2.1.4. Электродинамическая сепарация

Электродинамическая сепарация - комбинированный про­цесс магнитного обогащения, основанный на использовании различий в магнитной восприимчивости обогащаемых мате­риалов (извлечение ферромагнитных компонентов) или в их электрической проводимости (извлечение диа- и парамагнит­ных компонентов).

Основная область применения электродинамической сепа­рации - извлечение из потока твердых отходов цветных металлов, а также разделение цветных металлов по видам. Преимущественная крупность извлекаемых компонентов +40 (+50) мм.

Содержащиеся в ТБО цветные металлы являются одним из основных ценных компонентов. Цветной металлолом в ТБО в основном представлен различными видами отслужившей упаковки и посуды из алюминия (банки из-под напитков, бал­лончики, тюбики, тарелки, ложки, вилки, кастрюли, крышки и пр.), значительно реже - сантехническими изделиями из сплавов не медной основе (бронзы, латуни). Содержание цвет­ных металлов в ТБО - на уровне 0,7%.

По физическим свойствам цветные металлы относятся к неферромагнитным электропроводным веществам, поэтому при изменении пронизывающего их магнитного потока в них возникают вихревые токи, которые являются индукционными и возрастают с увеличением скорости изменения магнитного потока. В отличие от электрического тока в проводах вихре­вые токи замыкаются непосредственно в проводящей массе, образуя вихреобразные контуры. Эффектом взаимодействия контуров тока с породившим их магнитным потоком являет­ся выталкивание неферромагнитных металлов из магнитного поля (из зоны сепарации). В процессе электродинамической сепарации, таким образом, используется силовое взаимодей­ствие магнитного поля и индуцированных в проводниках ви­хревых токов.

Для извлечения из ТБО цветных металлов чаще всего ис­пользуется электродинамическая сепарация в бегущем или вращающемся магнитном поле, которое, подобно вращающе­муся магнитному полю асинхронной машины, может созда­ваться обмоткой трехфазного тока (линейные асинхронные двигатели ЛД) или при относительном перемещении барабана (ленты) и многополюсной магнитной системы.

Технология электродинамической сепарации ТБО относи­тельно проста. Факторы, влияющие на этот процесс при использовании сепаратора любого типа, условно можно раз­делить на две группы: влияющие на воздействие магнитного поля на цветной металл в зоне сепарации (выталкивающая электродинамическая сила, время сепарации) и обеспечиваю­щие оптимальную подготовку потока ТБО к электродинами­ческой сепарации (предварительное удаление легкой фракции и черных металлов, скорость и равномерность подачи мате­риала в зону сепарации и пр.).

Известно несколько путей достижения в процессе электро­динамической сепарации максимального эффекта от взаимо­действия магнитного поля и индуцированного в проводнике вихревого тока, обеспечивающего возникновение максималь­но возможной электродинамической силы, действующей на цветной металл.

1.Конструктивное оформление сепаратора (подача разде­ляемого материала в

зону максимально интенсивных участков бегущего магнитного поля).

2. Предварительная ориентация частиц в магнитном поле. В процессе электродинамической сепарации эффективность обработки материала снижается из-за произвольной ориен­тации частиц различной формы, вследствие чего некоторые электропроводные частицы в момент входа в зону сепарации оказываются развернутыми поперек магнитных силовых ли­ний. Вихревые токи таких частиц значительно меньше, чем ча­стиц, развернутых вдоль магнитных силовых линий, так как площади частиц, пронизываемые магнитным потоком, увели­чиваются. В результате предварительной ориентации электро­проводных частиц эффективность сепарации значительно по­вышается. Предварительная ориентация частиц в магнитном поле может быть достигнута, например, с помощью установ­ки дополнительного электромагнита, полюсы которого рас­положены над полюсами основного магнита.

3. Работа электродинамического сепаратора в импульсном режиме. Выталкивающая сила, действую­щая на металл и способствующая его удалению из потока транспортируемого материала, может быть существенно уве­личена при импульсной подаче тока в обмотку линейного дви­гателя - путем включения индуктора в момент нахождения ме­талла в зоне его действия (импульсный режим работы).

Импульсный режим работы электродинамического сепара­тора в промышленных условиях обеспечивается его автомати­ческим включением на 1-2 секунды с помощью металлоискате-ля в момент попадания цветного металла в зону бегущего маг­нитного поля. Применение металлоискателя, устанавливаемо­го для обнаружения металлов в отходах, транспортируемых конвейерной лентой, перед сепаратором допустимо при со­держании цветных металлов в ТБО до 1,5% (металл в потоке встречается периодически).

Комбинация металлоискателя и электродинамического се­паратора создает наиболее экономичные условия работы ин­дуктора (минимизация расхода энергии) и обеспечивает мак­симальную эффективность его работы как сортирующего уст­ройства (импульсная подача тока в обмотку ЛД) при обога­щении ТБО. Кроме того, как показала практика, при импульс­ном режиме работы сепаратора поверхность индуктора почти не нагревается (в отличие от постоянного режима, когда по­верхность индуктора нагревается до 100° уже за 12-13 минут работы, что затрудняет его дальнейшую эксплуатацию по чи­сто технологическим причинам).