Een eddy current separator werkt door geleidende, niet-ferromagnetische metalen bloot te stellen aan een snel veranderend magnetisch veld. Dit veld induceert circulaire elektrische stromen binnen aluminium, koper en brons. Deze stromen creëren hun eigen magnetische velden, die het veld van de separator tegenwerken en de metaalstukken vooruit duwen. Plastic, glas, hout en andere niet geleidende materialen ontvangen geen magnetische duw, dus ze vallen van de transportband op een kortere weg.
Dit is het korte antwoord op eddy current separator how it works. Het volledige antwoord hangt af van de magnetische rotor, de transportband, de voedingsbereiding en de splitter die samen als een systeem werken. Wanneer deze onderdelen correct zijn ingesteld, kan een eddy current separator waardevolle metalen herwinnen zonder het materiaal aan te raken of water, luchtstralen of chemische behandeling te gebruiken.
Quick takeaway: Een eddy current separator trekt aluminium niet aan zoals een traditionele magneet staal aantrekt. Het maakt elk geleidend deeltje tijdelijk tot een tegenovergestelde elektromagneet, waarna het deeltje zijn vliegroute wijzigt door afstoting.
What Is an Eddy Current Separator?
Een eddy current separator, of ECS, is een industriële niet-ferromagnetische metaalscheider geïnstalleerd op een korte transportband. Recyclingbedrijven gebruiken het om geleidende metalen van niet geleidende materialen te onderscheiden na het shredden, screenen en het verwijderen van ferromagnetische metalen.
De machine staat meestal aan het einde van een mechanische sorteerlijn. Een magnetische scheider removes iron and steel first. De ECS richt zich dan op aluminium, koper, brons en zink, terwijl de resterende plastic, glas, rubber, hout of minerale fractie verder gaat naar een andere verzamelplaats.
Dit volgorde is belangrijk. Een ECS is ontworpen voor niet-ferromagnetische herwinning, niet voor het hanteren van grote stukken staal. Het verwijderen van ferromagnetische metalen eerst beschermt de band en de rotor, vermindert verwarming en slijtage en geeft niet-ferromagnetische deeltjes een duidelijker pad door de sorteerzone.
| Feed material | Typical response at the ECS discharge | Practical result |
|---|---|---|
| Aluminium | Strong forward throw because it combines good conductivity with low density | Usually the easiest non-ferrous metal to recover |
| Copper and brass | Conductive, but denser than aluminum | Separable, although settings may differ from aluminum recovery |
| Plastic, glass, rubber, and wood | No induced current and no magnetic repulsion | Follow their normal gravity-driven path |
| Iron and carbon steel | Strongly attracted to magnets rather than sorted by the intended ECS effect | Should be removed upstream |
| Stainless steel and lead | Often weak or inconsistent response | May require another sorting method |
Een ECS is daarom geen universele metaaldetector of een legeringsidentificatiesysteem. Zijn prestaties hangen af van elektrische geleidbaarheid, dichtheid, deeltjesgrootte, vorm, magnetische veldsterkte en voedingsvelocity. Een 2020 pilot-scale studie van het scheiden van koper en aluminium geïdentificeerde deeltjesgrootte, conductiviteit-dichtheidverhouding, magnetische inductie en voedings snelheid als cruciale bedrijfsfactoren.
De Wetenschap Achter Het: Hoe Het Werkt Stap-voor-Stap
Het bedrijfsprincipe volgt twee basisregels van elektromagnetisme. Faraday's wet verklaart waarom een veranderend magnetisch veld een elektrische stroom in een geleider induceert. Lenz' wet verklaart waarom de geïnduceerde stroom een magnetisch veld creëert dat de verandering die het produceerde tegenwerkt.
Binnen een ECS vindt die reactie in fracties van een seconde plaats:
- Een voeder spreidt het verwerkte materiaal uit over de transportband in een dun, gelijkmatig laagje.
- De transportband brengt het materiaal naar de afvoer wielas.
- Een hoogsnels rotatie magnetisch wiel binnen de wielas creëert snel veranderende magnetische velden op de riemoppervlakte.
- Conductieve niet-metaalhoudende stukken ontwikkelen circulerende schermpotentiaalstromen.
- De interactie tussen het wielveld en het geïnduceerde veld werpt een afstotende kracht uit op die stukken.
- Niet-metaalhoudende metalen bewegen verder voorwaarts, terwijl niet-conductief materiaal dichter bij de wielas valt.
- Een aanpasbare scheidingsbalk deelt de twee trajecten in twee aparte kuilen.
De volgende drie componenten bepalen of dat eenvoudige principe in de praktijk schone, verkoopbare fracties oplevert.
De Rol van het Hoogsnels Rotatie Magnetisch Wiel
Het magnetisch wiel is de bron van het veranderende veld. Het bevat wisselende noord- en zuidpolen, vaak gemaakt van sterke zeldzame aarde permanent magneten. Terwijl het wiel binnen een niet-conductieve schaal aan het einde van de transportband draait, ontmoet elk deeltje dat erboven voorbijgaat snelle magnetische omwentelingen.
Een hogere wiel snelheid en een geschikte polarrang verhogen de frequentie van veldverandering. Dat kan de geïnduceerde reactie versterken, vooral wanneer het voedingsstroomje kleine conductieve deeltjes bevat. Een hogere wiel snelheid alleen, however, does not guarantee better separation. Excessive speed can increase heat, vibration, bearing load, and wear without fixing poor feeding or an incorrect splitter position.
Ook de geometrie van de rotor speelt een rol. Bij een concentrische rotor zijn de magnetische polen over de gehele omtrek verdeeld, waardoor er een sterk, gelijkmatig veld rond de aandrijfpoelie ontstaat. Bij een excentrisch ontwerp is de actieve magnetische zone geconcentreerd in de buurt van het afvoerpunt. De juiste keuze hangt af van de deeltjesgrootte, de resterende ijzerhoudende verontreiniging, de samenstelling van het toevoermateriaal en de gewenste balans tussen metaalterugwinning en productzuiverheid.
Wat de invoerrechten op fijne materialen betreft, zijn die van Energycle’s Een lagecapaciteits eddystraal separator voor fijn aluminium maakt gebruik van een concentrische rotor van zeldzame aardmetalen die op hoge frequentie draait. De beschikbare configuraties draaien met een snelheid tot 4.000 RPM en zijn ontworpen om deeltjes tot ongeveer 2 mm terug te winnen, mits het toevoermateriaal droog, goed gezeefd en gelijkmatig verdeeld is.
Het wervelstroom-transportband- en transportsysteem
De transportband doet meer dan alleen materiaal verplaatsen. Hij regelt het tijdstip, de positie en de snelheid waarmee elk deeltje in contact komt met het magnetische veld. De band moet dun genoeg zijn om het materiaal dicht bij de rotor te houden, maar tegelijkertijd duurzaam en elektrisch niet-geleidend zijn.
De voorbereiding van het materiaal begint vóór de transportband. Door versnippering of vermaling worden metalen uit kunststof, rubber, glas en andere bijlagen verwijderd. Door zeven ontstaat een smaller deeltjesgroottebereik. Vervolgens verdeelt een trilvoeder het materiaal over de effectieve breedte van de transportband. Het doel is een stabiele, vrijwel enkellaagse laag in plaats van een diepe hoop.
Een dikke of ongelijkmatige laag zorgt ervoor dat kleinere deeltjes onder grotere deeltjes verborgen blijven. Nat of kleverig materiaal vormt klonten die zich gedragen als één deeltje. Beide omstandigheden verminderen de blootstelling aan het magnetische veld en kunnen ertoe leiden dat niet-metalen in de afvoergoot voor teruggewonnen metaal terechtkomen. Droog, gesorteerd en gelijkmatig aangevoerd materiaal zorgt ervoor dat elk deeltje een beter voorspelbare baan volgt.
De bandsnelheid bepaalt de voorwaartse beweging. Een snellere band kan de werpafstand en de doorvoercapaciteit vergroten, maar verkort ook de tijd dat de deeltjes aan het actieve veld worden blootgesteld. Een langzamere band geeft het magnetische veld meer tijd om in te werken, maar kan de capaciteit verminderen of materiaalophoping veroorzaken. Operators moeten de bandsnelheid afstemmen op de rotorsnelheid en de toevoersnelheid, en deze niet als een op zichzelf staande instelling behandelen.
Scheiding: het afstoten van aluminium en non-ferrometalen
Bij de koprol bepalen drie krachten het uiteindelijke traject: de voorwaartse impuls van de band, de zwaartekracht en elektromagnetische afstoting. Niet-geleidende stukken vallen van de band af en vallen op natuurlijke wijze naar beneden. Geleidende stukken krijgen een extra voorwaartse impuls en komen verder van de rol terecht. De verdeelplaat bevindt zich tussen deze trajecten en leidt elke fractie naar zijn eigen trechter.
Aluminiumscheiding met wervelstromen is bijzonder effectief omdat aluminium een hoge elektrische geleidbaarheid heeft in verhouding tot zijn dichtheid. Koper geleidt ook goed elektriciteit, maar door zijn hogere dichtheid is de versnelling bij dezelfde scheidingskracht minder groot. Messing en zink kunnen worden teruggewonnen, hoewel hun banen dichter bij de stroom van niet-metalen kunnen liggen. Roestvrij staal en lood reageren vaak te zwak voor een betrouwbare scheiding met een standaard ECS.
De deeltjesgrootte en -vorm beïnvloeden het resultaat. Grote, platte stukken aluminium kunnen sterke geïnduceerde stromen geleiden, maar kunnen gaan tuimelen of in de lucht blijven hangen. Kleine deeltjes hebben een kleiner geleidend volume en zijn gemakkelijker af te schermen in een diep toevoerbed. Onderzoek naar effecten van de deeltjesgrootte in ECS-systemen met roterende trommel bleek dat de scheiding een optimaal deeltjesgroottebereik heeft voor een bepaalde bedrijfsomstandigheid en dat de prestaties bij fijne deeltjes kunnen worden verbeterd door de rotorsnelheid en het aantal polen aan te passen.
De splitter bepaalt of de lijn de voorkeur geeft aan herstel of zuiverheid:
- Door de splitter in de richting van het niet-metalen traject te verplaatsen, wordt doorgaans meer metaal opgevangen, maar kan er mogelijk ook meer niet-metalen verontreiniging binnendringen.
- Door het materiaal in de richting van het metaalpad te verplaatsen, ontstaat doorgaans een zuiverder metaalfractie, maar metaal dat slechts zwak wordt weggeslingerd, kan verloren gaan.
- Als de toevoer verandert, moeten de operators de positie van de verdeler opnieuw controleren in plaats van uit te gaan van de vorige instelling.
Deze afweging tussen herstel en zuiverheid staat centraal in recycling met wervelstromen. De beste opstelling is die welke voldoet aan de specificaties van de afnemer verderop in de keten en ervoor zorgt dat het verlies aan waardevol metaal binnen de economische doelstelling van het project blijft.
Belangrijke toepassingen in afvalscheidingslijnen
Wervelstroomscheiders worden in veel droge recyclingprocessen ingezet, maar het materiaal moet eerst worden losgemaakt, gesorteerd op grootte en ontdaan van ferrometaal. De meest voorkomende toepassingen volgen dezelfde proceslogica, maar zijn gericht op verschillende producten.
| Sollicitatie | Typische voeding | Teruggewonnen non-ferrometalen | Aanbevolen positie van de lijn |
|---|---|---|---|
| Gemeentelijk vast afval en reststoffen uit de sorteringsinstallatie | Gemengd verpakkingsafval na handmatige, optische en magnetische sortering | Aluminium blikjes, bakjes, sluitingen en stukjes folie | Na zeefbehandeling en magnetische scheiding van ijzerhoudende materialen |
| Versnipperd staalschroot | Niet-ijzerhoudende en niet-metalen reststoffen die overblijven na staalterugwinning | Aluminium, koper, messing en zink | Na het versnipperen, de luchtclassificatie, het zeven en de magnetische scheiding |
| Restmateriaal van autoversnipperaars (ASR) | Gemengd kunststof, rubber, glas, draad en metalen uit afgedankte voertuigen | Aluminium gietstukken, koperdraad, messing fittingen en zinken onderdelen | In een op grootte gesorteerde terugwinningsfase vóór de uiteindelijke sortering op basis van sensorwaarden of dichtheid |
| Materiaal afkomstig van de ontmanteling van voertuigen | Verpletterde onderdelen, bedrading, bekleding en diverse assemblages | Fracties met een hoog gehalte aan aluminium en koper | Na ontzwaveling en primaire ijzerverwijdering |
| PET-vlokken en glasscherven | Gereinigde glasvlokken of gemalen glas met dopjes, ringetjes, folie en metaaldeeltjes | Fijne aluminiumdeeltjes en andere geleidende verontreinigingen | Als zuiveringsstap voorafgaand aan extrusie, optische sortering of verkoop |
| Elektronisch afval en bodemas uit verbrandingsinstallaties | Gezeefde fijne en middelgrote fracties | Aluminium, koper, messing en andere geleidende onderdelen | Na het breken, zeven en de magnetische voorbehandeling |
Gemeentelijk vast afval en terugwinning van verpakkingsmateriaal
In een afvalverwerkingsinstallatie wordt het ECS-systeem vaak ingezet na de zeven, de luchtscheiding en de magnetische scheider. De belangrijkste taak ervan is het uitsorteren van aluminium drankblikjes, schalen en sluitingen uit papier, plastic en andere verpakkingsmaterialen. Een stabiele toevoer is essentieel, omdat platgedrukte blikjes, flexibele folie en driedimensionale verpakkingen niet op dezelfde manier door het systeem worden getransporteerd.
Versnipperd schroot en autoresten
Schrootverwerkers winnen eerst het grootste deel van het ijzer en staal magnetisch terug. De resterende fractie kan nog steeds verkoopbaar aluminium, koper, messing en zink bevatten, vermengd met glas, rubber, schuim en kunststof. Door de fracties op grootte te sorteren vóór de ECS wordt het verschil tussen de banen van de deeltjes verkleind. Een smalle fractie zorgt er bovendien voor dat de afstelling van de splitter beter herhaalbaar is.
Bij autoschroot kan meer dan één sorteerfase nodig zijn. De ECS produceert een non-ferroconcentraat, maar dat concentraat kan nog steeds verschillende metalen bevatten. Dichtheidsscheiding, röntgentransmissie, inductiesortering of handmatige kwaliteitscontrole kunnen volgen wanneer de fabriek behoefte heeft aan afzonderlijke legeringsproducten in plaats van een gemengde non-ferrofractie.
Terugwinning van hoogwaardig aluminium uit PET, glas, as en elektronisch afval
Fijne deeltjes zijn moeilijker terug te winnen omdat ze minder geïnduceerde stroom geleiden en onder grotere deeltjes kunnen verdwijnen. Naarmate de beoogde deeltjesgrootte afneemt, worden een hoogfrequente rotor, een nauwkeurige grootteverdeling, een gecontroleerde toevoerdiepte en een zorgvuldige plaatsing van de scheider steeds belangrijker.
Voor PET-vlokken, glasscherven, bodemas uit verbrandingsinstallaties en versnipperd elektronisch materiaal kan het doel zowel metaalterugwinning als productzuivering zijn. Het verwijderen van aluminium uit PET-vlokken beschermt bijvoorbeeld het verdere extrusieproces en verbetert de kwaliteit van de vlokken. Door fijn aluminium uit bodemas terug te winnen, wordt een verloren fractie omgezet in een verkoopbaar product. Test in beide gevallen het daadwerkelijke materiaal, want vochtgehalte, deeltjesvorm en samenstelling kunnen het resultaat sterker beïnvloeden dan de specificaties op het typeplaatje doen vermoeden.
Bepaal, voordat u een machine kiest, deze zes parameters:
- Soort materiaal en herkomst.
- Minimale en maximale deeltjesgrootte.
- Vochtgehalte en toestand van het oppervlak.
- Vereiste doorvoer per uur.
- Beoogde metaalterugwinning en uiteindelijke zuiverheid.
- De vermaling, zeefbehandeling en magnetische scheiding in de bovenstroomse fase zijn al gerealiseerd.
Aan de hand van deze gegevens kan de leverancier het rotortype, het aantal polen, de bandbreedte, de bandsnelheid, het toevoersysteem en de geometrie van de splitter afstemmen op de daadwerkelijke afvalstroom. Zie Energycle’s voor een bredere vergelijking van apparatuur: Keuzegids voor wervelstroomafscheiders.
Conclusie
Een wervelstroomscheider zet elektromagnetische inductie om in een mechanische sorteerbeweging. De magnetische rotor, die met hoge snelheid draait, wekt stromen op in geleidende non-ferrometalen; de transportband geeft elk deeltje een voorwaartse impuls; en de splitter splitst de resulterende vluchtbanen. Aluminium krijgt doorgaans de sterkste impuls, terwijl voor koper, messing en zink instellingen nodig zijn die rekening houden met hun grotere dichtheid en de vorm van de deeltjes.
Betrouwbare prestaties beginnen bij de voorbereiding van het materiaal. Verwijder eerst ijzerhoudend metaal, zeef het materiaal in bruikbare grootteklassen, houd het droog, verdeel het gelijkmatig en stem de rotorsnelheid, de bandsnelheid en de positie van de splitter als één systeem op elkaar af. Deze stappen zijn vaak belangrijker dan welke afzonderlijke specificatie van de machine dan ook.
Als uw productielijn aluminium, koper of andere non-ferrometalen moet terugwinnen uit gemeentelijk afval, versnipperd schroot, autoresten, PET-vlokken, glas, as of elektronisch afval, contact Energycle. Geef een materiaalmonster of analyse, het deeltjesgroottebereik, de beoogde doorvoercapaciteit en de vereiste zuiverheid door. Ons team kan een opstelling voor de scheiding van non-ferrometalen aanbevelen en beoordelen of de Een lagecapaciteits eddystraal separator voor fijn aluminium past bij uw toepassing.
