Metallit ovat arvokkaita materiaaleja ja niiden ominaisuudet kestävät hyvin kierrätystä. Niiden kaivaminen ja prosessointi kuluttaa huomattavia määriä energiaa verrattuna kierrätykseen. Vaikka metallit soveltuvatkin erinomaisesti kierrätettäviksi, on niidenkin materiaalikierrossa parannettavaa. (Smith ym. 2019, 149-150.)
Metallien erotuslaitteisto ja pelletöintilinjasto
LAB ammattikorkeakoulun Lahden kampukselle hankittiin RAPA-hankkeessa (EAKR, Päijät-Hämeen liitto) laboratoriomittakaavan metallien erotuslaitteisto sekä pelletöintilinjasto. Uudet hankinnat mahdollistavat esimerkiksi raaka-ainevirtojen tutkimuksen materiaalihyötykäytön edistämiseksi. (Puhakka 2022). Mastermag Laboratory ECS30 laitteisto (kuva 1) koostuu tärysyöttimestä, rumpumagneetista ja pyörrevirtaerottimesta (ECS – Eddy current separator).
Tärysyöttimellä pyritään levittämään laitteelle syötettävä materiaalivirta tasaiseksi matoksi ennen rumpumagneettia, sillä materiaalin kerrostuminen saattaa häiritä erotteluprosessia. Tärysyöttimeltä materiaalivirta putoaa pyörivälle rumpumagneetille, joka tarttuu kiinni rautapohjaisiin metalleihin ja ohjaa ne erilleen muun virtauksen jatkaessa kohti pyörrevirtaerotinta. Pyörrevirtaerottelu perustuu pyörivän magneetin nopeasti vaihtuviin plus- ja miinusnapoihin. Eroteltaviin kappaleisiin kohdistuu sähkömagneettisen induktion seurauksena hylkivä voima. Tämä voima yhdessä hihnan liikkeen aiheuttaman keskipakoisvoiman kanssa lennättää pyörrevirran magnetisoimat kappaleet säädettävän jakolevyn yli muiden kappaleiden pudotessa keräysastiaan levyn edestä. Erotustekniikkana pyörrevirtaerottelu on edulliseen hintaansa nähden tehokas (Lahtela & Kärki 2018, 40).
Materiaalivirta jaetaan kahteen osaan säädettävällä jakolevyllä. Roottorin hylkivä voima yhdessä keskipakoisvoiman kanssa lennättää pyörrevirran magnetisoimat kappaleet jakolevyn yli muiden kappaleiden pudotessa keräysastiaan levyn edestä (Lahtela & Kärki 2018, 40). Jakolevyä säätämällä voidaan vaikuttaa erotteluun säätämällä etäisyyttä, joka roottorin hylkimien kappaleiden tulee ylittää kulkeutuakseen talteen otettavaan metallijakeeseen.
Metallinerottimella on useita käyttökohteita
LABin metallinerotinta voidaan hyödyntää monipuolisesti eri käyttötarkoituksiin. Magneettirumpu erottaa raudan tehokkaasti ja pyörrevirtaerotin kerää varsinkin alumiinin ja kuparin, mutta myös esimerkiksi sinkkiä, titaania, pronssia, messinkiä ja magnesiumia. Mitä tasakokoisempaa eroteltava materiaali on, sitä tarkemmin erottelutulos saadaan säädöillä optimoitua. Pyörrevirtamoottorin ja kuljetushihnan nopeutta sekä jakolevyn etäisyyttä säätämällä päästään käsiksi hyvinkin monipuolisiin virtoihin.
Käyttökohteet voivat olla joko arvokkaiden metallijakeiden talteenotossa jätevirroista tai muille prosesseille haitallisten metallien poistamisessa. Yleisimpiä käyttökohteita ovat autojen murskauksen, yhdyskuntajätteen, valimohiekan, rakennus- ja purkujätteen sekä voimalaitostuhkan kaltaiset jätevirrat. Toisaalta laitteella voidaan puhdistaa metalleista esimerkiksi muovin kierrätykseen meneviä virtoja tai piirilevyjä murskattujen puhelimien kuorista. (Grisier, 2001; Lahtela & Kärki 2018, 40; Li ym. 2017, 1316-1317) Tutkimusvaihtoehtoja ei tietenkään kannata rajata vain aiemmin keksittyihin sovelluksiin Laitetta voi hyvin kokeilla myös uusin materiaalivirtoihin, joista metalleja olisi mahdollisesti saatavilla. Metallinerotin sekä pelletöintilaitteisto ovat jatkossa myös yritysten käytettävissä, ja ne löytyvät LABin kiertotalouslaboratorion palveluvalikoimasta.
Kirjoittaja
Ville Puhakka on kiertotalouden TKI-asiantuntija ja RAPA – Rakennus- ja purkujätteen vähähiiliset tuotteet -hankkeen projektipäällikkö.
Lähteet
Grisier, R. 2001. Magnetic Equipment Guide — Eddy Current Separators. Recycling today. Viitattu 29.9.2022. Saatavilla https://www.recyclingtoday.com/article/magnetic-equipment-guide—-eddy-current-separators/
Lahtela, V. & Kärki, T. 2018. Mechanical Sorting Processing of Waste Material Before Composite Manufacturing – A Review. Journal of Engineering Science and Technology Review. Vol. 11 (6), 35 – 46. Viitattu 29.9.2022. Saatavilla doi:10.25103/jestr.116.06
Li, J., Jiang, Y. & Xu, Z. 2017. Journal of Cleaner Production. Vol. 141, 1316-1323. Viitattu 29.9.2022. Saatavilla https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.09.144
Puhakka, V. 2022. Rakennus- ja purkujätteen lajittelussa syntyvästä mujusta tehtiin pilot-tuotteita koekäyttöön. LAB Pro. Viitattu 29.9.2022. Saatavilla https://www.labopen.fi/lab-pro/rakennus-ja-purkujatteen-lajittelussa-syntyvasta-mujusta-tehtiin-pilot-tuotteita-koekayttoon/
Smith, Y., Nagel, J. & Rajamani, R. 2019. Eddy current separation for recovery of non-ferrous metallic particles: A comprehensive review. Minerals Engineering. Vol. 133, 149-159. Viitattu 29.9.2022. Saatavilla https://doi.org/10.1016/j.mineng.2018.12.025
