Pyörrevirtaerotteluun sopivat kierrätysmateriaalit
Peura, Samu (2020)
Kandidaatintyö
2020
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020062946160
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020062946160
Tiivistelmä
Tämän kandidaatintyön tavoitteena on tunnistaa pyörrevirtaerotteluun sopivia kierrätysmateriaaleja. Työ toteutetaan kirjallisuuskatsauksena uusimpien tieteellisten tutkimusten pohjalta. Pyörrevirtaerotin on kierrätysteollisuudessa käytetty laite, jonka avulla on tarkoitus erottaa ei-ferromagneettiset metallit pois muusta materiaalivirrasta. Kandidaatintyön tavoitteena on myös tunnistaa erotustehokkuuteen vaikuttavat tekijät. Työn taustalla on LUT-yliopiston Kuitukomposiittilaboratorion mahdollinen pyörrevirtaerottimen investointi. Työhön on sisällytetty myös haastattelu, jossa haastatellaan kyseisen laboratorion professori Timo Kärkeä ja tutkijatohtori Ville Lahtelaa.
Työssä tunnistetaan pyörrevirtaerottimen erotustehokkuuteen vaikuttavia tekijöitä, joita ovat partikkelin ominaisuudet, laitteiston ominaisuudet ja parametrit. Johtamattomilla partikkeleilla eniten erotustehokkuuteen vaikuttavat partikkelin koko ja muoto. Johtavilla partikkeleilla näiden lisäksi vaikuttaa sähkönjohtavuuden ja tiheyden suhde. Pyörrevirtaerottimia on saatavilla erilaisilla magneettiroottoreille, joissa magneettiroottorin säde, magneettinapaparien määrä ja tyyppi vaihtelevat. Pyörrevirtaerottimen ominaisuudet tulee valita syötemateriaalin perusteella. Laitteiston parametrejä muuttamalla voidaan vaikutta erotustehokkuuteen. Materiaalin syöttönopeuden kasvatus heikentää erotustehokkuutta ja magneettikentän pyörimisnopeuden kasvatus parantaa sitä. Erotustehokkuus on siis riippuvainen monen eri tekijän yhteisvaikutuksesta.
Pyörrevirtaerotin soveltuu käyttötarkoitukseltaan esimerkiksi alumiinitölkkien erotteluun lasista, ei-ferromagneettisten metallien erottamiseen rakennusjätteestä ja pohjatuhkasta. Saatavilla olevien tutkimusten perusteella pyörrevirtaerotin soveltuu myös murskatun SER-jätteen erotteluun. Parhaiten ei-ferromagneettista metalleista erottuu alumiini, sen korkean sähkönjohtavuuden ja tiheyden suhteen ansiosta. The aim of this bachelor’s thesis is to identify recycled materials suitable for eddy current separation. The thesis is carried out as a literature review based on the latest scientific research. An eddy current separator is used in the recycling industry to separate non-ferromagnetic metals from other material flows. The aim of the this thesis is also to identify the factors influencing the separation efficiency. The thesis is based on the possible investment of an eddy current separator in the Fiber Composite Laboratory of LUT University. The thesis also includes an interview with Professor Timo Kärki and Postdoctoral Researcher Ville Lahtela.
The bachelor’s thesis identifies the factors influencing the separation efficiency of the eddy current separator, which are the properties of the particle, the properties and parameters of the separator. The separation efficiency of non-conductive particles is most affected by the size and shape of the particles. In addition to these, conductive particles are affected by the ratio of electrical conductivity to density. Eddy current separators are available with different types of magnetic rotors, where the radius of the magnetic rotor, the number and type of magnetic pole pairs vary. The characteristics of the eddy current separator should be selected based on the material to be separated. By changing the parameters of the separator, the separation efficiency can be affected. Increasing the feed rate of the material reduces the separation efficiency and increasing the rotational speed of the magnetic field improves it. The separation efficiency thus depends on the combined effect of many different factors.
The eddy current separator is suitable for example, for separating aluminum cans from glass, for separating non-ferromagnetic metals from construction waste and bottom ash. Based on the available studies, the eddy current separator is also suitable for the separation of crushed electronic waste. Aluminum stands out best from non-ferromagnetic metals, due to its high electrical conductivity and density ratio.
Työssä tunnistetaan pyörrevirtaerottimen erotustehokkuuteen vaikuttavia tekijöitä, joita ovat partikkelin ominaisuudet, laitteiston ominaisuudet ja parametrit. Johtamattomilla partikkeleilla eniten erotustehokkuuteen vaikuttavat partikkelin koko ja muoto. Johtavilla partikkeleilla näiden lisäksi vaikuttaa sähkönjohtavuuden ja tiheyden suhde. Pyörrevirtaerottimia on saatavilla erilaisilla magneettiroottoreille, joissa magneettiroottorin säde, magneettinapaparien määrä ja tyyppi vaihtelevat. Pyörrevirtaerottimen ominaisuudet tulee valita syötemateriaalin perusteella. Laitteiston parametrejä muuttamalla voidaan vaikutta erotustehokkuuteen. Materiaalin syöttönopeuden kasvatus heikentää erotustehokkuutta ja magneettikentän pyörimisnopeuden kasvatus parantaa sitä. Erotustehokkuus on siis riippuvainen monen eri tekijän yhteisvaikutuksesta.
Pyörrevirtaerotin soveltuu käyttötarkoitukseltaan esimerkiksi alumiinitölkkien erotteluun lasista, ei-ferromagneettisten metallien erottamiseen rakennusjätteestä ja pohjatuhkasta. Saatavilla olevien tutkimusten perusteella pyörrevirtaerotin soveltuu myös murskatun SER-jätteen erotteluun. Parhaiten ei-ferromagneettista metalleista erottuu alumiini, sen korkean sähkönjohtavuuden ja tiheyden suhteen ansiosta.
The bachelor’s thesis identifies the factors influencing the separation efficiency of the eddy current separator, which are the properties of the particle, the properties and parameters of the separator. The separation efficiency of non-conductive particles is most affected by the size and shape of the particles. In addition to these, conductive particles are affected by the ratio of electrical conductivity to density. Eddy current separators are available with different types of magnetic rotors, where the radius of the magnetic rotor, the number and type of magnetic pole pairs vary. The characteristics of the eddy current separator should be selected based on the material to be separated. By changing the parameters of the separator, the separation efficiency can be affected. Increasing the feed rate of the material reduces the separation efficiency and increasing the rotational speed of the magnetic field improves it. The separation efficiency thus depends on the combined effect of many different factors.
The eddy current separator is suitable for example, for separating aluminum cans from glass, for separating non-ferromagnetic metals from construction waste and bottom ash. Based on the available studies, the eddy current separator is also suitable for the separation of crushed electronic waste. Aluminum stands out best from non-ferromagnetic metals, due to its high electrical conductivity and density ratio.