PL223294B1 - Separator wibracyjny - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest separator wibracyjny, w szczególności wibracyjny separator wodno-powietrzny, przeznaczony do wzbogacania różnego typu surowców odpadowych takich jak prz ykładowo złom akumulatorowy, baterie czy złom sprzętu komputerowego.

Z polskiego opisu patentowego nr PL179543 jest znany separator odśrodkowy do rozdzielania mieszaniny materiałów na składniki o różnych ciężarach właściwych, złożony z obrotowej misy otwartej od góry i składającej się z dna połączonego z obwodową stożkową ścianką pokrytą od wewnątrz wykładziną i zaopatrzoną w pierścieniowe zagłębienia, w których zbierają się cząstki składnika o większym ciężarze właściwym. Zagłębienia te są połączone z umieszczonymi na zewnątrz misy kanałami odpływowymi dla cząstek oddzielnego składnika o większym ciężarze właściwym i są wyposażone w swym dnie w układ otworów fluidyzacyjnych, zaopatrzonych w zespoły strumieniowe połączone z komorą wodną, znajdującą się między wewnętrzną a zewnętrzną ścianką misy, a także z zespołu napędowego nadającego misie ruch obrotowy. Misa jest osadzona na ułożyskowanym pionowym wale napędowym, a komora utworzonej przez wewnętrzną i zewnętrzną część misy jest napełniona wodą o podwyższonym ciśnieniu, doprowadzaną przez umieszczony wewnątrz wału napędowego przewód instalacji wodnej. Obudowa misy jest zaopatrzona w odpływy do odprowadzenia rozdzielonych w s eparatorze składników o różnych ciężarach właściwych.

Z innego polskiego opisu patentowego o numerze PL186138 jest znany separator powietrzny odśrodkowy wyposażony w wirnik o osi pionowej, z rozmieszczonymi symetrycznie i równolegle na jego obwodzie łopatkami oraz w znajdujące się wokół wirnika kierownice strumienia powietrza i separowanego materiału ziarnistego i z otworami wylotowymi dla powietrza zawierającego drobną frakcję ziarna oraz dla frakcji grubej ziarna. W obudowie jest umieszczony wirnik i kierownice, przy czym strumień powietrza wpływający do wnętrza wirnika zostaje podzielony na strumienie cząstkowe, przepływające przez kanały utworzone na jego obwodzie między łopatkami oraz przez wirnik w kierunku otworu wylotowego, przy tym wirnik jest podzielony za pomocą promieniowych ścianek działowych na sektory, przez które przepływają oddzielone od siebie strumienie powietrza. Wirnik jest wyposażony we współpracujące z jego łopatkami elementy konstrukcyjne do regulacji powierzchni przekroju kanałów, przez które przepływa przynajmniej jeden ze strumieni powietrza, a tym samym do regulacji prędkości i ewentualnie natężenia przepływu tego strumienia.

W górnej części wirnik jest zaopatrzony w osadzone obrotowo na promieniowej osi klapy do zmiany powierzchni przekroju kanału, przez który strumień powietrza przepływa z wirnika do kanału wylotowego separatora.

Zgodny z wynalazkiem wibracyjny separator wodno-powietrzny jest zaopatrzony w posadowione na łożu sito szczelinowe, o wielkości szczeliny 1 mm wprawiane w ruch drgający wibratorem elektromagnetycznym umieszczonym poniżej sita. Sito jest zawieszone na elastycznych zawieszeniach przytwierdzonych do konstrukcji nośnej, do której również są zamocowane elementy instalacji wodnej oraz instalacji sprężonego powietrza. Na jednym końcu separatora, ponad sitem jest umieszczony lej zasypowy, natomiast w pobliżu drugiego końca separatora, w sąsiedztwie otworu wylotowego, również ponad sitem jest usytuowana regulowana przegroda do rozdziału frakcji odbieranego produktu. W sąsiedztwie leja zasypowego, ponad powierzchnią sita jest usytuowany króciec wlotu powietrza, natomiast pod środkową częścią sita są rozmieszczone króćce wlotowe wody.

Przedmiot wynalazku pokazano w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczną budowę separatora wibracyjnego w widoku z boku, natomiast na fig. 2 zilustrowano schematyczne rozmieszczenie dysz powietrznych i dysz wodnych separatora wibracyjnego w widoku z góry.

Jak pokazano na rysunku wibracyjny separator wodno-powietrzny jest zaopatrzony w posadowione na łożu sito szczelinowe 3, o wielkości szczeliny 1 mm wprawiane w ruch drgający elektromagnetycznym wibratorem 1 umieszczonym poniżej sita 3. Sito 3 jest zawieszone na elastycznych zawieszeniach przytwierdzonych do konstrukcji nośnej, do której również są zamocowane elementy instalacji wodnej oraz instalacji sprężonego powietrza. Na jednym końcu separatora, ponad sitem 3 jest umieszczony zasypowy lej 2, natomiast w pobliżu drugiego końca separatora, w sąsiedztwie otworu wylotowego, również ponad sitem 3 jest usytuowana regulowana przegroda 6 do rozdziału frakcji odbieranego produktu. W sąsiedztwie zasypowego leja 2, ponad powierzchnią sita jest usytuowany króciec 4 wlotu powietrza, natomiast pod środkową częścią sita są rozmieszczone króćce 5 wlotowe wody. Całość jest osłonięta prostopadłościenną obudową 7 wykonaną z blachy.

PL 223 294 B1

Działanie ujawnionego separatora jest następujące.

Wibracyjny separator wodno-powietrzny jest przeznaczony do wzbogacania różnego typu surowców odpadowych takich jak przykładowo złom akumulatorowy, baterie czy złom sprzętu komputerowego, które podaje się zasypowym lejem 2 na łoże sitowe z sitem szczelinowym 3 o wielkości szczeliny 1 mm, wprawianym w ruch drgający elektromagnetycznym wibratorem 1 umieszczonym poniżej zasypowego leja 2. Drgania wibratora 1, dodatkowo wspomagane sprężonym powietrzem podawanym króćcem 4 i strumieniem wody podawanej króćcami 5_umożliwiają przesuwanie się materiału po sicie 3 w kierunku otworu wylotowego, w którego sąsiedztwie jest usytuowana regulowana przegroda 6, służąca do rozdziału frakcji otrzymanych w wyniku separacji na wylocie separatora. Frakcja ciężka separowanych materiałów o granulacji < 1 mm przelatując przez szczeliny sita 3 jest wymywana strumieniem wody i kierowana do zbiornika usytuowanego poniżej otworu wylotowego separatora. Z kolej frakcja ciężka o granulacji > 1 mm i frakcja lekka, unoszone sprężonym powietrzem i drganiami wibratora 1. przesuwają się po powierzchni sita 3 w kierunku otworu wylotowego, a umieszczona w sąsiedztwie wylotu separatora przegroda 6, której skośne względem sita 3 położenie jest regulowane, tak, że tworzy pożądanej wielkości szczeliny wylotowe dla frakcji ciężkiej i frakcji lekkiej umożliwia rozdział tych frakcji o pożądanych parametrach.

Przykładową próbę wibracyjnego wzbogacania surowców odpadowych w postaci złomu baterii cynkowo-węglowych opisano poniżej.

Po rozdrobnieniu złomu baterii cynkowo-węglowych w kruszarce walcowo-śrubowej, rozdrobniony złom rozklasyfikowano na sicie o oczku 5 mm, wydzielając wstępnie z otrzymanego granulatu tzw. masę czarną oraz frakcję metaliczną. Obie uzyskane frakcję stanowiły nadawę do separacji w separatorze wibracyjnym. Proces separacji przeprowadzono oddzielnie dla materiału o granulacji powyżej 5 mm i poniżej 5 mm. Czas trwania próby separacji materiału o granulacji powyżej 5 mm wynosił około 19 minut, a próby materiału o granulacji poniżej 5 mm około 17 minut. Średnia wydajność urządzenia dla tego typu materiału wynosiła około 100 kg/h. Zużycie wody w obu przypadkach wynosiło 30 litrów/minutę. Wzbogacając złom baterii o granulacji powyżej 5 mm otrzymano 3 produkty:

• Produkt metaliczny o granulacji > 1 mm • Produkt o granulacji < 1 mm • Produkt lekki (zawierający substancję tworzywowe)

Produkt metaliczny w skład którego wchodzą głównie obudowy baterii skierowano do separacji magnetycznej wydzielając części magnetyczne w ilości 82,19%. Podobnie wzbogacając materiał o granulacji < 5 mm czyli tzw. „masę czarną” otrzymano 3 produkty:

• Produkt o granulacji > 1 mm • Produkt o granulacji < 1 mm • Produkt lekki

Analiza chemiczna produktów wzbogacania złomu baterii cynkowo-węglowych w separatorze hydrodynamicznym prowadzi do następujących wniosków. W wyniku wzbogacania klasę ziarnowej grubej > 5 mm, otrzymano produkt metaliczny gromadzący się na sicie szczelinowym separatora o zawartości 70,12% Fe, przykładowo obudowy baterii oraz ok. 11% Zn i ok. 7% Mn. Produkt ten z uwagi na dużą zawartość żelaza skierowano następnie do separacji magnetycznej wydzielając koncentrat żelazowy o zawartości 85,20% Fe z niewielkimi ilościami Zn ok. 4,6% i Mn ok. 7,15%. Koncentrat ten nie zawierał części tworzywowych. Uzyskany produkt niemagnetyczny zawierający 39,2% Zn wraz z produktem separacji przechodzącym przez sito separatora zawierającym 31,5% Zn, może stanowić wsad do przerobu metalurgicznego. Produkt lekki separacji klasy ziarnowej > 5 mm zawierał 73,1% tworzyw i stanowi odpad tego procesu. Separując klasę ziarnową < 5 mm uzyskano produkt przechodzący przez sito separatora o zawartości 36,23% Zn oraz produkt pozostający na sicie zawierający 26,78% Zn, które również mogą stanowić wsad do procesu metalurgicznego.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Separator wibracyjny przeznaczony do wzbogacania różnego typu surowców odpadowych, w szczególności separator wodno-powietrzny zaopatrzony w sito szczelinowe, znamienny tym, że ma posadowione na łożu wprawianym w ruch drgający elektromagnetycznym wibratorem (1) sito szczelinowe (3), o wielkości szczeliny 1 mm, które to sito (3) jest zawieszone na elastycznych zawieszeniach przytwierdzonych do konstrukcji nośnej, do której również są zamocowane elementy instalacji wodnej

   PL 223 294 B1 oraz instalacji sprężonego powietrza, z tym, że na jednym końcu separatora, ponad sitem (3) jest umieszczony zasypowy lej (2), natomiast w pobliżu drugiego końca separatora, w sąsiedztwie otworu wylotowego, również ponad sitem (3) jest usytuowana regulowana przegroda (6) do rozdziału frakcji odbieranego produktu, przy tym w sąsiedztwie zasypowego leja (2), ponad powierzchnią sita jest usytuowany króciec (4) wlotu powietrza, a pod środkową częścią sita są rozmieszczone króćce (5) wlotowe wody, natomiast całość jest osłonięta prostopadłościenną obudową (7) wykonaną z blachy.