Wie Sensor

Laut dem Global E-Scrap Monitor 2020 der Vereinten Nationen wird der weltweite Elektroschrott bis 2030 74 Millionen Tonnen (Mt) erreichen und ist damit der am schnellsten wachsende Abfallstrom der Welt. Elektroschrott umfasst eine Vielzahl ausrangierter elektronischer Produkte, darunter Fernseher, PCs, Mobiltelefone, Haushaltsgeräte wie Waschmaschinen, Gefrierschränke, Staubsauger und sogar einige Kinderspielzeuge. Es enthält typischerweise eine komplexe Mischung von Materialien, von denen einige gefährlich sind und daher sorgfältig gehandhabt werden müssen. Darüber hinaus enthält Elektroschrott oft eine erhebliche Menge an wertvollen und knappen Rohstoffen wie Edelstahl, Aluminium, Gold, Silber, Kupfer, Messing, Indium und Platin.

Europa ist nach China sowie Nord- und Südamerika der drittgrößte Erzeuger von Elektroschrott und weist mit 42,5 % die höchste Sammel- und Recyclingquote auf. Es gibt zwei Richtlinien, die die Entsorgung von Elektroschrott in der EU regeln: die WEEE-Richtlinie (Waste from Electrical and Electronic Equipment) und die RoHS-Richtlinie (Restriction of Hazardous Substances), die beide im Jahr 2003 eingeführt wurden. Die WEEE-Richtlinie zielt darauf ab Tragen Sie zu einer nachhaltigen Produktion und einem nachhaltigen Verbrauch bei, indem Sie zunächst Elektroschrott vermeiden und dann die Wiederverwendung, das Recycling und die Rückgewinnung wertvoller Sekundärrohstoffe fördern. Die RoHS-Richtlinie legt für europäische Hersteller Beschränkungen hinsichtlich des Materialinhalts neuer elektronischer Geräte fest, die sie auf den Markt bringen, um Risiken für die menschliche Gesundheit und die Umwelt vorzubeugen. Für Elektroschrott bedeutet das die sichere Entfernung jeglicher Schadstoffe.

Vorzerkleinerung vor der sensorgestützten Sortierung

Das übergeordnete Ziel der E-Schrott-Verarbeiter besteht neben der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften in der kostengünstigen Rückgewinnung wertvoller Sekundärrohstoffe, die möglichst rein sind und andernfalls auf Deponien landen oder schlecht verarbeitet würden.

Die Behandlung von Elektroschrott kann je nach Materialart und eingesetzter Technologie sehr unterschiedlich sein. Einige Aufbereitungsanlagen nutzen groß angelegte Zerkleinerungstechnologien, während andere das Material manuell zerlegen, automatisiert oder in einigen Fällen eine Kombination aus beidem nutzen.

Die Zerkleinerung von Elektroschrott vor der Sortierung mit einer sensorbasierten Sortiertechnologie ist ein wesentlicher Schritt im Prozess. Durch Vorzerkleinerung, Hammermühlen oder Vertikalzerkleinerer können wertvolle Bauteile wie Leiterplatten (PCBs), Kabel und Wertmetalle zurückgewonnen sowie Batterien, Kondensatoren und andere Schadstoffe sicher entfernt werden.

Einsatz flexibler sensorbasierter Sortiertechnologie zur gezielten Ausrichtung verschiedener Materialien

Bei der Gestaltung einer Elektroschrott-Recyclinganlage gibt es keine allgemeingültige Lösung. Typischerweise umfasst eine Großanlage jedoch einen ersten Schritt der Vorzerkleinerung und der manuellen Entfernung gefährlicher Materialien wie Batterien und dergleichen - um Wertgegenstände wie große Leiterplatten zu pflücken. Anschließend erfolgt in der Regel ein zweiter Zerkleinerungsschritt, um das Material zu zerkleinern und für die weitere Sortierung geeignet zu machen. Ein Magnet entfernt den Eisenanteil und anschließend wird das Material gesiebt, um später im Prozess eine effizientere sensorbasierte Sortierung zu gewährleisten. Nach erfolgter Vorzerkleinerung gibt es verschiedene flexible sensorbasierte Sortierlösungen, die die Produktausbeute steigern, Materialfraktionen mit deutlich erhöhter Reinheit erzeugen und Gefahrstoffe erkennen können.

Aluminium im Visier: In einem typischen Anlagendesign wird ein Wirbelstromabscheider verwendet, um die Nichteisenmetalle zu entfernen, die aus einer Mischung aus Aluminium, Kupfer, Messing und PCBs (Zorba) bestehen. Sobald die Nichteisenmetalle entfernt wurden, kann eine X-TRACT-Einheit eingeführt werden, um eine äußerst genaue Trennung von hochreinem Aluminium von Schwermetallen zu erreichen. X-Tract nutzt Röntgentechnologie, um Materialien anhand ihrer Dichte zu erkennen. Die softwarebasierte Lösung kann eine erstklassige Umschmelzqualität für recyceltes Aluminium garantieren, indem sie Schwermetallverunreinigungen wie Magnesium ausscheidet.

Wertvolle schwere Nichteisenmetalle im Visier: Sobald der X-Tract das Aluminium von den Schwermetallen getrennt hat, kann die verbleibende Mischung aus schweren Nichteisenmetallen mit einer Combisense-Einheit weiter sortiert werden. Combisense sortiert verschiedene Metalle wie Kupfer, Messing, Graumetalle und PCBs nach Farbe und elektromagnetischen Eigenschaften. Indem das Material eine Reihe weiterer Sortierschritte mit der Combisense-Einheit durchläuft, ist es möglich, die Reinheit der verschiedenen Endprodukte aus schweren Nichteisenmetallen wie PCBs und Kupfer deutlich zu erhöhen. Der Metallgehalt, die Farbe, die Form und die Größe jedes vorbeikommenden Objekts werden identifiziert und die Zielfraktionen werden gewonnen.

Metalle aus Nichtmetallen herausfiltern: Nachdem das zugeführte Material einen Wirbelstromabscheider durchlaufen hat, besteht das abgeworfene Material aus Kunststoffen und anderen Nichtmetallen, umfasst aber auch Metalle, die nicht durch den Wirbelstromabscheider entfernt werden, wie z. B. Edelstahl, Kupferdrähte und Kunststoffverbindungen und Metalle sowie einige PCB-Teile. In diesem Stadium kann unsere Finder-Einheit, die elektromagnetische Felder zur Erkennung verschiedener Metalle nutzt, zur Rückgewinnung aller Metalle aus den Nichtmetallen eingesetzt werden. Dies minimiert den Verlust von Wertstoffen in den Kunststoffen und sichert auch später die Qualität der Kunststoff-Endprodukte. Die Finder-Einheit ist äußerst flexibel und kann je nach Zielfraktion des Kunden zur Unterscheidung zwischen Edelstahl- und Kupferdraht und zur Erzeugung einer sauberen Nichtmetallfraktion eingesetzt werden.Wertvolle Kunststoffe gezielt einsetzen: Die Sortierung und Verwertung von Kunststoffen aus Elektroschrott kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, je nachdem, welche Fraktionen benötigt werden und welche Mengen verarbeitet werden sollen. Mithilfe unterschiedlicher Sensorkombinationen können unterschiedliche Kunststoffe identifiziert und getrennt und das Material in wiederverwendbares Granulat umgewandelt werden. Elektroschrott enthält gefährliche Stoffe oder persistente organische Schadstoffe (POPs), wie z. B. bromierte Flammschutzmittel, die nicht wiederverwendet oder recycelt werden dürfen. Mit unserer X-Tract-Technologie können diese Materialien entfernt werden, und mit unserer Autosort NIR-Technologie können die verbleibenden sichtbaren Polymere im Bromgehalt von <1000 ppm entfernt werden. Anschließend können die nicht sichtbaren Polymere getrocknet und mittels NIR-Spektroskopie nach Polymertyp in einzelne Polymergruppen für den Weiterverkauf sortiert werden.Neueste Entwicklungen im Anlagendesign

Das oben beschriebene typische Design einer Elektroschrottanlage hat sich bewährt und ist weit verbreitet. In den letzten Jahren haben wir jedoch mit Kunden zusammengearbeitet, um einige neue und innovative alternative Anwendungen unserer Technologie einzuführen.

Beispielsweise haben wir kürzlich eine Combisense-Einheit installiert, die mithilfe eines visuellen Spektrometersensors sichtbares Kupfer entfernt, beispielsweise aus Drahtbündeln, die an Eisen oder kleinen Motoren befestigt sind. Wenn diese Lösung nach der magnetischen Trennung eingearbeitet wird, wird die Eisenfraktion viel sauberer und die Wahrscheinlichkeit, dass sie die Sichtprüfungen im Stahlwerk besteht, ist weitaus größer.

Anstatt zuerst einen Wirbelstromabscheider direkt nach dem Magneten zu verwenden, haben einige unserer Kunden unsere Finder-Einheit verwendet, um alle Metalle, einschließlich der Nichteisenmetalle wie Aluminium und Kupfer, zurückzugewinnen. Dies wird mithilfe eines Laser Object Detection (LOD)-Sensors in der Finder-Einheit erreicht. Das Hauptvolumen des Materials – die Kunststoffe – wird daher im Voraus entfernt, was bedeutet, dass weniger Material übrig bleibt, das die späteren Sortierschritte durchlaufen muss. Dadurch gehen nur sehr wenige Metalle verloren, die Aufwertung der Metalle ist viel einfacher und der Platzbedarf für die Ausrüstung ist geringer, da nur kleinere Sortiereinheiten benötigt werden.

Schließlich ist eine weitere Neuentwicklung, die von einigen Kunden umgesetzt wurde, das Sortieren von Leiterplatten, bevor sie in den Wirbelstromabscheider gelangen, entweder mithilfe unserer Combisense-Einheit, die Farb- und elektromagnetische Sensoren verwendet, oder unserer Autosort-Einheit, die Nahinfrarot-Technologie verwendet. Durch die Rückgewinnung der PCBs in nur einem Schritt in dieser Phase entfällt die Notwendigkeit, sie sowohl nach den Nichteisenmetallen als auch nach den Fraktionen Edelstahl und Kupfer zu sortieren. Dies erspart möglicherweise einen Sortierschritt und macht die letztgenannten Sortierschritte wiederum einfacher und effizienter. Eine stärkere Trennung von Elektroschrott ist für Verarbeiter ein Mittel, um eine stärkere Handelsposition auf dem Weltmarkt zu erlangen. Da sensorbasierte Sortierlösungen in verschiedenen Phasen des Prozesses integriert werden können, sind sie sehr flexibel und können für verschiedene wertvolle Monofraktionen eingesetzt werden. Heute nutzen viele unserer Kunden unsere Technologie, um Kupfer und andere Edelmetalle aufgrund ihres hohen Marktwerts gezielt anzugreifen.

Mit Blick auf die Zukunft gehen wir davon aus, dass immer mehr zukunftsorientierte Elektroschrottverarbeiter in flexible, sensorbasierte Sortiertechnologie investieren werden, um mehr Monofraktionen zu erzeugen, um der Nachfrage der Industrie gerecht zu werden. Dies wird sie in eine viel stärkere Position versetzen, Lagerbestände zu verlagern, ihren Kundenstamm zu vergrößern und letztendlich ihre Gewinnspannen zu erhöhen, da die zurückgewonnenen Monofraktionen zu viel höheren Preisen verkauft und oft vor Ort gehandelt werden können, was dazu beiträgt, den Kreislauf beim Metallrecycling zu schließen .