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弗劳恩霍夫激光技术研究所开发激光废金属分拣机

2021-1-27 15:51:04

弗劳恩霍夫激光技术研究所(Fraunhofer ILT)和位于德国卡尔斯鲁厄的金属废料和回收集团Cronimet Ferroleg共同开发了一种基于激光的金属废料分拣工艺。他们的目的是改善工业界对此类原材料的获取。这项开发是德国BMBF资助的PLUS项目的一部分。

ILT表示,他们开发的新型传感器使金属原料的回收利用相较于之前更有效。

先前,ILT也参与了欧盟项目REVaMP:在这个项目中,弗劳恩霍夫ILT的专家从2020年1月起在这个项目中贡献了他们在材料分析领域的专业知识,为保障原材料的资源高效供应做出了重要的国际贡献。

德国经济命脉-工业生产

据ILT称:"德国是一个工业生产国,因此,我们的社会繁荣在很大程度上取决于铬、镍、铜和钴等金属原材料的供应。然而,随着其全球需求量的增加,这些金属正成为越来越稀缺的商品。由于矿产资源短缺,原材料的回收利用在遏制短缺方面起着决定性的作用,是德国和欧洲最重要的金属原材料来源。”

回收金属-平衡生态和经济

·提高资源使用率

不能再使用的废旧金属,如管道、金属板、工具、旧电缆、电气和电子废料以及家庭或拆迁中的旧零件,可以被熔化,按金属或合金分类,并在几乎不损失质量的情况下重新使用。

·排放更少的二氧化碳

事实上,据悉,这种新方法一旦加以使用,将使昂贵的、技术复杂的,甚至时而高度危险的传统矿产资源开采变得不再必要,也不在需要交通运输。由于这些废旧金属的材料价值很高,这个过程可以理想地收回成本,并且比初级开采过程产生更少的二氧化碳。

·高风险的方案

问题的关键在于,金属废料的价格和可用性及其回收率取决于许多相互依赖的因素:初级市场的价格波动、产品的生命周期及其收集率、加工过程中的损失、技术上的可回收性和有关合金的价值。全球市场相应地也是波动的。如果初级金属的价格上涨,废品的供应量就会下降,反之亦然。这些不确定的因素给企业带来了高风险。

激光传感器带来的曙光

基于激光的传感器技术的发展改善了未来的金属回收。

在此背景下,Fraunhofer ILT与德国卡尔斯鲁厄的Cronimet Ferroleg. GmbH从德国卡尔斯鲁厄开发了一种新型的基于激光的分拣工艺。该传感器技术是作为德国联邦教育和研究部(BMBF)资助的PLUS项目的一部分而开发的,它使金属废料中合金的检测和分拣变得更快、更准确。2020年,该试验工厂在卡尔斯鲁厄的Cronimet-Ferroleg基地投入运行,并取得了显著的成绩。其中,它被设计用于加工高速钢,简称HSS。

"高速钢刀具中含有钴等宝贵的合金元素,在任何一家五金店都能找到。例如,在钻头或铣头中。"Cord Fricke-Begemann博士说,他在Fraunhofer ILT负责材料分析,并在博士生Fredrik Schreckenberg的协助下领导了PLUS项目。

常见的工艺仅限于对少数合金进行费力的手工测量。另一方面,在弗劳恩霍夫ILT开发并用于PLUS的激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种技术,即使再小的废旧零件中也能识别20多种特殊合金--自动、快速且无需接触。Fricke-Begemann说:"在很短的时间内,我们可以处理更多的废品,并达到更高的等级纯度。通过这种方式,我们正在研究和工业之间建立一座重要的桥梁。"

欧洲的未来技术

作为2020年启动的欧盟项目 "金属制造过程中高效使用可变原料的改造设备"(REVaMP)的一部分,弗劳恩霍夫ILT现在正在欧洲层面贡献其在材料分析领域的专业知识。该项目计划持续三年半,由来自西班牙、波兰和德国的公司和研究机构组成的国际联盟提供支持。

Fricke-Begemann说:"我们的目标是将PLUS项目中收集到的知识放在一个普遍的基础上,无论涉及到什么合金。我们希望建立一个可以安装在现有工业工厂的传感器,从根本上提高回收过程的效率。"

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