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A palavra “recuperação” pode se referir a diferentes métricas em uma linha da UBC. Ela pode descrever qual a porcentagem do peso recebido que se transforma em material comercializável, qual a porcentagem do alumínio da matéria-prima que é capturada no produto aceito ou qual a quantidade de alumínio perdida nos fluxos de rejeitos. Esses cálculos não são os mesmos. Antes de comparar resultados, os limites do teste, o método de amostragem e a base de peso precisam estar claros. Caso contrário, a mesma matéria-prima pode gerar mais de um valor de recuperação, dependendo do que foi contabilizado e de onde a medição foi realizada.
Este guia se concentra na medição, e não nas configurações do separador ou na seleção do tamanho das partículas. O escopo mais amplo Linha de reciclagem de latas de alumínio da UBC É possível utilizar rotas diferentes para latas soltas e limpas, materiais recicláveis secos misturados e fardos densos de resíduos urbanos não compostáveis (UBC). Seja qual for a rota escolhida, um teste de recuperação justificável precisa da mesma base: definir o que atravessa o limite, pesar cada fluxo de material, coletar amostras dos fluxos que possam conter alumínio, manter o material retido separado das diferenças inexplicáveis e relatar o grau do produto juntamente com a recuperação de alumínio.
A recuperação de alumínio pela UBC deve ser calculada a partir de massa de alumínio. Meça ou estime a quantidade de alumínio na matéria-prima aceita, meça a quantidade de alumínio no produto aceito e colete amostras das correntes de rejeitos que contêm alumínio, para que o metal ausente tenha um destino definido. Feche o balanço de massa total separadamente. Um bom FAT, portanto, apresenta pelo menos quatro informações: rendimento em massa do produto aceito, recuperação de alumínio, grau do produto e perda de alumínio por corrente de rejeitos.
1. Defina o limite de recuperação antes de fazer qualquer cálculo
Para uma linha de preparação completa, esse limite pode começar no ponto de pesagem de matéria-prima aceita e terminar no produto UBC aceito, incluindo todos os locais de rejeitos, devoluções e material retido. Para um separador, ele pode começar na alimentação do separador e terminar nas duas ou três correntes que saem dessa máquina. Não compare essas duas porcentagens como se elas descrevessem a mesma função.
A metodologia de KPIs da Associação do Alumínio mede a reciclagem por parte dos consumidores ou da indústria dentro de um perímetro de mercado muito mais amplo e, para calcular a taxa de reciclagem dos consumidores, utiliza as quantidades de resíduos não metalúrgicos (UBC) processados que entram nas operações de fusão como parte da definição do numerador.[1] Isso é útil para as estatísticas nacionais de reciclagem, mas não se trata de uma fórmula de aceitação de fábrica para uma linha de trituração ou triagem. Um teste na fábrica deve definir seu próprio ponto de início físico, ponto final e fluxos.
Registre o perímetro na FAT antes do início do teste. Indique a balança ou o ponto de coleta efetivamente utilizado para a entrada de material aceito. Identifique onde o produto aceito é coletado. Liste todos os fluxos secundários. Especifique se há uma esteira de retorno interna dentro do perímetro. Defina o que ocorre com o material que ainda estiver na tremonha, na rampa, na caixa magnética ou na esteira ao final da operação.
2. Não utilize uma única porcentagem para três perguntas diferentes
O erro mais comum nos relatórios é referir-se ao rendimento do produto, à recuperação de alumínio e ao grau do produto com o mesmo nome.
Rendimento em massa do produto aceitomassa do produto aceito ÷ massa da matéria-prima aceita × 100Mostra qual foi a massa total que se tornou produto aceito. Isso não comprova qual foi a quantidade de alumínio recuperada.
Recuperação de alumíniomassa de alumínio no produto aceito ÷ massa de alumínio na matéria-prima aceita × 100Mostra qual a quantidade de alumínio disponível que foi incorporada ao produto final.
Categoria do produtomassa de alumínio em conformidade com a UBC ou acordada ÷ massa total do produto aceito × 100Demonstra a qualidade do produto de acordo com o método de classificação acordado.
Rejeitar perda de metalmassa de alumínio na corrente de rejeitados ÷ massa de alumínio na entrada aceita × 100Mostra onde o metal recuperável está saindo do percurso previsto do produto.
Considere um separador ajustado para enviar mais material para o silo de produto. A massa total do produto pode aumentar, mesmo que haja plástico ou vidro a mais junto com ele. O rendimento em massa melhora, mas a qualidade pode diminuir. O contrário também pode ocorrer: um ajuste mais restrito do separador pode produzir uma fração muito limpa, mas, em contrapartida, o alumínio pode acabar indo para o resíduo. A recuperação e a qualidade, portanto, devem constar no mesmo relatório.
O guia atual sobre preparação e recuperação da alimentação do separador por correntes de Foucault aborda esse equilíbrio entre recuperação e granulometria no separador. Este artigo se concentra na aplicação da mesma lógica de contabilização em todo o processo de UBC delimitado, incluindo rejeitos magnéticos, finos, resíduos não metálicos e estoque retido.
3. Utilizar uma única unidade de massa para entradas e saídas
Escolha a base de cálculo antes de realizar os testes. Para um FAT de recebimento ou de preparação a seco, a abordagem mais prática costuma ser registrar as massas tal como recebidas e documentar separadamente a umidade ou a condição de líquido livre. Se um contrato exigir uma base a seco ou corrigida, defina o método de correção, o ponto de amostragem e o procedimento de laboratório ou de campo. Não corrija apenas os dados de entrada, mantendo os de saída na base “tal como recebido”. O guia relacionado sobre umidade nos fardos de UBC aborda as deduções na recepção e o manuseio relacionado à umidade com mais detalhes.
O desempenho das balanças também é importante. O Manual 44 do NIST foi elaborado para equipamentos comerciais de pesagem e medição e enfatiza a precisão e a repetibilidade das medições, de acordo com os requisitos aplicáveis.[2] Um teste de recuperação não se torna válido simplesmente porque as massas foram registradas com a precisão do quilograma mais próximo. Registre a identidade da balança, sua faixa de medição útil, o método de tara, a resolução e o status de verificação ou calibração exigido pelo projeto.
4. Avalie todas as fontes de receita, não apenas o produto
- Entrada aceita: o material que efetivamente entra no limite de teste acordado após a remoção de qualquer amostra excluída.
- Resultado aceito: o produto que atende à definição de aceitação acordada.
- Produção de metais ferrosos: latas de aço, tiras, fixadores e material magnético, pesados separadamente, pois o alumínio que estiver preso ou encravado pode ser levado junto.
- Outras rejeições: plástico, papel, vidro, terra e outros materiais rejeitados que não tenham sido classificados em outra categoria específica.
- Tamanho grande demais ou devolução: material encaminhado para um circuito de retorno ou retido para reprocessamento, quando houver.
- Pó/partículas finas: material removido por peneiramento, coleta de poeira ou pontos de limpeza que se encontram dentro dos limites do teste.
- Material retido: estoque conhecido remanescente no equipamento na condição final definida.
- Diferença inexplicável: a diferença residual no balanço de massa após a conciliação de todos os fluxos medidos e do material retido.
Não mescle o material retido com a diferença não explicada. Um deles é o material conhecido que está fisicamente presente no sistema; o outro é a evidência de que o sistema de medição não reconciliou totalmente a operação. A descrição da EPA sobre o pré-tratamento de alumínio secundário também mostra por que os fluxos colaterais são importantes: a preparação da sucata pode incluir separação física, redução de tamanho, remoção magnética, peneiramento e classificação, em vez de uma única “produção de alumínio”.”[3]
5. O peso do produto não é o mesmo que o peso do alumínio recuperado
Para um comprador que adquire UBC como commodity, o “produto em conformidade” pode ser mais importante do que a pureza do alumínio elementar. O método de classificação deve seguir a especificação comercial efetivamente utilizada na transação. O guia específico sobre Limites de contaminação da UBC e rejeição na fábrica aborda os limites de aceitação.
Quando o contrato especificar a massa de alumínio, calcule a quantidade de alumínio contida em cada fluxo a partir da massa do fluxo e de sua fração representativa de alumínio. O método de teste pode consistir na classificação manual em categorias acordadas, na separação física controlada, na análise laboratorial ou em outro método aprovado pelo comprador e adequado ao material. O método é específico para cada projeto; o importante é que as estimativas de produto e rejeito sejam baseadas na mesma lógica de classificação documentada.
6. Medir a quantidade de alumínio nos rejeitados para determinar a perda real
A perda de metal costuma estar oculta em uma corrente que, em sua maior parte, parece não ser metálica. Uma fração magnética pode conter latas presas no aço. Uma corrente de rejeitos leves pode conter pedaços finos de alumínio. As partículas finas podem conter fragmentos de latas triturados. Um retorno de peças grandes pode conter material valioso que ainda não completou o processo. O peso total da rejeição, por si só, não é suficiente para indicar qual fluxo precisa de correção.
Para cada fluxo de rejeitos que possa razoavelmente conter alumínio, calcule a massa de alumínio contida:
Massa de alumínio contida = massa medida do fluxo × fração representativa de alumínio
Em seguida, expresse esse alumínio retido como uma porcentagem do alumínio aceito na entrada. Relatar as perdas separadamente é muito mais útil para o diagnóstico do que publicar um único número combinado de perdas. Se a maior parte da perda estiver na rejeição magnética, inspecione a liberação e o metal aderido. Se estiver nas partículas finas, investigue como a alimentação é aberta, transferida e peneirada. Se estiver no resíduo final, inspecione o desempenho do separador e a janela operacional aceitável. O teste indica à equipe de engenharia onde procurar, sem presumir antecipadamente que uma máquina específica seja a culpada.
7. A amostragem é o ponto fraco em muitos pedidos de indenização por danos ambientais
As diretrizes de amostragem da EPA deixam clara a seguinte questão geral sobre qualidade: os dados não podem se tornar representativos posteriormente por meio de análises mais precisas se o próprio plano de amostragem não for representativo da população em estudo.[4] No contexto da recuperação de UBC, isso significa que o plano de amostragem deve ser elaborado antes do início do trabalho. Identifique o curso d’água, o local de amostragem, a frequência de amostragem, o tamanho da amostra, o método de redução, o procedimento de classificação e o intervalo de tempo representado por cada amostra composta.
Quando se prevê que a perda varie ao longo do tempo, colete amostras em intervalos regulares durante todo o processo, em vez de apenas uma amostra final. Quando uma linha de produção apresentar fluxos claramente distintos — ferroso, resíduo leve e finos —, trate-os como populações separadas, em vez de misturá-los em um único grupo. A estratificação das amostras por fluxo também facilita a tomada de medidas corretivas, pois a perda resultante está vinculada a um ponto físico de saída.
8. Mantenha as partículas finas e a poeira separadas dos rejeitados em geral
As partículas finas merecem uma rubrica separada, pois sua composição e manuseio podem diferir significativamente dos resíduos volumosos. A massa total das partículas finas pode ser composta principalmente por terra, vidro ou revestimentos; no entanto, uma pequena fração de alumínio ainda pode representar um valor metálico significativo. O contrário também pode ocorrer: um fluxo de partículas finas que pareça metálico a olho nu pode ser tão pequeno que sua perda total de metal seja modesta. Primeiro pese, depois colete amostras e, por fim, faça o cálculo.
Os efeitos do tamanho das partículas, as faixas aceitáveis e a geração de partículas finas já são abordados no Guia sobre partículas finas e tamanho UBC de material triturado. Evite repetir essas decisões em um teste de recuperação. Aqui, as partículas finas são simplesmente um destino mensurável na conta de metal. Se o processo não tiver descarga de partículas finas, não invente uma. Se a poeira for capturada separadamente e puder conter alumínio mensurável, mantenha essa corrente visível.
9. Não conte a recirculação duas vezes
As esteiras de retorno podem fazer com que a produtividade e a taxa de recuperação pareçam melhores do que realmente são, caso o mesmo material passe pela balança mais de uma vez. Suponha que uma fração fora do tamanho padrão seja separada pela peneira, devolvida ao triturador e, posteriormente, chegue ao produto aceito. Essa segunda passagem é parte do processo, e não uma nova entrada aceita.
O método correto consiste em definir um limite externo ao redor do circuito de recirculação. O material que entra no circuito permanece no estoque até sair como produto, rejeitado ou material retido. Se um fluxo de material fora do tamanho padrão sair do limite para posterior reprocessamento fora da linha de produção, pese-o como uma saída separada e indique que não foi um produto aceito durante o teste. O relatório deve deixar essa decisão bem clara.
10. O fechamento do balanço de massa é uma verificação de controle de qualidade, não a taxa de recuperação
O balanço de massa total verifica se os saldos das contas de materiais medidos se equilibram. Ele não indica se o alumínio valioso chegou ao produto. Um balanço de massa perfeitamente equilibrado ainda poderia indicar uma separação inadequada se grande parte do alumínio estivesse em uma caixa de rejeitos.
Equilíbrio de balanço de massa (%) = (saídas medidas + material retido) ÷ entrada aceita × 100
Liste separadamente a diferença não explicada. Uma pequena diferença pode resultar da resolução da balança, umidade aderida, poeira não coletada, material deixado fora da verificação definida de material retido ou perdas durante a amostragem e o manuseio. Uma grande diferença deve impedir que a equipe interprete exageradamente uma porcentagem de recuperação que pareça precisa. A massa não identificada pode conter alumínio; atribuí-la automaticamente ao produto ou ao rejeitado ocultaria a incerteza.
Uma segunda verificação é a do alumínio no fecho. Compare a quantidade estimada de alumínio na matéria-prima aceita com a soma do alumínio presente no produto aceito, nas amostras rejeitadas e no material retido. Como as estimativas de composição apresentam incerteza de amostragem, não espere uma perfeição matemática ilusória. Use a discrepância como um diagnóstico: se o balanço de metais não se equilibrar, embora o balanço de massa total esteja fechado, é mais provável que o problema esteja na amostragem ou classificação da composição do que nas balanças.
11. Quando for difícil determinar a composição das entradas, reconstrua-a cuidadosamente a partir das saídas
A reconstrução do alumínio de entrada a partir de fluxos de saída delimitados pode ajudar quando a amostragem direta da entrada não é confiável, mas ainda assim apresenta limitações. Esse método falha se um fluxo de poeira não medido sair do perímetro, se o estoque retido for ignorado, se as amostras de rejeitos não forem representativas ou se os métodos de classificação de produtos e rejeitos forem diferentes. Indique claramente se o alumínio de entrada foi medido diretamente, reconstruído a partir das saídas ou estimado por um método híbrido. Nunca apresente o método como um padrão universal do setor quando ele tiver sido escolhido para um único teste.
12. Um cálculo ilustrativo de recuperação
| Transmissão | Massa medida | Fração ilustrativa de Al | Al presente |
|---|---|---|---|
| Entrada aceita | 10.000 kg | 90.30% | 9.030 kg |
| Produto aceito | 9.100 kg | 97.50% | 8.872,5 kg |
| Produção de metais ferrosos | 300 kg | 2.00% | 6 kg |
| Outras rejeições | 450 kg | 15.00% | 67,5 kg |
| Partículas finas/poeira | 100 kg | 40.00% | 40 kg |
| Material retido | 50 kg | 60.00% | 30 kg |
A massa total medida é de aproximadamente 10.000 kg. O rendimento em massa do produto aceito é de 91,01 TP3T. A recuperação de alumínio é de 8.872,5 ÷ 9.030 = 98,26%. O alumínio medido nas três correntes de rejeito é de 113,5 kg, ou 1,26% do alumínio de entrada aceito. O alumínio retido é estimado em 30 kg, ou 0,33%. O balanço do alumínio totaliza 9.016 kg, restando uma diferença de composição de 14 kg, cerca de 0,16% do alumínio estimado na entrada.
O que importa não é o valor alto ou baixo de qualquer porcentagem específica. O que importa é a estrutura do relatório. Um engenheiro pode ver o produto, cada ponto de perda, o estoque retido e a incerteza restante na contabilidade de metal. Se a perda por “outras rejeições” dobrasse na próxima produção, enquanto a perda por finos diminuísse, essa mudança seria visível mesmo que o peso bruto do produto permanecesse semelhante.
13. Elabore a FAT com base nas evidências, e não em uma demonstração
Uma demonstração do fornecedor responde à pergunta: “o equipamento funciona?”. Um teste FAT de recuperação deve responder: “nas condições de alimentação e operação acordadas, para onde foram a massa e o alumínio?”. O plano de teste deve ser assinado ou acordado de outra forma antes do teste, para que o cálculo não possa ser alterado após o resultado ser conhecido.
Utilize material representativo e inclua matéria-prima difícil, mas normal, que a planta deva receber. Registre a contagem de unidades ou fardos, quando relevante, a massa da matéria-prima aceita, a condição da matéria-prima e quaisquer observações relativas à umidade ou a líquidos livres. Defina o estado a jusante e a base de tempo do teste. Registre separadamente o tempo de operação e o tempo decorrido, para que a falta de matéria-prima, as paradas e as interrupções a jusante não fiquem ocultas dentro de uma declaração de taxa de produção.
Relate a taxa de entrada aceita e a taxa de saída aceita com base no mesmo período indicado. Não substitua nenhum desses valores pela capacidade bruta da esteira transportadora.
Durante a operação, registrar paradas, reversões, intervenções do operador, limpeza manual, retenções a jusante e paradas para manutenção. Manter as configurações operacionais acordadas durante um período de medição. Se houver alteração em algum material ou na configuração da máquina, registrar a alteração e, em seguida, analisar esse período separadamente ou reiniciar o teste.
No final, pese separadamente a matéria-prima aceita e o produto aceito; em seguida, o produto ferroso, outras rejeições, peças acima do tamanho permitido/devoluídas, se houver, pó/finos e material retido. Indique separadamente qualquer diferença não explicada. Colete amostras planejadas do produto e dos rejeitados ao longo do intervalo de tempo acordado, e não apenas após o término do período mais estável. Se um fluxo de saída puder conter alumínio, inclua-o na contabilidade de metais ou explique por que foi excluído.
14. O que o Relatório de Recuperação deve conter
Um comprador deve ser capaz de entregar o relatório a um engenheiro que não tenha participado do teste e, mesmo assim, reproduzir o cálculo. No mínimo, inclua o desenho dos limites, a descrição do material, a identificação do lote de alimentação, os registros de escala, a base temporal, a taxa de entrada aceita, a taxa de saída aceita, as configurações operacionais, o registro de eventos, as massas dos fluxos, o plano de amostragem, os resultados da composição, as fórmulas, os cálculos brutos e a decisão final de aceitação.
Qualquer valor de recuperação garantido deve indicar exatamente qual fórmula e qual envelope de alimentação são utilizados. Uma porcentagem sem especificação das condições de alimentação, limites, definição do produto e método de teste não constitui uma cláusula contratual útil.
15. Erros comuns na medição da recuperação
| Erro | Por que isso induz ao erro | Melhores práticas |
|---|---|---|
| Utilização da massa do produto aceito como alumínio recuperado | O produto pode conter materiais que não sejam de alumínio. | Meça separadamente a massa do produto e uma fração representativa de alumínio ou de UBC em conformidade. |
| Pesagem do produto, mas não dos rejeitados | Não há indícios que mostrem para onde foi parar o alumínio desaparecido. | Pesar cada fluxo de produção e coletar amostras dos rejeitados que contêm alumínio. |
| Agrupando todas as peças rejeitadas | Não é possível localizar o mecanismo de perda. | Mantenha separados os materiais ferrosos, os demais rejeitados, as partículas finas e os materiais acima do tamanho máximo/de retorno. |
| Ocultar o material retido na seção “diferenças” | O estoque conhecido é confundido com erro de medição. | Meça o material retido e, em seguida, relate separadamente a diferença não explicada. |
| Amostragem apenas do período mais limpo | A amostra não representa mais a totalidade do material testado. | Realize incrementos programados ao longo do período de execução definido ou da janela de teste estável. |
| Considerar o material recirculado como nova matéria-prima | A taxa de produção e os denominadores podem ser inflacionados. | Coloque os loops de retorno dentro de um limite externo ou relate-os como uma saída separada. |
| Alterar as configurações durante a execução sem reiniciar | O resultado final representa várias configurações ao mesmo tempo. | Congele as configurações ou o segmento e repita a medição após uma alteração. |
16. Inclua o método de medição na solicitação de cotação
A recuperação não deve ser considerada apenas como uma questão a ser abordada após a construção da máquina. Na solicitação de cotação (RFQ), descreva as condições da matéria-prima recebida (UBC), os tipos de contaminação, as condições de umidade ou de líquidos residuais, a taxa-alvo de entrada aceitável, o produto desejado, os fluxos de rejeição conhecidos, o processo a jusante e as especificações comerciais do produto. Peça ao fornecedor que identifique os limites propostos para o processo e onde cada saída será coletada e pesada.
Em seguida, estabeleça os requisitos de comprovação. Especifique se a recuperação de alumínio se baseará na composição direta da matéria-prima, na reconstrução da produção ou em outro método acordado. Defina como o grau do produto será classificado. Indique os fluxos de rejeitos que devem ser pesados e amostrados. Exija que o material retido e a diferença não explicada permaneçam separados. Especifique o material de teste aceitável, o período mínimo de estabilização ou a quantidade de teste, e como serão tratadas as alterações nas configurações operacionais.
Perguntas frequentes
Qual é a fórmula correta para a recuperação de alumínio pela UBC?
Utilize a massa de alumínio no produto aceito dividida pela massa de alumínio na matéria-prima aceita, multiplicada por 100. A matéria-prima e o produto devem utilizar os mesmos limites de ensaio e a mesma base de massa, e o teor de alumínio deve ser determinado por meio de um método de amostragem ou reconstrução representativo e acordado.
O rendimento em massa do produto é o mesmo que a recuperação de alumínio?
Não. O rendimento em massa do produto compara a massa total do produto aceito com a massa total da matéria-prima aceita. A recuperação de alumínio monitora o próprio alumínio. Um produto de alta densidade ainda pode conter contaminação por outros materiais que não sejam alumínio; portanto, os dois indicadores devem ser relatados separadamente.
Como se deve medir a perda de alumínio nos rejeitados?
Pese cada fluxo de rejeito relevante separadamente, colete amostras representativas, determine a fração de alumínio pelo método acordado e multiplique a massa do fluxo pela fração de alumínio. Expresse o alumínio contido em cada rejeito como uma porcentagem do alumínio da matéria-prima aceita.
O material retido deve ser incluído na diferença não explicada?
Não. O material retido é o estoque conhecido que permanece dentro dos limites do teste na condição final definida. Pese-o ou faça uma estimativa separadamente. A diferença não explicada é a lacuna residual após a reconciliação entre as saídas medidas e o material retido.
O que um registro FAT de recuperação UBC deve conter, além da porcentagem de recuperação?
Registre a alimentação de teste representativa, as massas de entrada e saída aceitas, as taxas de entrada e saída aceitas, o tempo de operação e o tempo decorrido, as paradas, as reversões, as intervenções do operador, a liberação manual, as retenções a jusante, as paradas para manutenção, todos os pesos da corrente de rejeitos, os registros de amostragem, o material retido, o fechamento do balanço de massa, o grau do produto e a diferença não explicada.
Defina o teste antes de solicitar um número de recuperação
Envie fotos ou vídeos representativos da UBC, indicando se o material está solto ou enfardado, observações sobre contaminação e umidade, a taxa de alimentação alvo aceitável, o produto pretendido, o processo posterior e os fluxos que você deseja que sejam medidos durante o FAT. A configuração da linha e o teste de recuperação poderão então ser adaptados a um limite de material previamente acordado.
Referências
- Associação do Alumínio/CMI: Relatório de KPIs.
- NIST: Manual 44.
- Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA): AP-42.
- Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA): plano de amostragem.