Переработка кабельных отходов

При переработке отходов кабельно-проводниковой продукции приходится одновременно решать несколько задач: производительность, себестоимость, стоимость конечных продуктов. Пока не удалось разработать процесс, где все показатели были бы наилучшими. Тем не менее, в зависимости от целей, можно подобрать технологию наиболее отвечающую производственным задачам.

В кабельных отходах, как и в прочих видах сложного лома, существует градация по технологичности (перерабатываемости), которая базируется на качестве получаемого продукта и затратах на переработку. С развалом плановой системы хозяйствования СССР, прекратило свое существование и методическое обеспечение заготовительных предприятий, поэтому каждому предприятию приходилось вырабатывать собственный подход к определению, как закупочной цены, так и степени технологичности. Это определило значительный разброс закупочных цен на кабельный скрап.

Проблема качества продуктов вторичной переработки металлосодержащих отходов имеет две стороны. С одной стороны, отечественной металлургической промышленности в основном не требуется качественное вторичное сырье. Основные потребители медного лома - медеплавильные заводы, производящие катодную медь. Медные аноды отливаются из черновой меди или медного лома. А раз грязный и чистый медный лом проходит единую технологическую цепочку, то смысла платить дороже за "чистый медный лом" нет. С другой стороны, для обеспечения высокой рентабельности необходимо производить продукцию максимально высокой потребительской стоимости. Выход из этой ситуации был один - экспорт.

В 90-х годах еще удавалость экспортировать чистую медную сечку как медные гранулы по ставкам пошлины на рафинированную медь. Однако теперь чистейшие медные гранулы таможенные лаборатории приписывают к ломам и рентабельность экспорта резко снизилась. Дробленый кабельный пластикат тяжело находит спрос, поэтому чаще вывозится на свалку. Поэтому цена на медную сечку снизилась.

Между тем, медные гранулы - ценное сырье для производства сплавов, проката и фольги. Немецкие металлурги охотно давали на медную сечку цену катодной меди, при соответствующем качестве. Пластмассовая изоляция идет на производство дорожных ограждений и строительных материалов. Особенно хорошо обстоит дело с производством термопласткомпозитов: черепицы, тротуарной плитки и пр. Пластмассовая изоляция выступает здесь в роли связующего, а наполнителем является обычный строительный песок.

На сегодняшний день в России достаточно мощностей для утилизации кабельных отходов, однако, отсутствие централизованного методического обеспечения не позволяет использовать эти мощности с максимальным эффектом. Простой пример, максимальная отдача при автоматизированной переработке кабелей связи обеспечивается при тщательной предварительной сортировке по типу и конструкции кабеля, отсутствие сортировки снижает потребительскую стоимость конечного продукта в полтора раза из-за примесей припоя, а стоимость переработки увеличивает до двух раз.

Технологии и оборудование для переработки лома кабеля и проводов

Обжиг кабеля и проводов

Одно время, самым популярным способом стало сжигание изоляции на открытом воздухе. "Отожженка" заполонила рынок медного лома. При этом в воздух летели токсичные продуты горения, а чистейшая медь становилась грязной, покрытой окалиной и закоксовавшимися остатками изоляции и свинцовой оболочки. Зато никаких инвестиций - чистый доход.

Чтобы снизить экологический вред, использовались специальные печи для безокислительного обжига кабеля. Такие печи позволяли перерабатывать телефонные кабели в свинцовой оболочке и битумной изоляции. Сначала расплавлялся битум, а затем свинец, который собирался в поддоне, освобождая провода.

Для снижения токсичных выбросов от печи использовались специальные камеры дожига.

Кабелеразделочные станки (стрипперы)

На сегодня в России станки для снятия брони и изоляции с кабеля производит несколько предприятий. Раньше всех кабелеразделочные станки производило воронежское НПП "ИРИСМАШ". Это предприятие предлагает станок для снятия брони и вальцы для снятия изоляции - джентльменский набор для переработки нефтепогружного кабеля.

Для снятия стальной брони и свинцовой оболочки с силовых и телефонных кабелей применяются мощные станки, например, Addax 15HP.

Для "домашнего" использования за рубежом предлагается много небольших приспособлений, подобных этому.

Принцип действия этого устройства настолько прост, что его можно изготовить в любой механической мастерской. Взгляните на рекламу одно такого приспособления, которое назвали BigBuks. Обычная дрель механизирует устройство, и по обещаниям рекламного объявления за несколько дней можно заработать сотни долларов.

Для выездных работ будет кстати установка "Бобер", предлагаемая шведской Retech Recycling Technology. Этот передвижной станок хорошо снимает, как броню, так и изоляцию.

У кабелеразделочных станков есть три недостатка. Во-первых, это низкая производительность, во-вторых, ручной труд и в-третьих, нельзя снять изоляцию с тонких проводов. Но есть и достоинства, это стоимость, компактность и чистота продуктов переработки.

Как же утилизировать тонкий кабель и провод? Есть несколько путей.

Автоматическая переработка кабеля

Наиболее экономически и технологически оправданный способ - это дробление проводов с последующей сепарацией по плотности материалов. Надо сказать, что измельчение как технологический процесс переработки отходов весьма популярен. Преимущества очевидны:

1. Широкий диапазон перерабатываемых материалов
2. Высокая производительность
3. Высокая степень механизации.

Классическая цепочка технологической линии состоит из дробилки и сепаратора, остальное оборудование предназначено для исключения ручного труда, обеспечения непрерывности процесса и высокой производительности.

Такие мини-заводы и установки предлагают компании Retech Recycling Technology (Швеция), Eldan Scandinavian Recycling (Дания-Швеция), Guidetti (Италия), KUM SUNG Industry Co. (Корея) и многие другие фирмы.

Общая схема автоматической переработки кабеля и проводов состоит из следующих операций:

1. Сортировка кабеля и проводов
2. Предварительная нарезка кусков толстого кабеля
3. Грубое (предварительное) измельчение до размера кусков 20-40 мм
4. Магнитная сепарация
5. Основное измельчение до размера 4-8 мм
6. Отделение металлических проводников от изоляции (сепарация)
7. Магнитная сепарация металлической фракции
8. Упаковка

Выбор конкретной технологической схемы зависит от типа перерабатываемых отходов кабельно-проводниковой продукции, требуемой производительности и качества конечных продуктов. Так, например, технологическая линия для переработки только нефтепогружного кабеля в объеме 100-200 т./месяц может состоять их предварительной дробилки, измельчающей кабель до размера 20-40 мм, железоотделителя для удаления стальной брони, бункера-накопителя для обеспечения непрерывности процесса, дробилки (гранулятора), где зазор между ножами и отверстия в сетке должны быть настроены на размер проводника для отделения изоляции и обеспечения максимальной производительности. Далее в технологической цепочке стоит самый хитрый объект - сепаратор.

Практика показала, что лучше всего работает воздушно-вибрационный сепаратор, так как он позволяет регулировать процесс по многим параметрам, а также позволяет легко им управлять, что в конечном итоге позволяет получать продукты самого высокого качества. Сепараторы циклонного типа (воздушные) хоть и рассчитаны на высокую производительность, но не позволяют производить точного разделения фракций. Гидросепараторы позволяют обеспечить максимальную точность разделения фракций металл-пластмасса, но в конечном счете обходятся дороже, хотя есть пример, когда в качестве гидросепаратора использовалась обычная ванна и дуршлаг, что, конечно, не в пользу производительности.

Криогенная технология утилизации кабеля

Многие читатели заинтересовались криогенной технологией. Суть процесса основана на охрупчивании пластмассовой и резиновой изоляции, при этом достигается экономия энергозатрат на разрушение изоляции. "Замороженный" провод пропускают через вальцы, и изоляция легко отделяется. Но есть серьезный недостаток. Дело в том, что стоимость жидкого азота превышает экономию энергии. Использование турбодетандеров для производства холода также неэкономично. Какое же преимущество имеет эта технология?

Дело в том, что получаемые порошки полимеров по качеству превосходят дробленую изоляцию. Они практически не имеют загрязнений. Но учитывая, что стоимость вторичных полимеров в России не высока и востребованность их ограничена, использование криогенной технологии в российских условиях экономически не оправдано, а при дроблении охлажденного провода в роторных дробилках вообще лишено всякого смысла.

Растворение изоляции проводов

Трудоемкость механической переработки кабеля приводит к поискам альтернативных методов освобождения проводов от изоляции. Казалось бы самый простой способ — растворить изоляцию. Кабельный пластикат в основном состоит из полиэтилена и поливинилхлорида, эти пластики обычными растворителями не растворить.

Предлагалось растворять изоляцию в расплаве сильных щелочей (при температуре 380-450 градусов). Но этот способ не прижился, т.к. требуется энергия для поддержания расплава в горячем состоянии. Процесс циклический и опасный. Расплавы щелочей очень агрессивны. Пластик изоляции терялся и попадал в токсичные отходы.

Тем не менее, существует ряд органических растворителей, способных растворить полиэтиленовую изоляцию провода (гептан, гексан и пр.). Изоляцию из ПВХ растворяют в тетрагидрофуране, диметилформамиде или циклогексаноне.

Способ переработки отходов проводов и кабеля путем растворения изоляции имеет определенные преимущества:

1. Практически 100% возврат металла высокой чистоты до 99,99 (медь марки М00).
2. Полная регенерация полимерной изоляции.
3. Утилизация микропроводов.
4. Дополнительное извлечение металла и облагораживание полиэтилена из отходов после воздушно-вибрационной сепарации при механической переработке проводов.

Однако, у этого способа есть недостатки:

1. Высокая стоимость и токсичность растворителей.
2. Относительно низкая производительность.
3. Необходимость регенерации растворителя.

Таким образом, в настоящее время наиболее популярный способ переработки лома кабеля и проводов - механический, с помощью кабелеразделочных станков, автоматических установок и технологических линий.