ES2346145T3 - Proceso y dispositivo para la separacion de fragmentos de residuos ferrosos liberados de fragmentos de residuos ferrosos no liberados mediante un iman estatico. - Google Patents

Abstract

Proceso de separación para la separación de residuos ferrosos liberados de residuos ferrosos no liberados de una mezcla de dichos residuos ferrosos liberados y no liberados, cuya mezcla se suministra en un punto de alimentación en una cinta transportadora continua (4) que es dirigida alrededor de los tambores (2, 3) para el transporte de dicha mezcla de residuos a una zona de separación (6), y en el que se utiliza un imán (5) que tiene líneas de campo magnético (7) en dicha zona de separación (6), caracterizado porque el imán (5) es un único imán dipolo situado en el tambor (3) lejos del punto de alimentación, para provocar que las líneas del campo magnético (7) sean predominantemente paralelas con respecto a la superficie de la cinta (4) en la zona de separación (6).

Description

Proceso y dispositivo para la separación de fragmentos de residuos ferrosos liberados de fragmentos de residuos ferrosos no liberados mediante un imán estático.

La presente invención se refiere a un proceso y a un dispositivo para la separación de fragmentos de residuos ferrosos liberados de fragmentos de residuos ferrosos no liberados mediante un imán estático.

Básicamente, la presente invención se refiere a la reducción brusca del contenido de cobre en residuos ferrosos liberados, en particular en residuos de acero.

Se producen residuos de acero a partir de, entre otros, productos de consumo al final de su vida útil, tales como vehículos, así como aparatos eléctricos y electrónicos en el desguace de vehículos y residuos de plantas energéti-
cas.

Cuando se trituran estos productos a efectos de reciclar el acero, se pasan las partículas del residuo a través de un separador magnético para recuperar las partículas ferrosas o de acero liberadas. El término residuos liberados significa fragmentos que esencialmente no contienen materiales diferentes de hierro y acero. El término residuos ferrosos no liberados se refiere a fragmentos que contienen otros materiales, en particular cobre. Además, los residuos ferrosos obtenidos del desguace contienen residuos tanto liberados como no liberados. Estos "residuos de acero del desguace", obtenidos según los métodos de separación de la técnica anterior, se venden a fabricantes de acero para ser refundidos y procesados en nuevos productos de acero.

Hasta ahora, los fabricantes de acero necesitan que el contenido de cobre en los residuos de acero sea inferior a un 0,2% en peso, preferiblemente inferior a un 0,1% en peso. Sin embargo, los residuos ferrosos o de acero del desguace tal como se producen actualmente mediante la separación magnética en el desguace contienen a menudo más cobre, hasta un 2% en peso. Esto es debido a que los productos de consumo al final de su vida útil contienen una cantidad creciente de partes que contienen cobre, donde el cobre y el acero están íntimamente integrados, y, por tanto, no liberados, tales como armaduras para motor eléctrico y transformadores. El contenido promedio en cobre de dichas partes es de aproximadamente un 20% en peso. Por tanto, existe la necesidad de reducir bruscamente el contenido de cobre de dichos residuos ferrosos o de acero liberados antes de la refusión.

Durante la última década, el valor umbral de cobre en los residuos de acero establecido por los fabricantes de acero se ha reducido desde un 0,25% en peso hasta un 0,2% en peso. En el mismo periodo, la cantidad de partes que contienen cobre en residuos de acero se ha incrementado sustancialmente, hasta aproximadamente un 20% en peso, como resultado de los cambios de diseño de bienes de consumo duraderos y vehículos de pasajeros.

La eliminación del cobre de los residuos de acero se puede conseguir de forma metalúrgica mediante la clasificación manual o mediante separación física. El método metalúrgico es muy costoso. Por otro lado, a pesar de sus desventajas obvias, la clasificación manual es un método ampliamente aplicado hoy en día. Sin embargo, los costes de la clasificación manual aumentan rápidamente tanto con el rendimiento como con el contenido de cobre.

Hasta ahora, se conocen dos métodos propuestos para reducir el contenido de cobre de residuos de material ferroso o de acero liberados mediante medios de separación física. Un método consiste en fragmentar más los residuos, de manera que se libera el cobre del acero y se puede separar mediante dispositivos de separación magnética convencionales. En los precios actuales, esta ruta cuesta aproximadamente 20 euros/tonelada de residuos y es muy consumidora de energía.

Peace, en el documento GB 1.602.279, describió un segundo método que elimina la necesidad de una etapa de triturado adicional.

Según este documento, los fragmentos de residuos ferrosos liberados se separan de los fragmentos de residuos ferrosos no liberados mediante un imán estático, en el que una mezcla de dichos fragmentos ferrosos liberados y ferrosos no liberados se introducen en una cinta transportadora continua que es arrastrada alrededor de tambores y en el que dicho imán está fijado al tambor lejos del punto de alimentación.

Dicho imán es un material ferromagnético liberado con atracción hacia la cinta, ya que pasa alrededor del tambor, comprendiendo dicho dispositivo una serie de polos magnéticos que se extienden alrededor del interior del tambor sustancialmente en 180º, en el que el polo más alto se sitúa en un ángulo de, como mínimo, 15º con respecto a la vertical a lo largo del eje del tambor en la dirección del movimiento de la cinta.

La velocidad de la cinta transportadora no puede superar los 500 pies por minuto (150 m/s).

El documento WO 88/05696 da a conocer un proceso para la separación de partículas magnéticas de la mena de partículas no magnéticas utilizando un separador magnético de cinta corta que tiene una cabeza de polea con imanes permanentes en el polo axial situados en dicha cabeza de polea, estando dichos imanes montados en una posición fija en dicha cabeza de polea durante la operación de dicho separador.

Dichos imanes del polo axial en la cabeza de polea están situados de manera que dichos imanes se extienden a lo largo de un arco que empieza en una posición separada, como mínimo, un grado más allá del punto tangencial T de una superficie superior de la cinta con la cabeza de polea.

El documento US-A-3.057.477 se refiere a un aparato para la clasificación de comprimidos o pastillas que incluye un núcleo de material magnéticamente susceptible o paramagnético contenido en un recubrimiento externo o caparazón. El objetivo del documento US-A-3.057.477 es separar las pastillas que comprenden en las mismas un núcleo de cantidades pequeñas identificables de material magnéticamente susceptible o paramagnético a diferencia de las pastillas sin dicho núcleo. Para este fin, el documento US-A-3.057.477 utiliza una cinta transportadora sobre la cual las pastillas se transportan según lo cual se aplica en el extremo de la cinta transportadora un campo magnético que se establece colocando bobinas eléctricas que están dispuestas con piezas de polos junto a la cinta y adyacentes a la misma. Las líneas de campo magnético resultantes siguen por tanto un camino transversal con respecto a la dirección de transporte de la cinta.

El documento EP-A-0 455 948 muestra un dispositivo de separación de material poco magnetizable de un material no magnetizable que se alimenta en una mezcla en el punto de alimentación a una cinta continua arrastrada alrededor de tambores para el transporte de la mezcla a una zona de separación. En dicha zona de separación, están presentes líneas de campo magnético y, por lo tanto, se requiere que el imán a utilizar sea fuerte a efectos de atraer los materiales poco magnetizables, tales como calidades de acero que normalmente no son magnetizables, pero que pueden hacerse un poco magnetizables mediante agitación mecánica dando lugar a una transición de la estructura de acero de austenita a martensita. Sin embargo, el documento EP-A-0.455.948 no se refiere a la separación de materiales muy magnetizables, tales como hierro, níquel y aleaciones de níquel.

Ahora, la presente invención se refiere a un proceso y a un dispositivo para la separación de fragmentos de residuos ferrosos liberados de fragmentos de residuos ferrosos no liberados mediante la utilización de un único imán dipolo en lugar de una serie de imanes de la técnica anterior descrita anteriormente, en la que dicho imán está fijado en el tambor lejos del punto de alimentación, teniendo líneas de campo magnético en la zona de separación que están predominantemente en paralelo con respecto a la superficie de la cinta.

Pareció sorprendente que la geometría del campo magnético en la zona de separación fuera importante para el proceso de separación, con la que se obtiene una separación sustancialmente mejor en comparación con cualquier otra orientación de las líneas del campo.

Además, se obtienen resultados satisfactorios mediante la utilización de un imán dipolo cilíndrico.

La presente invención también se refiere a un dispositivo para la separación de fragmentos de residuos ferrosos liberados de residuos ferrosos no liberados en una zona de separación, cuyo dispositivo está dispuesto con un primer tambor y un segundo tambor y una cinta continua para el transporte de una mezcla de residuos liberados y no liberados a la zona de separación, en el que dicho imán es un imán dipolo en el tambor lejos del punto de alimentación. Dicho imán dipolo es cilíndrico y, además, la posición de dicho imán en el tambor es tal que las líneas del campo magnético se encuentran predominantemente en paralelo con respecto a la superficie de dicha cinta.

A continuación, se hace referencia a la tabla en la que se proporcionan ejemplos de la orientación de las líneas del campo magnético con respecto a la superficie de la cinta. En la tabla, se menciona una fracción con poco cobre y una fracción rica en cobre.

Cabe indicar que el contenido de cobre de la alimentación es de 1,5% en peso.

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TABLA

1

A partir de la tabla anterior parece que se utilizan tres orientaciones de las líneas del campo magnético, es decir, paralela, perpendicular e intermedia.

Tal como se puede observar a partir de la tabla, la orientación paralela de las líneas del campo magnético proporciona el mejor resultado en relación a un contenido de cobre de la fracción de acero recuperada, es decir, sólo aproximadamente una recuperación de cobre del 0,18% en peso frente a una recuperación del hierro del 82,9% en peso.

El contenido de cobre de la fracción rica en cobre obtenida mediante las fuerzas centrífugas es de aproximadamente el 8,0% en peso frente a una recuperación de hierro de aproximadamente el 17,1% en peso en la orientación paralela de las líneas del campo magnético.

A partir de la tabla se puede observar que las orientaciones perpendicular e intermedia de las líneas del campo magnético dan lugar a un contenido de cobre en la fracción con poco cobre del 0,40 y 0,55% en peso, respectivamente.

A partir de la tabla anterior, se deduce claramente que la orientación paralela de las líneas del campo magnético es la preferida.

Además, la presente invención se ilustrará adicionalmente mediante la figura que se adjunta.

La figura muestra la realización preferente del dispositivo (1) de la presente invención para la separación de fragmentos de residuos ferrosos liberados de los residuos ferrosos no liberados.

La mezcla de residuos liberados y no liberados se suministra a la cinta transportadora continua (4) en el tambor (2) para el transporte de dicha mezcla de residuos con una velocidad de cinta de 2 a 5 m/s, preferentemente de 3 a 4 m/s, y lo más preferente de 3,5 m/s a la zona de separación (6). Mediante fuerzas centrífugas, la fracción rica en cobre se separará de la fracción de residuos ferrosos liberados, mientras que los fragmentos ferromagnéticos liberados transportados alrededor del tambor (3) dejarán la cinta transportadora en una etapa posterior.

A efectos de obtener una separación más satisfactoria, según la presente invención, la fuerza del campo magnético debería estar en proporción con la velocidad de la cinta transportadora. Normalmente, la fuerza del campo magnético es de 0,10-0,15 Tesla en la superficie de la cinta a una velocidad de cinta de 3,5 m/s. A una velocidad de cinta inferior, la fuerza óptima del campo magnético será inferior, mientras que a una velocidad superior la fuerza del campo magnético debería ser superior a 0,10-0,15 Tesla. En general, la fuerza del campo magnético es proporcional a la velocidad de la cinta.

La figura muestra además la zona de separación (6) y algunas líneas del campo magnético (7). La flecha (8) muestra la dirección de movimiento de la cinta.

El imán, preferentemente un imán dipolo, que además es preferentemente un imán cilíndrico, (5) está fijado en el tambor (3). Las letras mayúsculas (N) y (S) se refieren al norte y sur del imán dipolo. Para una tarea apropiada, el norte y el sur del imán dipolo se pueden intercambiar, de manera que el (N) está en la sección inferior y el (S) en la sección superior, siempre que las líneas del campo magnético se encuentren predominantemente en paralelo con respecto a la superficie de dicha cinta.

Claims (6)

1. Proceso de separación para la separación de residuos ferrosos liberados de residuos ferrosos no liberados de una mezcla de dichos residuos ferrosos liberados y no liberados, cuya mezcla se suministra en un punto de alimentación en una cinta transportadora continua (4) que es dirigida alrededor de los tambores (2, 3) para el transporte de dicha mezcla de residuos a una zona de separación (6), y en el que se utiliza un imán (5) que tiene líneas de campo magnético (7) en dicha zona de separación (6), caracterizado porque el imán (5) es un único imán dipolo situado en el tambor (3) lejos del punto de alimentación, para provocar que las líneas del campo magnético (7) sean predominantemente paralelas con respecto a la superficie de la cinta (4) en la zona de separación (6).

2. Proceso de separación, según la reivindicación 1, caracterizado porque el imán (5) es un imán dipolo cilíndrico.

3. Proceso de separación, según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque en uso la velocidad de la cinta es de 2 a 5 m/s, preferentemente de 3 a 4 m/s, lo más preferente de 3,5 m/s y que la fuerza del campo magnético es proporcional a la velocidad de la cinta y está dispuesta de manera que el imán (5) tiene una fuerza de campo magnético de aproximadamente 0,10-0,15 Tesla a dicha velocidad de cinta de 3,5 m/s.

4. Dispositivo de separación (1) para la separación de residuos ferrosos liberados de residuos ferrosos no liberados de una mezcla de dichos residuos ferrosos liberados y no liberados, en el que dicho dispositivo tiene un imán (5) y una cinta transportadora (4), sobre la cual en un punto de alimentación se suministra dicha mezcla, y cuya cinta transportadora (4) es dirigida alrededor de los tambores (2, 3) para el transporte de la mezcla de residuos a una zona de separación (6), en el que las líneas de campo magnético (7) de dicho imán (5) están comprendidas en dicha zona de separación (6), caracterizado porque el imán (5) es un único imán dipolo situado en el tambor (3) lejos del punto de alimentación, que está dispuesto de manera que las líneas del campo magnético (7) se encuentran predominantemente paralelas con respecto a la superficie de la cinta (4) en la zona de separación (6).

5. Dispositivo (1), según la reivindicación 4, caracterizado porque el imán (5) es un imán dipolo cilíndrico.

6. Dispositivo (1), según cualquiera de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque en uso la velocidad de la cinta es de 2 a 5 m/s, preferentemente de 3 a 4 m/s, lo más preferente de 3,5 m/s y que la fuerza del campo magnético es proporcional a la velocidad de la cinta y está dispuesta de manera que el imán (5) tiene una fuerza de campo magnético de aproximadamente 0,10-0,15 Tesla a dicha velocidad de cinta de 3,5 m/s.