Τι είναι το σκραπ; |
H ανακύκλωση μετάλλων (σκραπ) είναι μία ιδιαίτερα σημαντική βιομηχανία σε παγκόσμιο επίπεδο, τόσο οικονομικά όσο και περιβαλλοντικά.
Ως scrap νοείται η ανάκτηση και επεξεργασία μετάλλων από προϊόντα ή κατασκευές στο τέλος του κύκλου ζωής τους. Τα κράματα μετάλλων είναι ιδανικά υλικά για ανακύκλωση, καθώς μπορούν να λιώσουν και να μετατραπούν σε νέα προϊόντα επ’ άπειρον χωρίς να υποβαθμίζεται η ποιότητά τους.
Για τον παραπάνω λόγο η ανακύκλωση που πραγματοποιείται στα μέταλλα ξεπερνάει το 50% και παρουσιάζει αυξητικές τάσεις και πρακτικά, όλα τα μέταλλα μπορούν να ανακυκλωθούν, δηλαδή κράματα χάλυβα, χαλκού, αλουμινίου κ.ά.
Διαλογή-ταξινόμηση των μεταλλικών κραμάτων |
Το πρώτο στάδιο της ανακύκλωσης των μετάλλων είναι η συλλογή των μετάλλων και το δεύτερο στάδιο η διαλογή τους.
Αρκετές εταιρείες διαχείρισης σκραπ στηρίζονται στον οπτικό έλεγχο ή την χρήση μαγνητών για τον διαχωρισμό των κραμάτων. Δυστυχώς όμως, και οι δύο τρόποι συχνά οδηγούν σε λάθος διαχωρισμούς.
Ο οπτικός έλεγχος που στηρίζεται στο χρώμα του κράματος, δεν μπορεί σε καμία περίπτωση να εξασφαλίσει το είδος του κράματος. Για παράδειγμα, δεν μπορεί να διαχωριστεί, βάσει της διαφοράς χρώματος,:
– Ο χαλκός Α από τον χαλκό Β
– Ο ανοξείδωτος χάλυβας 304 από τον ανοξείδωτο χάλυβα 316
– Ο επιχρωμιωμένος χάλυβα από τον νικελιούχο.
Ο μαγνητικός έλεγχος που γίνεται με την χρήση μαγνήτη, χρησιμοποιείται κατά κόρον για τον διαχωρισμό του ανοξείδωτου χάλυβα (μη μαγνητιζόμενη επιφάνεια) από τον απλό χάλυβα (μαγνητιζόμενη επιφάνεια). Η μέθοδος αυτή δεν είναι έγκυρη επ’ ουδενί, καθώς διάφορα στοιχεία (π.χ. μαγγάνιο, νικέλιο) που εμπεριέχονται στους χάλυβες αλλάζουν τις μαγνητικές τους ιδιότητες. Το στάδιο της διαλογής των υλικών είναι και το πιο σημαντικό καθώς μια λανθασμένη διαλογή μπορεί να οδηγήσει σε μια λανθασμένη πώληση με τιμή πώλησης χαμηλότερη από αυτή που πραγματικά θα ίσχυε.
Για παράδειγμα, οι ανοξείδωτοι χάλυβες 431 και 17-4 PH μαγνητίζονται όπως οι απλοί χάλυβες.
Η ορθή διαλογή των κραμάτων των μετάλλων μπορεί να επιτευχθεί μόνο με την χρήση φασματογράφων, οι οποίοι απεικονίζουν την ακριβή ποσόστωση των στοιχείων που βρίσκονται σε ένα κράμα αλλά και σε ποια κατηγορία κράματος ανήκει το κάθε μέταλλο. Υπάρχουν φασματογράφοι τόσο σταθεροί όσο και φορητοί-χειρός. Σχεδόν όλες οι εταιρείες σκραπ παγκοσμίως, χρησιμοποιούν φορητούς-χειρός φασματογράφους
Οφέλη χρήσης φασματογράφων για διαλογή |
Οι εταιρείες σκραπ που χρησιμοποιούν φορητούς φασματογράφους χειρός για την διαλογή των κραμάτων τους, έχουν πολλά & σημαντικά οφέλη μερικά από τα οποία είναι:
- 100% διασφάλιση των υλικών που προμηθεύονται
- Σίγουρη & ασφαλή πώληση των μετάλλων που εμπορεύονται
- Επιβεβαιωμένη ανάλυση των πολύτιμων στοιχείων (χρυσός, πλατίνα κ.ά) σε κράματα μετάλλων, ακόμα και όταν αυτά εμπεριέχονται ως ιχνοστοιχεία
- Ταχύτατη ταξινόμηση των εισερχομένων μετάλλων
Τεχνολογίες Φορητών Φασματογράφων |
Υπάρχουν δύο τεχνολογίες φορητών φασματογράφων:
- Φασματογράφοι XRF (X-Ray Fluorescence)
- Φασματογράφοι LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy)
Τεχνολογία XRF;
Η τεχνολογία XRF είναι μια μη καταστροφική μέθοδος που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της σύνθεσης των υλικών εδώ και πολλές δεκαετίες. Ο φασματογράφος «βομβαρδίζει» το δοκίμιο με ακτίνες X. Ως εκ τούτου, τα ηλεκτρόνια μεταπηδούν στιβάδες και απελευθερώνεται ενέργεια μοναδικού κύματος κάθε στοιχείου. Στην συνέχεια η συσκευή “διαβάζει ” αυτή την ενέργεια και αντιλαμβάνεται την ύπαρξη αλλά και την ποσόστωση του χημικού στοιχείου.
Τεχνολογία LIBS;
Η τεχνολογία LIBS είναι μια αναλυτική τεχνική κατά την οποία ο φασματογράφος στέλνει μια δέσμη λέιζερ στο δοκίμιο. Από την καύση δημιουργείται πλάσμα και τα ηλεκτρόνια στιγμιαία μεταπηδούν στοιβάδες εκπέμποντας φως, το οποίο συλλέγει ο φασματογράφος. Η τεχνολογία LIBS είναι νεότερη από την τεχνολογία XRF και χρησιμοποιείται για περίπου τρεις δεκαετίες.
Έχω εταιρεία ανακύκλωσης μετάλλων. Ποια από τις δύο τεχνολογίες να εμπιστευθώ; |
Το παραπάνω ερώτημα απαντάται μόνο με την ακόλουθη ερώτηση. Ποια κράματα μετάλλων θέλω να αναλύω;
Σε ένα τεχνικό άρθρο του 2015, ο Dr John Patterson, ειδικός στο θέμα ανάλυσης μετάλλων, συγκρίνει τις δύο τεχνολογίες λεπτομερώς και καταλήγει στο συμπέρασμα ότι:
« Η τεχνολογία LIBS είναι η κατάλληλη επιλογή για γρήγορη ταξινόμηση κραμάτων αλουμινίου τα οποία βασίζονται σε ελαφρά στοιχεία, καθώς και για τον διαχωρισμό πολλών ποιοτήτων μαγνησίου και τιτανίου,
Η τεχνολογία XRF παραμένει η καταλληλότερη, όταν η ακρίβεια έχει μεγάλη σημασία, όπως στην PMI (θετική αναγνώριση υλικού) για στοιχεία αυξημένης τιμής (Ni, Mo κ.ά) ή αν τα κράματα είναι από ανοξείδωτο χάλυβα, κράματα αντοχής σε υψηλές θερμοκρασίες ή άλλα κράματα βαρέων μετάλλων (χάλυβες, μπρούντζος, ορείχαλκος κ.ά)»
Απάντηση στο ερώτημα XRF ή LIBS?
Με βάση τα παγκόσμια δεδομένα, το 90% των φορητών φασματογράφων που διατίθενται παγκοσμίως στην βιομηχανία του scrap είναι τεχνολογίας XRF.
Οι εταιρείες ανακύκλωσης θα πρέπει να επιλέξουν την λύση του φασματογράφου τεχνολογίας LIBS, μόνο αν ισχύει κάτι από τα παρακάτω δεδομένα:
- Ανάλυση μαγνησίου (Mg) σε επίπεδα μικρότερα των 0,25% ή με ακρίβεια καλύτερη των ±0,05%
- Ανάλυση λιθίου (Li) σε κράματα αλουμινίου.
Το λίθιο (Li) απαντάται ολοένα και συχνότερα σε κράματα αλουμινίου που χρησιμοποιούνται σε αεροναυπηγικές κατασκευές. Οι φασματογράφοι XRF δεν μπορούν να το ανιχνεύσουν καθώς είναι ένα πολύ ελαφρύ στοιχείο. Οι φασματογράφοι LIBS μπορούν να το ανιχνεύσουν και να το μετρήσουν ακόμα και όταν οι συγκεντρώσεις του είναι λίγα ppm (parts per million).
Αξίζει να σημειωθεί σε αυτό το σημείο, ότι οι φασματογράφοι XRF μπορούν εμμέσως να ανιχνεύσουν το λίθιο (Li) σε κράματα αλουμινίου. Ο λόγος είναι ότι αυτό προστίθεται ως Li-Ag (ασήμι) και οι φασματογράφοι XRF είναι εξαιρετικοί στην ανίχνευση ασημιού (Ag). Η ανίχνευση ασημιού (Ag), υποδεικνύει την ύπαρξη λιθίου (Li). - Ανάλυση βηρυλλίου (Be) και βορίου (B)
Τα δύο παραπάνω στοιχεία έχουν πολύ χαμηλό ατομικό αριθμό και δεν ανιχνεύονται από φασματογράφους XRF.
Οι φασματογράφοι LIBS, αντιθέτως, παρέχουν αυτή την δυνατότητα. Το κατώτατο όριο ανίχνευσης για το βηρύλλιο είναι (Be) 1-2ppm και για το βόριο (B) 10ppm. Επίσης, τα δύο (2) αυτά στοιχεία μπορούν να απαντηθούν και σε κράματα χαλκού (το βηρύλλιο) και σε κράματα νικελίου ή ανοξείδωτους χάλυβες (κράμα double) που χρησιμοποιούνται σε πυρηνικούς σταθμούς (το βόριο). - Αποφυγή ιονίζουσας ακτινοβολίας
Οι φασματογράφοι XRF χρησιμοποιούν ακτίνες X, οπότε απαιτούν την δέουσα προσοχή. Οι φασματογράφοι LIBS είναι απόλυτα ασφαλείς για τους χειριστές. - Ανάλυση σε ανοδιωμένα αλουμίνια χωρίς τρόχισμα
Κανένας φασματογράφος δεν μπορεί να αγνοήσει ανοδιώσεις. Ωστόσο, οι φασματογράφοι LIBS χρησιμοποιούν ένα μικρό κάψιμο με την δέσμη πριν την έναρξη της μέτρησης με αποτέλεσμα να εξαχνώνεται η ανοδίωση.
Για την μέτρηση ανοδιωμένων αλουμινίων με φασματογράφους X-Ray, όχι μόνο απαιτείται το τρόχισμα των ανοδιωμένων αλουμινίων αλλά πρέπει να σκουπιστεί ενδελεχώς η επιφάνεια γιατί τυχόν υψηλές συγκεντρώσεις πυριτίου (Si) μπορεί να οδηγήσουν σε λάθος αποτελέσματα.
Φασματογράφοι της SCIAPS |
H inQuality έχει μία επιτυχημένη και μακρόχρονη συνεργασία με την SCIAPS Η.Π.Α, αναφορικά με τους φορητούς φασματογράφους.
H SCIAPS είναι μία ηγέτιδα κατασκευάστρια εταιρεία φορητών φασματογράφων XRF και LIBS.
Ενδεικτικό της τεχνογνωσίας της είναι ότι είναι η πρώτη εταιρεία που σχεδίασε και κατασκεύασε πλήρως φορητό – ΧΕΙΡΟΣ – φασματογράφο LIBS (όχι τροχήλατο) με δυνατότητα ανίχνευσης του άνθρακα.
Επιπλέον, διαθέτει φασματογράφους για ιδιαίτερες εφαρμογές όπως είναι η μέτρηση βαρέων μετάλλων στο έδαφος ή η μέτρηση ειδικών στοιχείων σε ορυχεία.
Προτεινόμενα μοντέλα SCIAPS για εταιρείες ανακύκλωσης |
Φασματογράφοι XRF
Οι φασματογράφοι XRF της SCIAPS διακρίνονται για:
- Την υψηλή απόδοση και ακρίβεια
- Την υψηλή ταχύτητα ανάλυσης
- Το χαμηλό βάρος
- Τον εύκολο χειρισμό τους (διαθέτουν λειτουργικό Android)
| Μοντέλο | Συνοπτική περιγραφή |
|
|
Ο κλασικός φασματογράφος XRF με ανιχνευτή Pin. |
|
|
Φασματογράφος με ανιχνευτή SDD τελευταίας γενιάς. Κατάλληλος για όλα τα κράματα μετάλλων. Εν συγκρίσει με το μοντέλο X-50 μετράει επιπλέον τα στοιχεία Mg, Al, Si, P, S |
|
|
Ένα «state of the art» μοντέλο. Ζυγίζει μόλις 1,28kg και χάρις τις καινοτόμες ψύκτρες που διαθέτει στο πλάι μπορεί να δουλεύει συνεχώς όλη την ημέρα χωρίς κίνδυνο υπερθέρμανσης. Επίσης μπορεί να ανιχνεύει ιχνοστοιχεία Cr, Ni, Cu, V, Nb, Mo σε χάλυβες και PB, Bi σε νικελιούχα κράματα |
|
|
Ο φασματογράφος X-550 διαθέτει τα ίδια οφέλη με τον φασματογράφο X-505 με την διαφορά ότι προσφέρει πολύ πιο γρήγορες αναλύσεις σε κράματα αλουμινίου, αφού προσφέρει τρεις (3) φορές ταχύτερες αναλύσεις των στοιχείων Mg, Al, Si, P, S, Ca και K. Κοινώς, μπορεί να διαχωρίσει την συντριπτική πλειοψηφία των κραμάτων αλουμινίου σε μόλις δύο (2) δευτερόλεπτα |
Φασματογράφοι LIBS
Οι φασματογράφοι LIBS της SCIAPS, χρησιμοποιούν ένα μικρό και εύκολα εναλλάξιμο φιαλίδιο αργόν (Ar).
Με την χρήση του στοιχείου αργόν έχετε την δυνατότητα:
1)Αποφυγής παρείσφρησης μορίων οξυγόνου και αζώτου κατά την διάρκεια της μέτρησης, κάτι που συντελεί στην μέγιστη δυνατή ακρίβεια
2) Ανάλυση και του στοιχείου του άνθρακα (C) σε κράματα χάλυβα και ανοξείδωτου χάλυβα. Το μήκος κύματος του στοιχείου του άνθρακα είναι στα 193nm. Χωρίς την χρήση αργόν είναι αδύνατη η ανίχνευση σε τόσο χαμηλά μήκη κύματος από οποιοδήποτε φασματόμετρο.
Εφαρμογή για καταλύτες οχημάτων |
Αρκετές εταιρείες ανακύκλωσης ασχολούνται ήδη με την εύρεση των στοιχείων πλατίνας- λευκόχρυσου (Pt), παλλαδίου (Pd) και ροδίου (Rh) σε καταλύτες οχημάτων.
Τα τρία παραπάνω στοιχεία ανήκουν στην ομάδα των μετάλλων πλατίνας στον περιοδικό πίνακα, μαζί με το ρουθήνιο (Ru), όσμιο (Os) και ιρίδιο (Ir).
Λόγω της μεγάλης τους αξίας, ολοένα και περισσότερες εταιρείες ανακύκλωσης πουλάνε τους καταλύτες οχημάτων βάσει των περιεκτικοτήτων των παραπάνω στοιχείων.
Όπως γίνεται εύκολα κατανοητό, η ακριβής μέτρηση του Pt, Pd και Rh είναι πάρα πολύ σημαντική και μπορεί να μεγιστοποιήσει τα κέρδη μιας εταιρείας.
Όλοι οι φασματογράφοι XRF της SCIAPS μπορούν να εξοπλισθούν με την εφαρμογή Car Catalyst App., η οποία είναι μία ειδική βαθμονόμηση για την ανίχνευση και την ακριβή μέτρηση τους.
Εφαρμογή για πολύτιμα μέταλλα |
Για τις εταιρείες ανακύκλωσης, είναι σύνηθες να έχουν στην κατοχή τους κράματα που εμπεριέχουν στοιχεία πολύτιμης αξίας, όπως:
- Χρυσό (Au)
- Ασήμι (Ag)
- Πλατίνα-Λευκόχρυσος (Pt)
- Γερμάνιο (Ge)
- Ιρίδιο (Ir)
- Παλλάδιο (Pd)
Όλα τα παραπάνω στοιχεία έχουν χρηματιστηριακή αξία αρκετά μεγάλη και πραγματικά η δυνατότητα ανίχνευσής τους είναι κάτι που μπορεί να εκτοξεύσει τα κέρδη μίας εταιρείας ανακύκλωσης. Η SCIAPS διαθέτει την ειδική βαθμονόμηση Precious Metals App. για την ανίχνευση και την ακριβή μέτρηση όλων των παραπάνω στοιχείων, και όχι μόνο, σε κράματα μετάλλων.
Συμπερασματικά |
Η γρήγορη & ορθή ταξινόμηση των μεταλλικών κραμάτων είναι δυνατή να πραγματοποιηθεί μόνο με φασματογράφους.
Οι εταιρείες ανακύκλωσης μετάλλων μπορούν και πρέπει να στηριχτούν σε αυτούς και για να μεγιστοποιήσουν τα κέρδη τους.
Ήδη πολλές εταιρείες σκραπ στην Ελλάδα έχουν εμπιστευθεί τους φασματογράφους της SCIAPS Η.Π.Α, όπως μεταξύ άλλων:
- Το σκραπ της ΑΛΟΥΜΥΛ Α.Ε
- Η εταιρεία σκραπ ΚΥΡΙΑΚΟΠΟΥΛΟΣ ΙΩΑΝΝΗΣ & ΣΙΑ ΕΕ
- Η εταιρεία σκραπ ΤΟΣΣΟΥΝΙΔΗΣ SCRAP METAL ΜΟΝ/ΠΗ ΙΚΕ
- Η εταιρεία σκραπ ALL METAL RECYCLINE S.M.P.C
- Η εταιρεία σκραπ ΛΑΣΚΑΡΙΔΗΣ METAL SCRAP
- Η εταιρεία σκραπ ΑΒΔΟΥΛΟΣ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ Ι.Κ.Ε κ.α
Θα χαρούμε να συζητήσουμε μαζί σας την εφαρμογή σας και να σας προσφέρουμε την λύση η οποία θα καλύψει τις ανάγκες σας τόσο τεχνικά όσο και οικονομικά.
