Zalety recyklingu

Recykling różnorodnych materiałów polega na ich odzyskiwaniu i ponownym wykorzystaniu zamiast składowania lub spalania. Materiały te są przetwarzane i ponownie wykorzystywane w nowych produktach, chroniąc zasoby naturalne, takie jak lasy do produkcji drewna i skóry zwierzęce do produkcji wyrobów skórzanych, poprzez zmniejszenie zapotrzebowania na nowe surowce. Proces ten minimalizuje również wpływ na środowisko poprzez obniżenie emisji gazów cieplarnianych z rozkładu i spalania, a także zmniejszenie zużycia energii związanej z produkcją nowych materiałów. Ponadto recykling może obniżyć ogólne koszty procesów. Przykładowo, recykling aluminium pozwala zaoszczędzić do 90% wymaganej energii w porównaniu z wydobyciem aluminium z surowców. Do pozyskania surowców potrzeba mniej kopalni, co skutkuje mniejszym zanieczyszczeniem środowiska. Dzięki ponownemu wykorzystaniu odpadów elektronicznych i zapewnieniu odpowiedniej kontroli jakości, do środowiska trafia mniej niebezpiecznych substancji. Recykling oszczędza również wodę, ponieważ procesy recyklingu wymagają mniej wody niż wykorzystanie surowców. Przykładowo, każda tona papieru z recyklingu pozwala zaoszczędzić tysiące litrów wody, tysiące kilowatogodzin energii elektrycznej i kilkanaście drzew. Recykling odpadów organicznych, takich jak osady ściekowe, żywność, odpady ogrodowe i pozostałości rolnicze, przekształca je w cenne zasoby, takie jak kompost i biogaz. Proces ten ma kluczowe znaczenie w strategiach gospodarki odpadami, ponieważ pozwala uniknąć składowania odpadów organicznych na wysypiskach, gdzie ulegają one rozkładowi beztlenowemu i wytwarzają metan - silny gaz cieplarniany. Postęp technologiczny pozwala obecnie na wydobycie cennych minerałów, które wcześniej nie były ekonomicznie możliwe do odzyskania, w tym śladowych ilości metali, takich jak złoto, srebro, miedź i pierwiastki ziem rzadkich.

Urządzenia Retsch są szeroko stosowane w sektorze recyklingu:

• Kontrola jakości i przetwarzanie. Proces kontroli jakości i ponownego wykorzystania rozpoczyna się od wstępnego kruszenia i redukcji rozmiaru w celu przygotowania materiałów do analizy lub dalszego wykorzystania. Na tym etapie RETSCH zapewnia szeroki wybór maszyn niezbędnych do tych zadań, dla lepszego oglądu, sekcja QC/przetwarzanie jest podzielona na różne obszary według materiału recyklingowego. Przesiewanie i frakcjonowanie, jak również proces tłoczenia granulatu należą do tego rozdziału.
   
• W dziedzinie badań i rozwoju metody mechanochemiczne oferują nowe ścieżki recyklingu materiałów odpadowych, takich jak tworzywa sztuczne, materia roślinna lub pozostałości żywności, a młyny kulowe Retsch odgrywają kluczową rolę w tych nowych procesach.
   
• Retsch oferuje również urządzenia do przetwarzania odpadów, np. do paliw wtórnych lub rekultywacji gleby.

Materiały budowlane

Typowe materiały budowlane pochodzące z recyklingu obejmują beton, cement, cegły i asfalt. Po pokruszeniu beton może zostać ponownie wykorzystany jako kruszywo do produkcji świeżego betonu lub jako materiał bazowy do budowy dróg. Podobnie asfalt z dróg i gontów dachowych może zostać przetworzony na nowy asfalt.

Wszystkie powyższe materiały są twarde i kruche, więc do ich wstępnego rozdrobnienia stosuje się zazwyczaj kruszarki szczękowe. Oferta kruszarek firmy Retsch obejmuje odpowiednie modele dla wielkości wsadu do 350 mm. Kompaktowe modele laboratoryjne, takie jak BB 50, są przeznaczone do mniejszej przepustowości próbek, podczas gdy największy model BB 600 przetwarza do 3,5 t/h. W przypadku kruszenia dość lepkich materiałów, takich jak asfalt, korzystne jest zwiększenie kruchości próbki ciekłym azotem i użycie kruszarki z przednimi drzwiami zapewniającymi łatwy dostęp do komory mielenia. W idealnym przypadku, etap wstępnego kruszenia prowadzi do uzyskania cząstek o wielkości około 3-5 mm, które mogą być dalej redukowane przez drobne mielenie. W tym przypadku powszechnie stosowane są młyny kulowe, obejmujące szeroki zakres od małych objętości próbek do około 200 g na porcję i zazwyczaj zapewniające rozdrobnienie do 100 µm. W przypadku lepkich próbek asfaltu zaleca się mielenie kriogeniczne, aby uniknąć efektu zbrylania.

Dobrą alternatywą dla młynów kulowych są wibracyjne młyny tarczowe, takie jak RS 200 lub RS 300. Młyny te wytwarzają bardzo drobne cząstki w najkrótszym czasie.

Materiały izolacyjne zazwyczaj nie są tak twarde i kruche jak wyżej wymienione próbki. W tym przypadku młyny tnące w połączeniu z młynami kulowymi mogą być używane do wstępnego cięcia i sproszkowania takich próbek. Patrz rozdział „Szkło”.

Metale

Istnieją dwie główne kategorie metali poddawanych recyklingowi: metale żelazne, które zawierają żelazo i stal, oraz metale nieżelazne, które zawierają aluminium, miedź, ołów, cynk i cynę, a także metale szlachetne, takie jak złoto i srebro. Mielenie i kruszenie próbek metali może być trudne ze względu na ich wysoką plastyczność i ścieralność - należy wziąć pod uwagę ryzyko uszkodzenia młyna. Zwykle topienie jest najbardziej powszechną metodą recyklingu metali, ale czasami wymagane jest mechaniczne kruszenie lub jest ono lepszym rozwiązaniem. Do rozdrabniania materiałów składających się z cienkiej folii, takich jak puszki cynowe lub aluminiowe, odpowiedni jest młyn tnący, taki jak SM 300. Zazwyczaj stosuje się sita dolne z otworami o wielkości od 4 do 20 mm. Uzyskane płatki mają wielkość cząstek około 5 mm. Zastosowanie 6-tarczowego rotora, który jest bardziej wytrzymały niż rotor o przekroju równoległym, jest korzystnym rozwiązaniem.

Twarde i kruche materiały, takie jak stopy metali, węglik wolframu lub kruche mieszanki różnych pierwiastków metalicznych są poddawane wstępnej redukcji rozmiaru w kruszarce szczękowej, przy czym szczególnie odpowiedni jest model BB 500. Drobniejsze mielenie może nastąpić w młynie krzyżakowo bijakowym SK 300 lub młynie wibracyjno dyskowym RS 200, gdzie można uzyskać rozdrobnienie poniżej 200 µm. Ponieważ jednak próbki te są zwykle silnie ścierne, doprowadzi to również do ścierania używanych urządzeń.

Ponowne wykorzystanie nadmiaru proszków metali z procesów produkcji przyrostowej jest dziedziną, w której przesiewacze RETSCH wspomagają proces recyklingu. Przesiewacze, takie jak wibracyjny przesiewacz AS 200 basic, są używane do rozdzielania cząstek proszku metalowego na frakcje, które pozostają po procesie drukowania 3D. Frakcja z drobnymi cząstkami może być ponownie wykorzystana w kolejnym procesie drukowania. RETSCH oferuje również sprzęt do redukcji rozmiaru, taki jak potężna kruszarka szczękowa BB 500, która nadaje się do sproszkowania wadliwych surowych form metalowych lub twardych i kruchych części wlewowych wytwarzanych w procesie formowania wtryskowego metali. Uzyskany proszek jest następnie zawracany do procesu produkcyjnego.

Innym ważnym aspektem recyklingu metali jest ponowne wykorzystanie żużli żelaznych, które są produktem odpadowym podczas produkcji stali. Żużle mogą być ponownie wykorzystane jako materiały budowlane, zwłaszcza w produkcji betonu, w celu zmniejszenia zawartości klinkieru lub cementu. Inną opcją jest ponowne wykorzystanie jako nawozu. Żużle najlepiej kruszyć w kruszarkach szczękowych, a następnie sproszkować w młynach kulowych lub wibracyjnych młynach dyskowych, podobnie jak w przypadku materiałów budowlanych.

Tkaniny i skóra

The Cutting Mill SM 300 is the most suitable mill to pre-cut soft sample materials. The parallel-section rotor and bottom sieves of 2 - 6 mm aperture are typical for this application. A cyclone helps to discharge the fluffy sample from the grinding chamber. Depending on the material, e.g. for more tough leather articles, cryogenic grinding may be required in the pre-cutting step. Here, immersing the sample for some minutes in liquid nitrogen embrittles the sample. In the case of cryogenic grinding, it is better to use the more robust 6-disc rotor.

The fine grinding step is either done in a Ball Mill or in the Ultra-Centrifugal Mill ZM 300. Embrittling the pre-cut fibrous samples may help to get fine ground particles. As the fibers do not keep the low temperatures and tend to warm up quickly, mixing with dry ice is superior to embrittling with liquid nitrogen. For this, the fibers are mixed 1:2 with dry ice snow and the complete mixture is fed into the ZM, usually equipped with a 0.5 mm ring sieve and operated at 18000 rpm. For cryogenic grinding, a cyclone should be used. Another way to get very fine particles of textiles is to use either the CryoMill or the MM 500 control. The MM 500 control offers larger grinding jars than the CryoMill and two grinding stations. Both mills embrittle the sample by using liquid nitrogen for cooling. In both cases first a pre-cooling time of 10-20 min is required to freeze the samples. The sample is then ground in ca. 10 cycles of about 1 min at 30 Hz with 1 min cooling breaks.

Złom elektroniczny

Złom elektroniczny jest cennym surowcem, ponieważ zazwyczaj zawiera znacznie wyższy procent metali szlachetnych niż ta sama ilość rudy. Na potrzeby analizy materiałowej złom elektroniczny można w większości przypadków wstępnie rozdrobnić w młynie tnącym. Wydajny młyn SM 300 umożliwia cięcie twardych i masywnych komponentów elektrycznych, takich jak układy elektroniczne. W zależności od wielkości wsadu, wymagane jest ręczne wstępne kruszenie, aby próbki mogły zostać wprowadzone do młyna. W przypadku twardych próbek korzystne jest zastosowanie 6-tarczowego rotora z wytrzymałymi płytami tnącymi. Zazwyczaj do uzyskania cząstek o wielkości 5 mm stosuje się sito dolne o średnicy 6 lub 8 mm. W kolejnym etapie drobnego mielenia najczęściej stosuje się ZM 300 lub RS 200. Mielenie z suchym lodem może być korzystne dla rozdrabniania cząstek do około 0,5 mm w ZM 300. Próbki ze zwiększoną ilością części metalowych są lepiej mielone w RS 200 lub większym RS 300 niż ZM 300. Podczas mielenia produktów metalowych należy pamiętać, że części metalowe nie mogą zostać sproszkowane przez uderzenie. Jeśli są one plastyczne, spłaszczą się lub utworzą grudki w procesie mielenia kulowego lub dyskowego (seria Retsch RS).

Odpady organiczne

Próbki odpadów bioorganicznych takie jak odpady ogrodowe lub resztki żywności są bardzo powszechne. Można je w łatwy sposób mielić w młynach z rotorem po wcześniejszym wysuszeniu, aby zapobiec zatorom i sklejaniu. Wysuszony osad ściekowy jest zwykle mielony na cząstki o wielkości około 2 mm w młynie tnącym, w tym przypadku dobrym wyborem jest podstawowy model SM 100. Próbka o masie około 100 g wymaga – w zależności od właściwości, takich jak wielkość wejściowa i resztkowa wilgotność – od 2 do 4 minut mielenia. Resztki ogrodowe zawierające gałązki i inne twarde odpady roślinne muszą być wstępnie pocięte w SM 200 lub w mocniejszym SM 300 o wyższej prędkości i przy użyciu wytrzymałego 6-tarczowego rotora.  Drobne mielenie można wykonać w planetarnych młynach kulowych, jak np. PM 100 lub w młynie ultraodśrodkowym ZM 300, w zależności od wymaganej przepustowości próbki i końcowego stopnia rozdrobnienia. Pozostałości żywności, takie jak skórka pomarańczowa, również wymagają suszenia przed mieleniem w młynie z rotorem. Większe ilości próbek, takie jak 1 kg, można przetwarzać w młynie bijakowym SR 300. Ponieważ próbki te mają tendencję do nagrzewania się podczas mielenia, wymagane jest powolne podawanie. Korzystne jest róweniż zastosowanie rotora dystansowego. W przypadku próbki o masie 1 kg, przy zastosowaniu dolnego sita o średnicy 1,5 mm, wymagane jest około 25 minut na zmielenie.

Odpady górnicze

Odpady górnicze są zazwyczaj twarde i kruche, dlatego najlepszym narzędziem do kruszenia pozostałości rudy są kruszarki szczękowe. Na przykład BB 500 jest w stanie rozdrobnić 8 kg rudy złota do cząstek o wielkości 5 mm w około 2,5 minuty. Do drobnego mielenia próbek górniczych stosuje się wibracyjne młyny dyskowe. Model RS 200 skutecznie rozdrabnia próbki o objętości do 250 ml w zaledwie kilka minut, podczas gdy model RS 300 nadaje się do rozdrabniania próbek o objętości do 2 l w jednej partii. Typowe rozdrobnienie rud wynosi poniżej 100 µm i nadaje się do przygotowania próbek do analizy XRF.

Ceramika

Rozróżnianie rozmaitych materiałów ceramicznych do ponownego wykorzystania ma kluczowe znaczenie dla ochrony zasobów naturalnych i zapobiegania degradacji środowiska. Odzyskiwanie np. cennych metali ze zużytych katalizatorów, takich jak platyna i pallad, nie tylko wspiera zrównoważony rozwój gospodarczy, ale także zmniejsza zapotrzebowanie na działalność wydobywczą. Korpusy ceramiczne lub źle uformowane części stanowią wyjątkową okazję do recyklingu i efektywnego wykorzystania zasobów w przemyśle ceramicznym. Materiały te można zmielić i ponownie wykorzystać w produkcji nowych elementów ceramicznych, znacznie zmniejszając ilość odpadów i zapotrzebowanie na surowce pierwotne.  Wstępne kruszenie materiałów ceramicznych jest łatwe do wykonania w kruszarkach szczękowych Retsch. W zależności od wielkości wsadu i przepustowości próbki można wybrać najbardziej odpowiedni model. Dla mniejszych objętościowo próbek drobne mielenie jest następnie wykonywane w młynie kulowym takim jak MM 400. W przypadku większych ilości próbek można użyć młyna tarczowego DM 200 lub wibracyjnego młyna tarczowego RS 300. Dzięki takiemu połączeniu wstępnego rozdrabniania i sproszkowania, próbki o masie do 3 kg mogą zostać rozdrobnione do cząstek o wielkości około 100 µm w czasie około 30 minut. W przypadku twardszych próbek, kruszarka szczękowa, młyny kulowe i RS 300 współpracują na przykład z akcesoriami z węglika wolframu.

Paliwa wtórne i gospodarka odpadami

"Secondary fuels" or “refused derived fuels” (RDF) are energy-rich fuels derived from various types of waste that would otherwise end up in landfills, such as industrial waste, municipal solid waste, biomass waste, and non-recyclable plastic waste. Combustible RDF can be used to heat cement kilns or in power stations as a substitute for conventional fossil fuels. In order to analyse the halogen content, water content, ash content and calorific value of RDFs, these heterogeneous material mixtures have to be pulverised. Usually, a Cutting Mill is required for the first size reduction step. Here, dependent on the sample composition, the 6-disc rotor is used, if more tough sample material like wood or hard plastic needs to be crushed. If the sample is more foil, paper and textile based, the V-rotor can be used. In both cases, as secondary fuels are usually light materials, the use of the cyclone unit is beneficial to enhance sample discharge from the grinding chamber and to avoid that the material warms up. In a fine grinding step, either the ZM 300 is used to process larger sample quantities up to several 100 g, or the CryoMill for small sample quantities up to 5 g. Usually, finer particles can be obtained with the CryoMill compared to the ZM 300. Ring sieves finer than 0.75 mm should not be used for such samples, as clogging may occur. Cryogenic grinding – thus mixing the sample with dry ice prior to grinding in the ZM 300, is essential in the case. Also here, the use of the cyclone is recommended.

Prasowanie stabilnych pastylek do analizy XRF

Solid, high-quality pellets are an important precondition for reliable and meaningful XRF analysis. With the PP 40, RETSCH offers a Pellet Press which produces strong pellets with a smooth surface. The PP 40 features an individual pressure force regulation in the range of 0 to 40 t. The PP 40 combines the advantage of a small benchtop model with high press forces, which are built automatically in up to three steps, ensuring that even difficult materials are pressed perfectly. For example, it turns out to be beneficial for the pellet stability when the forces like 10 tons, 20 tons and 30 tons in three subsequent steps of each 20 seconds holding time are programmed. The particles get the time to settle with the result that stability is enhanced. The pellets can be pressed in aluminum cups for further stability. Of all measured do not help, the mixing the sample material with a binder like Licowax is good method to stabilize even the most difficult samples like metal powders. About 10-15 g sample are mixed with 2 g licowax and pressed in three steps as described above. For mixing, the MM 400 is a good solution. This Mill can be equipped with an adapter to hold 8 conical centrifuge tubes. The samples are all mixed automatically, equally and in a reproducible way.

Skontaktuj się z nami w celu uzyskania bezpłatnej konsultacji

RETSCH oferuje kompleksowe portfolio przyrządów do procesów recyklingu - od kontroli jakości i przygotowania próbek po innowacyjne metody mechanochemiczne. Niezależnie od tego, czy chodzi o wstępne mielenie, przesiewanie, granulowanie czy wykorzystanie młynów kulowych do zrównoważonych rozwiązań recyklingowych: Mamy odpowiednie instrumenty dla Twoich wymagań.
Nasza globalna sieć i eksperci są dostępni, aby zapewnić spersonalizowane porady. Skontaktuj się z nami i współpracuj z naszymi specjalistami, aby znaleźć najlepsze rozwiązanie dla Twojej aplikacji!