ES2274434T3 - Metodo para la separacion de particulas que contienen un metal no ferroso, a partir de una corriente de particulas. - Google Patents
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Abstract
Método para la recuperación de partículas que comprenden metales no ferrosos de una corriente de partículas, dando lugar a una fracción enriquecida con metales no ferrosos y una fracción agotada de metales no ferrosos, caracterizado porque el método comprende las siguientes etapas: a) poner la corriente de partículas sobre una cinta transportadora en forma de una monocapa de manera tal que, con ayuda de un líquido, como mínimo, las partículas que comprenden metales no ferrosos se adhieren a la cinta transportadora; b) someter la monocapa húmeda situada sobre la cinta transportadora a un campo magnético que gira en la misma dirección que la cinta, para la separación de las partículas que comprenden un metal no ferroso, dando lugar a una fracción enriquecida de metales no ferrosos; y c) retirar las partículas que se adhieren a la cinta transportadora, dando lugar a una fracción agotada de metales no ferrosos, en el que, como mínimo, una parte de estas partículas siguen adheridas en la cara inferior de la cinta transportadora y son retiradas de la misma.
Description
Método para la separación de partículas que
contienen un metal no ferroso, a partir de una corriente de
partículas.
La presente invención se refiere a un método
para la recuperación de partículas que comprenden un metal no
ferroso con respecto a una corriente de partículas, dando lugar a
una fracción enriquecida en el metal no ferroso y a una fracción
agotada de dicho metal no ferroso.
Existen diferentes tipos de corrientes, tales
como corrientes de desperdicios, que pueden incluir cenizas
residuales producidas, por ejemplo, durante la incineración de
desperdicios domésticos y que tienen contenidos relativamente
elevados de uno o varios metales. La presencia de los metales limita
las posibilidades de utilizar el flujo de desperdicios o hace su
vertido relativamente oneroso. Por esta razón, se han descrito en la
técnica anterior métodos para la separación de los metales. Los
metales ferrosos son fácilmente separados por medios magnéticos. La
separación por un campo magnético de los metales no ferrosos
transportados mediante una cinta transportadora es también conocida
en la técnica anterior, por ejemplo, de Rem, P.C., Eddy Current
Separation, Eburon, Holanda, 1999. Esto produce una fracción
enriquecida en metal no ferroso y una fracción agotada de metal no
ferroso. Cuando en la presente solicitud se hace referencia a un
metal, se debe comprender que incluye también una aleación de
dicho
metal.
metal.
El método conocido tiene un rendimiento
limitado, del orden de una tonelada métrica/hora por metro de
anchura de cinta transportadora.
Otros métodos conocidos se dan a conocer en los
documentos US(A)534991 y JP(A)2001
137827.
Es objetivo de la presente invención dar a
conocer un método simple y poco oneroso por el cual se pueden
recuperar partículas que comprenden metales no ferrosos de una
corriente de partículas, dando lugar a una fracción enriquecida en
metales no ferrosos, que, en principio, puede ser comercializada
como chatarra metálica. La corriente agotada de metales no ferrosos
puede tener también mayor valor, pudiendo tener una determinada
reutilización.
Con este objetivo, la presente invención da a
conocer un método, según el preámbulo de las reivindicaciones, que
se caracteriza por comprender las siguientes etapas:
- a)
- poner la corriente de partículas sobre una cinta transportadora en forma de una mono capa, de manera tal que, con ayuda de un líquido, como mínimo, el metal no ferroso que comprende partículas se adherirá a la cinta transportadora;
- b)
- someter la mono-capa húmeda sobre la cinta transportadora a un campo magnético que gira en la misma dirección que la cinta, para la separación de las partículas que comprenden metales no ferrosos, proporcionando una fracción enriquecida en un metal no ferroso, y
- c)
- retirar las partículas que se adhieren a la cinta transportadora, dando lugar a la fracción agotada en metal no ferroso, en la que, como mínimo, una parte de estas partículas permanecen adheridas y terminan en la cara inferior de la cinta transportadora, siendo retiradas de la misma.
Se ha observado que esta separación enriquece
notablemente la fracción de metal no ferroso con metales no
ferrosos. Esto es muy sorprendente teniendo en cuenta el hecho de
que las dimensiones y formas de las partículas varían ampliamente.
Para una separación óptima, la corriente de partículas utilizada
consiste preferentemente en >90% en peso y más preferentemente
>98% en peso de partículas con un tamaño <8 mm. La retirada
de la cinta se efectúa, por ejemplo, por calentamiento (evaporación
del líquido), pero preferentemente de forma mecánica, por ejemplo,
utilizando un cepillo o una cuchilla, o sin contacto, por ejemplo,
por medio de aire comprimido. Evidentemente, es importante que la
cinta sea fabricada a partir de un material adecuado para permitir
que las partículas se adhieran a la cinta. De manera sorprendente,
no obstante, se ha observado que, con la utilización, las cintas
adquieren las características deseables por su parte, debido
posiblemente a las impurezas de la corriente de partículas.
Usualmente, la cinta será fabricada a base de goma que puede ser
sintética o no. Dependiendo de la separación a llevar a cabo, el
campo magnético puede ser escogido con una intensidad, por ejemplo,
de 0,2 tesla. La cantidad de líquido utilizado puede ser tal que es
equivalente a una capa de líquido sobre la cinta transportadora de
50-200 micras. Para los técnicos en la materia, no
es problema alguno ver si las partículas se adhieren a la cinta, y
ajustar la cantidad de líquido, de manera tal que realice una
adherencia adecuada de las partículas a la cinta. El contenido de
líquido de la corriente de partículas sobre la cinta transportadora
es, por ejemplo, \geq 5%, tal como \geq 10%, y de manera
ventajosa \geq 12%, con respecto al peso total de la corriente de
partículas sobre la cinta transportadora. El método según la
invención hace posible una mayor producción (por ejemplo, 4
toneladas/hora por metro de anchura de cinta), facilitando
simultáneamente la separación de partículas más pequeñas (diámetro
<5 mm).
De acuerdo con una realización preferente, el
líquido es agua.
El agua es un líquido barato, inerte, no
inflamable, y no tóxico.
\newpage
La corriente de partículas preferente a utilizar
es una corriente de partículas escogida entre i) una mezcla de
plástico y metal, ii) una mezcla de productos de desperdicio salados
y un metal escogido entre a) magnesio b) aluminio, iii) chatarras
electrónicas, y iv) productos de desperdicio de la incineración de
los desperdicios domésticos.
Estas áreas de aplicación requieren urgentemente
un método barato y efectivo de separación de acuerdo con la
invención.
Una realización preferente se caracteriza porque
la mono-capa es expuesta al campo magnético
rotativo, como máximo, con 210 cambios del campo magnético por
segundo.
Se ha demostrado que esta frecuencia es
suficiente para liberar las partículas de metal no ferroso de la
cinta, suponiendo que la corriente de partículas sobre la cinta
contiene también partículas magnéticas (ferrosas).
Es preferible que la velocidad de la cinta
transportadora sea de <1 m/s.
Esto asegura una buena separación.
El líquido puede comprender adicionalmente un
aditivo, que favorece la adherencia de las partículas a la cinta
transportadora. Este aditivo puede consistir en compuestos solubles
en el líquido, tales como sal (por ejemplo, cloruro sódico) o un
polímero (tal como almidón, polihidroxialquil celulosa, polivinil
pirrolidona, etc.). El aditivo se selecciona evidentemente
dependiendo de la separación que se tiene que llevar a cabo para
asegurar que el aditivo no produce una corriente de partículas
inaceptablemente contaminada. En la práctica, son suficientes
habitualmente pequeñas concentraciones de dichos aditivos, en caso
de que sean necesarios en absoluto.
La presente invención será explicada a
continuación mediante los siguientes experimentos y con referencia
a los dibujos, en los que la única figura representa un aparato
adecuado para llevar a cabo el método según la invención.
La figura muestra una vista en alzado
esquemática del aparato apropiado para llevar a cabo el método según
la invención.
El aparato mostrado en la figura comprende una
cinta transportadora (1) sobre la que se alimentan y se distribuyen
de manera continuada partículas (A), por ejemplo, procedentes de una
tolba de almacenamiento (7), disponiéndose sobre dicha cinta
transportadora (1), en una cantidad tal que las partículas forman
una mono-capa o un espesor todavía más delgado (lo
que significa que la cinta (1) no está cubierta por completo). Si
las partículas distribuidas sobre la cinta transportadora (1) no se
encuentran ya húmedas por su parte, por ejemplo, se puede disponer
un rociador (2), que distribuye de manera continuada líquido (B)
sobre la cinta transportadora, por ejemplo, por atomización. El
líquido (B) asegura que las partículas (A) se adherirán a la cinta
transportadora. Cerca de un extremo de la cinta transportadora (1),
se dispone un campo magnético rotativo que, en este caso, es creado
por un rótor multipolar (3) incorporado en la cinta transportadora
(1). El rótor multipolar (3) gira en sentido contrario a la
dirección de rotación de la cinta transportadora (1), provocando que
las partículas de la cinta transportadora (1) queden expuestas a un
campo magnético rotativo (representado por las líneas de trazos)
que gira en la misma dirección que la cinta transportadora (1). De
esta manera, se ejerce una fuerza sobre las partículas de metal no
ferroso sobre la cinta transportadora (1) con el resultado de que
éstas saltan y pasan al recipiente de recogida (4). Los materiales
que no son metales no ferrosos, tales como, por ejemplo, plástico,
arena, metales ferrosos y otros, se adhieren a la cinta
transportadora (1) y son retirados de dicha cinta transportadora
(1) por medio de un rascador (5). En vez de un rascador, también es
posible utilizar un cepillo o una cuchilla de aire. Una cuchilla de
aire es una ranura dirigida hacia la cinta transportadora (1), que
proyecta aire comprimido. Las partículas eliminadas de este modo de
la cinta transportadora (1) son recogidas también en un recipiente
de recogida (6). La distancia "a" es escogida de manera tal que
la fracción recogida en el recipiente de la recogida (4) sufrirá la
mínima contaminación posible de partículas que no son metales no
ferrosos, tales como partículas que no se adhieren a la cinta
transportadora, o lo hacen de forma insuficiente. Simples
experimentos de rutina permiten, a los técnicos en la materia,
determinar una distancia "a" adecuada, dependiendo de la
pureza deseada de las fracciones y del rendimiento deseado. Las
partículas de la cinta transportadora (1) que no son metales no
ferrosos no es necesario que se adhieran a la cinta transportadora
(1) antes de que se encuentre en la cara inferior de dicha cinta
transportadora (1). Sobre la cinta transportadora (1), las
partículas tienen un impulso horizontal, que incrementa el riesgo de
que las partículas que no son metales no ferrosos pasarán también
al recipiente de recogida (4) de las partículas de metales no
ferrosos. Esta adherencia a la cinta transportadora ayuda a evitar
este efecto, incluso si esta fuerza de adherencia no es suficiente
posiblemente para resistir la fuerza de la gravedad. La pared que
separa el recipiente de recogida (4) y el recipiente de recogida
(6) estará situada, en dichos casos, más allá del extremo distal de
más abajo de la cinta transportadora (1) (es decir, no debajo de la
cinta transportadora (1)). Opcionalmente, un recipiente de recogida
(10) queda dispuesto para recoger metales ferrosos que pueden
encontrarse presentes en la corriente de partículas (A). El técnico
en la materia será también capaz de determinar fácilmente la
distancia (b) para la separación de la corriente de partículas
(A).
En los experimentos que se indican a
continuación, no se dispone ningún rociador (2), en vez de ello, la
cinta transportadora (1) fue humedecida utilizando un rociador (9)
orientado de manera tal que los materiales finos que todavía se
adhieren a la cinta transportadora (1) y/o líquido, que contienen
solutos que se originan en las partículas (A), son retirados por
lavado de la cinta transportadora (1). En caso deseado, se puede
disponer un rodillo (8) para humedecer de manera uniforme la cinta
transportadora (1) y/o para retirar el exceso de líquido (B) sobre
la cinta transportadora (1). Dicho rodillo (8) puede ser también un
cepillo, en cuyo caso puede girar fácilmente en sentido contrario a
la dirección de rotación de la cinta transportadora (1).
Experimento
1
En este experimento se procedió, en primer,
lugar al cribado de cenizas residuales de una planta de incineración
de residuos domésticos y, a continuación, se sometió a separación
de acuerdo con la invención.
En un experimento en gran escala, las cenizas
residuales de una planta de incineración de desperdicios son
cribadas en estado húmedo, dando lugar, además de a una fracción muy
grosera y una fracción muy fina, a una fracción de
2-6 mm y una fracción de 50 micras - 2 mm.
La fracción de 2-6 mm (producto
de alimentación) fue sometida a tratamiento con un separador de
corrientes parásitas con tambor rotativo, en las condiciones de la
Tabla 1. Los datos del producto y de las corrientes de
alimentación, estimadas de análisis, se presentan en la tabla 2. En
este tratamiento, se hace utilización de un separador que comprende
un rótor magnético con 18 polos (9 polos norte y 9 polos sur) en el
que el rótor giraba en sentido contrario a la dirección habitual a
1000 revoluciones por minuto. Suponiendo que el cambio de campo
significa la rotación completa del campo magnético del rótor tomando
un punto fijo, la separación es llevada a cabo a (9*1000/60=) 150
cambios de campo por segundo. La intensidad del campo era
aproximadamente de 0,3 Tesla en la superficie de la cinta
transportadora que desplaza el material sobre el rótor magnético.
El material fue recogido a una altura aproximadamente de 66 cm por
debajo del eje del rótor en tres recipientes de recogida (producto
(1) (no ferroso)); más de 45 cm desde el eje del rótor, producto (2)
(ferroso): entre 30 y 45 cm con respecto al eje del rótor, y
producto (3) (no no ferroso): menos de 30 cm con respecto al eje
del rótor). Cuando se suministra el producto de alimentación, se
añaden aproximadamente 100 kg de agua a la fracción cribada en
húmedo, a efectos de aumentar el contenido de humedad a 15%. El
número de cambios de campo por segundo es inusualmente bajo
considerando las dimensiones de partículas del producto de
alimentación. No obstante, dos experimentos de control con pequeñas
cantidades de producto de alimentación (cada una de ellas con 20
kg, en vez de 1 tonelada métrica aproximadamente; tabla 3) muestran
que la cantidad de producto no ferroso recuperado en el concentrado
no mejora significativamente cuando la velocidad del rótor se
incrementa a 2000 rpm, mientras que a la velocidad mayor del rótor,
las partículas ligeramente magnéticas son arrastradas con la
fracción no ferrosa, lo cual tiene posiblemente efectos adversos en
cuanto a los productos no ferrosos.
Las partículas que se adhieren a la cinta
transportadora son separadas de la cinta transportadora con ayuda
de aire comprimido, formando una fracción agotada de metal no
ferroso.
\vskip1.000000\baselineskip
Separación a 2000
rpm
El experimento a gran escala mostró que el
producto que no era no ferroso (836 kg) contenía 2,5 kg de aluminio
(es decir, un metal no ferroso), por lo tanto una impureza de 0,3%
solamente.
Experimento
2
Equipos electrónicos comprendiendo, entre otros,
placas de impresora, fueron triturados a una dimensión de
partículas de \leq 4 mm y se sometieron a separación. La corriente
de partículas contenía, principalmente, fragmentos de material
plástico además de aluminio y alambres de cobre muy fino (diámetro
típico: 0,1 mm). Para poder reutilizar la fracción de material
plástico, era esencial retirar el metal. En primer lugar, el
material en partículas fue cribado utilizando una criba de ranuras
(anchura 1 mm) para eliminar la mayor parte del cobre. Aparte del
cobre, se separaron también por cribado, aproximadamente
1-2% de los fragmentos de plástico. El material
restante fue sometido a separación, igual que en el experimento 1,
con esta diferencia, de que el rótor funcionaba a 2000 rpm (300
cambios de campo por segundo). La velocidad de rótor más elevada fue
escogida porque la corriente de partículas no contenía metales
ferrosos.
Claims (5)
1. Método para la recuperación de partículas que
comprenden metales no ferrosos de una corriente de partículas,
dando lugar a una fracción enriquecida con metales no ferrosos y una
fracción agotada de metales no ferrosos, caracterizado
porque el método comprende las siguientes etapas:
- a)
- poner la corriente de partículas sobre una cinta transportadora en forma de una monocapa de manera tal que, con ayuda de un líquido, como mínimo, las partículas que comprenden metales no ferrosos se adhieren a la cinta transportadora;
- b)
- someter la monocapa húmeda situada sobre la cinta transportadora a un campo magnético que gira en la misma dirección que la cinta, para la separación de las partículas que comprenden un metal no ferroso, dando lugar a una fracción enriquecida de metales no ferrosos; y
- c)
- retirar las partículas que se adhieren a la cinta transportadora, dando lugar a una fracción agotada de metales no ferrosos,
en el que, como mínimo, una parte
de estas partículas siguen adheridas en la cara inferior de la cinta
transportadora y son retiradas de la
misma.
2. Método, según la reivindicación 1
caracterizado porque el líquido es agua.
3. Método, según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la corriente de partículas es escogida
entre i) una mezcla de plástico y metal, ii) una mezcla de
desperdicios salados y un metal escogido entre a) magnesio, b)
aluminio, iii) chatarra electrónica, y iv) productos de desperdicio
de la incineración de desperdicios domésticos.
4. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la monocapa
es expuesta al campo magnético rotativo con un máximo de 210
cambios del campo magnético por segundo.
5. Método, según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque la velocidad de la cinta
transportadora es <1 m/s.
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