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Aug 29, 2023

Wegen Trennung angeklagt

Da die Wissenschaft des Kabelrecyclings Fortschritte gemacht hat, nimmt auch die Menge an Kabelschrott zu

Da die Wissenschaft des Kabelrecyclings Fortschritte gemacht hat und die Menge des recycelten Kabelschrotts zugenommen hat, können sich neue Verarbeitungstechnologien für eine bessere Rückgewinnung auszahlen. Daher ist es nicht verwunderlich, dass Recycler dieses Materials zunehmend versuchen, praktisch 100 Prozent des wertvollen Kupfers zurückzugewinnen, einschließlich der Reste der Kunststoffisolierung.

Mit elektrostatischen Abscheidern, wie dem elektrostatischen Abscheider Hamos KWS, ist es möglich, Restkupfer aus der Isolierung im Trockenverfahren zurückzugewinnen.

Vor der Verwendung der elektrostatischen Trennung müssen Kabel geerdet werden, bis sich das Kupfer von der Isolierung löst. Besonders dünne Drähte erfordern eine feine Körnung, um die mechanische Verbindung zwischen dem Kupferdraht und der Kunststoffisolierung zu lösen.

Nach der Granulierung werden Kupfer und Kunststoff mithilfe von Stelltischen durch Schwerkraft getrennt. Die Einstelltische sind so eingestellt, dass Kupfer mit einer Reinheit von bis zu 100 Prozent entsteht. Dies ist besonders wichtig, da bereits kleinste Verunreinigungen in der Kupferfraktion zu erheblichen Erlöseinbußen führen. Kupferhütten zahlen die höchsten Preise für Kupfer Nr. 1, daher besteht das Ziel darin, Kupfer mit maximaler Reinheit zu produzieren.

Aus technischen Gründen ist es jedoch schwierig, Kupfer mit 100 Prozent Reinheit herzustellen und gleichzeitig eine „kupferfreie“ Kunststofffraktion mithilfe eines Schwerkrafttrenntisches herzustellen. Insbesondere bei der Verarbeitung von Mischkabeln (d. h. Kabeln mit groben und feinen Drähten und Litzen) oder dünnen Telefonkabeln muss ein Recycler damit rechnen, dass geringe Mengen feiner Kupferdrähte und Staub an die Isolierung gelangen. Typische Kupferverluste können je nach Kabeltyp zwischen 2 und 12 Prozent liegen, ein Anteil, der bei steigendem Verarbeitungsvolumen erhebliche finanzielle Verluste mit sich bringt.

Mit elektrostatischen Trockenabscheidern können selbst kleinste und feinste Restkupferpartikel aus Kabelschrott wirtschaftlich abgeschieden werden.

Nasstrennverfahren wie sogenannte „Wassertische“ erfordern eine Weiterverarbeitung nasser Kunststoffe, die angesichts der zusätzlich erforderlichen Trocknungszeit möglicherweise nicht wirtschaftlich ist. Darüber hinaus kann es bei dieser Methode zu Problemen kommen, wenn die Umgebungstemperaturen niedrig sind.

Trockene elektrostatische Metallabscheider nutzen Leitfähigkeitsunterschiede zwischen Metall und Kunststoff, um eine Trennung zu erreichen. Nach der elektrostatischen Aufladung der Fraktionen mit Hochspannung entladen sich die Metall- und Kunststofffraktionen anschließend auf einer festen Walzenoberfläche. Während sich Metallpartikel sofort entladen und von der Walzenoberfläche abfallen, entladen sich die Kunststoffpartikel langsam und haften an der Walzenoberfläche.

Mithilfe von Splittern wird die Reinheit der einzelnen separierten Produkte optimal eingestellt. Die abgetrennten Kunststofffraktionen werden mit integrierten Förderschnecken aus der Anlage abgesaugt, wobei die Metallfraktion auf den Boden eines unter der Anlage befindlichen Behälters fällt.

Elektrostatische Abscheider gibt es in unterschiedlichen Größen und Durchsatzstufen. Typische Produktionsmaschinen trennen mit einer Geschwindigkeit von 1.760 bis 2.200 Pfund pro Stunde. Durch den Einsatz leistungsstarker Anlagen und den parallelen Einbau mehrerer Separatoren können Durchsätze von mehreren Tonnen pro Stunde erreicht werden.

MTB Recycling mit Sitz in Trept, Frankreich, stellt Granulieranlagen her und recycelt Draht- und Kabelschrott. Mit einer jährlichen Recyclingkapazität von 40.000 Tonnen ist MTB eines der größten europäischen Kabelrecyclingunternehmen.

Jean-Philippe Fusier, CEO von MTB, hat kürzlich mehrere elektrostatische Hamos KWS-Abscheider installiert.

MTB Recycling fügt zweistufige Kabellinie hinzu

MTB Recycling, einer der größten Kabelrecycler in Europa, installierte 2014 am Hauptsitz des Unternehmens in Trept, Frankreich, eine neue Kupferkabelrecyclinglinie. Sie ist für die Verarbeitung von 25.000 Tonnen Kabeln pro Jahr ausgelegt und dient auch als Vorzeigeobjekt für potenzielle Kunden, sagt das Unternehmen.

Die Linie beginnt mit einem Hochleistungs-Vorzerkleinerer MTB BDR2400R – einer Weiterentwicklung des Zerkleinerers BDR2400U des Unternehmens – der laut MTB Material für den nächsten Granulierungsschritt vorbereitet. Dieses neuere Modell bietet einen größeren Rotordurchmesser, höhere Schneidmesser, ein schwereres Schwungrad und einen stärkeren Elektromotor, um einen extrem hohen Durchsatz zu erzielen.

Anschließend führt ein SRP2400-Granulator eine stärkere Zerkleinerung bei hohen Kapazitäten durch. Die SRP-Reihe umfasst viele Merkmale der Zerkleinerer der BDR-Serie, beinhaltet jedoch die Hinzufügung eines zweiten Stators, einen größeren Schnittdurchmesser und eine höhere Schnittgeschwindigkeit, so das Unternehmen. Der Granulator verfügt außerdem über einen hydraulischen Schieber, der zum Zerkleinern vorgeschnittener Produkte geeignet ist und so Materialansammlungen verhindert. Laut MTB produzieren die beiden Maschinen 15-Millimeter-Kabelpartikel mit einer Leistung von 25 Tonnen pro Stunde.

Nach der Trennung der Metalle von den Kunststoffen mittels Luftdichtetrennung werden zwei elektrostatische Trennschritte durchgeführt. Im ersten Schritt werden drei elektrostatische Separatoren von KWS eingesetzt, um verbleibende Metalle aus dem Kunststoffstrom zu entfernen. Durch das Hinzufügen von Sieben zu den Ausgangsströmen können laut MTB nahezu alle Metalle aus dem, was in den Kunststoffen vorhanden ist, zurückgewonnen werden (rund 2 Prozent). Anschließend sortieren zwei elektrostatische Kunststoffabscheider EKS den Kunststoffstrom in zwei Ausgabearten.

„Nach der Installation der elektrostatischen Abscheider von Hamos am Ende unserer Kupferkabelleitung trennen wir alle feinen und extrem feinen Metallpartikel, sogar Metallstaub, von der Kabelisolierung“, sagt Fusier.

„In der Vergangenheit haben wir all dieses Kupfer zusammen mit dem restlichen Isolationsmaterial verloren“, fährt er fort.

„Unsere elektrostatischen Separatoren Hamos KWS gewinnen auf einfachste Weise die wertvollen Metallfraktionen zurück und erzeugen gleichzeitig ein metallfreies Kunststoffprodukt.“

Laut Fusier konnte MTB innerhalb weniger Monate eine Rendite erzielen.

Da es sich bei Post-Consumer-Kabelkunststoffen um eine komplexe Mischung aus Polyvinylchlorid (PVC), Gummi, Polyethylen (PE), vernetztem PE und vielen anderen Kunststoffen handelt, wird das Material in minderwertigen Anwendungen, wie z. B. Verkehrsschildsockeln, recycelt oder entsorgt .

In den letzten Monaten hat MTB daran gearbeitet, Endmärkte für die PVC-Isolierung zu finden, die es aus den von ihm verarbeiteten Kabeln zurückgewinnt.

Um reinere zurückgewonnene PVC-Produkte herzustellen, hat MTB in elektrostatische Kunststoffabscheider vom Typ Hamos EKS investiert, die den PVC-Gehalt aus gemischten Kabelmahlmaterialien anreichern oder verbessern sollen.

„Wir haben große Mengen an Kabelschrott, der direkt aus der Kabelproduktion stammt“, sagt Fusier. „Wir verarbeiten solche saubereren Eingangsmaterialien getrennt von Post-Consumer-Kabeln.“

Er fügt hinzu, dass alte Kabel möglicherweise eine chemische Zusammensetzung haben, die mit den heutigen modernen PVC-Materialien nicht kompatibel ist.

Fusier fährt fort: „Nach der Metallabscheidung wird die Restisolierung nun mithilfe unserer neuen elektrostatischen Kunststoffabscheider in eine saubere PVC-Fraktion getrennt.“

Er sagt, dass das EKS-Verfahren darauf basiert, dass die PVC-Fraktion in einer speziell entwickelten Aufladeeinheit überwiegend negativ aufgeladen wird. Währenddessen nehmen Gummi, PE und andere Fremdkunststoffe im Mischmaterial positive Ladungen an. Durch die anschließende Trennung im Hochspannungsfeld entstehen hochangereicherte PVC-Fraktionen und PVC-abgereicherte Restkunststoffe. Das konzentrierte PVC wird nun zu Pellets extrudiert, während restliche nicht schmelzende Verunreinigungen durch Schmelzfiltration abgetrennt werden, erklärt Fusier. (Diese Aktivität wird mit einem Industriepartner durchgeführt, betont Fusier.)

Er fügt hinzu, dass das extrudierte Material aus PVC-Granulat aufgrund der guten Oberflächenqualität und der überlegenen technischen Eigenschaften ein Qualitätsniveau erreicht, das dem von Neuware nahekommt.

„Ich bin mir sicher, dass es über den bisherigen Einsatz von Verkehrszeichenstelen und ähnlichen Anwendungen hinaus zahlreiche neue Anwendungsmöglichkeiten gibt“, sagt er. „Wir stehen in engem Kontakt mit mehreren potenziellen Endverbrauchern und stellen aus diesen PVC-Konzentraten komplexere und filigranere Produkte her. Ich hoffe, einen neuen Kundenstamm für dieses saubere Kabel-PVC aufzubauen.“

In den Vereinigten Staaten werden die elektrostatischen Separatoren Hamos KWS von Copper Recovery Inc., Huntington Beach, Kalifornien, verkauft.

Chris Carlson, CEO und Geschäftsführer von Copper Recovery, betreibt außerdem eine eigene Kabelrecyclinglinie und nutzt seit mehreren Jahren elektrostatische Anlagen von KWS zur Metallrückgewinnung.

„Wir verwenden unseren elektrostatischen Separator ständig in der Produktion“, sagt Carlson. „Wir haben berechnet, dass die Trennungskosten pro Stunde deutlich unter 25 US-Dollar liegen.“

Er sagt, dass dieser Preis alle Kosten umfasst, einschließlich Finanzierung und Abschreibung.

„Aufgrund dieser niedrigen Betriebskosten in Kombination mit hohen Metallrückgewinnungsraten hat sich unser elektrostatischer Abscheider bereits nach wenigen Betriebswochen amortisiert“, fügt Carlson hinzu.

Er sagt, dass Copper Recovery über ein kleines KWS-System verfügt, das Kunden nutzen kann, die daran interessiert sind, kleine Proben ihres Materials zu verarbeiten.

Mit Hilfe der elektrostatischen Trenntechnik lässt sich daher die Kupferausbeute in Kabelrecyclinganlagen steigern. Aufgrund des Trockenbetriebs, der Rückgewinnung nahezu aller Restmetalle, der hohen Betriebseffizienz und insbesondere der schnellen Amortisation solcher elektrostatischer Separatoren zur Metallabscheidung kann die Technologie als Ergänzung zu modernen Kabelschrottaufbereitungsanlagen dienen.

Soll die Kunststoffisolierung des Kabels nicht entsorgt, sondern zu einem Produkt verarbeitet werden, kann die elektrostatische Trenntechnik auch in diesem Bereich eingesetzt werden.

Der Autor ist Geschäftsführer der Hamos GmbH mit Sitz in Penzberg und erreichbar unter [email protected]. Eine Version dieses Artikels erschien erstmals in der März/April-Ausgabe 2015 von Recycling Today Global Edition, einer Schwesterpublikation von Recycling Today.

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