Filtracja Dodatkowa Aluminium Miedź Procesy: Kompleksowy Przegląd
- Szczegóły
Zapotrzebowanie na metale stale rośnie podczas gdy zasoby surowców w złożach z roku na rok się kurczą. Wobec czego recykling metali niesie ze sobą liczne korzyści zarówno ekonomiczne, gospodarcze, jak i ekologiczne.
Technologia Recyklingu Metali Nieżelaznych
Metale nieżelazne inaczej metale kolorowe, to surowce inne niż żelazo i stopy metali, które go nie zawierają. Do metali nieżelaznych zalicza się m.in.: miedź, aluminium, ołów, cynę, cynk, a także mosiądz czy brąz. Metale kolorowe, tak samo jak metale szlachetne z powodzeniem można poddać niemal bezstratnemu recyklingowi. Wystarczy metalowe produkty i elementy oddać na skup np. skup cyny.
Technologia recyklingu metali nieżelaznych także uzależniona jest od rodzaju metalu. W przypadku aluminium po wstępnej obróbce, rozdrobnieniu i oczyszczeniu dokonuje się wypalania w specjalnych piecach i topnienia w indukcyjnym piecu tyglowym lub wannowym, a następnie filtracji i odlewania. Zwykłą miedź przetapia się (najczęściej w sztabki), a miedź, która była elementem produktów motoryzacyjnych, poddaje się rafinacji elektrolitycznej.
Dlaczego Recykling Metali Jest Ważny?
Recykling metali kolorowych, szlachetnych jest ważny nie tylko z uwagi na wspomniane wyczerpywanie się naturalnych nieodnawialnych złóż metali, ale także ze względu na obecny stan środowiska.
Składowiska śmieci są przepełnione, ponadto wiele osób posiada w swoim domu lub w firmie zalegający złom, który może zawierać elementy trujące i niebezpieczne. Recykling metali pozwala więc zredukować ilość złomu i śmieci.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Ponowne wykorzystanie metali przyczynia się do zmniejszenia eksploatacji naturalnych zasobów, ogranicza emisję szkodliwych substancji oraz redukuje ilość odpadów trafiających na składowiska.
Proces recyklingu metali można wielokrotnie wykonywać bez strat jakości surowców. Co więcej, recykling to także dodatkowa korzyść materialna.
Usuwanie Metali Ciężkich z Wody
Usuwanie metali ciężkich z wody obejmuje technologie stosunkowo proste i łatwo dostępne. W warunkach domowych najlepiej sprawdza się adsorpcja na węglu aktywnym lub dedykowanych jonitach, a także filtracja membranowa w postaci odwróconej osmozy. W zależności od przyjętych kryteriów, obejmuje zazwyczaj szereg metali i półmetali charakteryzujących się dużą gęstością.
W ciągu kilku ostatnich dekad, na skutek masowej działalności człowieka równowaga geochemiczna i biochemiczna metali ciężkich drastycznie się zmienia. Stężenie tych pierwiastków w lokalnych ekosystemach rośnie bowiem wykładniczo do wielkości populacji ludzkiej oraz związanego z nią rozwoju działalności rolnej i postępującej industrializacji.
W wyniku zanieczyszczenia spowodowanego przez ścieki przemysłowe, w wodzie coraz częściej pojawia się arsen. Źródłem ołowiu, oprócz ścieków przemysłowych, bywają z kolei związki tego metalu wymywane z gruntu oraz korozja rur ołowianych i zbiorników pokrytych farbami z ołowiem. Z ocynkowanych rur, spawów i niektórych metalowych elementów uzbrojenia przewodów - do wody może przedostawać się kadm. Źródłem miedzi są ścieki z zakładów metalurgicznych i maszynowych, a także miedziane przewody wodociągowe mające kontakt z wodą o właściwościach korozyjnych. Nikiel przenika do wody z armatury wodociągowej oraz ze ścieków powstających w galwanizerniach. Źródłem rtęci bywają z kolei m.in.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
Zmiany klimatyczne oraz postępująca na szeroką skalę industrializacja zwiększają ryzyko związane z toksycznymi zanieczyszczeniami wody pitnej. Zagrożenia płynące z takiego stanu rzeczy można na szczęście skutecznie eliminować. Na rynku dostępne są bowiem różne metody usuwania metali ciężkich z wody, w tym skuteczne systemy uzdatniania przeznaczone do pracy w warunkach domowych.
Usuwanie metali ciężkich z wody odbywa się w relatywnie prosty sposób. Węgiel aktywny usuwa metale ciężkie z wody, ale to nie wszystko. Filtry węglowe skutecznie redukują zanieczyszczenia nieorganiczne i organiczne, a dodatkowo poprawiają parametry organoleptyczne wody (tj.
Do usuwania tego pierwiastka najlepsze są odżelaziacze wody, które dobiera się na podstawie indywidualnych potrzeb danego gospodarstwa domowego oraz pod kątem fizykochemicznych parametrów wody.
Membrana osmotyczna usuwa zanieczyszczenia z dokładnością do pojedynczych jonów o średnicy 0,001-0,01 µm, co czyni ją najdokładniejszą metodą uzdatniania wody. Inne systemy filtracyjne (tj. ultrafiltracja) zatrzymują tylko większe cząsteczki o wielkości około 1-1000µm.
Stosunkowo trudne jest usuwanie z wody arsenu. W tym przypadku specjaliści zalecają współstrącanie tego metalu z żelazem, jeśli oczywiście występuje ono w wodzie w wystarczającym stężeniu.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
Do usuwania metali ciężkich z wody sprawdzi się zarówno filtr kuchenny, jak i centralna stacja uzdatniania wody. Chcąc do minimum ograniczyć ryzyko narażenia na metale ciężkie w wodzie pitnej, warto zainstalować dobrej jakości filtry kuchenne. W tym kontekście najlepiej sprawdzi się połączenie węgla aktywnego z membraną osmotyczną, które wyeliminuje do 99 proc. zanieczyszczeń. W celu zachowania pełnej higieny procesu uzdatniania wody, warto rozważyć zakup systemu odwróconej osmozy Atlas Filtri OASIS Sanic z antybakteryjną powłoką Microban®.
Kiedy podłączenie filtra do sieci wodno-kanalizacyjnej jest niemożliwe (np. w wynajmowanym mieszkaniu lub w biurze), doskonale sprawdzi się nablatowa odwrócona osmoza Ecoperla Maestro. Dostęp do czystej wody w całym domu najlepiej zapewni centralna stacja uzdatniania wody. W tej kategorii urządzeń idealnie sprawdzają się wydajne kolumny węglowe o dużej powierzchni filtracyjnej, w których świetne efekty uzdatniania gwarantuje długi czas kontaktu wody ze złożem. W zależności od zużycia wody w budynku, do redukcji stężenia metali ciężkich polecam jeden z trzech rozmiarów Ecoperla Carbotower. To bardzo wydajne kolumny węglowe, dostępne w dwóch wersjach - z głowicą mechaniczną lub automatyczną. Złoże zastosowane w Ecoperla Carbotower to najwyższej jakości markowy węgiel aktywny z łupin orzechów. Kolumny węglowe występują w 3 wariantach różniących się wydajnością oraz wymiarami.
Co do tego, że metale ciężkie w wodzie pitnej stanowią zagrożenie dla zdrowia ludzkiego, wątpliwości nie ma nikt. Do chwili obecnej w kilku tysiącach publikacji opisano różne aspekty tego problemu, w tym rodzaje oraz stężenie metali w wodzie pitnej, ich źródła, czynniki wpływające na wzrost stężenia w punktach narażenia, potencjalne niebezpieczeństwa dla człowieka[3] i oczywiście sposoby walki z tym zagrożeniem. Metale ciężkie ulegają bioakumulacji w tkankach, ale skutków tego procesu nie widać od razu. Pojawiają się najczęściej po wielu latach przyjmowania nawet śladowych ilości tych pierwiastków. Metale ciężkie są toksyczne i w większości rakotwórcze.
Metale ciężkie w wodzie pitnej stanowią poważny kłopot, którego nie wolno bagatelizować. W dzisiejszych czasach to problem globalny, który stanowi zagrożenie nie tylko w kontekście ludzkiego zdrowia, ale również lokalnych ekosystemów. Chociaż sieci wodociągowe są coraz bardziej nowoczesne, do naszych kranów wciąż może docierać woda zawierająca metale ciężkie i inne niebezpieczne zanieczyszczenia, szczególnie jeśli pochodzi ona z własnego ujęcia. Niewidoczne dla oka szkodliwe pierwiastki mogą powodować wiele groźnych dolegliwości, dlatego warto podjąć odpowiednie środki zaradcze.
Adsorpcja na węglu aktywnym, filtracja na dedykowanych jonitach czy odwrócona osmoza to obecnie najbardziej skuteczne metody usuwania metali ciężkich.
Technologie Separacji Metali Nieżelaznych
Wysokie wymagania stawiane w procesach recyklingu doprowadziły do opracowania szerokiego zakresu typów separatorów metali nieżelaznych. Najmocniejszy model został zaprojektowany do separacji większych elementów metali nieżelaznych.
Wszystkie moduły ECS posiadają koncentryczne wirniki magnetyczne, tj. maksymalną magnetyczną siłę usuwania w całym obszarze nad płaszczem zewnętrznym. Ekscentryczne wirniki magnetyczne posiadają wyłącznie jeden mały punkt, w którym można uzyskać optymalną separację. W przypadku procesu oznacza to, że ECS typu ekscentrycznego ma jedną szansę odseparowania cząstki, podczas gdy projekt koncentryczny umożliwia pracę siły magnetycznej w stosunku do cząstki przez cały czas, gdy ta znajduje się w polu magnetycznym.
Często instalowane są w Obiektach Odzysku Materiału. Jeden lub dwa bębny magnetyczne z ferrytem o standardowej sile magnetycznej lub elementami ziem rzadkich o wysokiej sile magnetycznej, aby usunąć metale żelazne oraz stal nierdzewną przed ECS/RevX.
Zastosowania Filtracji w Przemyśle
Zastosowanie 1: Szlifowanie Metali Specjalnych
Firma jest jednym z najważniejszych producentów wełny i włókien metalowych sprzedawanych w głównych krajach Europy i świata. Firma Tecnosida® natychmiast przygotowała niezbędne procedury w celu przeprowadzenia technicznej analizy sytuacji, z której wynikało, że zdarzenia wybuchowe były związane z zastosowaną technologią produkcji. Szlifowanie materiału wymaganego do wytworzenia produktu końcowego oznaczało tworzenie iskier (źródła zapłonu). Początkowo zastosowano odpylacz cyklonowy do obróbki przepływu emisyjnego. Druga próba polegała na umieszczeniu filtra workowego w celu usunięcia pyłu. Trzecie rozwiązanie wykorzystywało mokry system oczyszczania. Charakter pyłu wymaga całkowicie bezpiecznego traktowania przepływu emisyjnego, aby zapobiec pożarowi.
Podczas fazy testowania firma Tecnosida® stworzyła systemy bezpieczeństwa i zapobiegania pożarom / wybuchom, a po przeprowadzeniu testu technicznego instalacji pilotażowej stwierdzono, że emisje są niższe niż wymagane przez normę.
Zastosowanie 2: Spawanie i Obróbka Metali
Klient jest firmą szczególnie zwracającą uwagę na innowacje technologiczne, które od dziesięcioleci działają w produkcji systemów grzewczych i klimatyzacyjnych. W zależności od potrzeb różnych klientów, jest w stanie zaoferować kotły i palniki różnych modeli i o różnych charakterystykach. Produkcja tak szerokiej gamy produktów odbywa się również poprzez wewnętrzne działania, takie jak cięcie - spawanie i, ogólnie, obróbka metalu.
Klient nawiązał kontakt z firmą Tecnosida® w celu rozwiązania problemu związanego z emisją oparów pochodzących z operacji spawania metali (aluminium) na różnych stanowiskach pracy (7-8 stanowisk). Aby rozwiązać ten problem, Tecnosida® zaproponowała budowę układu ssącego i filtracyjnego, umieszczonego na sześciu stacji roboczych (z których cztery działają jednocześnie), stanowisku napraw i czterech strefach spawania.
- Pierwsza faza: dedykowana konstrukcja punktów poboru powietrza zlokalizowanych na różnych stanowiskach spawalniczych. Sa one realizowane poprzez konstrukcję okapów z blachy ocynkowanej odpowiednio dobranych do geometrii różnych maszyn.
- Druga faza: zanieczyszczone powietrze zasysane przez okapy jest przenoszone do samoczyszczącego filtra kasetowego, wykonanego z grubej blachy stalowej i umieszczonego na zewnątrz budynku.
Zastosowanie 3: Szlifowanie i Odzyskiwanie Starych Urządzeń
Klient jest częścią światowej grupy operacyjnej zajmującej się odzyskiem i recyklingiem metali, papieru, chemikaliów, niebezpiecznych odpadów elektrycznych / elektronicznych oraz handlu surowcami.
Tecnosida®, po przeprowadzniu odpowiedniej inspekcji technicznej, zaprojetowała instalację do odsysania i oczyszczania, która, biorąc pod uwagę wybuchową naturę proszków aluminiowych, została wykonana zgodnie z europejską dyrektywą ATEX.
- Instalacja rurowa, która przekazuje strumień powietrza wychwycony przez okapy do cyklonu separującego.
- Samoczyszczący filtr workowy Dustdown® do usuwania pozostałego proszku drobnego i ultradrobnego. Jest wyposażony w górną komorę wraz z systemem czyszczenia wkładów, zbudowany z wytrzymałej blachy stalowej i jest realizowany w wersji ATEX umożliwiającej zastosowanie w atmosferach potencjalnie wybuchowych.
Również wentylator odśrodkowy został wykonany w wersji ATEX i został wyposażony w dyszę zapobiegającą iskrzeniu.
Filtry w Instalacjach Ogrzewczych
Do tego, że filtry są potrzebnym i nieodzownym elementem instalacji ogrzewczych nie trzeba specjalnie przekonywać. Wyłapując cząstki stałe z wody, chronią w ten sposób pozostałe elementy instalacji, jak np. zawory regulacyjne, pompy, wodomierze itp., zapobiegając ich zatykaniu lub zarastaniu. Zapewniają także ochronę grzejnikom i kotłom, minimalizując zjawisko odkładania się np. kamienia kotłowego, które negatywnie wpływa na wymianę ciepła między czynnikiem a ścianką takiego elementu i może prowadzić nie tylko do obniżenia efektywności energetycznej, ale także do uszkodzenia urządzeń grzewczych.
Filtry Siatkowe
Najczęściej stosowanym rodzajem filtra jest filtr siatkowy, nazywany też filtrem skośnym. Ta prostota działania filtra jest, niestety, jednocześnie wadą - skoro siatka wyłapuje zanieczyszczenia, to „zarasta” ona i filtr taki stopniowo zatyka się, stawiając coraz większy opór hydrauliczny i utrudniając przepływ czynnikowi. Skutkować to może zarówno pogorszeniem parametrów hydraulicznych instalacji, jak i pogorszeniem warunków komfortu cieplnego w obsługiwanych pomieszczeniach i wzrostem kosztów eksploatacyjnych. Dodatkowo utrudnia to płukanie instalacji z zanieczyszczeń, gdyż redukuje maksymalną prędkość, z jaką czynnik może płynąć, a podwyższona prędkość przepływu czynnika jest w tym procesie niezbędna, aby - mówiąc obrazowo - porwać ze sobą zanieczyszczenia z rur i urządzeń.
Nawet jednak w takim przypadku wyczyszczenie filtra bywa problematyczne, ponieważ trzeba na to poświęcić czas, a w praktyce często także pieniądze, gdyż dokonać tego musi odpowiednio przeszkolony fachowiec. Ponadto woda, która płynie obejściem, nie jest filtrowana i zanieczyszczenia na filtr po jego powrotnym zamontowaniu i... znowu go zatkają. Element taki jest więc, de facto, urządzeniem o działaniu okresowym, a nie ciągłym.
Stosowanie filtrów jest także często zalecane przez producentów urządzeń i elementów do urządzeń ogrzewczych - zaworów, pomp, wodomierzy, grzejników itd. W tym przypadku można jednak spotkać (aczkolwiek coraz rzadziej) zalecenia dotyczą-ce stosowania konkretnie filtrów siatkowych. W praktyce dostępne są jednak lepsze rozwiązania - skuteczniejsze zarówno co do efektów działania, jak i niewymagające tak kłopo-tliwego serwisowania.
Separatory Sedymentacyjne
Separatory mają za zadanie oddzielić cząstki stałe z czynnika, wytrącić je. Mają istotne przewagi nad klasycznymi filtrami siatkowymi - mogą wyłapywać cząstki stałe o znacznie mniejszym rozmiarze charakteryzują się mniejszymi oporami hydraulicznymi i nie „zarastają”, czyli nie blokują przepływu. Zjawisko separacji może być wymuszane na różne sposoby, ale najczęściej jest to sedymentacja oraz siła odśrodkowa.
W przypadku separatorów sedymentacyjnych czynnik wpływa przewodem o określonej średnicy do komory urządzenia, która ma znacznie większą średnicę. W wyniki tego gwałtowanie spada prędkość przepływu czynnika. Siła ciążenia zaczyna przeważać nad siłami bezwładności i cząstki stałe, z zasady ciężkie od czynnika, zaczynają opadać grawitacyjnie do części osadczej. Często we wnętrzu tego urządzenia montuje się dodatkowe elementy i przegrody, wspomagające sedymentację i wytrącanie cząstek oraz kierowanie ich w dół, do części osadczej. Ponadto najczęściej fabrycznie wyposażane są w dodatkowe nakładki magnetyczne albo konstruowane są w taki sposób, aby dedykowaną nakładkę można było założyć. Z uwagi na zasadę pracy i wykorzystywanie siły grawitacyjnej, separatory tego typu powinny być montowane spustem w dół, czyli tylko w jednej płaszczyźnie.
Separatory Cyklonowe
Separatory cyklonowe działają poprzez wytrącanie (odseparowywanie) cząstek stałych z czynnika na zasadzie siły odśrodkowej wirującego medium (cyklon), nie zaś samej sedymentacji. Podobnie jak poprzednio, odseparowane zanieczyszczenia opadają do komory osadczej, ale nie na zasadzie grawitacyjnej, lecz przy wykorzystaniu siły odśrodkowej. Dzięki temu urządzenia takie mogą być zainstalowane zarówno w płaszczyźnie poziomej, jak i pionowej, a także w każdej innej i nie tylko spustem w dół, bez dużego wpływu na skuteczność działania.
Efektywność separatora cyklonowego jest wyższa niż separatora sedymentacyjnego. Immanentną cechą separatora cyklonowego jest to, że efektywność jego działania rośnie wraz ze wzrostem prędkości przepływu czynnika. Wspomaga to proces oczyszczania instalacji przy płukaniu, kiedy z zasady stosuje się zwiększone prędkości przepływu czynnika. W przypadku separatora sedymentacyjnego jest odwrotnie - jego efektywność maleje wraz ze wzrostem prędkości przepływu czynnika.
W przypadku obu typów separatorów czyszczenie odbywa się przez otwarcie zaworu spustowego zamontowanego na spodzie urządzenia i bez konieczności wykonywania dodatkowych prac - szlam po prostu wypływa, wypychany ciśnieniem czynnika w instalacji.
Separatory Magnetyczne
Jak wspomniano wcześniej, w czynniku mogą znajdować się cząstki stałe różnego pochodzenia, także cząstki będące efektem utleniania elementów stalowych, tj. zawierających żelazo. Mogą one mieć bardzo małe rozmiary, mniejsze niż te, dla których separatory - zarówno sedymentacyjne, jak i cyklonowe - wykazują zauważalną skuteczność działania. Aby zwiększyć efektywność wyłapywania tego typu zanieczyszczeń, stosuje się separatory z dodatkowymi wkładami magnetycznymi. Wkład może być instalowany do wnętrza urządzenia w sposób wymienny, ale może być też montowany w postaci demontowalnej opaski lub otuliny na urządzeniu, pełniąc dodatkowo funkcję izolacji cieplnej.
Wkłady magnetyczne stosuje się też w klasycznych filtrach siatkowych. W przypadku separatora także ma miejsce gromadzenie się materiału (ferro)magnetycznego - na ściance urządzenia, w sąsiedztwie zamocowania elementów magnetycznych.
Metody Chemiczne
Opisane powyżej metody usuwania zanieczyszczeń należy zaklasyfikować do metod mechanicznych. Istnieją także metody chemiczne pozwalające zmniejszyć stężenie zanieczyszczeń. Jak wspomniałem na początku, w instalacji mogą pojawić się zanieczyszczenia będące efektem reakcji chemicznej pomiędzy składnikami powietrza rozpuszczonego w wodzie - głównie tlenu, a elementami metalowymi zawierającymi żelazo - głównie stalą. Te najdrobniejsze frakcje stałe, o najmniejszych rozmiarach i najtrudniejsze w odseparowaniu z czynnika, są zwykle efektem właśnie tych reakcji. Problemem może być też wykonywanie instalacji z użyciem urządzeń i elementów wytworzonych z różnych materiałów - miedzi i jej stopów, aluminium i jego stopów, stali itp.
Powszechnym sposobem na uniknięcie tych problemów jest dodawanie do wody płynów instalacyjnych, często na bazie glikolu propylenowego lub etylenowego. W skład takich płynów wchodzą zwykle m.in. inhibitory (blokecje nieorganiczne, jak krzemiany sodowe. Substancje te wchodzą w reakcję z tlenem z powietrza rozpuszczonego w wodzie i eliminują ogniska korozji, a także regulują pH wody - zbyt kwaśny lub zbyt zasadowy odczyn przyspiesza korozję, a optymalna wartość pH wody zawiera się w przestrukcyjnych, [5]). Oprócz tego w skład płynu instalacyjnego zazwyczaj wchoniu już powstałych osadów, ale głównie na zapobieganiu ich powstawaniu.
tags: #filtracja #dodatkowa #aluminium #miedź #procesy
