پیچ‌های لرزان در صنعت بازیافت: جداسازی مواد ترکیبی

چگونه الک‌های لرزانی جداسازی دقیق مبتنی بر اندازه را ممکن می‌سازند

الک‌های لرزانی با استفاده از حرکت ارتعاشی کنترل‌شده، جداسازی دقیق مبتنی بر اندازه ذرات را در عملیات بازیافت فراهم می‌کنند. این فناوری مواد را بر اساس اندازه ذرات لایه‌بندی می‌کند و بازیابی کارآمد منابع ارزشمند از جریان‌های پیچیده پسماند را ممکن می‌سازد.

مکانیک ارتعاش و اصول لایه‌بندی ذرات

هسته اصلی این سیستم شامل وزنه‌های بی‌اصل مرکز یا دستگاه‌های الکترومغناطیسی است که ارتعاشات کنترل‌شده ایجاد می‌کنند. هنگامی که مواد وارد سطح الک می‌شوند، این ارتعاشات باعث می‌شوند ذرات به صورت طبیعی از یکدیگر جدا شوند. قطعات کوچک‌تر از فاصله بین تکه‌های بزرگ‌تر عبور کرده و پایین می‌افتند، در حالی که تکه‌های بزرگ‌تر تمایل دارند به سمت محل خروج از دستگاه حرکت کنند. تمام این فرآیند به این دلیل کار می‌کند که ذرات با اندازه‌های مختلف بر اساس شکل، وزن و میزان اصطکاک آنها با یکدیگر رفتار متفاوتی دارند. با توجه به مشاهدات انجام‌شده در عملیات مدیریت پسماند، بیشتر سیستم‌ها با ارتعاشاتی در حدود ۳ تا ۵ میلی‌متر شدت بهترین عملکرد را دارند. برای کاربردهای معمولی جداسازی زباله، این نوع سیستم می‌تواند مواد را با دقتی بیش از ۹۰٪ دسته‌بندی کند، به شرطی که تمام تنظیمات به درستی انجام شده باشند.

اندازه مش، فرکانس و دامنه: تنظیم الک لرزان برای مواد اولیه بازیافت

اپراتورها سه پارامتر کلیدی را برای جریان‌های خاص بازیافت تنظیم می‌کنند:

• انتخاب مش : حداقل اندازه ذرات قابل جداسازی را مشخص می‌کند (به عنوان مثال، مش 10 میلی‌متری برای تکه‌های PET در مقابل مش 50 میلی‌متری برای ضایعات ساختمانی و تخریب)
• تنظیم فرکانس : فرکانس‌های بالاتر (15 تا 25 هرتز) جداسازی مواد ریز را بهبود می‌بخشند؛ فرکانس‌های پایین‌تر (10 تا 15 هرتز) یکپارچگی آگرگات را حفظ می‌کنند
• کنترل دامنه : افزایش طول حرکت (Stroke Length) عملکرد دستگاه را در پردازش مواد سنگین مانند فلزات بهبود می‌بخشد، اما باید با دقت متعادل شود تا از انتقال مواد ریز در فرآیند پردازش مواد آلی جلوگیری شود

مراکز بازیافت گزارش می‌دهند که هنگام همگام‌سازی این پارامترها با تحلیل ترکیب ورودی، 30 درصد کمترین آلودگی در مراحل بعدی رخ می‌دهد. در جریان‌های پلاستیکی ترکیبی، ترکیب فرکانس 20 هرتز با مش‌های تدریجی صفحه، خلوصی 40 درصدی بیشتری نسبت به پیکربندی‌های تک‌صفحه‌ای ایجاد می‌کند.

کاربردهای الک نوسانی در جریان‌های کلیدی بازیافت

بازیافت تک‌جریانه و ضایعات ساختمانی و تخریب (C&D)

پرهنهای لرزان به‌طور قابل توجهی بازدهی عملیات بازیافت تک‌جریانه را افزایش می‌دهند، جایی که مواد مختلفی مانند بطری‌های پلاستیکی، قوطی‌های فلزی و محصولات کاغذی همه با هم مخلوط می‌شوند. حرکت سریع لرزشی باعث جدا شدن اشیاء با اندازه‌های مختلف می‌شود، به‌گونه‌ای که کارگران نیازی به دسته‌بندی دستی تمام این مواد ندارند. هنگامی که با پسماندهای ساخت‌وساز و تخریب مملو از تکه‌های بتن، تراشه‌های چوب و فلزات فرسوده سروکار داریم، این ماشین‌ها به خوبی مواد قابل استفاده مانند سنگ‌دانه‌ها را از مجموعه زباله جدا می‌کنند. بیشتر سیستم‌های مدرن دارای تنظیمات قابل تنظیم هستند که می‌توانند مواد تخریبی بزرگ‌تر را بدون ایجاد گرفتگی پردازش کنند و طبق گفته مدیران مجتمع‌هایی که با آن‌ها صحبت کرده‌ام، این امر حدود ۴۰ درصد از کار دستی می‌کاهد. برخی تأسیسات بیش از ۵۰ تن در ساعت را بخاطر این فناوری پردازش می‌کنند. متولیان محل‌های دفن زباله این اعداد را بسیار مطلوب می‌دانند، چرا که تأسیساتی که از پرهن‌های لرزان با کیفیت خوب استفاده می‌کنند، معمولاً حدود ۳۰ درصد بیشتر از بتن و فلز نسبت به روش‌های قدیمی بازیابی می‌کنند. این موضوع منطقی است که چرا امروزه تعداد زیادی از مراکز بازیافت تجهیزات الک کردن خود را ارتقا می‌دهند.

عملکرد ویژه مواد: پلاستیک‌ها، فلزات، کاغذ و مواد آلی

تنظیم الک‌های ویبره‌ای برای مواد خاص، عملکرد بهینه آنها را در عملیات بازیافت مختلف به ارمغان می‌آورد. هنگام کار با پلاستیک‌ها، ارتعاشات سریع به جداسازی تکه‌های PET از ناخالصی‌های PVC کمک می‌کند و در عین حال از تجمع بیش از حد بار الکترواستاتیکی جلوگیری می‌کند. فرآیند بازیابی فلزات بسیار شدید است و لرزش‌های قوی باعث جدا شدن ذرات سنگین آهنی از نوارهای نقاله در حال حرکت می‌شود که معمولاً منجر به خروجی‌هایی با خلوص بالا می‌گردد. بازیافت کاغذ با تنظیمات ملایم‌تر بهتر انجام می‌شود؛ به گونه‌ای که الیاف حفظ شده و عوامل مزاحم مانند سنجاق‌های دفتری و بقایای پلاستیکی حذف می‌شوند. برای ضایعات آلی، طراحی‌های خاص الک امکان جداسازی مواد قابل کمپوست از مواد غیرقابل کمپوست را فراهم می‌کند و به حفظ مواد مغذی مناسب در محصول نهایی کمک می‌کند. تنظیم عواملی مانند اندازه مش‌ها، زوایای ارتعاش و سطح نیرو، تفاوت چشمگیری در پردازش مواد مختلف ایجاد می‌کند. اکثر واحدها پس از تنظیم صحیح این پارامترها برای جریان خاص خود، دقت حدود ۹۰ درصدی را گزارش می‌دهند.

به‌حداکثر رساندن کارایی غربالگری: کاهش پدیده‌های بسته شدن، گرفتگی و انتقال متقاطع

علل و راه‌حل‌های بسته شدن صفحه غربال در قراضه ناهمگن

بسته شدن صفحه غربال زمانی رخ می‌دهد که ذرات با اندازه نزدیک به اندازه سوراخ‌ها (0.8 تا 1.2 برابر اندازه دهانه) در داخل بازشوها قرار گرفته و منجر به کاهش 30 تا 50 درصدی سطح موثر غربالگری در جریان‌های بازیافت می‌شود. رطوبت در قراضه‌های ناهمگن این پدیده را تشدید کرده و باعث می‌شود ذرات ریز به سطوح بچسبند. مهم‌ترین راه‌حل‌ها شامل:

• تنظیم ارتعاش : افزایش حرکت یا سرعت، الگوی حرکت را تغییر می‌دهد تا مواد گیرکرده آزاد شوند
• تجهیزات ضد بسته شدن : سینی‌های توپ‌های لاستیکی در حین کار به صفحه ضربه می‌زنند؛ میله‌های پاشش (2 تا 4 لیتر بر دقیقه به ازای هر متر عرض) از چسبیدن ذرات جلوگیری می‌کنند
• رسانه پیشرفته : صفحات پلی‌اورتان خودتمیزکننده با هندسه بهینه‌شده دهانه، موارد بروز این پدیده را تا 40٪ کاهش می‌دهند

تنش مناسب رسانه‌های صفحه، انعطاف‌پذیری و نوسان را بهبود می‌بخشد، همان‌طور که کاهش ۳۰ درصدی در پدیده انسداد در یک کارخانه آگرگات نشان داده شده است [مجله فناوری معادن، ۲۰۲۲]. این تنظیمات عملکرد پایدار و یکنواخت را برای الک‌های ویبره‌ای که ترکیبات پیچیده ضایعات را پردازش می‌کنند، تضمین می‌کنند.

مزایای مشهود کسب‌وکار و پایداری الک‌های ویبره‌ای

استفاده از الک‌های لرزانی صرفه‌جویی واقعی و مزایای زیست‌محیطی را برای واحدهای بازیافت در سطح گسترده به همراه می‌آورد. هنگامی که این دستگاه‌ها مواد متعددی را که با هم مخلوط شده‌اند، جداسازی می‌کنند، در واقع خلوص مواد بازیافتی را حدود ۱۵ تا ۳۰ درصد افزایش می‌دهند. این امر به معنای قیمت‌های بالاتر در فروش مواد و کاهش هزینه‌های مربوط به دفع مواد در محل‌های دفن زباله است. بسیاری از واحدها شاهد کاهش ۲۰ تا ۴۰ درصدی هزینه‌های فرآوری خود بوده‌اند، صرفاً به این دلیل که نیاز به دست‌اندرکاران برای جداسازی دستی کمتر شده و تجهیزات کمتر فرسوده می‌شوند. از دیدگاه زیست‌محیطی نیز نتایج قابل توجه است. اکثر واحدها موفق می‌شوند بیش از ۹۵ درصد از پسماندهای فرآوری شده خود را هر سال از محل‌های دفن زباله دور نگه دارند. به این عدد فکر کنید: معادل صرفه‌جویی در حدود ۱٫۲ میلیون بشکه نفت از نظر منابع به‌طور سالانه در هر واحد. بهتر از آن، مدل‌های جدیدتر و کارآمدتر از نظر مصرف انرژی، مصرف برق را در مقایسه با روش‌های قدیمی جداسازی، حدود یک چهارم کاهش می‌دهند که به طور طبیعی منجر به کاهش انتشار کربن می‌شود. در مجموع، اکثر شرکت‌ها سرمایه‌گذاری خود را در بازه‌ای بین شش ماه تا یک و نیم سال به دست می‌آورند و علاوه بر این، در اجرای ابتکارات سبز خود نیز عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهند.

سوالات متداول

غربال‌های لرزانی در بازیافت برای چه کاری استفاده می‌شوند؟

غربال‌های لرزانی برای جداسازی دقیق مواد بر اساس اندازه در عملیات بازیافت به کار می‌روند. این گربال‌ها با استفاده از حرکت لرزشی کنترل‌شده، مواد را بر اساس اندازه ذرات لایه‌بندی می‌کنند و بازیابی کارآمد منابع ارزشمنه از جریان‌های پیچیده پسماند را ممکن می‌سازند.

غربال‌های لرزانی چگونه مواد را از یکدیگر جدا می‌کنند؟

غربال‌های لرزانی مواد را از طریق ارتعاشات کنترل‌شده جدا می‌کنند که باعث می‌شود ذرات به طور طبیعی بر اساس اندازه، شکل و وزن از یکدیگر جدا شوند. ذرات کوچک‌تر از شکاف‌ها عبور می‌کنند، در حالی که ذرات بزرگ‌تر به سمت نقطه تخلیه حرکت می‌کنند.

چه پارامترهایی در تنظیم گربال‌های لرزانی مهم هستند؟

پارامترهای کلیدی شامل انتخاب مش، تنظیم فرکانس و کنترل دامنه هستند. مش اندازه ذرات را تعیین می‌کند، فرکانس بر کارایی جداسازی تأثیر می‌گذارد و دامنه بر میزان عبور و دسته‌بندی مواد تأثیر دارد.

استفاده از گربال‌های لرزانی در مراکز بازیافت چه مزایایی دارد؟

پرهنهای لرزاننده با کاهش میزان مواد زائد و مصرف انرژی، خلوص مواد را افزایش می‌دهند، هزینه‌های فرآوری را کاهش می‌دهند، نرخ بازیابی را بهبود می‌بخشند و به پایداری محیط زیست کمک می‌کنند.