Уральский федеральный университет, Екатеринбург, Россия:

А. Ю. Коняев, профессор кафедры «Электротехника и электротехнологические системы», докт. техн. наук, эл. почта: a.u.konyaev@urfu.ru
Ж. О. Абдуллаев, аспирант кафедры «Электротехника и электротехнологические системы»
М. Е. Зязев, магистрант кафедры «Электротехника и электротехнологические системы»
С. И. Фоминых, доцент кафедры «Технология машиностроения», канд. техн. наук

Каждый год огромное количество электрических кабелей утилизируют как металлолом. Переработка отходов кабеля экономически выгодна не только с экологической точки зрения. Ясно, что как металлы, так и пластмассы могут быть восстановлены и использованы повторно. Наиболее ценными компонентами отходов кабеля являются чистые электропроводящие металлы (медь или алюминий). Чтобы повторно использовать медь и алюминий, необходимо отделить их от других компонентов. При этом нужно обеспечить требуемое качество селективных концентратов металлов. Наиболее часто в промышленности по переработке лома кабелей во всем мире применяют механические методы. Они включают резку и предварительное дробление кабелей, магнитную сепарацию, измельчение лома и отделение проводящих металлов от изоляции. Для отделения гранул основного металла от изоляции наиболее эффективным методом признается вибропневмосепарация, сочетающая разделение частиц по плотности в потоке воздуха и эффект кипящего слоя, обеспечиваемый вибрацией. Товарными продуктами переработки являются концентраты целевого металла и изоляционных материалов. При таких условиях хорошо сепарируются частицы металлов и изоляции. В то же время возникают трудности с разделением металлических частиц. Наличие примесей других металлов ухудшает качество концентратов и не позволяет использовать их для получения чистых электропроводящих вторичных металлов. В статье показана возможность улучшения качества металлических концентратов, полученных из измельченных отработанных электрических кабелей, посредством электродинамической сепарации. Представлена опытная установка электродинамической сепарации. Испытания этой установки показали возможность существенного уменьшения доли примесей других металлов в концентрате целевого металла. Например, содержание меди в алюминиевом концентрате составило менее 0,3 %, а медный концентрат после электродинамической сепарации не содержал включений свинца. Продемонстрирована возможность получения чистого электропроводящего металла (меди и алюминия) из отходов кабеля посредством электродинамической сепарации. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологии и оборудования для разделения отходов кабелей на компоненты.

1. Стратегия развития промышленности по обработке, утилизации и обезвреживанию отходов производства и потребления на период до 2030 г. (утв. Распоряжением Правительства РФ от 25.01.2018 № 84-р). URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_289114/
2. Татаркин А. И., Романова О. А., Дюбанов В. Г., Дюшин А. В., Брянцева О. С. Тенденции и перспективы развития рециклинга металлов // Экология и промышленность России. 2013. № 5. С. 4–10.
3. Колобов Г. А., Бредихин В. Н., Чернобаев В. М. Сбор и обработка вторичного сырья цветных металлов. — М. : Металлургия, 1993. — 288 с.
4. Набойченко С. С., Агеев Н. Г., Дорошкевич А. П. и др. Процессы и аппараты цветной металлургии : учебник для вузов / под ред. С. С. Набойченко. — Екатеринбург : Изд-во УГТУ, 1997. — 655 с.
5. Liquan Li, Gongqi Liu, Dean Pan, Wei Wang, Yufeng Wu, Tieyong Zuo. Overview of the recycling technology for coppercontaining cables // Resources, Conservation and Recycling. 2017. Iss. 126. P. 132–140.
6. Zhang S., Forssberg E. Cable and wire scrap recycling by physical separation technologies // Environmental and Waste Management. 1998. Vol. 1, Iss. 3. P. 189–202.
7. Chan E. W., Beekmans S. Pneumatic Beneficiation using the Counter-Current Fluidizing Cascade // International Journal of Mineral Processing. 2002. Vol. 9, Iss. 2. P. 157–165.
8. Назимко Е. И., Малько С. В., Семенова А. Ю. Моделирование процесса сепарации отходов кабельно-провод никовой продукции // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2016. № 5 (79). С. 12–18.
9. ГОСТ 1639–2009. Лом и отходы цветных металлов и сплавов. Общие технические условия. — Введ. 2011-01-01. — М. : Стандартинформ, 2011. — 66 с.
10. Non-ferrous scrap Specification. Circular 2004. Guidance for Nonferrous scrap NF—01. — Washington, Institute of Scrap Recycling Industries, Inc. Effective 4/16/2018. — 60 p. URL: www.scrap2.org/specs/
11. BS EN 12861:1999. Copper and copper alloys. — Scrap. – British Standards Institution. 2019. — 32 p. URL: www.bsigroup.com/ProductDetail/
12. Белецкий В. М., Кривов Г. А. Алюминиевые сплавы (состав, свойства, технология, применение): справочник. — Киев : КОМИНТЕХ, 2005. — 365 с.
13. Осинцев О. Е., Федоров В. Н. Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки : справочник. — М. : Машиностроение, 2004. — 336 с.
14. ГОСТ 295–98. Алюминий для раскисления, производства ферросплавов и алюминотермии. Технические условия. Введ. 2001-07-01. — М. : Изд-во стандартов, 2001. — 7 с.
15. Fenercioglu A., Barutcu H. Performance determination of novel design eddy-current separator for recycling of non-ferrous metal particles // Journal of Magnetics. 2016. Vol. 21, No. 4. P. 635–643.
16. Lungu M., Rem P. C. Eddy-current separation of small nonferrous particles using a single disc separator with permanent magnet // IEEE Transaction on Magnetics. 2003. Vol. 39, No. 4. P. 2062–2067.
17. Jujun Ruan, Zhenming Xu. Constructing environment-friendly return road of metals from e-waste: Combination of physical separation technologies // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. Iss. 54. P. 745–760.
18. Коняев А. Ю., Коняев И. А., Назаров С. Л. Применение электродинамических сепараторов в технологиях вторичной цветной металлургии // Цветные металлы. 2012. № 11. С. 22–25.
19. Коняев А. Ю., Назаров С. Л., Казанцев Р. О., Воскобойников В. В., Дистанов А. А. Переработка электронного лома: применение электродинамических сепараторов // Твердые бытовые отходы. 2014. № 2. С. 26–30.
20. Коняев А. Ю., Багин Д. Н., Якушев Н. С. Исследование процессов электродинамической сепарации электронного лома // Экология и промышленность России. 2015. Т. 19, № 4. С. 15–19.
21. ГОСТ Р 8.736–2011. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. — М. : Стандартинформ, 2013. — 19 с.