WO2015040259A1 - Sistema y método de separación de material de aluminio y metales no ferrosos y producto obtenido - Google Patents

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Wen Wen Cao
Qizhen Cao
Juan Manuel Santana Romero
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Cao, Gaohao
Santana Unguetti, Yeray
Santana Unguetti, Yonay
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Definitions

  • the invention proposes the development of a system, a method of separating aluminum material and non-ferrous metals from any plastic material, and even of different plastic material from each other and the product obtained from said method.
  • the present invention has been developed in order to provide a system that resolves the aforementioned drawbacks, also providing additional advantages that will be apparent from the description that follows.
  • aluminum material means any material that includes aluminum, at least partially, in its composition.
  • plastic material may be any material of a plastic nature.
  • said system may have a separator of ferrous materials between the first crusher and the second crusher and at least one extractor turbine and a cyclone separator between the second crusher and the densimetric or screening separation device.
  • the densimetric separation device is particularly in flow communication at least partially with said second crusher, through a return line. This return line is equipped with at least one rejection turbine and a cyclone separator.
  • the densimetric separation device is a densimetric table.
  • Said electrostatic separating device comprises at least one roller and a complementary and distanced curved arc of said roller, the roller and the arc being configured such that an electrostatic field is established between them, negatively charging the separating material circulating between the arc and the roller
  • the electrostatic separator may comprise a plurality of rollers and complementary arcs, arranged so that the material for separating describes a series circulation through said plurality of rollers and arcs; in addition it can also be additionally provided with a vibrating tray to supply the material to be separated.
  • Another object of the present invention is a method of separating aluminum and non-ferrous metals, which comprises the steps of:
  • Said method may include a step of separating ferrous materials from the material to separate between the first crushing and the second crushing.
  • the method may also include a cyclonic separation stage between the second crushing and the densimetric separation.
  • the system and method of the invention allows the separation of non-ferrous materials from plastic material, such as for example aluminum panels composed of different materials, aluminum tube, aluminum tube, medication blister, aluminum-plastic packaging materials, aluminum wire, various aluminum-plastic compounds, cables copper, fine wire cable waste, urban solid waste with copper and aluminum; reaching a separation of plastic material that reaches 99.5%. It can also be separated to recycle waste from printed circuit boards reaching a material recovery rate of up to 99.5% or more.
  • An additional advantage of the present invention is that the system and the method followed allow the separation of the different typology of plastic material, for example with electrostatic charge and without electrostatic charge, which increases the separation efficiency.
  • Another object of the present invention is a product obtained from said method of separation of aluminum and non-ferrous metals. Said product mainly includes aluminum material or any non-ferrous metal; although ferrous metal can also be obtained if the method includes the step of separation of ferrous materials.
  • Other features and advantages of the system, the method and the product obtained by said method objects of the present invention will be apparent from the description of a preferred, but not exclusive, embodiment illustrated by way of non-limiting example in the drawings which They are accompanied, in which: BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
  • Figure 1 It is a schematic elevation view of a system according to the invention.
  • Figure 2. It is a schematic profile view of an electrostatic separator device of the system of Figure 1.
  • FIG. 1 A schematic view of a separation system 1 of aluminum and non-ferrous metals, particularly with respect to plastic, is shown in Figure 1.
  • the separation system 1 comprises a silo 1 1 in which the user places the material to separate (not shown) in the rough, that is to say as part of an object composed of different pieces of diverse materials. From this silo 1 1, the material to be separated by a conveyor belt 21 is transported to a first crusher 31 which is in turn associated with a second crusher 32 intended to receive crushed material by said first crusher 31.
  • Several components are present in the middle of both crushers, such as an elevator 22 that brings the crushed material by the first crusher 31 to a silo 12.
  • This silo feeds through a worm screw 23 to said second crusher 32, this second crusher 32 does not cut the material to separate if not hitting it, so that the performance of the method followed by the present separation system 1 in operation is greatly increased.
  • the crushed material is struck by an extractor turbine 33 towards a cyclone separator 35 to separate the dust from the heavier material for recycling.
  • the dust passes through an air filter 34, which will collect the dust from the cyclone separator 35 and clean the air for subsequent evacuation to the outside.
  • the separating material from the cyclone separator 35 arrives at a densimetric or screening separation device, preferably a densimetric table 36 or screening.
  • a densimetric table 36 the material can be selected according to the specific needs of each case; thus the appropriate material will continue in the separation system 1 and the one that does not meet the requirements will return to silo 12 to be treated again.
  • a rejection turbine 37 and a cyclone separator 38 may be disposed in a return line 28 disposed between said densimetric table 36 and the second crusher 32.
  • this electrostatic separator device 40 comprises a roller 42 and a curved, complementary and spaced arc 41 of said roller 42, the roller 42 and the arc 41 being configured so that an electrostatic field is established between them, negatively charging the separating material circulating between the arc 41 and the roller 42.
  • rollers 42 and arcs 41 will vary depending on the particular needs of each case, thus, a plurality of rollers 42 and complementary arches 41 can be arranged, arranged so that the material for separation describes a series circulation through said plurality of rollers 42 and arches 41.
  • the material would fall from a vibrating tray 45 and would pass between the roller 42 and the arc 41, there an electric field will be generated between the arc 41 and the roller 42 so that all the particles that make up the material to be separated would be negatively charged.
  • the conductive particles (not shown) would jump with the rotation of the roller 42 due to the low contact resistance with said roller 42.
  • the non-conductive particles (not shown) would follow the rotation path of the roller 42.
  • a control cabinet can be arranged from which the production of any device and therefore the overall production can be controlled.
  • an iron material separator may optionally be available at a point between the first crusher 31 and the second crusher 32.
  • This ferrous material separator may be any available on the market, so no It will go into more detail. Thanks to the flexibility of connection between the different devices it is possible to adapt this separator of ferrous materials to the system object of the invention.
  • the material already separated finally passes to a screw 27 from which the product obtained from the following method of separation of aluminum and non-ferrous metals can be collected, comprising the steps of: a) a first crushing of a material to separate ;
  • this method may include a step of separating ferrous materials from the material to separate between the first crushing and the second crushing
  • the method may also include a cyclonic separation stage between the second crushing and the densimetric separation.

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Abstract

Sistema y método de separación de aluminio y metales no ferrosos, particularmente respecto de materia plástica y dicha materia plástica entre sí, comprendiendo una primera trituradora destinada a recibir material para separar, asociada a su vez a una segunda trituradora por golpeo destinada a recibir material triturado por dicha primera trituradora y golpearlo, en el que dicha segunda trituradora está vinculada al menos a un dispositivo de separación densimétrica asociado a un dispositivo separador electrostático.

Description

DESCRIPCIÓN
SISTEMA Y MÉTODO DE SEPARACIÓN DE MATERIAL DE ALUMINIO Y METALES NO FERROSOS Y PRODUCTO OBTENIDO
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente solicitud tiene por objeto el registro de un sistema y de un método de separación de material de aluminio y metales no ferrosos del que incorpora notables innovaciones y ventajas.
Más concretamente, la invención propone el desarrollo de un sistema, un método de separación de material de aluminio y metales no ferrosos respecto de cualquier materia plástica, e incluso de distinta material plástica entre sí y el producto obtenido a partir de dicho método.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Es conocida la necesidad creciente por el tratamiento de residuos tanto a nivel doméstico como industrial. Las normas medioambientales cada vez más exigentes y el precio en aumento de las materias primas ponen el acento en el perfeccionamiento de sistemas de tratamiento de residuos para reducirlos e incluso reaprovechar los materiales.
Es especialmente acuciante la necesidad de recuperar materiales no férricos como por ejemplo el aluminio, de envases o piezas que también incluyen materia plástica. Para ello existen métodos y sistemas que no ofrecen una eficacia muy elevada y una eficiencia baja en la separación.
Los sistemas del estado de la técnica no logran separar toda la tipología del plástico, por ejemplo con carga electrostática y sin carga electrostática, lo cual supone un inconveniente para la eficacia de los procedimientos de separación.
Además con los sistemas conocidos no se consigue un método de funcionamiento en continuo ni una disposición modular fácilmente adaptable a las necesidades de separación de materiales, aumentando fácilmente la capacidad del sistema. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar un sistema que resuelva los inconvenientes anteriormente mencionados, aportando, además, otras ventajas adicionales que serán evidentes a partir de la descripción que se acompaña a continuación.
Cabe señalar que en la presente descripción y reivindicaciones se entenderá por "material de aluminio" cualquier material que incluya aluminio, al menos parcialmente, en su composición. Y "materia plástica" podrá ser cualquier materia de naturaleza plástica.
Es por tanto un objeto de la presente invención, proporcionar un sistema de separación de aluminio y metales no ferrosos, particularmente respecto de materia plástica, que comprende una primera trituradora destinada a recibir material para separar, asociada a su vez a una segunda trituradora por golpeo destinada a recibir material triturado por dicha primera trituradora y golpearlo, en el que dicha segunda trituradora está vinculada al menos a un dispositivo de separación densimétrica asociado a un dispositivo separador electrostático. Adicionalmente dicho sistema puede presentar un separador de materiales férricos entre la primera trituradora y la segunda trituradora y al menos una turbina extractora y un separador ciclónico entre la segunda trituradora y el dispositivo de separación densimétrica o cribadora. Preferentemente hay provista una pluralidad de silos vinculados respectivamente a la primera trituradora, la segunda trituradora y al dispositivo separador electrostático, en el que dichos silos son susceptibles de recibir y alimentar de material para separar al resto de elementos que conforman el sistema. El dispositivo de separación densimétrica está particularmente en comunicación de flujo al menos parcialmente con dicha segunda trituradora, a través de una conducción de retorno. Esta conducción de retorno está dotada con al menos una turbina de rechazo y un separador ciclónico. De forma preferida el dispositivo de separación densimétrica es una mesa densimétrica. Dicho dispositivo separador electrostático comprende al menos un rodillo y un arco curvado complementario y distanciado de dicho rodillo, estando configurados el rodillo y el arco de forma que se establece un campo electrostático entre ambos, cargando negativamente el material para separar que circula entre el arco y el rodillo. Opcionalmente el separador electrostático puede comprender una pluralidad de rodillos y arcos complementarios, dispuestos de modo que el material para separar describe una circulación en serie a través de dicha pluralidad de rodillos y arcos; además también puede estar dotado adicionalmente de una bandeja vibradora para suministrar el material para separar.
Es otro objeto de la presente invención un método de separación de aluminio y metales no ferrosos, que comprende las etapas de:
a) una primera trituración de un material para separar;
b) una segunda trituración por golpeo del material para separar;
c) una separación de tipo densimétrico del material para separar;
d) una separación de tipo electrostático del material para separar.
Dicho método puede incluir una etapa de separación de materiales férricos del material para separar entre la primera trituración y la segunda trituración. Además el método también puede incluir una etapa de separación de tipo ciclónico entre la segunda trituración y la separación de tipo densimétrico.
Gracias a estas características se obtienen un sistema y un método que permite secuenciar un conjunto de máquinas con las que de una forma continua podemos lograr separar, los materiales de aluminio y en general metales no ferrosos respecto a la materia plástica logrando una alto rendimiento que hoy en día con los procesos conocidos en el estado de la técnica, no se han conseguido, pues en este método y sistema se supera una eficiencia del 99% en la recuperación. Además por la propia configuración del sistema, se trata de un conjunto modular fácilmente ampliable si las necesidades de separación aumentan, adatándose a las dimensiones y a la distribución geométrica de la instalación debido a la flexibilidad a la hora de interconectar los distintos dispositivos.
El sistema y método de la invención permite la separación de materiales no ferrosos de la materia plástica, como por ejemplo paneles de aluminio compuesto de diferentes materiales, tubo de aluminio, tubo de aluminio, blister de medicamentos, materiales de embalaje de aluminio-plástico, alambre de aluminio, distintos compuestos de aluminio-plástico, cables de cobre, residuos de cables de alambre finos, residuos sólidos urbanos con cobre y aluminio; alcanzando una separación de la materia plástica que alcanza el 99,5%. También se puede separar para reciclar residuos de placas de circuito impreso llegando a una tasa de recuperación de material de hasta el 99,5% o más.
Una ventaja adicional de la presente invención es que el sistema y el método seguido permiten la separación de la distinta tipología de materia plástica, por ejemplo con carga electroestática y sin carga electroestática, lo cual aumenta el rendimiento de la separación. Es otro objeto de la presente invención un producto obtenido a partir de dicho método de separación de aluminio y metales no ferrosos. Dicho producto incluye principalmente material de aluminio o cualquier metal no ferroso; aunque también se podrá obtener metal ferroso si el método incluye la etapa de separación de materiales férricos. Otras características y ventajas del sistema, el método y el producto obtenido por dicho método objetos de la presente invención resultarán evidentes a partir de la descripción de una realización preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompañan, en los cuales: BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Figura 1 .- Es una vista esquemática en alzado de un sistema de acuerdo con la invención; y Figura 2.- Es una vista esquemática de perfil de un dispositivo separador electrostático del sistema de la figura 1 .
DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE
A la vista de las mencionadas figuras y, de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización preferente de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación.
En la figura 1 se muestra una vista esquemática de un sistema de separación 1 de aluminio y metales no ferrosos, particularmente respecto de materia plástica. El sistema de separación 1 comprende un silo 1 1 en el que el usuario coloca el material para separar (no representado) en bruto, es decir formando parte de un objeto compuesto por distintas piezas de materiales diversos. A partir de este silo 1 1 se transporta el material para separar por una cinta transportadora 21 hasta una primera trituradora 31 que está asociada a su vez a una segunda trituradora 32 destinada a recibir material triturado por dicha primera trituradora 31 . En medio de ambas trituradoras hay presentes varios componentes, como por ejemplo un elevador 22 que lleva el material triturado por la primera trituradora 31 hasta un silo 12. Este silo alimenta a través de un tornillo sinfín 23 a dicha segunda trituradora 32, esta segunda trituradora 32 no corta el material para separar si no que lo golpea, de forma que aumenta considerablemente el rendimiento del método seguido por el presente sistema de separación 1 en funcionamiento.
A la salida de la segunda trituradora 32, el material triturado por golpeo se impulsa gracias a una turbina extractora 33 hacia un separador ciclónico 35 para separar el polvo del material para reciclar más pesado. El polvo pasa a través de un filtro de aire 34, el cual recogerá el polvo procedente del separador ciclónico 35 y limpiará el aire para su posterior evacuación al exterior.
El material para separar procedente del separador ciclónico 35 llega a un dispositivo de separación densimétrica o cribador, preferentemente una mesa densimétrica 36 o cribadora. En esta mesa densimétrica 36 se podrá seleccionar el material en función de las necesidades concretas de cada caso; así el material adecuado seguirá adelante en el sistema de separación 1 y aquél que no cumpla los requisitos retornará al silo 12 para volver a tratarse. Pueden disponerse de una turbina de rechazo 37 y de un separador ciclónico 38 en una conducción de retorno 28 dispuesta entre dicha mesa densimétrica 36 y la segunda trituradora 32.
El material saliente de la mesa densimétrica 36 que sí cumple con los requisitos pre-fijados se deposita en un silo 13 mediante un tornillo sinfín 24; el hecho de coloca este silo 13 permite regular el procedimiento seguido, acelerándolo y aumentando la producción. Desde este silo 13 el material sigue por ejemplo por un tornillo sinfín 25 hasta un elevador 26 continúa por un silo 14 y de allí a un dispositivo separador electrostático 40. Tal y como se aprecia en la figura 2, este dispositivo separador electrostático 40 comprende un rodillo 42 y un arco 41 curvado, complementario y distanciado de dicho rodillo 42, estando configurados el rodillo 42 y el arco 41 de forma que se establece un campo electrostático entre ambos, cargando negativamente el material para separar que circula entre el arco 41 y el rodillo 42. El número de rodillos 42 y arcos 41 variará en función de las necesidades particulares de cada caso, así se puede disponer de una pluralidad de rodillos 42 y arcos 41 complementarios, dispuestos de modo que el material para separar describe una circulación en serie a través de dicha pluralidad de rodillos 42 y arcos 41 . El material caería desde una bandeja vibradora 45 y pasaría entre el rodillo 42 y el arco 41 , allí se generará un campo eléctrico entre el arco 41 y el rodillo 42 de forma que todas las partículas que componen el material para separar, se cargarían negativamente. Las partículas conductoras (no representadas) saltarían con la rotación del rodillo 42 debido a la poca resistencia de contacto con dicho rodillo 42. Las partículas no conductoras (no representadas) seguiría el trazado de giro del rodillo 42. Un cepillo 43 y un pincel 44 ayudan a despegar las partículas no conductoras del rodillo 42, estas partículas no conductoras caerán o a la base del dispositivo separador electrostático 40 o caerán de nuevo entre un rodillo 42 y un arco 41 y así sucesivamente hasta conseguir la separación entre partículas conductoras y no conductoras de acuerdo con los requisitos marcados.
Para controlar todo el sistema de separación 1 se puede disponer de un armario de control desde el cual se puede controlar la producción de cualquier dispositivo y por tanto la producción global.
Volviendo a la figura 1 , opcionalmente se podrá disponer de un separador de materiales férricos (no representado) en un punto entre la primera trituradora 31 y la segunda trituradora 32. Este separador de materiales férricos podrá ser cualquiera disponible en el mercado por lo que no se entrará en mayor detalle. Gracias a la flexibilidad de conexión entre los distintos dispositivos es posible adaptar este separador de materiales férricos al sistema objeto de la invención. Finalmente el material ya separado pasa finalmente a un tornillo sinfín 27 desde donde se podrá recoger el producto obtenido a partir del siguiente método de separación de aluminio y metales no ferrosos, que comprende las etapas de: a) una primera trituración de un material para separar;
b) una segunda trituración por golpeo del material para separar;
c) una separación de tipo densimétrico del material para separar;
d) una separación de tipo electrostático del material para separar.
Como ya se ha mencionado anteriormente, este método puede incluir una etapa de separación de materiales férricos del material para separar entre la primera trituración y la segunda trituración. Además el método también puede incluir una etapa de separación de tipo ciclónico entre la segunda trituración y la separación de tipo densimétrico.
Los detalles, las formas, las dimensiones y demás elementos accesorios, así como los materiales empleados en el sistema y el método de la invención podrán ser convenientemente sustituidos por otros que sean técnicamente equivalentes y no se aparten de la esencialidad de la invención ni del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a continuación.

Claims

REIVINDICACIONES
1 . Sistema de separación (1 ) de aluminio y metales no ferrosos, particularmente respecto de materia plástica y dicha materia plástica entre sí, caracterizado por el hecho de que comprende una primera trituradora (31 ) destinada a recibir material para separar, asociada a su vez a una segunda trituradora (32) por golpeo destinada a recibir material triturado por dicha primera trituradora (31 ) y golpearlo, en el que dicha segunda trituradora (32) está vinculada al menos a un dispositivo de separación densimétrica asociado a un dispositivo separador electrostático (40).
2. Sistema de separación de aluminio y metales no ferrosos según la reivindicación 1 , caracterizado por el hecho de que presenta un separador de materiales férricos entre la primera trituradora y la segunda trituradora (32).
3. Sistema de separación de aluminio y metales no ferrosos según la reivindicación 1 , caracterizado por el hecho de que presenta al menos una turbina extractora (33) y un separador ciclónico (35) entre la segunda trituradora (32) y el dispositivo de separación densimétrica.
4. Sistema de separación de aluminio y metales no ferrosos según la reivindicación 1 , caracterizado por el hecho de que hay provista una pluralidad de silos (1 1 , 12, 13, 14) vinculados respectivamente a la primera trituradora (31 ), la segunda trituradora (32) y al dispositivo separador electrostático (40), en el que dichos silos (1 1 , 12, 13, 14) son susceptibles de recibir y alimentar de material para separar.
5. Sistema de separación de aluminio y metales no ferrosos según la reivindicación 1 , caracterizado por el hecho de que el dispositivo de separación densimétrica está en comunicación de flujo al menos parcialmente con dicha segunda trituradora (32), a través de una conducción de retorno (28).
6. Sistema de separación de aluminio y metales no ferrosos según la reivindicación 1 , caracterizado por el hecho de que la conducción de retorno (28) está dotada con al menos una turbina de rechazo (37) y un separador ciclónico (38).
7. Sistema de separación de aluminio y metales no ferrosos según la reivindicación 1 , caracterizado por el hecho de que el dispositivo de separación densimétrica es una mesa densimétrica (36) o cribadora.
8. Sistema de separación de aluminio y metales no ferrosos según la reivindicación 1 , caracterizado por el hecho de que el dispositivo separador electrostático (40) comprende al menos un rodillo (42) y un arco (41 ) curvado complementario y distanciado de dicho rodillo (42), estando configurados el rodillo (42) y el arco (41 ) de forma que se establece un campo electrostático entre ambos, cargando negativamente el material para separar que circula entre el arco (41 ) y el rodillo (42).
9. Sistema de separación de aluminio y metales no ferrosos según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que dicho dispositivo separador electrostático (40) comprende una pluralidad de rodillos (42) y arcos (41 ) complementarios, dispuestos de modo que el material para separar describe una circulación en serie a través de dicha pluralidad de rodillos (42) y arcos (41 ).
10. Sistema de separación de aluminio y metales no ferrosos según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que dicho dispositivo separador electrostático (40) está dotado adicionalmente de una bandeja vibradora (45) para suministrar el material para separar.
1 1 . Método de separación de aluminio y metales no ferrosos, caracterizado por el hecho de que comprende las etapas de:
a) una primera trituración de un material para separar;
b) una segunda trituración por golpeo del material para separar;
c) una separación de tipo densimétrico del material para separar;
d) una separación de tipo electrostático del material para separar.
12. Método de separación de aluminio y metales no ferrosos según la reivindicación 1 1 , caracterizado por el hecho de que se incluye una etapa de separación de materiales férricos del material para separar entre la primera trituración y la segunda trituración.
13. Método de separación de aluminio y metales no ferrosos según la reivindicación 1 1 , caracterizado por el hecho de que se incluye una etapa de separación de tipo ciclónico entre la segunda trituración y la separación de tipo densimétrico.
14. Producto obtenido a partir del método de separación de aluminio y metales no ferrosos según cualquiera de las reivindicaciones de la 1 1 a la 13.
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