USUWANIE POWŁOK LAKIERNICZYH Z ALUMINIOWYCH PUSZEK PO NAPOJACH Mgr inż.
Małgorzata Litwińczyk
litwinczyk@mim.pcz.czest.plPolitechnika Częstochowska
Wydział Inżynierii Procesowej,
Materiałowej i Fizyki Stosowanej
Katedra Ekstrakcji i Recyrkulacji Metali
USUWANIE POWŁOK LAKIERNICZYH Z ALUMINIOWYCH PUSZEK PO NAPOJACH Mgr inż.
Małgorzata Litwińczyk
litwinczyk@mim.pcz.czest.pl
Politechnika Częstochowska
Wydział Inżynierii Procesowej,
Materiałowej i Fizyki Stosowanej
Katedra Ekstrakcji i Recyrkulacji Metali
Aluminium to metal należący do grupy metali nieżelaznych o temperaturze topienia 660,37oC, a wrzenia 2494oC. Jego gęstość w temperaturze 20oC wynosi 2,6989 g/cm3. Aluminium to metal który można obrabiać plastycznie zarówno na zimno jak i na gorąco. Jego główną rudą jest boksyt z którego wytwarza się czysty Al2O3, a następnie przez elektrolizę otrzymuje się aluminium hutnicze, które można poddać dalszej rafinacji. Aluminium wytwarza się w 17 gatunkach o stopniu czystości od 99,99% do 99,0%.
Proces recyklingu lakierowanych opakowań aluminiowych dzieli się na kilka faz, tj.: 1. Pozyskanie opakowań z rynku. 2. Mechaniczne przygotowanie opakowań, które obejmuje: a) identyfikację zanieczyszczeń, b) oddzielenie zanieczyszczeń obcych (piasek, wilgoć), c) sortowanie materiału, 3. Usuwanie farb i lakierów polegające na termicznej degradacji. 4. Topienie opakowań. 5. Oczyszczanie ciekłego aluminium lub brykietowanie opakowań pozbawionych litografii. 6. Oczyszczanie gazów poprocesowych
Złom aluminiowy lakierowany, powlekany oraz połączony z papierem lub tworzywem sztucznym przed przetopieniem, w celu oddzielenia składników organicznych, wymaga obróbki wstępnej. W zależności od składu, czystości oraz rodzaju złomu, stosuje się różne technologie jego utylizacji.
Usuwanie pokryć z opakowań aluminiowych najczęściej odbywa się na drodze termicznej. Ciepło do procesu można dostarczać zarówno z niezależnego źródła, jak i z operacji dopalania. Jeśli proces prowadzony jest w piecu obrotowym, mamy do czynienia z jednostkową porcją wsadu, która poddawana jest obróbce. Jednym z mierników procesu są warunki temperaturowe – chodzi tu głównie o temperaturę spalin na wejściu i wyjściu oraz o zmienność temperatury gazów na wyjściu pomiędzy cyklami. Wsad może się różnić stopniem zawilgocenia, wraz z jego wzrostem rośnie temperatura procesu.
W pracy przedstawiono wyniki badań wstępnych nad przebiegiem procesu rozkładu powłok lakierowych na materiale przygotowanym z puszek aluminiowych po piwie w temperaturach powyżej 500oC .
Do badań „walcową” część puszki aluminiowej rozdrabniano do postaci kółek o średnicy 0,006 m. Grubość kółek określono za pomocą wyznaczania gęstości pozornej, przy czym jako płyn zastosowano chemicznie czystą naftę.
Charakterystyka blachy z puszek aluminiowych
Badania zachowania się blachy z puszek aluminiowych w warunkach wysokich temperatur przeprowadzono na stanowisku rurowego pieca obrotowego firmy Linn Hight Therm Przygotowany materiał ze ścianki bocznej puszek (kółka 0,006 m) podawano w sposób ciągły – czas przebywania w rurze reakcyjnej ok. 4 min. Próby prowadzono w atmosferze argonu w temperaturach 540 i 640 oC. W trakcie eksperymentu analizowano skład gazu poreakcyjnego – analizator IMR 3000. Zaobserwowano pojawienie się następujących składników:CO (do 1000 vppm), SO2 (do 40 vppm),
NOx (do 30 vppm).
Produkty reakcji poddano ocenie zmiany gęstości pozornej.
Stwierdzono że pierwotna powłoka lakiernicza nie ulega działaniu nafty, natomiast po procesie pirolizy produkty rozpuszczają się w niej lub tworzą zawiesinę. Potwierdzeniem tego jest zmiana gęstości nafty po umieszczeniu w niej produktu reakcji. Po pirolizie w temperaturze 540oC produkty powodują zmniejszenie gęstości nafty, natomiast z temperatury 640oC powodują zanieczyszczenie nafty stałymi cząstkami. Można stwierdzić, że piroliza powoduje zniszczenie struktury polimerowej powłoki i w rezultacie materiał post-lakierniczy jest podatny na działanie rozcieńczalników organicznych. Stan powierzchni blaszek poddano ocenie makroskopowej.
Powierzchnia blachy lakierowanej Powierzchnia blachy
po procesie pirolizy Powierzchnia blachy po procesie pirolizy oraz rozcieńczaniu w nafcie (540 oC) 5400C 6400C
Przeprowadzone badania wykazały, że możliwe jest usuwanie powłok lakierniczych z puszek aluminiowych w warunkach temperatur znacznie niższych od temperatury topnienia aluminium. Parametry geometryczne (grubość blachy i powłoki) wskazują na konieczność uwzględnienia przy opracowywaniu technologii recyklingu puszek nie tylko reakcji chemicznych, lecz również zjawisk fizycznych – lepkość i napięcie powierzchniowe. Badania kinetyczne mogą być utrudniane przez nierównomierną grubość warstwy lakieru oraz farby jaką powlekana jest zewnętrzna powierzchnia puszki.
Comments