BR112017011469B1 - Aparelho de separação e método para separação de partículas - Google Patents

Aparelho de separação e método para separação de partículas Download PDF

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Abstract

RESUMO ?APARELHO DE SEPARAÇÃO SENSOR E MÉTODO? Um aparelho de separação, compreendendo um identificador arranjado para identificar as partículas em um grupo de partículas que têm uma propriedade específica, um modificador de afinidade arranjado para modificar uma afinidade das partículas identificadas em relação àquela afinidade de partículas não identificadas em um grupo, e um separador arranjado para separar as partículas no grupo com base na sua diferença na afinidade.

Description

[001] A invenção de uma maneira geral diz respeito à separação de partículas, em particular em reciclagem.
[002] Aparelhos de separação são conhecidos na técnica anterior e eles tipicamente são usados em processamento de matérias-primas para a classificação de fluxos misturados de partículas de material de reciclagem em fluxos com partículas de tipos diferentes de material. O aparelho de separação sensor conhecido compreende um identificador, em particular um sensor que analisa um grupo de partículas a fim de determinar o tipo de cada partícula individual. Após as partículas do tipo relevante terem sido identificadas pelo sensor, um separador é ativado que separa fisicamente as partículas identificadas do grupo de partículas; por exemplo, uma série de bicos é acionada de tal maneira que eles iniciam jatos de ar que ejetam as partículas identificadas do fluxo de tal maneira que elas são separadas do grupo de partículas.
[003] Uma desvantagem dos aparelhos de separação sensores conhecidos na técnica é que eles não são muito precisos. Em particular, os jatos de ar impelem acidentalmente contra e ejetam não somente as partículas identificadas, mas também partículas não identificadas vizinhas que podem ser de um tipo diferente. Especialmente, quando as partículas estão arranjadas proximamente no grupo isto diminui a precisão do aparelho de separação sensor conhecido. Uma solução na técnica é arranjar as partículas de modo muito esparso no grupo para evitar atingir e ejetar acidentalmente partículas vizinhas pelo jato de ar. Entretanto, isto diminui a capacidade e afeta a economia do processo. Por exemplo, reciclagem econômica de um fluxo misturado de partículas menores de partículas similares ou idênticas fisicamente tais como, por exemplo, partículas trituradas de um material plástico, por exemplo, PET ou PE, tendo cores diferentes e uma dimensão máxima de alguns mm, por exemplo, 10 mm ou menos.
[004] A EP2343136B1 revela um método de separação pretendido para extrair um alvo, usando viscosidade de um líquido, de um objeto de separação no qual o alvo e um não alvo estão misturados. O método revelado compreende distinguir o alvo do não alvo; obter informação de posição do alvo distinguido na distinção, fixar um líquido ao alvo com base na informação de posição e extrair o alvo do objeto de separação ao levar um componente de captura para contato com o objeto de separação de tal maneira que viscosidade do líquido faz com que o alvo grude ao componente de captura. A fim de fazer com que a viscosidade do líquido grude o alvo ao componente de captura, uma quantidade do líquido fixado ao alvo, a viscosidade do líquido, uma espessura do alvo, uma área do alvo e densidade do alvo precisam satisfazer múltiplas expressões. Uma placa de aço inoxidável, uma placa de borracha de silicone ou um trançado de arames feitos de aço inoxidável são propostos como componente de captura. A duração de tempo em que o componente de captura é colocado sobre o objeto de separação é na ordem de três segundos. Isto é um tempo relativamente longo. Também, pressão suficiente tem que ser exercida pelo componente de captura a fim de capacitar a viscosidade do líquido para fazer com que o alvo grude ao componente de captura.
[005] A invenção tem como objetivo eliminar uma ou mais das desvantagens mencionadas anteriormente. Em particular, a invenção visa fornecer um aparelho de separação sensor com precisão e eficiência aperfeiçoadas. Para esse fim, a invenção fornece um aparelho de separação compreendendo um identificador arranjado para identificar as partículas em um grupo de partículas que têm uma propriedade específica, um modificador de afinidade arranjado para modificar uma afinidade das partículas identificadas em relação àquela afinidade de partículas não identificadas no grupo, e um separador arranjado para separar as partículas no grupo com base na sua diferença na afinidade.
[006] Ao fornecer o aparelho de separação com um modificador de afinidade, pode ser alcançado que somente as partículas identificadas que são, por exemplo, relevantes comercialmente podem ser separadas do grupo com base em uma diferença fornecida na afinidade sem perturbar partículas não identificadas vizinhas. Deste modo, separação acidental de uma partícula não identificada pode ser neutralizada, e assim a precisão de separação pode ser aumentada. Adicionalmente, a afinidade da partícula pode ser, por exemplo, a tendência das partículas para fixar ao separador, e, preferivelmente, o modificador de afinidade aumenta esta tendência. Por exemplo, o modificador de afinidade pode ser arranjado para modificar a força de atração ou força de fixação das partículas identificadas em relação àquela força de atração ou força de fixação de partículas não identificadas no grupo, de tal maneira que partículas identificadas podem ser atraídas para o separador. A tendência pode ser aumentada por meios conhecidos na técnica tais como, por exemplo, aumentar a adesividade das partículas, mas também ao carregar estaticamente as partículas ou usar magnetização.
[007] É notado que o modificador de afinidade é arranjado para modificar a afinidade das partículas identificadas em relação àquela afinidade de partículas não identificadas. Isto pode compreender, por exemplo, as seguintes quatro situações: (1) o identificador identifica partículas que são relevantes comercialmente e o modificador de afinidade pode então ser arranjado para mudar a afinidade das partículas identificadas de tal maneira que um separador pode separar as partículas identificadas do grupo, por exemplo, ao apanhar ou encaixar com as partículas, ou (2) o identificador identifica partículas que são relevantes comercialmente e o modificador de afinidade pode então ser arranjado para mudar a afinidade das partículas não identificadas de tal maneira que o separador pode separar as partículas não identificadas do grupo, ou (3) o identificador identifica partículas que não são relevantes comercialmente. O modificador de afinidade pode então ser arranjado para mudar a afinidade das partículas não identificadas de tal maneira que o separador pode separar as partículas não identificadas do grupo, ou (4) o identificador identifica partículas que não são relevantes comercialmente e o modificador de afinidade pode então ser arranjado para modificar a afinidade das partículas não relevantes comercialmente identificadas de tal maneira que o separador pode separar as partículas não relevantes comercialmente identificadas do grupo. É notado que o identificador seletivamente e individualmente encaixa com as partículas, isto é, cada partícula do grupo está sendo encaixada e identificada pelo identificador.
[008] Ao fornecer o aparelho de separação com um separador, pode ser alcançado que, por exemplo, as partículas identificadas com uma afinidade modificada podem ser separadas seletivamente do grupo, e as partículas não identificadas podem permanecer não perturbadas. Consequentemente, as partículas podem então ser arranjadas juntas mais rigorosamente, e aumentar assim a capacidade e a economia do processo. Como uma opção, é notado que uma vez que o separador tenha separado as partículas identificadas do grupo, um segundo separador ou mais separadores arranjados em um modo podem ser incluídos adicionalmente para separar partículas remanescentes de um tipo diferente de material, cor ou tamanho, e assim mais de um tipo de partícula podem ser separados de um único sistema classificador.
[009] As partículas no grupo podem ser partículas pequenas, por exemplo, de plástico, metal e/ou de madeira, com um diâmetro que pode variar entre 1 a 20 mm.
[010] O identificador pode identificar as partículas no grupo com base em uma propriedade específica tal como, por exemplo, tipo de material, peso, cor, forma e/ou tamanho. Especificamente, propriedade não física, por exemplo, mesma densidade, mas cor diferente, ou tamanho fora de uma faixa especificada. Por exemplo, uma partícula do grupo pode ser identificada com a propriedade específica de cor enquanto que uma outra partícula do grupo pode ser identificada com a propriedade específica de tamanho. É notado que o identificador pode ser arranjado para identificar múltiplas propriedades específicas, entretanto também é possível ter múltiplos identificadores alinhados em uma fileira, cada identificador arranjado para identificar pelo menos uma propriedade específica.
[011] O aparelho de separação pode compreender adicionalmente um formador de camada arranjado para levar o grupo de partículas em camada. Deste modo, um arranjo plano de partículas pode ser fornecido tal como, por exemplo, uma tela ou um leito, de maneira que identificação pode ser facilitada e as partículas podem ser providas com uma relação espacial conhecida. Deste modo, também pode ser impedido que muitas partículas grudem umas às outras e/ou evitado que, por exemplo, duas ou mais partículas fiquem sobrepostas umas às outras de tal maneira que o identificador fica incapaz de identificar as partículas inferiores.
[012] O grupo de partículas pode ser levado em um arranjo de camada e/ou leito, por exemplo, ao forçar o grupo de partículas através de um canal, peneira, ranhura, fenda, abertura ou por meio de um varredor. Adicionalmente, é notado que o formador de camada também pode compreender um aparelho que causa uma pulsação de tal maneira que as partículas podem ficar em um arranjo de camada e/ou leito e assim o identificador pode identificar facilmente pelo menos uma propriedade específica das partículas.
[013] Preferivelmente, o formador de camada fornece as partículas na camada com uma relação espacial conhecida preferivelmente constante usando, por exemplo, uma correia transportadora com superfície de correia compartimentalizada, ou uma superfície de correia com cargas eletrostáticas pré-impressas arranjadas espacialmente que fixam temporariamente partículas recebidas singulares até que elas alcancem o separador na camada entre o identificador e o modificador de afinidade. E assim fazendo, a precisão do modificador de afinidade pode ser aumentada adicionalmente, e modificar acidentalmente uma afinidade das partículas não identificadas pode ser impedido.
[014] O formador de camada pode compreender uma superfície de correia transportadora sobre a qual as partículas são depositadas em uma camada plana. As partículas podem estar, por exemplo, em uma camada superior em que as partículas não estão se sobrepondo, ou em uma monocamada. As partículas podem ser transportadas ao longo do identificador, do modificador de afinidade e do separador com uma velocidade que pode variar entre 0,5 a 8 m/s, preferivelmente 1 a 3 m/s e mais preferivelmente de cerca de 2,5 m/s.
[015] O identificador pode ser um sensor, por exemplo, sensor ótico e/ou um dispositivo de processamento de imagens, por exemplo, câmera colorida (RGB) para avaliação visual, câmera IR para avaliação de temperatura e de forma, câmera de infravermelho próximo (NIR) para avaliação química- espectral e de forma (por exemplo, tipo de plástico), métodos de raios X tais como fluorescência de raios X (XRF) para avaliação elementar ou transmissão de raios X para avaliação de densidade e de forma, ou espectroscopia de ruptura induzida por laser (LIBS) para avaliação elementar. O sensor ótico, por exemplo, pode ter uma resolução no tempo melhor que 0,5 ms e uma resolução no espaço melhor que 0,5 mm. Portanto, o sensor ótico pode definir exatamente a posição, tamanho e/ou forma de partículas passando por ele.
[016] A afinidade das partículas identificadas que pode ser modificada pelo modificador de afinidade pode ser, por exemplo, a adesividade, por exemplo, usando água ou spray capaz de aderir em flocos de plástico, carga estática elétrica ou comportamento magnético das partículas identificadas. Em particular, o modificador de afinidade pode modificar a afinidade das partículas identificadas ao aplicar partículas de modificação de afinidade às partículas identificadas, em que as partículas de modificação podem ser partículas carregadas tais como, por exemplo, elétrons para carregar estaticamente as partículas identificadas.
[017] Preferivelmente, as partículas de modificação de afinidade podem ser partículas de material, em que as partículas de mudança de afinidade podem formar uma camada de superfície de revestimento sobre as partículas identificadas. Adicionalmente ou de forma alternativa, as partículas de mudança de afinidade podem formar, pelo menos parcialmente, uma camada de superfície de revestimento sobre as partículas identificadas, isto é, sobre uma superfície das partículas identificadas que esteja voltada para o modificador de afinidade. Por exemplo, partículas de modificação podem ser descarregadas pelo modificador a partir de cima do transportador de tal maneira que as partículas de modificação podem grudar à superfície das partículas, formando uma superfície de revestimento pegajosa, umedecida e/ou magnética.
[018] As partículas de modificação de afinidade descarregadas pelo modificador de afinidade podem ser gotículas de líquido e/ou partículas de pó. O modificador de afinidade pode compreender jatos, por exemplo, cabeças impressoras a jato. Quando o modificador de afinidade descarrega gotículas de líquido, isto pode ser, por exemplo, óleo, álcool, mas preferivelmente água para umedecer as partículas identificadas. As partículas identificadas podem então ser cobertas por uma camada de água de aproximadamente 10 a 20 micra. As gotículas de líquido sobre a superfície das partículas identificadas podem então formar uma ligação de umidade entre as partículas identificadas e o separador enquanto que as partículas não identificadas permanecem substancialmente secas. Opcionalmente, também é possível que as gotículas de líquido sobre a superfície das partículas identificadas formem uma ligação de umidade entre as partículas identificadas e um segundo material, por exemplo, partículas de pó, em que as partículas de pó podem ser descarregadas, por exemplo, por um outro modificador de afinidade, por exemplo, spray de pó, após as partículas identificadas terem sido umedecidas.
[019] O modificador de afinidade é arranjado para encaixe individual com partículas. O modificador de afinidade pode entregar 50.000 gotículas por segundo por válvula, em que cada gotícula pode ter um diâmetro menor que 100 micra e preferivelmente 40 micra. As válvulas podem ser espaçadas umas das outras por uma distância de cerca de 0,05 mm ou mais. Em particular, as válvulas preferivelmente são arranjadas para fornecer gotículas em uma resolução de 100 gotículas por polegada - ou 39 a 40 gotículas por centímetro.
[020] É notado que múltiplos modificadores, ou um modificador tendo múltiplas válvulas, podem ser arranjados em uma fileira que é transversal à direção de transportador, ou eles podem ser deslocados parcialmente conjuntamente na direção do transportador para eliminar o movimento relativo entre o modificador e partículas durante a ação de modificação (por exemplo, jatos de pulverização montados em um dispositivo girando oposto à correia transportadora). Cada válvula e/ou modificador pode conter partículas de modificação diferentes a ser descarregadas. Ao ter o modificador que é capaz de entregar 50.000 gotículas por segundo por válvula, pode ser alcançado que a precisão entre o sensor e o separador pode ser coordenada de modo melhor. Em particular, a resolução do separador pode ser de cerca de 0,4 mm e assim ele casa facilmente com a resolução do identificador de 0,5 mm e por esta razão o separador pode operar com a mesma precisão do identificador.
[021] É notado que, além dos fluidos mencionados anteriormente, também é possível que o modificador descarregue fluidos de modo glutinoso sobre as partículas identificadas, por exemplo, amido.
[022] As partículas de pó podem ser um pó magnético, por exemplo, ferrossilício industrial, preferivelmente modeladas de forma esférica. Preferivelmente, o modificador descarrega partículas de pó após as partículas terem sido cobertas pelo menos parcialmente por gotículas de líquido. Por exemplo, partículas de pó magnético de 40 a 150 micra podem ser adicionadas por partículas identificadas umedecidas de tal maneira que o pó grudará nas partículas identificadas umedecidas.
[023] Preferivelmente, o modificador de afinidade compreende uma cabeça impressora em que a cabeça impressora pode ser do tipo impressora a jato de tinta para descarregar as gotículas de líquido. O modificador de afinidade pode compreender adicionalmente um spray de pó arranjado para descarregar as partículas de pó, por exemplo, ferrossilício. Assim, a cabeça impressora é arranjada para descarregar gotículas de água sobre as partículas identificadas após o que o spray de pó pulveriza ferrossilício modelado de forma esférica sobre as partículas identificadas umedecidas. As gotículas podem assim formar uma ligação de água, com uma resistência comparável com uma nota autoadesiva amarela, entre as partículas identificadas e o ferrossilício. Ao prover as partículas identificadas com gotículas de líquido e uma camada de ferrossilício, as partículas identificadas podem ser atraídas seletivamente para um ímã ou um material magnetizável.
[024] O separador pode ter uma superfície de contato à qual as partículas identificadas são fixadas. O separador pode ser arranjado para encaixar individualmente com as partículas. O separador pode ser um separador ativo, isto é, um separador que é acionado mecanicamente para assegurar que a superfície de contato encaixa com as partículas identificadas e/ou com o grupo de partículas. Entretanto, também é possível ter um separador passivo, isto é, em que as partículas identificadas e/ou grupo de partículas caem sobre a superfície de contato do separador. A superfície de contato pode ser revestida com um material hidrófilo arranjado para atrair as partículas umedecidas. A superfície de contato também pode ser um ímã ou pelo menos ser revestida com uma camada magnetizável arranjada para interagir com as partículas de pó esféricas magnéticas que podem estar sobre a superfície das partículas identificadas de tal maneira que as partículas identificadas podem ser atraídas pelo separador, ou fixadas a ele. Uma vantagem de um separador tendo uma superfície de contato à qual as partículas identificadas são fixadas, em particular com a superfície revestida com um material hidrófilo e/ou o separador tendo propriedades magnéticas, é que pressão do separador sobre as partículas identificadas não é exigida para aderência das partículas ao separador. Isto capacita tempos de processamento pequenos. E em particular no caso de fixação por meio de atração magnética, uma vantagem adicional é que partículas a não ser partículas identificadas não ficam em contato com o separador, o que reduz as chances de as partículas não identificadas 6 serem coletadas pelo separador.
[025] Preferivelmente, o separador pode ser um dispositivo de coleta mecânico tendo uma superfície de contato que contacta o grupo de partículas para coletar as partículas identificadas. O separador pode ser, por exemplo, um tambor com um eixo de rotação transversal à direção de transportador. O tambor pode ter uma superfície de contato que é revestida com uma camada magnetizável ou com material fibroso hidrófilo com fibras tendo um tamanho que pode variar entre 100 a 500 micra de diâmetro e preferivelmente é de cerca de 300 micra de diâmetro. As fibras podem ter um topo arredondado e estas fibras podem ser deslocadas para cima e para baixo individualmente rápido o suficiente para se conectar às partículas umedecidas de tal maneira que as partículas umedecidas são fixadas às fibras.
[026] A invenção também diz respeito a um uso de uma cabeça impressora para separação de partículas identificadas de um grupo de partículas.
[027] A invenção também diz respeito a um método para separação de partículas de um grupo de partículas, compreendendo as etapas de: - fornecer um grupo de partículas em um arranjo, em que o grupo de partículas compreende partículas com propriedades diferentes tais como, por exemplo, material, cor, forma e/ou tamanho; - identificar partículas no grupo de partículas que têm uma propriedade específica; - modificar uma afinidade das partículas identificadas em relação àquela afinidade de partículas não identificadas no grupo com um modificador de afinidade; - separar as partículas no grupo com base na sua diferença na afinidade com um separador.
[028] Quando partículas miúdas de pó, por exemplo, ferrossilício, tiverem sido aplicadas pelo modificador às partículas identificadas, o método pode compreender adicionalmente uma etapa de recuperação após a etapa de separação, em que as partículas molhadas com pó de ferrossilício nas suas superfícies são secadas e/ou levadas para dentro de um campo magnético com um gradiente suficientemente alto para separar o pó magnético da superfície das partículas identificadas de tal maneira que partículas de pó de ferrossilício podem ser recuperadas.
[029] É notado que, no método para separação, o identificador também pode ser uma pessoa que identifica as partículas a ser separadas e as marca com um marcador.
[030] A invenção será esclarecida adicionalmente com base em uma modalidade exemplar que está representada nos desenhos.
[031] A figura 1 mostra uma primeira vista esquemática do aparelho de separação.
[032] A figura 2 mostra uma segunda vista esquemática do aparelho de separação.
[033] É notado que as figuras são meramente representações esquemáticas de uma modalidade preferida da invenção, a qual é dada aqui a título de modalidade exemplar não limitativa. Na descrição, as partes e elementos iguais ou similares têm os símbolos de referência iguais ou similares.
[034] Na figura 1 está mostrado um aparelho de separação 1 compreendendo um identificador 2 arranjado para identificar as partículas 3 em um grupo de partículas 4 que têm uma propriedade específica. A figura 2 mostra o aparelho de separação 1 compreendendo elementos adicionais opcionais.
[035] O aparelho de separação 1 é arranjado para encaixe individual de partículas. As partículas podem ser partículas pequenas tais como PE, PP ou PET triturado de cores diferentes ou graus diferentes com um tamanho de diâmetro que pode variar entre 1 a 20 mm. Um modificador de afinidade 5 é fornecido que é arranjado para modificar seletivamente uma afinidade das partículas identificadas 3 em relação àquela afinidade das partículas não identificadas 6 em um grupo 4, e um separador 7 é arranjado para separar as partículas no grupo 4 com base na sua diferença na afinidade. A propriedade específica que é medida pelo identificador 2 pode ser, por exemplo, um tipo de material, peso, cor, forma e/ou tamanho.
[036] O aparelho de separação sensor 1 no exemplo compreende adicionalmente um formador de camada 8 arranjado para carregar o grupo de partículas 4 em camada, e preferivelmente provê as partículas 4 na camada com uma relação espacial constante conhecida na camada entre o identificador 2 e o modificador de afinidade 5. Expressado de modo diferente, as partículas 4 são fornecidas pelo formador de camada 8 de tal maneira que o tempo de deslocamento a partir do identificador 2 para o modificador de afinidade 5 é conhecido. Isto permite que operação do identificador 2 e a do modificador de afinidade 5 sejam sincronizadas.
[037] O formador de camada 8 nesta modalidade compreende uma superfície de correia transportadora 8A sobre a qual as partículas são depositadas em uma camada plana. A superfície de correia transportadora 8A preferivelmente tem uma superfície de alta fricção compreendendo, por exemplo, borracha sintética e/ou natural. Tal como mostrado na figura 1, as partículas de grupo 4 são fornecidas para a superfície de correia transportadora 8A por um alimentador 9. As partículas de grupo 4 podem ser fornecidas para a correia transportadora como uma tela contínua de partículas ou como seções com uma distância predeterminada. Opcionalmente, as partículas de grupo 4 primeiro passam pelo removedor de sucata magnético 15 para remover partículas no fornecimento de partículas tendo propriedades magnéticas. O removedor de sucata magnético pode compreender um ímã 20 para atrair partículas tendo propriedades magnéticas, tais como partículas compreendendo metal ferromagnético. Partículas compreendendo metal ferromagnético podem compreender tal metal ferromagnético em uma forma puro ou em um composto, tal como um sal ou outro.
[038] O identificador 2 na figura 1 está incorporado como um sensor ótico 10 e que é posicionado acima do formador de camada 8 para identificar as partículas de grupo 4 que têm uma propriedade específica. Por exemplo, o identificador 2 é arranjado para identificar a cor das partículas 4 em um fluxo de partículas claras e em particular translúcidas. O identificador 2 também é arranjado para identificar um tipo específico de PP por meio de um marcador fornecido no material PP. Além disso, o identificador 2 é arranjado para identificar a posição das partículas sobre a superfície de correia transportadora 8A.
[039] Após as partículas 4 terem passado ao longo do identificador 2, o modificador de afinidade 5 modifica a afinidade das partículas identificadas 3 ao aplicar as partículas de modificação de afinidade 11 às partículas identificadas 3. As partículas de modificação 11, por exemplo, são descarregadas a partir de cima da superfície de correia transportadora 8A de tal maneira que as partículas de modificação de afinidade 11 formam uma camada de superfície de revestimento sobre as partículas identificadas 3. As partículas de modificação de afinidade 11 preferivelmente são descarregadas com uma componente de sua velocidade paralela ao movimento da superfície de correia transportadora 8A. Deste modo, pode ser evitado que as partículas identificadas 3 sejam perdidas pelas partículas por causa de efeitos de tempo de vôo relacionados com variações na altura das partículas identificadas acima da superfície de correia transportadora 8A.
[040] As partículas de modificação de afinidade 11 na figura 1 podem ser gotículas de líquido e/ou partículas de pó, em que as gotículas de líquido neste exemplo são de água para umedecer as partículas identificadas para formar uma ligação de umidade entre as partículas identificadas 3 e o separador 7. A água pode ser provida com uma quantidade secundária de aditivos para melhorar a condutividade elétrica. Um motivo para isto é que algumas impressoras exigem que o líquido a ser disposto tenha uma certa condutividade elétrica para descarregar de modo apropriado o líquido. Isto se aplica não somente para tinta, mas também para água no caso de água ser descarregada pela impressora. Opcionalmente, também é possível que, após as partículas identificadas 3 terem sido umedecidas por gotículas de líquido, um segundo modificador 5B ou o mesmo modificador 5A descarregue um segundo material, preferivelmente partículas de pó. As partículas de pó na figura 1 podem ser partículas de pó magnético, por exemplo, ferrossilício industrial, em que preferivelmente elas são modeladas de forma esférica de tal maneira que as partículas identificadas 3 podem ser encaixadas individualmente e/ou elevadas pelo separador 7.
[041] Tipicamente, mais de uma partícula de ferrossilício é descarregada por partícula identificada 3. Preferivelmente, uma quantidade significativa de partículas de ferrossilício é descarregada por partícula identificada 3. Em particular, a quantidade de partículas de ferrossilício a ser descarregada é de pelo menos 1% e preferivelmente mais que 4% da massa de uma partícula identificada 3. Para impedir que quaisquer partículas de pó se desloquem livremente sobre a superfície de correia transportadora 8A, a superfície de correia transportadora 8A pode compreender ranhuras orientadas substancialmente perpendiculares a uma direção de movimento da superfície de correia transportadora 8A. Preferivelmente, as ranhuras são menores que um milímetro. Preferivelmente, as partículas são descarregadas com uma componente de velocidade perpendicular à superfície de correia transportadora 8A de menos que 1 m/s. Além do mais, uma componente de velocidade paralela à superfície de correia transportadora 8A é ajustada para a velocidade da superfície de correia 8A.
[042] O modificador de afinidade 5 na figura 1 está incorporado como uma cabeça impressora 5A e/ou um spray de pó, por exemplo, o spray de ferrossilício 5B. Com o modificador de afinidade 5 compreendendo uma cabeça impressora 5A para distribuir água ou um outro líquido para umedecer as gotículas de líquido, a cabeça impressora 5A é arranjada para fornecer gotículas menores que 100 micra, preferivelmente de 30 a 50 micra. As gotículas preferivelmente são fornecidas em uma resolução de pelo menos 100 gotículas por polegada - ou 39 a 40 gotículas por centímetro. Nesta resolução, é possível depositar líquido somente sobre as partículas identificadas 3. Adicionalmente a isto, partículas de pó podem ser descarregadas somente sobre as partículas identificadas 3 ou sobre todas as partículas. Sobre as partículas identificadas 3, partículas de pó ficam ligadas pelo líquido sobre as partículas identificadas 3. Partículas de pó sobre as outras partículas 6 podem ser removidas, por exemplo, por meio de sopro ou de um campo magnético. Alternativamente, em uma modalidade na qual líquido assim como partículas de pó são descarregados, líquido é depositado sobre todas as partículas 4 na correia transportadora e as partículas de pó são descarregadas somente sobre as partículas identificadas 3.
[043] Se partículas identificadas forem umedecidas, isto pode ser feito em um modo de cobertura, posicionando uma cobertura ou película substancialmente contínua de líquido sobre todas as partículas 4 ou sobre as partículas identificadas 3. Alternativamente, líquido é descarregado sobre áreas específicas. Isto pode ser estabelecido, por exemplo, ao depositar o líquido em linhas. Estas linhas podem ser paralelas ao movimento da correia transportadora, perpendiculares ao movimento da correia transportadora ou em um ângulo em relação ao movimento da correia transportadora.
[044] Em certas modalidades, pode ser desejado pré-tratar as partículas 4 para melhorar aderência entre partículas de modificação de afinidade e as partículas de grupo 4. Para este propósito, um módulo de pré- tratamento 21 (figura 2) é fornecido para pré-tratar as partículas de grupo 4. Se as partículas de modificação de afinidade compreenderem água, pode ser preferido melhorar propriedades hidrófilas das partículas de grupo 4. Em uma modalidade específica, uma camada muito fina (1 a 10 nanômetros) de carbonato de cálcio é aplicada às partículas de grupo. Tal camada de carbonato de cálcio pode ser aplicada ao expor as partículas de grupo à água tendo uma dureza suficientemente alta (medida, por exemplo, em graus Alemães) em uma temperatura de pelo menos 80 graus centígrados. Exposição pode ser fornecida por meio de pulverização ou imersão. Imersão preferivelmente é feita durante pelo menos 30 segundos, em água de dureza suficiente, em uma temperatura de pelo menos 80 graus. Alternativamente ou de forma adicional, um revestimento, por exemplo, de hexametildisilazano e/ou de outras substâncias hidrofóbicas pode ser fornecido como um revestimento para as partículas de grupo 4. O revestimento hidrófilo pode ser aplicado sobre todas as partículas ou somente sobre as partículas identificadas 3.
[045] Em uma região em volta do spray de ferrossilício 5B - ou de outra unidade de descarga para descarregar partículas tendo propriedades magnéticas - um campo magnético fraco pode ser aplicado. As linhas de campo do campo magnético são fornecidas substancialmente paralelas à direção de movimento do formador de camada 8 e da superfície de correia transportadora 8A em particular. A intensidade do campo magnético preferivelmente varia de 0,01 Tesla a 0,05 Tesla. Como um efeito do campo magnético, rolagem das partículas de pó sobre a superfície de correia transportadora 8A como um resultado de amortecimento por histerese magnética é suprimida. Isto é por causa de a magnetização de uma partícula rolando em um campo unidirecional cria uma perda de energia mecânica em calor. Além disso, o campo magnético fraco aplicado também tem o efeito de depositar as partículas de pó sobre as partículas molhadas arranjadas em sequências curtas tais como, por exemplo, três partículas de pó em uma fileira. Isto é favorável para a extração magnética mais tarde das partículas de sucata e permite um uso reduzido de pó magnético.
[046] O separador 7 tem uma superfície de contato 12 à qual as partículas identificadas 3 são fixadas de tal maneira que elas podem ser separadas das partículas de grupo 4. O separador 7 encaixa individualmente com partículas para separação. Preferivelmente, o separador 7 é um dispositivo de coleta mecânico cuja superfície de contato 12 contacta o grupo de partículas 4 para coletar as partículas identificadas 3. Tal como mostrado na figura 1 o separador 7 está incorporado como um tambor 13 tendo uma superfície giratória transversal à direção de transporte. Expressado de modo diferente, o eixo de rotação do tambor 13 é perpendicular à direção de transporte. A superfície de contato 12 do tambor 13 neste exemplo é revestida com um material fibroso hidrófilo de tal maneira que as partículas umedecidas identificadas podem ser fixadas sobre a mesma.
[047] Adicionalmente, também é possível que o separador 7 seja um ímã ou que sua superfície de contato 12 seja um ímã, tenha propriedades magnéticas, ou que pelo menos seja revestido com uma camada magnetizável para separar as partículas identificadas 3 que tenham sido revestidas com pó magnético. Além do mais, se o separador 7 for um ímã ou sua superfície de contato 12 for um ímã, ou se pelo menos for revestido com uma camada magnetizável, o separador pode ser usado para recuperar partículas tendo propriedades magnéticas que podem ter sido descarregadas a montante da superfície de correia transportadora 8A. Estas podem ser partículas que estejam grudadas às partículas identificadas 3 e/ou partículas não grudadas às partículas identificadas 3, mas presentes sobre a superfície de correia transportadora 8A e/ou presentes sobre as partículas não identificadas 6 não tendo sido providas com líquido. As partículas assim recuperadas são enviadas de volta para um reservatório 17 (figura 2), permitindo reutilização das partículas. Antes da reutilização, as partículas podem ser desmagnetizadas por meio de um desmagnetizador 18 (figura 2) e/ou secadas, por exemplo, em um leito fluidizado 19 (figura 2). É notado que, em outras modalidades, a ordem do reservatório 17, do desmagnetizador 18 e do leito fluidizado 19 pode ser diferente.
[048] Adicionalmente, na figura 1 e na figura 2 está mostrado que um segundo transportador 14 pode ser fornecido para transportar as partículas identificadas 3 para longe das partículas de grupo 4 após as partículas identificadas 3 terem sido separadas.
[049] Quanto ao propósito desta revelação, é salientado que recursos técnicos que tenham sido descritos podem ser suscetíveis de generalização funcional. É salientado adicionalmente que - para a extensão em que não mencionado explicitamente - tais recursos técnicos podem ser considerados separadamente do contexto da modalidade exemplar dada, e que também podem ser considerados separadamente dos recursos técnicos com os quais eles cooperam no contexto do exemplo.
[050] É salientado que a invenção não está limitada às modalidades exemplares representadas aqui, e que muitas variações são possíveis. Por exemplo, o identificador também pode ser uma estação identificadora compreendendo múltiplos identificadores arranjados em uma fileira ou o aparelho de separação pode compreender múltiplas estações identificadoras, preferivelmente também arranjadas em uma fileira. Também pode existir uma estação modificadora de afinidade ou uma estação separadora.
[051] Adicionalmente, é notado que o separador e o modificador de afinidade podem ser acomodados em um único dispositivo no qual modificação da afinidade de partículas identificadas e separação podem ser uma ação única e podem acontecer ao mesmo tempo em uma mesma posição.
[052] É notado adicionalmente que múltiplos aparelhos de separação podem ser colocados em um modo, por exemplo, acima de um transportador, de tal maneira que múltiplas partículas diferentes podem ser separadas de um único fluxo de partículas.
[053] Estas e outras modalidades estarão aparentes para os versados na técnica e são consideradas como estando dentro do escopo da invenção tal como formulado pelas reivindicações a seguir.

Claims (17)

1. Aparelho de separação, que compreende: - um identificador arranjado para identificar as partículas em um grupo de partículas que têm uma propriedade específica; - um modificador de afinidade arranjado para modificar uma afinidade das partículas identificadas em relação àquela afinidade de partículas não- identificadas em um grupo; - um separador arranjado para separar as partículas no grupo com base na sua diferença na afinidade; CARACTERIZADO por - o modificador de afinidade modifica a afinidade das partículas identificadas ao aplicar partículas de modificação de afinidade às partículas identificadas; e - as partículas de modificação de afinidade compreendem gotículas de líquido, preferivelmente gotículas de água, para umedecer as partículas identificadas para formar uma ligação de umidade entre as partículas identificadas e o separador.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um formador de camada arranjado para levar o grupo de partículas em camada.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o formador de camada fornece as partículas na camada com uma relação espacial conhecida, preferivelmente constante, na camada entre o identificador e o modificador de afinidade.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o formador de camada compreende uma superfície de correia transportadora sobre a qual as partículas são depositadas em uma camada plana.
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o identificador é um sensor ótico.
6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas de modificação de afinidade formam uma camada de superfície de revestimento sobre as partículas identificadas.
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas de modificação de afinidade compreendem adicionalmente partículas de pó, preferivelmente ferrossilício industrial.
8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas de pó compreendem partículas de pó magnético, que são modeladas de forma esférica.
9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o modificador de afinidade compreende uma cabeça impressora.
10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a propriedade específica é um tipo de material, cor, forma e/ou tamanho.
11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o separador tem uma superfície de contato à qual partículas identificadas são fixadas nela.
12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície de contato é revestida com material fibroso hidrófilo.
13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície de contato compreende um ímã ou pelo menos é revestida com uma camada magnetizável.
14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o separador compreende um dispositivo de coleta mecânico tendo uma superfície de contato que contacta o grupo de partículas para coletar as partículas identificadas.
15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o separador compreende um tambor.
16. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o grupo de partículas compreende partículas pequenas com um tamanho de diâmetro de 1 a 20 mm.
17. Método para separação de partículas de um grupo de partículas, que compreende as etapas de: - fornecer um grupo de partículas em um arranjo, em que o grupo de partículas compreende partículas com propriedades diferentes, as propriedades diferentes compreendendo um ou mais de: material, cor, forma e tamanho; - identificar partículas no grupo de partículas que têm uma propriedade específica; - modificar uma afinidade das partículas identificadas em relação àquela afinidade de partículas não-identificadas no grupo com um modificador de afinidade; - separar as partículas no grupo com base na sua diferença na afinidade com um separador; CARACTERIZADO por - o modificador de afinidade modifica a afinidade das partículas identificadas ao aplicar partículas de modificação de afinidade às partículas identificadas; e - as partículas de modificação de afinidade compreendem gotículas de líquido, preferivelmente gotículas de água, para umedecer as partículas identificadas para formar uma ligação de umidade entre as partículas identificadas e o separador.
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