Processo de reciclagem e briquetagem de lascas de alumínio

O que se considera lascas, aparas ou resíduos de alumínio?

No chão de fábrica, “lascas”, “resíduos de torneamento” e “limalhas” são termos genéricos para designar o que a operação de corte deixa para trás. Uma fresadora pode produzir lascas curtas, enquanto um torno pode encher um recipiente com longas aglomeradas semelhantes a molas; o corte com serra e o esmerilhamento acrescentam material ainda mais fino. O mesmo recipiente também pode conter óleo puro, refrigerante à base de água, óleo residual, partículas finas ou, ocasionalmente, um pedaço de aço proveniente de uma ferramenta ou dispositivo de fixação.

A EPA dos EUA classifica os resíduos de perfuração e usinagem como sucata de alumínio “nova”. Sua descrição do processo de alumínio secundário separa o pré-tratamento da sucata da fundição e observa que o pré-tratamento é utilizado para remover outros metais, sujeira, óleo, plásticos e tinta antes que o material entre no processo de fundição.^[1] Essa distinção é importante. A reciclagem de cavacos não se resume simplesmente a “compactar os cavacos”. Trata-se de um trabalho de preparação controlado.

Na prática, o nome na caixa nos diz muito pouco. Precisamos saber a família da liga, o formato das lascas, a densidade aparente, o tipo de fluido, a umidade, o teor de partículas finas, o teor de metais estranhos, o padrão de geração por hora e quais são as expectativas do destinatário. Dois silos marcados como “lascas de alumínio” podem exigir transportadores diferentes, pré-tratamento diferente e um teste de briquete diferente.

Por que as lascas soltas de alumínio são difíceis de reciclar

A baixa densidade aparente gera, em primeiro lugar, um problema de manuseio

As limalhas soltas ocupam um grande volume, apesar de terem uma massa metálica relativamente pequena. As limalhas longas se entrelaçam. As limalhas finas podem se espalhar durante o transporte. Uma oficina pode atingir seu limite de armazenamento ou de capacidade do transportador muito antes de atingir as toneladas por hora desejadas. É por isso que a tremonha de recepção e o alimentador costumam determinar se a linha funciona de maneira estável.

Uma grande área superficial aumenta o risco de oxidação e perda por fusão

Cada lasca pequena possui uma camada de óxido na superfície. Quanto maior for a área de superfície exposta em relação à massa metálica, mais difícil será carregar as lascas soltas sem que ocorram oxidação, formação de escória ou queima. Pesquisas sobre limalhas de alumínio identificam repetidamente que o condicionamento, o controle de umidade, a compactação, o método de fusão, a atmosfera e o tratamento da massa fundida são fatores importantes para a recuperação — e não apenas a pressão de briquetagem.^[5]

O fluido para usinagem de metais é tanto um fluxo de valor quanto uma questão de controle

Os fluidos para usinagem resfriam, lubrificam e removem as limalhas das operações de usinagem. O NIOSH observa que a exposição pode ocorrer por inalação, contato com a pele, superfícies contaminadas e respingos, com relatos de efeitos na pele e no sistema respiratório.^[2] Portanto, um sistema de chips requer transferência em ambiente fechado, quando necessário, controle de vazamentos, manutenção e um percurso definido para o líquido recuperado.

A contaminação pode comprometer a qualidade da liga antes mesmo do início da prensagem

Lascas de aço, elementos de fixação, pó de retificação, ligas mistas de alumínio, plásticos e material absorvente podem todos entrar no mesmo recipiente, a menos que seja prevista uma separação no nível da máquina-ferramenta. Uma prensa briquetadora compacta o que recebe. Ela não separa ligas nem faz com que metais estranhos desapareçam.

Processo de reciclagem de lascas de alumínio: passo a passo

1. Manter cada liga em sua própria linha de coleta

A mistura geralmente ocorre antes mesmo que a empresa de reciclagem veja a carga. Uma caixa identificada ao lado de cada célula de usinagem — ou uma esteira transportadora exclusiva em uma linha maior — contribui mais para o valor do metal do que tentar separar as limalhas depois que elas já foram misturadas. Sobras de aço, cobre, plásticos e resíduos de retificação devem ser mantidos fora do fluxo de alumínio desde o início.

2. Coletar lascas sem causar um segundo problema de contaminação

A coleta pode ser feita localmente em uma máquina, por meio de caixas móveis, transportador central, sistema pneumático ou estação de despejo em lotes. O método deve ser adequado à taxa de geração e ao formato das aparas. Aparas longas podem se enrolar em eixos expostos ou formar pontes nas calhas; aparas finas e úmidas podem se acumular nos cantos; lotes intermitentes podem causar picos de carga em uma prensa dimensionada apenas com base no fluxo mássico médio.

3. Caracterizar o material de alimentação recebido

Recolha amostras representativas, e não apenas um punhado limpo. Registre a morfologia das lascas, a liga, a densidade aparente a granel, a porcentagem de fluido, a umidade, as partículas finas, a contaminação ferrosa, o maior feixe emaranhado e a temperatura. Decida se a capacidade cotada será baseada no material de entrada úmido, no teor de metal seco ou na produção de briquetes acabados.

4. Escorrer, centrifugar ou separar de outra forma o líquido livre

Algumas lascas chegam com apenas uma película superficial. Outras contêm emulsão ou óleo em quantidade suficiente para escorrer continuamente. O líquido livre deve ser separado e coletado antes que se espalhe pelo local de armazenamento ou sobrecarregue a etapa de briquetagem. Dependendo da aplicação, pode-se utilizar drenagem por gravidade, um espremedor ou centrífuga, um sistema de desaguamento do tipo parafuso ou outro sistema aprovado.

Não se deve presumir que a pressão seja um substituto universal para o controle do líquido a montante. A sequência correta depende do tipo de fluido, da carga, do nível residual desejado e dos requisitos do receptor.

5. Reduza as passagens longas apenas quando a alimentação assim o exigir

As aparas curtas geralmente não precisam ser trituradas. Aparas longas, em forma de ninho ou elásticas podem exigir o uso de um triturador ou cortador de aparas para que o material possa entrar na tremonha, passar pelo dispositivo de dosagem e preencher a câmara da prensa de maneira uniforme. O objetivo é a alimentabilidade — e não produzir a menor partícula possível.

6. Remova materiais estranhos, quando for o caso

Um separador magnético pode remover partículas ferrosas quando o formato e a carga das limalhas permitirem uma exposição eficaz. A peneiração pode remover partículas finas selecionadas, ferramentas quebradas ou pedaços de tamanho excessivo. Nenhuma dessas etapas deve ser adicionada apenas como medida cosmética. O equipamento deve responder a um problema de contaminação quantificado e ser testado com o fluxo real de limalhas.

7. Colocar os pedaços na prensa de briquetagem

Uma alimentação estável é mais importante do que picos de curta duração. Um funil-tampão, sensores de nível, um transportador helicoidal ou correia controlada e um sistema de retroalimentação da carga da prensa podem evitar um ciclo de esvaziamento/enchimento que reduza a produção efetiva. Se o sistema a montante gerar picos de fluxo, a prensa pode parecer subdimensionada, mesmo quando seu ciclo hidráulico for adequado.

8. Comprimir, descarregar, resfriar e coletar o líquido

A prensa hidráulica compacta a massa de aparas em uma matriz ou câmara e ejeta um briquete com dimensões padronizadas. O líquido livre extraído durante a compressão deve ser direcionado para um sistema de coleta fechado. Os briquetes acabados podem exigir descarga controlada, tempo de resfriamento, armazenamento a seco e um recipiente que impeça a recontaminação.

9. Chegar a um acordo sobre as especificações de entrega ou do forno

Antes que um briquete saia da fábrica, o comprador ou a fundição precisa especificar quais são os parâmetros aceitáveis: classificação da liga, metais estranhos, líquido residual ou umidade, tamanho e densidade do briquete, embalagem e a forma como a carga será introduzida no forno. A EPA observa que a sequência de pré-tratamento depende das condições da sucata, do equipamento disponível, do projeto do forno e do produto desejado.^[1] Em outras palavras, a linha deve ser projetada partindo dos requisitos do próximo usuário, e não apenas da impressora.

Como funciona a briquetagem de lascas de alumínio

Uma prensa para briquetagem de aparas metálicas utiliza força hidráulica para comprimir o material solto, transformando-o em uma unidade densa e homogênea. A sequência básica é: enchimento, pré-compressão ou fechamento da câmara, compressão principal, descarga de líquido, liberação da pressão, ejeção do briquete e reabastecimento da câmara.

O resultado final depende de mais do que apenas a pressão hidráulica nominal. O comprimento das aparas, a recuperação elástica, a liga, a temperatura, as partículas finas, o teor de óleo ou emulsão, a geometria da matriz, a consistência do enchimento, o tempo de permanência e o grau de desgaste — todos esses fatores influenciam a integridade do briquete. É por isso que um teste representativo do material é mais útil do que uma fotografia de catálogo.

Pesquisas publicadas corroboram o princípio geral de que o condicionamento e a compactação podem melhorar o comportamento na refundição, mas os resultados variam de acordo com a liga e o processo. Um estudo sobre cavacos de usinagem de AA6060 constatou que a extrusão produziu melhor recuperação na fundição do que cavacos soltos ou simplesmente compactados.^[6] Esse resultado não deve ser interpretado como uma garantia universal de briquetagem; ele demonstra por que a forma da carga e as condições do processo são importantes.

A linha de produção precisa de um triturador de lascas antes da briquetagem?

Um triturador geral de sucata normalmente não é a primeira opção para o processamento de cavacos. O público Linha de reciclagem de sucata de alumínio da YUXI A página trata as aparas e os resíduos de usinagem como um fluxo separado: coleta de aparas, controle de líquidos, alimentação controlada, briquetagem e coleta. Perfis e sucatas volumosas mistas seguem fluxos diferentes de trituração e classificação. Manter esses fluxos separados evita a redução desnecessária do tamanho e a contaminação cruzada.

Chips úmidos x chips secos

As lascas úmidas exigem um equilíbrio de fluidos bem controlado

Faça quatro perguntas: Que tipo de fluido é esse? Qual é a quantidade que chega junto com as lascas? Qual é a quantidade que escorre livremente? Qual nível residual o receptor aceita? Uma prensa pode extrair o líquido livre, mas o resultado final varia de acordo com a morfologia das lascas e a carga recebida. Relate o fluido residual por meio de um método de amostragem acordado, em vez de usar uma porcentagem padronizada pelo fornecedor.

Lascas com aparência seca não estão automaticamente prontas para o forno

A aparência da superfície não constitui um teste de umidade. Os briquetes também podem absorver água durante o armazenamento ao ar livre ou o transporte. Os relatórios de incidentes com metal fundido da Associação do Alumínio identificam a sucata úmida ou contaminada como uma das principais causas de explosões durante a fusão.^[4] As regras de armazenamento, inspeção, pré-aquecimento e carregamento devem ser definidas pela operação do forno de recepção.

O líquido recuperado precisa de um destino próprio

O fluido de resfriamento coletado pode ser filtrado e devolvido, tratado ou descartado, de acordo com as condições do fluido e os requisitos locais. A linha de resíduos de usinagem deve incluir um ponto de coleta fechado, controle de nível, acesso para limpeza e um plano para o tratamento de óleo residual e sólidos. A recuperação do líquido não está completa até que o fluxo recuperado tenha uma saída utilizável ou em conformidade com as normas.

Segregação de ligas e controle de metais estranhos

Para uma fábrica de usinagem, a melhoria de maior valor pode ocorrer antes mesmo da instalação do equipamento de reciclagem: caixas de coleta específicas, identificação das máquinas, programação da produção e disciplina dos operadores. Lascas limpas de uma única liga podem ser mais úteis para uma fundição de reutilização do que um briquete denso, mas quimicamente misturado.

A contaminação por materiais ferrosos pode provir de ferramentas quebradas, elementos de fixação, limpeza de máquinas, caixas de aço ou produção mista. Um ímã pode ajudar, mas pequenos pedaços de aço incrustados em uma massa úmida e emaranhada podem não ser facilmente detectados. Testes representativos devem medir tanto a remoção de materiais ferrosos quanto o arrastamento de alumínio.

Ligas de alumínio diferentes não devem ser misturadas simplesmente porque compartilham o mesmo metal-base. O comprador ou a fundição interna deve definir os parâmetros químicos permitidos e a rastreabilidade. Quando a separação por liga for impossível após a mistura, a compactação apenas torna o erro mais denso.

O que a briquetagem melhora — e o que ela não melhora

Uma pesquisa sobre a fusão por indução de limalhas de alumínio constatou que a redução da umidade, a atmosfera protetora, a compactação e o tratamento do material fundido eram fatores importantes para a recuperação, com os resultados relatados estando ligados à liga utilizada no estudo e às condições operacionais.^[5] A lição para a seleção de equipamentos não é “prometer o 90%”. É “definir o avanço e testar o percurso completo”.”

Como a YUXI configura uma linha de reciclagem de lascas de alumínio

A página atual da YUXI sobre soluções para alumínio separa explicitamente a briquetagem de cavacos da rota de trituração e classificação utilizada para perfis e sucata mista. Para aparas e resíduos de torneamento, as questões do projeto divulgadas são: umidade, fluido de corte, partículas finas, metais estranhos e a meta de briquetagem exigida. O processo listado é: coleta de aparas, drenagem ou separação de fluidos, alimentação controlada, briquetagem e coleta.

Uma configuração prática pode incluir:

• Caixas de coleta locais, uma estação de despejo ou um transportador central de lascas
• Funil tampão e dosagem controlada por nível
• Drenagem, centrifugação ou outra etapa de separação de líquidos selecionada para a carga de fluido
• Triturador de cavacos opcional para cavacos longos e emaranhados
• Remoção por peneira ou magnética, opcional, para um problema de contaminação quantificado
• Prensa hidráulica de briquetagem com sistema de coleta de líquido integrado
• Descarga, resfriamento ou acúmulo de briquetes e armazenamento a seco
• Controles por PLC, intertravamentos, proteções, acesso para manutenção e pontos de limpeza e organização

A linha deve ser selecionada após a definição do trajeto de alimentação. Quanto mais ampla Guia de seleção de equipamentos para reciclagem de alumínio é útil para comparar as tarefas de trituração, classificação, enfardamento e briquetagem, sem considerá-las intercambiáveis.

Para uma proposta de engenharia, envie fotos e vídeos do chip, informações sobre a liga, pesos das amostras úmidas e secas (se disponíveis), tipo de fluido, densidade aparente, o maior conjunto de peças a serem usinadas, teor de metais estranhos, taxa de produção por turno, produção alvo, fonte de alimentação e dimensões da oficina. O Guia de layout para usinas de reciclagem de alumínio abrange o acesso, o tráfego, o armazenamento de produtos e o espaço para manutenção, fatores que podem reduzir o tempo de operação efetivo, mesmo quando a impressora tem as dimensões adequadas.

Capacidade, qualidade dos briquetes e testes de aceitação

“500 kg/h” pode se referir às aparas úmidas que entram na tremonha, ao metal seco após a remoção do líquido ou aos briquetes acabados que saem da prensa. Esses são valores diferentes. Antes de comparar cotações, defina a base de massa e os limites de operação contínua.

A mesma lógica se aplica à capacidade total da linha: a etapa estável mais lenta determina a taxa real. A Guia de capacidade da linha de reciclagem de alumínio explica como definir a produtividade contínua, o tempo produtivo e a produção comercializável, sem confundir o ciclo máximo da máquina com a produção por turno.

Pontos de segurança que devem ser incluídos no projeto do processo

Pó e partículas finas de alumínio combustíveis

A OSHA identifica o alumínio entre os pós metálicos que podem representar riscos relacionados a poeira combustível. Suas orientações técnicas recomendam especificamente métodos de manuseio e processamento de cavacos que minimizem o risco de explosão de poeira.^[3] Um projeto que envolva partículas finas e secas requer uma análise de risco de poeira, sistemas adequados de coleta e limpeza, controle de fontes de ignição, ligação e aterramento quando necessário, além de equipamentos selecionados de acordo com o risco específico — e não um transportador aberto comum, copiado do sistema utilizado para limalhas grossas.

Gerenciamento do líquido de arrefecimento ao longo da linha

O controle do fluido de resfriamento é, em grande parte, uma questão de contenção e manutenção. Os pontos de respingos podem precisar de tampas ou compartimentamento local, enquanto pisos, ralos e reservatórios devem facilitar a localização e a limpeza de vazamentos, em vez de permitir que eles se espalhem pela oficina. O NIOSH informa que a exposição a fluidos para usinagem de metais pode afetar a pele, os olhos, o nariz, a garganta e o sistema respiratório.^[2]

Trabalhar com segurança perto de prensas e transportadores

As tarefas de maior risco costumam ser a remoção de atolamentos, a inspeção e a manutenção, e não a produção normal. Trituradores, parafusos transportadores, transportadores, compactadores e prensas hidráulicas, portanto, exigem proteções, intertravamentos, paradas de emergência, acesso seguro e isolamento de energia perigosa antes que alguém entre em uma zona de perigo. Um teste de aceitação não deve ser aprovado se os operadores precisarem colocar a mão dentro de uma tremonha ou contornar uma proteção para manter o material em movimento.

Como avaliar se vale a pena fazer briquetes

Uma análise de viabilidade útil distingue o valor do metal, o valor do fluido, a logística, o benefício do forno e o custo operacional. Não utilize uma afirmação genérica do tipo “retorno do investimento em um ano” sem dados locais.

Benefício anual do projeto pode ser modelado da seguinte forma:

valor do fluido recuperado + economia com armazenamento e transporte + economia com mão de obra e limpeza + aumento comprovado no preço dos resíduos + aumento comprovado no valor do forno − eletricidade − peças de desgaste − manutenção − mão de obra − financiamento − custos de descarte ou tratamento.

Primeiro, meça a linha de base atual. Normalmente, recomendamos registrar a massa de lascas soltas, o teor de fluidos, as trocas de recipientes, a carga útil do caminhão, o tempo dedicado à limpeza e manutenção, as condições atuais de refugo e quaisquer perdas internas por fusão durante vários períodos representativos de produção. Em seguida, repita as mesmas medições durante o teste do equipamento.

O custo da planta varia de acordo com o escopo das etapas a montante e a jusante — não apenas da prensa. Operações de usinagem com cavacos longos podem exigir redução de tamanho; cargas pesadas de fluidos podem exigir centrifugação; partículas finas podem exigir controles de poeira; e a segregação de ligas pode exigir múltiplas vias de coleta. O Guia de custos para usinas de reciclagem de alumínio oferece uma estrutura mais ampla para o orçamento de transportadores, controles, sistemas ambientais, instalação e comissionamento.

Informações a serem enviadas junto com uma solicitação de cotação

• Processo de produção de chips: torneamento, fresagem, perfuração, serragem, retificação ou combinação desses processos
• Liga de alumínio ou famílias de ligas e requisitos de segregação
• Fotos, vídeo, o feixe emaranhado mais longo e a distribuição típica do tamanho dos chips
• Densidade aparente a granel medida pelo método de manuseio normal
• Tipo de fluido, porcentagem de entrada, comportamento de drenagem livre e nível residual alvo
• Partículas finas, aço, cobre, plástico, material absorvente e outros tipos de contaminação
• Geração média e de pico por hora e por turno
• Base de capacidade exigida: entrada úmida, metal seco ou saída em briquetes
• Dimensões, densidade, integridade, embalagem e especificações do destinatário dos briquetes
• Fonte de alimentação, dimensões da oficina, carga admissível no piso, acesso e condições de armazenamento
• Automação necessária, envolvimento do operador, norma de segurança e teste de aceitação

Perguntas frequentes sobre o processo de reciclagem de lascas de alumínio