كيفية إزالة الشوائب من خردة الألومنيوم

ابدأ بتعريف المشتري للألمنيوم النظيف

تصف وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) المعالجة المسبقة للألمنيوم الثانوي بأنها عملية الفرز والمعالجة المستخدمة لإزالة المعادن الأخرى والأوساخ والزيوت والبلاستيك والطلاء قبل عملية الصهر.^[1] هذه نقطة انطلاق جيدة، لكن مواصفات الشراء عادةً ما تتضمن تفاصيل أكثر. فقد تحدد حدودًا لمحتوى الحديد الحر، والمواد غير المعدنية، والرطوبة، والمطاط الملتصق، والطلاءات، وحجم الجسيمات، أو فئة السبائك.

وهذا يغير معنى كلمة “نظيف”. فقد تكون القضبان المبثوقة المطلية مقبولة ضمن درجة معينة من الخردة. وقد تحتاج المادة نفسها إلى إزالة الطلاء قبل دخولها إلى مسار فرن معين. قد تكون دفعة من الألومنيوم المصبوب خالية من البلاستيك والفولاذ، ومع ذلك تظل غير مناسبة لدورة السبائك المطروقة. ولذلك، يجب أن تُدرج طريقة الاختبار التي يتبعها المستلم في مناقشة العملية منذ البداية.

تحليل التغذية قبل اختيار الخط

تخلص من المخاطر قبل أن تتحول إلى مشكلة تؤدي إلى الانفصال

يجب تحديد الحاويات المغلقة، وأوعية الضغط، والبطاريات، واسطوانات الغاز، والسوائل القابلة للاشتعال، والمخلفات مجهولة الهوية، وقطع الفولاذ الصلب الكبيرة قبل وصول المواد إلى آلة التقطيع. وتحذر إرشادات إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) المتعلقة بإعادة تدوير الخردة من ضرورة إزالة الوقود والمواد الخطرة الأخرى قبل دخول الخردة إلى آلات المعالجة.^[5] وبمجرد إزالتها، يجب أن تخضع تلك المواد لمسار موثق خاص بها للتخزين والتخلص منها؛ فهي لا تصبح مجرد بقايا نباتية عادية لمجرد أنها جاءت من شحنة خردة.^[6]

اسأل عما إذا كان الملوث منفصلاً أم لا يزال ملتصقاً بالألمنيوم

يُعد المسمار المفكوك، وشريط المطاط، والقطعة الفولاذية الموجودة داخل قطعة مصبوبة ثلاث مهام مختلفة. يمكن التقاط العنصر المفكوك. أما المكون المثبت فيمكن تفكيكه. وقد يتطلب الملحق فتح قطعة الألومنيوم قبل أن يتمكن المغناطيس من الوصول إليه. تصف إرشادات وكالة حماية البيئة (EPA) عمليات التكسير، والتقطيع، والإزالة المغناطيسية، والغربلة، والفصل بالتيارات الدوامة، والتصنيف الهوائي، على أنها طرق تحضيرية تكميلية وليس كخطوة تنظيف واحدة.^[2]

يجب أن تكون درجة تقليل الحجم مرتبطة بالجهاز الفاصل التالي. فإذا كانت آلة التقطيع منخفضة السرعة قد قامت بالفعل بفتح المقطع الجانبي وتحرير الأجزاء المعدنية، فإن أي تأثير إضافي يؤدي إلى زيادة التآكل وزيادة الجسيمات الدقيقة دون تحسين عملية الفصل. وعندما تظل أدوات التثبيت الصغيرة أو شرائط البوليمر متشابكة، قد يكون من الضروري إجراء مرحلة تحرير ثانية. فالهدف هو التحرير، وليس الحصول على أصغر جسيم ممكن.

تجنب إدخال حالة السطح والتركيب الكيميائي للسبائك في دلو الفرز الميكانيكي

تحتاج سوائل القطع والرطوبة إلى التصريف أو الطرد المركزي أو التجفيف. أما الدهانات والورنيش فتظل ملتصقة بالسطح بعد الفصل المغناطيسي العادي والفصل حسب الحجم. وتصف جمعية الألمنيوم عملية فتح حاويات الألمنيوم المستعملة وتقطيعها وتمريرها عبر مرحلة محكومة بدرجة حرارة عالية لإزالة الدهانات والورنيش والطلاءات قبل الصهر.^[4]

ويختلف مزيج السبائك مرة أخرى. فعلى سبيل المثال، يمكن فرز خردة السيارات بناءً على خصائص مثل الحجم والوزن والاستجابة المغناطيسية والتوصيلية الكهربائية والكثافة والتركيب الكيميائي.^[3] عندما يكون الاحتفاظ بالسبائك ذا قيمة، غالبًا ما يكون لصندوق التجميع المخصص دور أكثر فائدة من جهاز الفصل الإضافي الموجود في نهاية خط الإنتاج.

مسار من سبع مراحل لإزالة التلوث من خردة الألومنيوم

1. حددوا معًا المواد الخام والمنتج النهائي. سجل المصادر، وتركيبة المكونات، والحجم الأقصى، والكثافة الظاهرية، والرطوبة، والسوائل، ومجموعات السبائك المعروفة. وإلى جانب هذا الوصف، قم بتدوين الحدود التي حددها المشتري وطريقة أخذ العينات.
2. تجنب المخاطر وتخلص من السوائل المتسربة. قم بإزالة البطاريات، والمواد المختومة، وأوعية الضغط، والمخلفات غير المعروفة. قم بتصريف المكونات الرطبة وبقايا التصنيع قبل أن تلوث أماكن التخزين أو الناقلات أو أجهزة الفصل الجافة.
3. افصل الأجزاء وفكها بينما لا تزال ملامحها واضحة. افصل بين المقاطع الجانبية والألواح والعجلات والمسبوكات والرقائق في الحالات التي تختلف فيها نقاط خروجها. قم بفك الإطارات والمحامل والزجاج والدعامات الكبيرة والنحاس الذي يمكن الوصول إليه قبل تكسير هذه العناصر إلى قطع أصغر.
4. حرر فقط ما لا يزال ملتصقًا. يمكن لآلة التقطيع منخفضة السرعة تقطيع المواد الضخمة وتفكيك المجموعات. ولا يُلجأ إلى التكسير بالصدم الأقوى أو التكسير الثانوي إلا في الحالات التي تترك فيها المرحلة الأولى الفولاذ أو المواد غير المعدنية ملتصقة بالألمنيوم. و دليل المقارنة بين آلة تقطيع الألمنيوم والمطحنة المطرقية يشرح الفرق بين «التخفيض الأولي» و«التحرير الثانوي».
5. صنف العبء. إزالة جزء محدد من الجسيمات الدقيقة أو الكبيرة الحجم، وتحقيق الاستقرار في نطاق حجم الجسيمات. تعمل الغرابيل على تحسين المظهر؛ لكنها لا تحدد نوع المادة التي تمر من خلالها.
6. قم بالفصل وفقًا للترتيب الذي يتطلبه التغذية. يجب إزالة المواد الحديدية المكشوفة قبل عملية الفصل عن المواد غير الحديدية في المرحلة التالية. ويمكن استخدام مراحل الفصل بالهواء أو الكثافة لاستهداف الأجزاء الخفيفة المحددة. ثم يعمل فاصل التيارات الدوامة بشكل أفضل على تيار خاضع للتحكم، حيث تُعرض القطع غير الحديدية الموصلة للمادة مقابل المواد غير المعدنية. و مقارنة بين الفاصل المغناطيسي والفاصل الذي يعمل بالتيارات الدوامة يتناول هذا الفصل التسلسل بمزيد من التفصيل.
7. تحقق من توازن الكتلة الكلي. قم بوزن منتج الألومنيوم، والمخلفات الحديدية، والمخلفات غير المعدنية، والجسيمات الدقيقة، والمواد المعاد تدويرها. افحص كل نوع من المخلفات للتأكد من عدم وجود ألومنيوم مفقود. فقد يكون التفريغ الذي يبدو نظيفًا للعيان نتيجة تجارية سيئة إذا بقيت كمية كبيرة من المعادن في البقايا.

المكان المناسب لكل آلة

تعتبر أسماء الآلات أقل فائدة من شروط التغذية. ويستند الجدول أدناه إلى النقطة التي تكتسب عندها كل مرحلة مكانها في العملية.

كيف يتغير المسار باختلاف المادة الخام

المقاطع والإطارات والمنتجات المركبة المصبوبة

قم بإزالة الزجاج والمقابض والمفصلات والأجزاء الفولاذية التي يمكن الوصول إليها قبل التقطيع. غالبًا ما يتطلب البثق الطويل عملية تقليص أولية، وذلك بشكل أساسي لتسهيل التغذية والفتح. وقد يحدد البوليمر المزود بعازل حراري أو الأجزاء المعدنية المخفية بعد ذلك ما إذا كانت هناك حاجة إلى عملية فصل ثانوية. إن دليل خط إعادة تدوير مقاطع الألمنيوم ويشمل التغذية الخاصة بكل نوع من أنواع الحبيبات وفصل المركبات.

خردة متنوعة، وعجلات، وقطع مصبوبة

يمكن أن تحتوي هذه المجموعة على الحديد والنحاس والنحاس الأصفر والزنك والمطاط والزجاج والأوساخ والعديد من أشكال الألومنيوم في نفس الحمولة. كما تحتوي العجلات والمسبوكات الخاصة بالسيارات على إطارات وصمامات وأوزان موازنة ومحامل وسوائل محبوسة. قم بإزالة هذه العناصر بينما لا يزال من الممكن التعرف على المكون. بعد ذلك، استخدم الحد الأدنى من الفصل اللازم لكشف المكونات الداخلية وإعداد المنتج المطلوب. تنتمي مخطط التدفق التفصيلي للتغذية المختلطة إلى خط فرز خردة الألمنيوم المختلطة.

رقائق وفتات

عادةً ما تتأثر عملية معالجة نفايات التصنيع بعوامل مثل سائل القطع، والجسيمات الدقيقة، ورقائق الفولاذ، والتشابك، ونوع السبائك. وعادةً ما يكون المسار المخصص الذي يعتمد على الفصل، والتصريف، أو الطرد المركزي، والتغذية الخاضعة للتحكم، والتكوير الاختياري، أكثر استقرارًا من تمرير الرقائق الرطبة عبر خط إنتاج عام. إن عملية إعادة تدوير رقائق الألومنيوم يشرح إجراءات مراقبة السوائل وفحص القوالب.

الألواح والرقائق والمخلفات غير الحديدية المجهزة

قد لا تتطلب قصاصات الألواح النظيفة سوى الفحص والتعبئة في بالات. أما الألواح المطلية والرقائق المركبة، فتدخل الطلاءات وكثافة الحجم المنخفضة في عملية اتخاذ القرار. أما المخلفات المُعدة بعد إزالة المعادن الحديدية فهي مختلفة: فقد تحتوي على الألومنيوم والنحاس والنحاس الأصفر والزنك والمغنيسيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والبلاستيك والمطاط والزجاج. ويمكن لفصل التيارات الدوامة استرداد جزء موصل من المواد غير المعدنية المناسبة، في حين أن عمليات تحسين جودة المعادن أو السبائك قد تتطلب مراحل تعتمد على الكثافة أو أجهزة الاستشعار. ويتم تناول شكل الجسيمات في دليل تحديد حجم الجسيمات باستخدام التيارات الدوامة.

متى يكون غسل خردة الألومنيوم أمراً مبرراً

يكون الغسل خيارًا منطقيًّا عندما تكون المواد غير المرغوب فيها قابلة للإزالة بالماء، ويكون للسطح الذي يتم تنظيفه قيمة تجارية، وتتوفر في المصنع وسيلة لتصريف مياه الصرف والتجفيف. وقد تنطبق هذه الحالة على الأملاح السائبة، أو الأوساخ المحددة، أو بقايا العمليات المعروفة. أما المسمار اللولبي داخل قطعة البثق، أو المحمل في قطعة الصب، أو الطلاء الملصق، أو خليط السبائك، فلا تنطبق عليها هذه الحالة.

تعد مرحلة التجفيف جزءًا لا يتجزأ من عملية اتخاذ القرار، وليست مجرد خطوة ثانوية. فالماء المتبقي في الخردة المتداخلة أو المضغوطة أو المسامية يؤثر على عمليات الغربلة والفصل الهوائي، وقد يشكل خطرًا على الفرن في المراحل اللاحقة. قبل إضافة جهاز غسيل، يجب الإجابة على الأسئلة الثلاثة التالية:

تحقق من المنتج الذي تم تنظيفه، وليس فقط من مخرجات الآلة

أقوى اختبار هو ذلك الذي يتسم بالعادية المتعمدة: استخدم عينة تمثيلية من المواد الأولية، واتبع المسار المتفق عليه، وقم بوزن كل مخرجات الإنتاج وفحص المنتجات المرفوضة. فالنظرة السريعة على الآلة الأولى لا تعطي فكرة واضحة عن معدل الإنتاج القابل للبيع.

• أساس التغذية: تركيبة الخام، والأبعاد، والكثافة الظاهرية، والرطوبة، والسوائل، والملوثات المقدرة.
• على أساس السعة: الكمية الواردة، أو المعدن الجاف، أو الجزء الوسيط، أو المنتج النهائي القابل للبيع.
• التحقق من المنتج: الحديد الحر، والمواد غير المعدنية، والمعادن الأخرى، والرطوبة، وحالة الطلاء، ومتطلبات السبائك.
• التحقق من الرفض: الألومنيوم الموجود في التدفقات الحديدية، وغير المعدنية، والدقيقة، والمتجددة.
• ملاحظات التشغيل: التوصيل، والارتفاعات المفاجئة، والانتقاء اليدوي، وإعادة التدوير، والتوقفات، واستقرار طبقة التغذية.
• إجراءات السلامة: الحراسة، وأجهزة الترابط، ونقاط الإغلاق، ومكافحة الغبار، واحتواء السوائل.

تعتمد درجة النقاء ومعدل الاسترداد والإنتاجية على تركيبة المادة المدخلة، وتوزيع الحجم، والرطوبة، وطريقة أخذ العينات. وينبغي ذكر هذه الشروط بجانب نتيجة الاختبار. فبدونها، يصعب مقارنة النسبة المئوية ويصبح من السهل إساءة فهمها.

ثلاثة أسباب لفشل مشاريع إزالة التلوث

يبدأ الطابور متأخرًا جدًّا

يكون التعامل مع الإطارات أو المحامل أو الدعامات الكبيرة أو برك السوائل الحرة أسهل قبل عملية التقطيع. فعندما تدخل المواد العالقة الواضحة إلى الآلة، تتحول إلى قطع أصغر حجماً، مما يزيد من التآكل وينتشر في المزيد من مسارات الإنتاج. وغالباً ما يكون الإعداد المسبق هو أرخص مرحلة فصل في المصنع.

يُعتبر تقليل الحجم بشكل أكبر بمثابة تنظيف إضافي

لا يكون نظام «إمباكت» فعالاً إلا عندما يقوم بتحرير مادة يمكن للفاصل التالي إزالتها. وبعد تجاوز تلك المرحلة، قد يؤدي الخط إلى تكوين جسيمات دقيقة إضافية، أو تسطيح الألومنيوم، أو نقل المعدن الجيد إلى البقايا. أثناء التجربة، قارن معدل التحرير بعد كل مرحلة بدلاً من تقييم العملية بناءً على حجم الجسيمات النهائي فقط.

يتم الخلط بين فصل المعادن وفصل السبائك

يستهدف المغناطيس المواد الحديدية. أما أجهزة التيارات الدوامة فتستجيب للقطع غير الحديدية الموصلة للكهرباء الموجودة في تيار مُعد مسبقًا. ولا ينتج عن أي من هاتين الطريقتين تلقائيًّا منتج من الألومنيوم النقي الخالي من السبائك. وفي الحالات التي تكون فيها التركيبة الكيميائية ذات أهمية، يجب الحفاظ على هوية المصدر أو تحديد طريقة مناسبة للفرز باستخدام أجهزة الاستشعار وأخذ العينات.

المعلومات المطلوب تقديمها لطلب عرض أسعار لإزالة التلوث

يُعد الاستفسار الأكثر فائدة هو الذي يصف أسوأ محتوى عادي بالإضافة إلى أفضل المقاطع. ويشمل ذلك:

• أسماء المواد ومصادرها والنسبة التقديرية لكل مادة خام
• صور ومقاطع فيديو تمثيلية قبل التنظيف اليدوي
• الأبعاد القصوى، وسماكة الجدار، ووزن الوحدة، والكثافة الظاهرية السائبة
• المواد الملحقة: الفولاذ، والنحاس، والنحاس الأصفر، والزنك، والمطاط، والبلاستيك، والخشب، والزجاج
• الأوساخ، الجسيمات الدقيقة، الزيت، سائل القطع، الرطوبة، وحالة السوائل المحتبسة
• الطلاء، أو الورنيش، أو المادة اللاصقة، أو البوليمر المزود بعازل حراري، أو الهيكل الرقائقي
• مجموعات سبائك الألومنيوم المعروفة وما إذا كان يجب الحفاظ على هويتها
• معدل الإنتاج القابل للبيع المطلوب والأساس المستخدم لقياسه
• مواصفات المشتري، نطاق الحبيبات، طريقة أخذ العينات، والمنتجات المرفوضة المسموح بها
• مصدر الطاقة، وساعات التشغيل، وطريقة التحميل، والقيود المفروضة في ورشة العمل، والمتطلبات البيئية المحلية

الأسئلة الشائعة حول إزالة التلوث من خردة الألومنيوم