3


4/22

zakona.

Cilj manipulisanja EE otpadom je uspostavljanje sistema za odvojeno sakupljanje elektrinog i elektronskog otpada. Potrebno je da bude razvrstan na osnovu kategorija EE otpada radinjegove dalje upotrebe, zbrinjavanja i zatite ivotne sredine i zdravlja ljudi.[1]

Kategorije EE otpada

Elektronski i elektrini otpad se moe podeliti u razrede, koji ga grupiu i tako inelakim za kasnije sortiranje:

1. Razred veliki kuni aparatiU ovaj razred spadaju friideri, zamrzivai, vemaine, poreti, TA pei

2. Razred mali kuni aparatiOvoj grupi pripadaju usisivai, friteze, tosteri, pegle

3. Razred informatika oprema I ureaji za telekomunikacijuU ovoj grupi su raunari, laptopovi, tampai, fotokopir maine, fax aparati

4. Razred oprema za razonoduOvde ubrajamo televizore, audio I video opremu, kamere

5. Razred oprema za osvetljenjeTo su fluoroscentne svetiljke, sijalice sa areom niti

6. Razred igrake i oprema za rekreaciju i sportU ovaj razred moemo svrstati el.vozove, video igre, sportsku opremu...

7. Razred medicinski pomoni ureaji

8. Razred instrumenti za praenje i video nadzor

9. Razred automati za tople napitke, za limenke, bankomati...

4


5/22

Elektronski i elektrini otpad ima karakter opasnog otpada i prema Zakonu o upravljanjuotpadom (lan 50.) ne moe se meati sa drugim vrstama otpada. Zbog toga je potrebno da sesa EE otpadom veoma paljivo radi i da se njegova reciklaa obavi uz apsolutno potovanjezakona.

Cilj manipulisanja EE otpadom je uspostavljanje sistema za odvojeno sakupljanje elektrinogi elektronskog otpada. Potrebno je da bude razvrstan na osnovu kategorija EE otpada radinjegove dalje upotrebe, zbrinjavanja i zatite ivotne sredine i zdravlja ljudi.

Reciklaa se primenjuje sa tri osnovna principa tri slova R (RRR)R - reduce - smanjitiR - reuse - ponovo koristitiR - recycle reciklirati

Iako milioni tona dragocenih metala lee u fiokama stolova potpuno beskorisno, ipakrecikliranje elektronskog otpada dovodi do problema toksinosti i zagaenosti supstancama

koje nastaju kroz procese reciklae.

Vie od 38 razliitih hemijskih elemenata se moe pojaviti kao priozvod procesa reciklaeelektronskog otpada, od kojih neki mogu biti zaista tetni za ivotnu okolinu i oni se morajuunititi u posebnim postrojenjima, jer ne postoji mogunost njihovog iskorienja na boljinain.

Danas je posao reciklae elektronskog otpada u svim oblastima razvijenog sveta veomarasprostranjen i brzo se razvija. Elektronski sistemi za preradu EE otpada su sazreli u

poslednjih nekoliko godina, nakon poveane regulatorne, javne i komercijalne inicijative, asrazmerno rastu preduzetnikih interesa. Deo ove evolucije je izazvao ozbiljnije razdvajanjeelektronskog otpada iz energetski intenzivnih procesa, za razliku od konvencionalnereciklae, gde se oprema zasnivala na formi sirovog materijala. Ovo se postie putemdiverzije i ponovnog regenerisanja razliitim hemijskim i fizikim procesima.

Audiovideo komponente, televizori, video rekorderi, stereo oprema, mobilni telefoni, drugiruni ureaji i raunarske komponente sadre vredne elemente i supstance pogodne zaregenerisanje, ukljuujui olovo, bakar i zlato...Reciklaom se postiu sledei ciljevi:tednja sirovinskih resursa (svi materijali potiu iz prirode i ima ih u ogranienim koliinama)tednja energije (nema troenja energije u primarnim procesima, kao ni u transportu koji te

procese prati, a dobija se dodatna energija sagorevanjem materijala koji se ne recikliraju)Zatita ivotne sredine (otpadni materijali degradiraju ivotni ambijent, pa se reciklaom titiivotna sredina)Otvaranje novih radnih mesta (procesi u reciklai materijala podrazumevaju ulaganje znanja irada, to stvara potrebu za radnim mestima).Materijali za reciklauU pogledu mogunosti ponovnog iskorenja, materijali mogu biti:Reciklabilni (mogu se iskoristiti ponovnim vraanjem u proces proizvodnje)

Nereciklabilni (ne mogu se vratiti u proces i koriste se za dobijanje energije - spaljivanjem ilise na ekoloki bezbedan nain skladite)Opasni hazardni (materijali koji su tetni za coveka i njegovo okruenje)

Bezopasni (materijali koji nisu tetni za oveka i njegovo okruenje [1]

5


6/22

2. Karakterizacija elektrinog i elektronskog otpada

Otpad elektrine i elektronske opreme je nehomogen i kompleksan u smislumaterijala i komponenti. U cilju razvijanja ekonominog i ekolokog sistema reciklae, vano

je odrediti koliinu i identifikaciju dragoceni materijali kao i opasnih materijh, a potom,razumeti fizike karakteristike ove vrste otpada.

2.1. Opasne materije i komponente

EE otpad se sastoji od velikog broja komponenti razliitih veliina i oblika, od kojih nekesadre opasne komponente koje je potrebno ukloniti posebnim postupkom. Glavne kategorijeopasnih materijala i komponenti EE otpada koje se moraju selektivno tretirati su prikazane utabeli 1.

Tabela 1 : Glavne opasne komponente u EE otpadu

Materijali i komponente Opis

BaterijeTeki metali kao to su olovo, iva i kadmijum

su prisutni u baterijama.

Katodne cevu (CRTs)Olovo u fanel staklu i fluorescentni zatitni

premaz unutar panel stakla

Komponente koje sadre iva (pr. prekidai)

iva se nalazi u termostatima,senzorima,relejima i prekidaima (npr. natampanim ploama, u mernim ureajima i

praznim lampama); takoe se koristi i umedicinskim ureajima, prenosu podataka,

telekomuniksciji i mobilnim telefonimaAzbestni otpad Azbestni otpad se mora tretirati odvojeno

Kertridzi, tenost i paste, kao i toneri u bojiToneri i kertridzise moraju ukloniti iz svakog

posebno sakupljenog EE otpada

tampane ploe

Na tampanim ploama, kadmijum se nalaziu nekim komponentama, kao to su SDM ip

otpornici,infracrveni detektori ipoluprovodnici

Polihlorovani bifenili (PCB) koje sadrekondenzatori Kondenzatori koji sadre PCB se morajuodvojiti radi sigurnog razlaganja

6


7/22

Ekrani sa tenim kristalom (LCDs)LCDs povrine vee od 100cm2se moraju

ukloniti iz EE otpada

Plastika koja sadri halogene usporivaeplamena

Tokom insineracije/spaljivanja plastikehalogeni usporivai plamena mogu proizvesti

otrovne komponente

Oprema koja sadri CRC HCFC ili HFCsCFCs prisutan u peni ili rashladnom kolu semora pravilno izdvojiti i unititi; HCFC ili

HFCs prisutan u peni ili rashladnom kolu semora pravilno izdvojiti i unititi ili reciklirati

Gas nastao pranjenjem lampe iva se mora ukloniti

2.2. Satav materijala

Otpad elektrine i elektronske opreme je sloeni materijal koji sadri razliite frakcije.Udruenje proizvoaa plastike u Evropi (APME) je objavilo podatke o utroku materijala u

elektrinoj i elektronskoj opremi u zapadnoj Evropi 1995 (Tabela 2). U globalu,staratampana ploa sadri oko 40% metala, 30% plastike i 30% keramike.Glavni ekonomski razlog za reciklau elektronskog otpada je oporavak plemenitih metala.Meutim, sadraj plemenitih metala u EE otpadu konstalno opada.

Tabela 2 : Glavni materijali pronadjeni u elektrinoj i elektronskoj opremi

Materijali Vrednost (%)

Koji sadre gvoe 38Koji ne sadre gvodje 28

Plastika 19Staklo 4Drvo 1

Ostalo 10

2.3. Fizike karakteristike EE otpada

Otpadna elektrina i elektronska oprema, budui da je meavina razliitih materijala, moe se

posmatrati kao resurs metala, bakra, aluminijuma i zlata, i plastike. Efikasnaseparacija ovih materijala zasnovana na osnovu razlike u njihovim fizikim karakteristikamaje klju za razvoj sistema mehanike reciklae. Stoga, detaljna karakterizacijaovog specifinog materijala je veoma vana.

2.3.1. Magnetne osobine, gravitacijske osobine i osobine zasnovane naelektro provodljivosti

Magnetna susceptibilnosti, gustina, kao i elektrina provodljivost nekih materijala koji sekoriste u elektrinoj i elektronskoj opremi date su u tabelama 3-5.

Tabela 3 : Magnetna susceptibilnost legure bakra koja se koristi u EE opremi(osnovni podatak : intenzitet magnetnog polja, 325 kA/m

7


8/22

Materijali Sadraj Fe (%)Magnetna susceptibilnost ,

(x 10-7m3kg-1)Koji sadre gvodje 2 - 4 6.5 11.5

Koji ne sadre gvodje 1.5 3 0.7 2.4

Poseban mesing 0.7 1.2 1.3 5.8Mesing ( bez Fe-a)


9/22

Polikarbonati (PC) 8.2 x 1014 1.22

Elastomeri (neoprene,SBR, silikon itd.

109 - 1015 0.85 1.25

8.3.2. Veliina estice, oblik i stepen oslobaanja

Veliina estice, oblik i stepen oslobaanja imaju kljunu ulogu u procesu mehanikereciklae.Karakterizacija otpada personalnih raunara (PC) i otpada tampanih ploa (PCB-a) pokazuje,nakon sekundarnog usitnjavanja laboratorijskom seckalicom, da su osnovni metali prisutni u-5mm frakciji i za otpada PC-a i PCB-a i da su pokazali odlino osloboenje (oko 99%).Pored toga, testovi industrijskog obima su pokazali da je posle dve faze usitnjavanja,osloboenja -5mm frakcije izmeu 96,5 i 99,5%.

Grafik 1. Raspodela metala kao funkcija velicine za PC otpad

Grafik. 1 prikazuje raspodelu metala u funkciji opsega veliine za PC otpad. Na ovoj slici,moemo videti da se aluminijum uglavnom nalazi u krupnoj frakciji (+6.7 mm), ali ostalimetali se, uglavnom nalaze u sitnoj frakciji (-5 mm). Poznavanje osobine veliina estica jeod sutinskog znaaja za izbor efikasne tehnike odvajanja. Pored toga, to je opti pokazatelj

za poveavanje sadraja metala procesom prosejavanja.Poznato je da raznovrsni oblici estica imaju znaajan uticaj na obradu materijala,

9

Raspodela(%)

Opseg veliina (mm)


10/22

usitnjavanjem i klasiranjem. S druge strane, razlike u obliku estica su koriene u tehnicisortiranja.[2]

3. Rastavljanje EE otpada

Rastavljanje je sistematski pristup koji omoguava uklanjanje komponente ili dela, grupadelova ili poddelova iz proizvoda (tj. delimino rastavljanje), ili odvajanje proizvoda na sve

njegove delove (tj. demontaa) za odredjenu svrhu.Oblasti rastavljanja na koje su istraivai fokusirani su planiranje procesa rastavljanja (DPP) iinovacije u rastavljanju instalacija.

3.1. Planiranje procesa rastavljanja

Cilj planiranja procesa rastavljanja je da se razviju procedure i softverski alati za formiranjestrategije rastavljanja i konfigurisanje sistema za rastavljanje.Predloene su sledee faze u razvoju plana procesa rastavljanja:

Analize ulaznog i izlaznog proizvoda: U ovoj fazi su definisane ekonomski isplative(vredne) , opasne kao i komponente i materijali koji se mogu ponovo iskoristiti. Nakonpreliminarne analize trokova, identifikuje se optimalno rastavljanje.

Analiza sklapanja: U drugoj fazi se, pridruivanjem elemenata, obradjuje rangiranjekomponenti i analiza sekvenci u prethodnom sazivu.

Pitanje neizvesnosti analize: Neizvesnost rastavljanje potie od neispravnih delova ilizglobova ulaznih proizvoda, nadogradnjom / degradiranjem proizvoda tokom upotrebe kod

potroaa, i oteenjem prilikom rastavljanja.

Odreivanje strategije demontae: U zavrnoj fazi, se odluuje da li se koristi rastavljanjebez razaranja ili rastavljanje sa razaranjem.

Istraivanje o planiranju procesa rastavljanja je aktivna oblast u poslednjoj deceniji.Stotine radova su napisane na ovu temu. Detaljan pregled rastavljanja predstavili su Gungor iGupta.

3.2. Inovacije alata za rastavljanje

Pored stvaranja dobrog plana procesa rastavljanja, sprovoenje demontae zahteva i veomaefikasan i fleksibilan alat. Nekoliko patentiranih alata za rastavljanje su istaknuti u raduFeldmann i sar.

Najatraktivnije istraivanje po pitanju procesa rastavljanja je upotreba robota.

10


11/22

Automatizovano sklapanje elektronske opreme je u poodmakloj fazi. Naalost, potpuna(iliak polupotpuna) primena automatskog rasklapanja u reciklai elektronske opreme narazoaravajuem nivou. Trenutno, postoji samo nekoliko probnih projekata za automatskorastavljanje tastatura, monitora i tampanih ploa, a ne postoji (polu) automatizovano reenjeza sam PC.

3.3. Rastavljanje u praksi

U praksi reciklae elektrinog i elektronskog otpada, selektivno rastavljanje(rasklapanje) je neophodan proces, jer:

1. je ponovna upotreba komponenti je prioritet broj jedan,2. uklanjanje opasnih komponenti je od sutinskog znaaja,3. takoe je uobiajena demontaa veoma vrednih komponenti i materijala visokog kvalitetakao to su tampanih ploa, kablova i inenjerske plastike, kako bi se pojednostavio naknadnodobijanje materijala.

Razni alati su ukljueni u proces rasklapanja opasnih komponenti, vrednih materijala ikomponenti kao i komponenti i materijala koji se mogu ponovo iskoristiti.Studija potencijalnih tehnologija za budua rastavljanja u reciklai elektronike iautomobila je izvedena od strane Boks i Tempelman izmeu novembra 1996

i marta 1997. Rezultati odraavaju miljenje komisije od oko 70 strunjakaunapred izabrani od strane autora. to se tie tehnikih mogunosti potpune automatizacije(90-100%) u rastavljanju elektronske opreme, 65% lanova komisije smatra da e se prodor uautomatizovanom rastavljanju desiti do 2010, 57% lanova komisije misli da e to biti u

Nemakoj, a samo se 35% lanova komisije iz Nemake slau s tim. Pored toga, 32% lanovakomisije misli da puna automatizacija u rastavljanju i braon opreme (npr. televizora, audio ivideo opreme) i bele tehnike (npr. zamrzivaa, maine za pranje vea) nee biti ekonomskiatraktivana do 2020. Po njihovom miljenju, glavne prepreke koje spreavaju daautomatizovano rastavljanje postane komercijalno uspena aktivnost su:

1. previe razliitih vrsta proizvoda,

2. ukupna koliina proizvoda iste vrste je mala,3. opti dizajn proizvoda koji je za tzv. neprijateljsko rastavljanje,4. problemi u zameni logistike i5. varijacije u koliini povratnih proizvoda koji se treba rasklopiti.

Sreom, istraivanje u oblasti dizajniranja proizvoda za rastavljanje dobila je zamahu protekloj deceniji. Jedna dobra ideja je rasklapanje samo po sebi koji se zove aktivnorasklapanje pomou pametnih materijala (ADSM). Chiodo je prijavio tehnologiju primenememorije oblika polimera (SMP) za aktivno rastavljanje modernih mobilnih telefona.Pametni materijal SMP koji je korien u eksperimentima sastavljen je od poliuretana (PU).Ovaj metod nam omoguuje scenario demontae svih komponenti ako ovaj materijal bude

razvijen za povrinsko motiranje. Istraivanje koristei ADSM u drugim malim elektronikimaparatima takoe je uraeno za rukovanje jedinicama kao to su telefoni, mobilni telefoni,

11


12/22

PCB sklopova komponenti, kamere, punjai baterija, fotokopir patrone, CRTs, kuitaraunara, mievi, tastature, ureaji za igranje i stereo opreme.[2]

4. Mehaniki / fiziki proces reciklae

4.1. Prosejavanje

Prosejavanje se ne koristi samo za pripremu sirovina, sline veliine, za odreeni mehanikiproces, ve i za nadogradnju sadraja metala. Prosejavanje je neophodan proces jer suveliina i oblik estica metala razliiti od veliine i oblika estica plastike i keramike.Osnovni metod prosejavanje radi dobijanja metala, koristei rotirajui ekran ili Trommel sito,

je proces koji ima iroku primenu i u procesu prerade otpadnih automobila i komunalnogotpada.Ovaj postupak ima veliku otpornost na slepljivanje sirovine, to je vano za spektar razliitihoblika estica i veliina koje nalaze u otpadu. Vibraciono prosejavanje se takoe esto koristi,

posebno u dobijanju materijala koji ne sadre Fe, ali je slepljivanje ica oznaeno kaoproblem.

4.2. Razdvajanje po obliku

Tehnike razdvajanja po obliku se uglavnom razvijaju da bi se kontrolisala svojstva estica uindustriji praha. Metode razdvajanja su klasifikovane u etiri grupe (po Furuuchi-u ).Principi koji su u osnovi ovog procesa koriste sl. razlike:

1. brzina estice na nagnutom vrstom zidu,2. vreme koje je potrebno da estica proe kroz otvor mree,3. koheziona sila estice na vrstim zidom i4. brzina taloenja estice.

Razdvajanje po obliku na nagnutoj ploi ili situ je najosnovniji metod koji je se koriste uindustriji reciklae. Transporteri i vibro sita sa nagibom se koriste kao separatori po oblikuestica za dobijanje bakra iz elektrinog kabla otpada, otpadnih tampanih ploa, otpadnihtelevizora i personalnih raunara u Japanu.

4.3. Magnetna separacija

Magnetni separatori, posebno, separatori sa bubnjem niskog intenziteta se rasprostranjenokoriste za dobijanje feromagnetnih metala iz obojenih metala i drugog ne-magnetnog otpada.Tokom protekle decenije, bilo je mnogo napredak u dizajnu i radu magnetnih separatoravisokog intenziteta, uglavnom kao posledica uvoenja legura permanentnih magneta retkihzemalja koji su u stanju da obezbedi veoma visoku ja

12


13/22

inu i nagib. U tabeli 5. moemo videti da se upotrebom separatora visokog intenzitetaomoguava razdvajanje legura bakra iz otpada.Intenzivna magnetna separacija je ostvariva barem u sledee tri grupe legure:

1. legure bakra sa relativno visokom masenom osetljivou (Al i vie jedinjenja bronze);

2. legure bakra sa srednjom masenom osetljivou (Mn i vie jedinjenja bronza, specijalnimesing);3. legure bakra sa niskom masenom osetljivou i / ili materijali koji se ponaaju kaodijamagnetici (Sn i Sn sa vie jedinjenja bronze, Pb i Pb sa vie jedinjenja bronze, mesing saniskim sadrajem Fe-a).

Slika 1. Princip rada magnetnog separatora

4.4. Razdvajanje zasnovano na elektrinoj provodljivosti

Razdvajanje zasnovano na elektrinoj provodljivosti razdvaja materijale razliite elektrineprovodljivosti (ili otpornost) (Tabele 3 i 4). Kao to je prikazano u Tabeli 5, postoje tri tipatehnikle za razdvajanje zasnovano na elektrinoj provodljivosti:

1. Eddy current separacija,2. Korona elektrostatikaseparacija i3. Triboelektrino razdvajanje.

U protekloj deceniji, jedan od najznaajnijih deavanja u industriji reciklae je uvoenje Eddycurrent separatora ija operativnost se zasniva na korienje permanentnih magneta retkihzemalja. Separatori su u poetku razvijeni za dobijanje obojenih metala iz usitnjenih otpadnihautomobila ili za tretman vrstog komunalnog otpada, ali se sada dosta koristiti i u drugesvrhe, ukljuujui topljenje peska, poliester polietilen tereftalata (PET), elektronskog otpada,izlomljenog stakla, usitnjenog drveta, i istroenih lonaca. Trenutno, Eddy current separator segotovo obavezno koristi za oporavak otpada koji je posebno pogodan za rukovanje zbog

grubih dimenzija materijala.

13


14/22

Slika 2.Princip tok sirovine u Eddy current separatoru

Slika 3.Princip rada Eddy current separatora

Elektrostatiki separator sa rotorom, koristei korona punjenje, se koristi za odvojanjesirovina u provodnoj i neprovodnoj frakciji. Velika razlika u elektrinoj provodljivosti ilispecifinoj elektrinoj otpornosti izmeu metala i nemetala daje odline uslove za uspenosprovoenje korona elektrostatikog odvajanja u reciklai otpada. Do danas, elektrostatikaseparacija se uglavnom koristila za dobijanje bakra ili aluminijuma iz usitnjenih elektrinihica i kablova i za dobijanje bakra i plemenitih metala iz otpadnih tampanih ploa.

14


15/22

Slika 4.Princip rada elektrostatikog separatora

Slika 5. Princip rada korona elektrostatikog separatora

Tribo-elektrostatika separacija omoguava sortiranje plastike na osnovu razlika u njihovim

elektrinim svojstvima (Tabela 4). Za preradu otpadne plastike, istraivanje su pokazalamnogo oiglednih prednosti tribo-elektrostatike separacije, kao to su: nezavisnost oblikaestica, nisku potronju energije i visok protok.

Slika 6. Principi rada triboelektrinog separacionog sistema

4.5. Razdvajanje na bazi gustine

Nekoliko razliitih metoda su zaduene za odvajanje teih materijala od onih lakih.

15


16/22

Razlika u gustini komponenata je osnova razdvajanja. Tabela 6 pokazuje da su procesiseparacije na bazi gustine nali iroku primenu u razdvajanju metala od nemetala.Gravitacijska koncentracija razdvajanja materijala razliite specifine teine njihovimkretanjem kao reakcijom na silu gravitacije i jedne ili vie drugih sila, kojim esto pruajuotpor pri kretanju fluidi, kao to su voda ili vazduh. Kretanje estica u tenosti ne zavisi samo

od gustine estica, nego od veliine i oblika te estice, krupne estice pogoene su vie odsitnih. U praksi je potrebna neposredna kontrola veliine estica materijala na procesegravitacije da bi se smanjio uticaj veliine i da bi se omoguilo relativno kretanje estica odkoje zavisi specifina teina.[1]

Tabela 6. Procesi mehanike separacije zasnovane na elektrinim karakteristikamamaterijala

ProcesiKriterijumseparacije

Principiseparacije

Zadatakseparacije

Opseg veliineestica pogodne

za rad

Eddy currentseparacija

Elektrinaprovodljivost i

gustina

Odbojne siledeluju naelektrino

provodljiveestice usledinterakcije

izmedjualternativnog

magnetnog poljai Eddy currentseparatora i to

dovodi dopojave

magnetnog polja

Separacijametala koji ne

sadre gvodje inemetaline

sirovine

>5 mm

Koronaelektrostatika

separacija

Elektrinaprovodljivost

Korona punjenjei diferencijalno

pranjenjedovodi do

naboja estica ina dejstvo

razliitih sila

Separacijametala odnemetala

0.1 5 mm( 10mm zalaminarneestice)

Tribo-elektrostatika

separacija

Dielektrinakonstanta

Tribo punirazliitimpunilima

(+ ili -)komponenti koje

izazivajurazliite sile

pravca

Separacijaplastike

(izolatora)


17/22

5. Mehaniki procesi reciklae sitnih estica

Predvieno je da koliina otpada koji u sebi sadri estice metala znaajno poraste u bliskojbudunosti zbog:1. stroijih zakona,2. skuplje odlaganje otpada koji sadri metal,

3. nastavak poveanja proizvodnje raznovrsnih otpada, posebno nastanak prenosive EEopreme i4. sve vei ekoloke svesti.

Predvia se da e ekonomski i tehniki mogue tehnologije separacije sitnih estica iz otpadabiti veoma traene u bliskoj budunosti.

5.1. Novi razvoj ECS za sitne estice

Rotirajui Eddy current separatori su uspeno nali primenu u pojedinanom sortiranjunekoliko obojenih metala i radu na regeneraciji materijala, najee sortiranje obojenih metala

je iz usitnjenih otpadnih automobila i vrstog komunalnog otpada. Pa ipak, u reciklai EEotpada, korienje tradicionalnih Eddy current separator je ogranieno, zbog strogodefinisane veliine sirovine. Potrebne su estice veliine vee od 5mm ili ak 10mm.U poslednjih nekoliko godina, bilo je nekih razvoj u dizajniranju Eddy current procesaseparacije sposobne da razdvoji sitne estice.Pre 1990-ih, intenzivan teorijski rad je sproveo Schlomann i Van der Valk i sar. Teorijskimodel je razvijen da izrauna magnitudu snaga koja deluje na sitnih estica oblika kocke umagnetnom polju sa periodinim varijacijama.Separatori koji su ukljueni u studiji bili su slini Eddy-current separatorima, vertikalnimEddy-current separatorima i separatorima sa rotirajuim diskom. Ovaj model se koristio za

dizajniranje separatora sa razliitim oblastima raspodele i mehanike konstrukcije.U ranim 1990-ih, teorijski rad je uradio Fleer i sar. U ovim studijama, koriene su tri vrsteteorijskih modela koje predstavljaju profil magnetnog polja na granici jednog graninogEddy current separatora.Vaan posao koji ukljuuje razdvajanje malih estica korienjm ECS metode sprovode REMi saradnici. Model je razvijen za mala i srednje estice u simetrinom i asimetrinom poljutretiranjem estica kao magnetnih dipola. Theorija je proirena za rotacioni bubanj separatora,klizne rampe, i vertikalni Eddy current separator.Dang i sar. predstavili su rezultate njihovog istraivanja separabilnost razliitih materijalasitnijih od 5mm korienjem ECS rotirajueg tipa. Studija pokazuje da za sortiranje sitnihestica obojenih metala magnetni bubanj treba da se rotira unazad. Na osnovu analize

mehanizama razdvajanja, napravljeni su predlozi poboljanja selektivnog odvajanje sitnihestica.

17


18/22

Norrgran je naao primenu Eriez rotirajug bubnja sa pojasomECS u razdvajanju sitnihestica metala iz aluminijumske ljake, mesinga iz livnice peska, i elektronskog otpada.Vertikalni rotirajui Eddy current separator, dizajniran da povea efikasnost razdvajanjai da smanji trokove opreme za razdvajanje, je izradio Schlett i sar.U separatoru, magnetni bubanj sa NeFeB permanentnim magnetima pokree jednosmerni

elektrini motor koji se nalazi ispod magnetnog bubanja. Meavina bakarih ica i esticaplastike prosenog prenika 4mm i duine 5mm je korien za simulaciju elektronskogotpada u laboratorijskom eksperimentu.

5.2. Korona elektrostatika separacija

Korona elektrostatika separacija je vana tehnika pogodna za fine estice opsega veliine0.1-5mm. Ovaj proces je detaljno istraila preraivaka industrija minerala. Takoe je

primenljiva u reciklai kablova. Upotreba korona elektrostatikog separatora kod dobijanjamaterijala za reciklau otpadne elektrine i elektronske opreme je samo u povoju.

Neke industrijske primene za korona separatora sa bubanjem prikazani su u tabeli.Najvei efekat na dobijanje rezultata separacije kod korona elektrostatike separacije imajusistem elektroda, brzina rotora, sadraj vlage i veliina estice. Jedna od prednostielektrostatike separacije kabla za reciklau je dobijanje proizvoda bez metala.Dakle, korona elektrostatika separacija je teka jer vremenska konstanta pranjenjaotpornika moe da padne ispod 1s.

5.3. Taloenje

Taloenje, jedna od najstarijih metoda gravitacijske koncentracije, se iroko koristi u industrijimineralnih sirovina za koncentraciju relativno grubih materijala. Ako sirovina prilino

ravnomerne veliine (npr. 3-10 mm), nije teko postii dobre rezultate razdvajanja uskespecifine teine minerala u sirovini.Dakle, proces taloenja daje dobro reenje za sortiranje malih komade metala razdvajanjem

po gustini. Prednosti taloenja na mokrom su u njihovoj snazi, velikom kapacitetu po jedinicipovrine, niski operativni trokovi i podobnosti da se procesuira velika koliina malih estica.Prema De Jong i Dalmijin, u preradi otpadnih automobila, feromagnetine sirovine veliine 4-16 mm mogu se odvojiti mokrim postupkom taloenja. Laka frakcija se uglavnom sastoji odaluminijuma, stakla i kamena; teka frakcija se sastoji od metala, kao to su bakar, olovo,mesing, od nerajueg elika itd.Jedna od vanih primena metoda taloenja u reciklanoj industriji je razdvajanje lake i tekefrakcije u reciklai ruevina (graevinskog uta). Taloenje mokrim postupkom omoguava

proizvod visokog kvaliteta. Ispitivanje su sprovedene u Groot BV, holandska kompanija uHeilo Holandiji. Test je dizajniran da smanji sadraj lake frakcije u proizvodu za reciklau domaksimuma od 0,1% po teini. U istraivanju je koriena pulsirajua talonica. Rezultati

pokazuju da se mokrom preradom uta pulsirajuom talonicom omoguava kvalitetaproizvoda nije mogue ostvariti vazdunim klasifikatorom.Pre 1990-ih, ovaj proces se takoe koristo za sortiranje obojenih metala i otpadnih kablova.

Nedavno, Schmelzer je razmatrao razdvajanje meavine obojenih metala veliinama estica4-10 mm i 0,5-4, koristei isprekidanu U-cev talonice.Znaajna heterogenost i visoka sloenosti EE otpada oteavaju rad procesa taloenja. Sloenikomadi otpada, naroito otri materijali znaajno spreavaju proces odvajanja i takoe mogu

spreiti odvajanje po slojevima.[1]

18


19/22

6. Tehnoloka ema reciklae EE otpada

19


20/22

7. Zakljuak

Uvoenje svesti o znaaju reciklae i njenoj primeni u svakodnevnom ivotu, je u Srbiji,moemo rei na samom zaetku. Pored nekoliko specijalnh kontejnera za pojedinanoodlaganje razliitih vrsta ambalae i samo nekoliko organizovanih i opremljnih postrojenja za

reciklau, malo je toga uinjeno.Predstoji dugotrajan rad na formiranju stava prema rastuem problemu nepravilnog odlaganjatetnog otpada i obrazovanju populacije o velikim utedama koje donosi postupak reciklae.U svakom sluaju ista i nezagaena okolina, u budunosti e biti prednost svake drave kojaozbiljno i temeljno razmilja o zdravim uslovima i sredini, u kojima e iveti neke novegeneracije.

Tabela 7. Prednosti upotrebe recikliranog gvoa i elika

Prednosti Procenat

Uteda energije 74

20


21/22

Uteda primarnih sirovina 90

Smanjenje zagadjenja vazduha 86

Smanjenje vode u procesu 40

Smanjenje zagadjenja vode 76

Smanjenje koliine rudnih raskrivki 97

Smanjenje proizvedenog otpada 105

Tabela 8. Uteda energije reciklaom materijala

Materijali Uteda energije (%)

Aluminijum 95

Bakar 85

Gvodje i elik 74

Olovo 65

Cink 60

Papir 64

Plastika >80

Literatura:

21


22/22

[1] http://mine-engineer.com/mining/minproc/elstat1.htm

[2] Jirang Cui i Eric Forssberg ; Mechanical recycling of waste electric andelectronic equipment: a review; Journal of Hazardous Materials, 2003

22
http://mine-engineer.com/mining/minproc/elstat1.htmhttp://mine-engineer.com/mining/minproc/elstat1.htm

Tehnologija reciklaže električnog i elektronskog otpada

Documents

Transcript of Tehnologija reciklaže električnog i elektronskog otpada