Processo de reciclagem de radiadores: da sucata aos metais puros

1. Definir e preparar o material a ser processado antes que ele chegue ao triturador

É na fase de recebimento que um processo de reciclagem estável é preservado ou comprometido. Uma carga descrita como “radiadores” pode conter módulos de refrigeração de automóveis, serpentinas de ar-condicionado, núcleos de cobre-alumínio, trocadores de calor totalmente de alumínio, serpentinas industriais e sucata mista gravemente deformada. Esses itens não apresentam a mesma proporção de metais, peso da estrutura, teor de plástico ou geometria.

Antes de dimensionar o equipamento, separe essas classes de material e registre a quantidade prevista de cada uma. Registre também as peças mais difíceis, e não apenas as médias. Um motor de ventilador, um suporte grosso ou um feixe emaranhado podem determinar a necessidade real de abertura, mesmo que a maioria das peças seja leve.

Líquidos livres e componentes associados

Radiadores removidos de veículos ou sistemas de refrigeração podem chegar com líquido de arrefecimento, óleo, mangueiras, tanques ou outros acessórios. Qualquer líquido residual deve ser tratado antes da trituração, de acordo com os procedimentos ambientais e operacionais do local. Equipamentos de refrigeração e ar-condicionado apresentam uma restrição adicional: nos Estados Unidos, as regras de descarte seguro da Seção 608 da EPA exigem a recuperação do refrigerante de equipamentos fixos de refrigeração e ar-condicionado aplicáveis antes do descarte. A serpentina só poderá ser considerada sucata adequada após o cumprimento dessa obrigação de manuseio do refrigerante na etapa anterior.^[1]

Não se deve presumir que todos os acessórios devam simplesmente passar pela linha de produção. Motores de grande porte, conjuntos pesados de aço, itens vedados e componentes não relacionados podem alterar as condições de carga, desgaste e segurança. A lista de alimentação aprovada deve ser registrada por escrito para que os operadores e o fornecedor trabalhem com base na mesma definição do material.

2. Dosar o material na linha de produção, em vez de despejá-lo em lotes

Os radiadores são leves em relação ao seu volume e podem se encaixar uns nos outros. Isso faz com que a medida “toneladas por hora” seja, por si só, uma descrição inadequada do problema de alimentação. Um balde pode ser empilhado sem aperto; o seguinte pode estar compactado ou cheio de acessórios de aço. Se ambos chegarem em picos repentinos, o primeiro triturador pode se recuperar, mas o pico continua avançando em direção ao britador e aos separadores.

Portanto, até mesmo a alimentação faz parte do sistema de separação. O alimentador e o transportador devem fornecer um fluxo controlado que a máquina seguinte possa receber sem ciclos repetidos de sobrecarga e recuperação. Quando a taxa de alimentação muda, toda a linha deve responder de maneira coordenada, em vez de permitir que uma máquina mais rápida a montante sobrecarregue uma etapa mais lenta a jusante.

É também por isso que a capacidade nominal de uma máquina não pode ser considerada como a capacidade total da linha. Para uma explicação mais detalhada sobre a diferença entre a produtividade de catálogo e a produtividade dependente do material, o Guia de capacidade de trituradores de metal é um recurso útil. Na reciclagem de radiadores, o ponto limitante pode ser o triturador secundário, a peneira ou o separador, e não o triturador primário.

3. A trituração primária desmonta radiadores volumosos e de formato irregular

A trituração primária tem uma função simples: tornar as unidades compostas volumosas mais fáceis de transportar e de processar na etapa seguinte. Ela não precisa concluir a separação entre cobre e alumínio. Tentar forçar um triturador primário de baixa velocidade a produzir o tamanho final das partículas pode aumentar o desgaste sem resolver o verdadeiro problema de separação.

Um triturador de eixo duplo é útil quando o material a ser processado inclui bobinas dobradas, estruturas maiores ou radiadores de formatos variados que não cabem de maneira consistente em um triturador de granulometria mais fina. As lâminas contrarrotativas puxam, rasgam e cortam o material em pedaços menores. O produto final é mais fácil de manusear, mas os tubos de cobre ainda podem conter aletas de alumínio e acessórios de aço ainda podem estar presentes.

Para os leitores que estão comparando diferentes conceitos de redução de tamanho, tipos de trituradores de metal explica por que uma máquina de dois eixos de baixa velocidade e um britador de alta velocidade ou vertical não devem ser considerados equipamentos intercambiáveis. Eles geram comportamentos diferentes do material e ocupam posições distintas no processo.

4. A trituração e a peneiramento proporcionam a liberação necessária para o separador

Esta é a etapa que determina se a separação posterior tem chances reais de sucesso. O cobre e o alumínio não se separam simplesmente porque ambos os metais estão presentes. Eles se separam quando uma parte suficiente de sua ligação física é rompida e as partículas resultantes se enquadram em uma faixa de tamanho e formato adequados.

O triturador secundário atua sobre as peças do radiador previamente abertas, quebrando ainda mais os tubos, as aletas e as juntas. A peneiração, então, controla o fluxo. O material sobredimensionado pode precisar de outra passagem; o material subdimensionado e as partículas finas precisam ser analisados, em vez de simplesmente considerados como “mais material para triturar”. A melhor configuração não é a menor partícula possível. É o tamanho no qual os metais-alvo são suficientemente liberados sem gerar poeira desnecessária, perdas ou uma alimentação instável do separador.

Como é uma libertação incompleta

Pedaços mistos de cobre e alumínio permanecem em uma saída ou são desviados entre as frações. Os operadores costumam reagir ajustando o fluxo de ar ou as configurações do deck. Às vezes, isso ajuda. Muitas vezes, porém, não ajuda, pois o separador está sendo solicitado a separar uma partícula que, fisicamente, ainda contém os dois materiais.

Como se parece a trituração excessiva

Uma redução excessiva do tamanho na etapa secundária pode gerar um excesso de partículas finas, aumentar a carga de poeira e transferir metais valiosos para frações pequenas e difíceis de manusear. Além disso, pedaços muito finos e delgados se comportam de maneira diferente no ar em comparação com grânulos mais compactos. O processo deve, portanto, ser ajustado com base em uma janela de separação, e não em um slogan sobre “produto final mais fino”.”

5. A separação magnética remove primeiro a fração ferrosa mais fácil de separar

Depois que o material for aberto e triturado, o ferro e o aço devem ser removidos antes da etapa de separação de metais não ferrosos, que é mais delicada. Caso contrário, suportes, estruturas, parafusos e outras peças ferrosas podem contaminar os fluxos de produto e prejudicar o carregamento do separador final.

O ímã é simples em princípio, mas seu desempenho ainda depende da forma como é apresentado. Uma camada espessa e ondulante pode ocultar o ferro sob material não ferroso. Um fluxo mais fino e uniforme permite que o campo magnético atue melhor sobre cada peça individualmente. Essa é mais uma razão pela qual o controle da alimentação não pode ser tratado como um problema isolado da esteira transportadora.

Verifique a saída de materiais ferrosos, bem como a corrente de materiais não ferrosos já limpa. Se peças compostas que contêm cobre estiverem sendo extraídas junto com acessórios de aço, a unidade pode estar perdendo valor antes mesmo que o separador por gravidade receba o material.

6. A separação por gravidade e por fluxo de ar divide a corrente remanescente de metais não ferrosos

Após a remoção do ferro, o material restante ainda não se apresenta automaticamente como “cobre de um lado e alumínio do outro”. Um separador por gravidade ou por fluxo de ar aproveita as diferenças na forma como as partículas respondem à vibração, ao ar, à densidade, ao tamanho e à forma. Isso significa que duas peças do mesmo metal podem se comportar de maneira diferente se uma for plana e leve, enquanto a outra for compacta e pesada.

Três condições são fundamentais na operação diária: preparação das partículas, profundidade de alimentação e equilíbrio do ar. Se a peneira enviar uma distribuição granulométrica muito ampla, o separador terá que lidar com vários comportamentos aerodinâmicos ao mesmo tempo. Se o alimentador cobrir a plataforma com uma camada espessa, as partículas não conseguem se estratificar adequadamente. Se o fluxo de ar for ajustado para recuperar uma fração difícil, isso pode fazer com que outra fração fique fora das especificações.

Uma configuração estável é, portanto, resultado de condições estáveis a montante. Os operadores devem registrar qual alimentação estava em operação quando uma configuração funcionou. Caso contrário, um parâmetro copiado do dia anterior pode ser responsabilizado, quando a verdadeira diferença está na mistura do radiador de hoje.

7. Trate as “frações de metal limpo” como um resultado medido, e não como uma afirmação baseada na observação visual

Os produtos práticos de uma linha de radiadores mecânicos são geralmente descritas como frações ricas em cobre, ricas em alumínio, ferrosas e frações não metálicas leves. A palavra rico É importante ressaltar que uma linha de produção mecânica prepara material comercializável ou passível de refinamento posterior; ela não cria, como por magia, metal quimicamente puro.

Antes do comissionamento, é preciso definir como cada fração será amostrada. Retirar um punhado da parte superior de um silo é fácil, mas constitui uma evidência fraca. Um método melhor define o local da amostragem, o momento da coleta, a massa da amostra, como as peças misturadas serão classificadas e o que acontecerá com o material de tamanho excessivo ou recirculado. Se o comprador desejar uma garantia de pureza ou recuperação, esses termos precisam ser respaldados por um método de ensaio por escrito.

Use um balanço de massa simples

Preferimos registrar a massa de teste recebida e cada saída final: rica em cobre, rica em alumínio, ferrosa, resíduo leve, pó/partículas finas e material rejeitado. O material recirculado deve ser rastreado separadamente como um fluxo de processo interno, em vez de ser contabilizado novamente como saída final. Os números não precisam ser complicados. Seu valor está no fato de que eles obrigam a equipe a contabilizar o material que, de outra forma, desapareceria em uma caixa mista ou em uma pilha de resíduos de limpeza.

O que influencia o desempenho da reciclagem de radiadores de um lote para o outro?

O processo raramente se desvia por um único motivo. Várias pequenas alterações podem ocorrer simultaneamente. Um lote mais úmido aumenta a aderência. Uma proporção maior de radiadores totalmente de alumínio altera o equilíbrio de densidade. Mais acessórios de aço sobrecarregam o estágio magnético. Material compactado afeta a alimentação. Peças de trituração desgastadas alteram a distribuição granulométrica. O separador final costuma ser onde o problema se torna visível, mas pode não ser onde ele começou.

As medidas de segurança e de controle de poeira devem fazer parte do projeto do processo

Trituradores, trituradores de rolos, peneiras, esteiras transportadoras e separadores criam vários pontos de acesso nos quais os operadores podem se sentir tentados a desobstruir um atolamento ou inspecionar o material em movimento. As orientações da OSHA sobre reciclagem destacam os riscos decorrentes de máquinas em movimento, partida inesperada e esmagamento, e exigem procedimentos de bloqueio e sinalização (lockout/tagout) para trabalhos de manutenção que envolvam energia perigosa.^[2] As proteções e os intertravamentos devem ser planejados de forma a permitir o acesso para manutenção, e não adicionados depois que a linha já tiver sido instalada no prédio.

A poeira merece uma análise à parte. A trituração e a peneiração de sucata contendo alumínio podem gerar partículas finas, e a OSHA observa que mesmo metais que não se inflamam facilmente quando em pedaços maiores podem se tornar explosivos quando finamente divididos e suspensos nas condições adequadas.^[3] A questão importante é saber que tipo de poeira esse processo de radiador realmente produz. O projeto do coletor, o aterramento, o isolamento, a limpeza e a proteção contra incêndios devem se basear no material real e nos requisitos locais, e não em uma suposição genérica de “poeira metálica”.

Se isso se tornar uma questão importante de projeto para o empreendimento, o local do Guia de controle de poeira e planejamento de riscos de incêndio aborda mais detalhadamente a exclusão de materiais indesejáveis da alimentação, a caracterização do pó, a localização dos coletores e a proteção em camadas. A linha do radiador também deve ser projetada de forma que as equipes de manutenção possam acessar com segurança as telas, os ímãs, as peças de desgaste do triturador, os dutos e os pontos de transferência; a guia de instalação do triturador de metal abrange esse acesso mais amplo e a lógica de interface do site.

Cinco erros no processo que geralmente se manifestam como “problemas no separador”

1. Adicionar uma mistura de líquido de radiador diferente sem registrar a alteração. Os operadores, então, ficam ajustando as configurações enquanto o próprio material continua mudando.
2. Aguardando a conclusão da trituração primária para concluir a liberação. A redução de granulometria grosseira desagrega o material de alimentação; ela não garante que o cobre e o alumínio estejam fisicamente separados.
3. Trituração excessiva para dar uma aparência uniforme ao material. O resultado pode ser a geração de finos, poeira e perda de metal, em vez de produtos mais puros.
4. Operação do separador final sob um leito profundo ou pulsante. Mesmo um bom separador precisa de uma camada de alimentação uniforme.
5. Referir-se a um ponto de distribuição como “de alta pureza” sem definir um método de amostragem. A inspeção visual pode não detectar peças misturadas, resíduos finos e contaminação cruzada.

Dados da solicitação de cotação para um processo de reciclagem de radiadores

Um fornecedor só pode planejar o processo com base nas informações que recebe. Informar que “temos 2 toneladas por hora de radiadores” deixa praticamente todas as variáveis importantes em aberto. Para uma primeira análise técnica, forneça:

• Fotos representativas e vídeos curtos da alimentação em condições normais e no pior cenário possível
• Distribuição percentual entre radiadores de automóveis, serpentinas de ar-condicionado, unidades totalmente em alumínio e outros trocadores de calor
• Dimensões médias e máximas; observe o material compactado, empilhado ou fortemente deformado
• Peças de aço, plástico, borracha, motores, ventiladores e outros componentes
• Observou-se a presença de refrigerante, óleo, água ou outros tipos de contaminação
• Rendimento total da linha e horas de operação exigidos de forma contínua
• Saídas desejadas para materiais ricos em cobre, ricos em alumínio, ferrosos e resíduos
• Quaisquer limites de contaminação ou especificações do comprador posterior
• Área útil disponível, método de carregamento, padrão de potência e restrições relacionadas ao controle de poeira
• Como o teste de aceitação em fábrica medirá o balanço de massa e a qualidade da produção

Essas informações permitem que a discussão sobre o processo comece com o material, em vez de partir de um modelo de máquina. Além disso, facilitam a comparação entre as cotações, pois cada fornecedor está resolvendo o mesmo problema.

Perguntas frequentes sobre o processo de reciclagem de radiadores

Breve resumo

Um processo de reciclagem de radiadores é bem-sucedido quando o material é preparado para a separação, e não apenas reduzido em tamanho. Defina a alimentação, dosifique-a de maneira constante, abra as unidades volumosas, crie espaço suficiente para a liberação do material, remova o ferro logo no início e mantenha o separador final dentro de uma faixa estável de tamanho de partículas e profundidade de alimentação. Em seguida, verifique o resultado com amostras e um balanço de massa. Essas etapas transformam uma pilha de trocadores de calor misturados em frações ricas em cobre, ricas em alumínio, ferrosas e leves, que podem ser avaliadas e vendidas com maior clareza.