Wervelstroomscheider: de onmisbare technologie in de recycling

De wervelstroomscheider, die in de recyclingindustrie wordt gebruikt, maakt het mogelijk non-ferrometalen efficiënt te sorteren.

De wervelstroomscheider is een machine die voornamelijk in de recyclingindustrie wordt gebruikt. Gebaseerd op een principe dat door een Franse natuurkundige uit de 19e eeuw werd ontdekt, maakt hij een uiterst nauwkeurige scheiding mogelijk tussen de diverse reststoffen waaruit de te recyclen voorwerpen bestaan en de non-ferrometalen die zij bevatten.

Eerbetoon aan Jean Bernard Léon Foucault

Het is belangrijk eer te bewijzen aan Jean Bernard Léon Foucault, die zijn naam gaf aan de stromen waarover dit artikel gaat. Deze Franse natuurkundige en astronoom, geboren in 1819 en overleden in 1868, was tijdens zijn korte leven buitengewoon productief.

Hij liet ontdekkingen na die de hele wereld beïnvloedden. Naast de stromen gaf hij ook zijn naam aan de slinger van Foucault, die de rotatie van de aarde om haar as aantoont; hij was de eerste die de lichtsnelheid bepaalde en hij vond de gyroscoop uit.

Wat zijn wervelstromen?

Wervelstromen – in het Engels eddy current – zijn de stromen die door een magnetisch wisselveld worden opgewekt in een stroomgeleidend materiaal. Elke verandering van de magnetische flux door een metalen massa wekt wervelstromen op. Deze elektrische stromen kunnen al dan niet opzettelijk worden geïnduceerd.

In het geval van een veranderlijk magnetisch veld in een metalen plaat – ferro of non-ferro – is het verschijnsel natuurlijk. Daarentegen wordt het magnetisch veld kunstmatig geïnduceerd in aanwezigheid van het veranderlijke veld van een elektrische spoel.

Deze stromen veroorzaken een Joule-effect en leiden tot verhitting van de stroomvoerende massa. Ze kunnen ook als remkracht worden gebruikt wanneer ze Laplace-krachten doen ontstaan, als de fluxverandering het gevolg is van een verplaatsing van het medium ten opzichte van een constant magnetisch veld.

Ontdek de wervelstroomscheiders van Lenoir-Mec.

Wervelstromen in het dagelijks leven

Wervelstromen maken deel uit van ons dagelijks leven, en we gebruiken ze in tal van toepassingen.

Inductiekookplaten werken door een stilstaand metalen voorwerp bloot te stellen aan een hoogfrequent magnetisch veld. De in het voorwerp opgewekte wervelstromen veroorzaken verhitting door het Joule-effect.

Om vrachtwagens af te remmen wordt een koperen schijf op het wiel bevestigd, naast een elektromagneet die door een stroom wordt gevoed. De wervelstromen induceren Laplace-krachten die de beweging afremmen, maar dit systeem vervangt de klassieke rem niet, omdat de werking afneemt naarmate het wiel vertraagt.

Aan de negatieve kant zijn wervelstromen de oorzaak van verhitting in transformatoren en van energieverliezen in elektrische installaties.

De wervelstroomscheider

Waarvoor wordt de wervelstroomscheider gebruikt?

De wervelstroomscheider maakt het mogelijk non-ferrometalen van andere materialen te scheiden. De te sorteren materialen worden als bulk aangevoerd op een transportband die de non-ferrometalen automatisch afscheidt en afvoert.

Deze machines worden voornamelijk door recyclingbedrijven gebruikt voor afvalverwerking. De inkomende stroom wordt door de wervelstroomscheider verwerkt, en aan de uitgang van de machine verkrijgen zij een zuivere sortering die hergebruik van de verschillende materialen mogelijk maakt.

In het algemeen dient de non-ferroscheider voor de recycling van zeer uiteenlopende materialen zoals glas, kunststof, rubber, zand in aluminiumgieterijen, gebroken kabels, shredderlijnen voor auto’s, huishoudelijk afval, bodemas…

Hij kan ook ferro- of zwak magnetische deeltjes verwijderen, zoals bijvoorbeeld in roestvast staal, draadglas, enz.

Enkele voorbeelden van toepassingen:

• verwerking van bewerkt hout en meubelen: verwijdering van koperen scharnieren, spijkers, schroeven, handgrepen, enz.;
• terugwinning van kozijnbeslag, handgrepen en sluitmechanismen van deuren en ramen;
• sortering van non-ferrometalen in de reststoffen na afvalverbranding;
• verwerking van huishoudelijk afval en terugwinning van metalen onderdelen, onder meer afkomstig van elektronische apparatuur en blikjes;
• verwijdering van non-ferro-elementen uit gebroken glas, kunststof, polyethyleen, pvc, rubber, enz.;
• afscheiding van aluminium capsules in de glasrecyclingindustrie of bij Nespresso;
• recycling van autowrakken en terugwinning van aluminium en afgeleide producten uit aluminiumshredderfracties;
• zuivering van gieterijzand uit aluminiumgieterijen;
• terugwinning van koper, lood en aluminium uit gebroken kabels;
• verwerking van allerlei soorten batterijen…

Hoe werkt de wervelstroomscheider?

De te verwerken reststoffen worden vooraf gebroken. Meestal bevatten ze nog ijzerdeeltjes die vóór de doorgang door de wervelstroomscheider moeten worden verwijderd. Daartoe worden ze behandeld door een overbandmagneet of een magneettrommel, die de staaldeeltjes aantrekt en afvoert.

Daarna komt de wervelstroomscheider in actie, die het mogelijk maakt non-ferrometalen van alle andere materialen te scheiden.

De wervelstroomscheider heeft als functie de te verwerken materialen als bulk over zijn transportband aan te voeren. Het apparaat is aan het uiteinde voorzien van een roterende, meerpolige magneettrommel, uitgerust met permanente neodymiummagneten met hoge remanentie. Doordat het geheel met hoge snelheid wordt aangedreven, induceert het magnetisch veld wervelstromen in de geleidende non-ferrometalen.

Deze stromen wekken hun eigen magnetisch veld op, dat het veld van het poolwiel tegenwerkt. Zo vervolgen de inerte reststoffen hun weg op de transportband met meenemers, terwijl de non-ferroreststoffen door de afstotingskracht worden weggeslingerd en in een aparte opvangbak worden verzameld. Op deze plaats is een deflector aangebracht om de twee trajecten van elkaar te scheiden. Deze is instelbaar in functie van de te verwerken delen en materialen.

Met andere woorden: de non-ferrometalen, waar een elektrische stroom doorheen loopt, worden gedurende een fractie van een seconde elektromagneten met hun eigen elektromagnetische kracht. Daarom volgen de non-ferrometalen, dankzij de bandsnelheid van de transportband die ze vervoert in combinatie met de magnetische afstoting, een ander traject dan de inerte reststoffen.

Wat beïnvloedt de nauwkeurigheid van de scheiding van non-ferrometalen?

Ferrometalen zijn min of meer gemakkelijk te scheiden. Dit hangt af van hun elektrische geleidbaarheid, hun dichtheid en de verhouding tussen deze twee grootheden. Hoe beter de elektrische geleidbaarheid en hoe lager de dichtheid, hoe beter de wervelstromen een materiaal kunnen afscheiden.

De elektrische geleidbaarheid

De elektrische geleidbaarheid wordt uitgedrukt in siemens per meter en aangeduid met de Griekse letter sigma: σ. In afnemende volgorde loopt ze van zilver met 62,1 σ tot roestvast staal met 1,4 σ, via koper, goud, zink, aluminium, magnesium, messing, cadmium, platina, tin, chroom, brons, lood en titaan.

De dichtheid

De dichtheid bepaalt hoe gemakkelijk de deeltjes van de transportband kunnen worden weggeslingerd, omdat hierbij de zwaartekracht een rol speelt. De wervelstromen van de magneetrol moeten voldoende krachten opwekken om deze zwaartekracht te overwinnen.

Optimaliseer nu uw recyclingprocessen!

Recycling neemt een steeds centralere plaats in onze samenleving in.

Gezien de groeiende afvalvolumes is het voor industriële bedrijven cruciaal om zich uit te rusten
met performante wervelstroomscheiders.

Bij LENOIR-MEC ontwerpen en installeren wij deze technologieën al jaren, en wij hebben
meer dan 80 % van de sorteerinstallaties in Frankrijk uitgerust.

Volgend artikelOverbandmagneet: welke magneetscheider kiezen?Volgende