صعود عملية الفرز الآلي لخردة الكابلات: ابتكارات تكنولوجية جديرة بالمتابعة

نُشر في «الأخبار والرؤى» · «أخبار القطاع»

بقلم Henan Jiacui Intelligent Equipment Co., Ltd.

على مدى عقدين من الزمن، كانت «تقليص الحجم» هي الجبهة الرائدة في مجال الابتكار في إعادة تدوير الكابلات: دوارات أسرع، وشفرات أكثر صلابة، وغرابيل أكثر إحكامًا. وقد استُنفدت هذه الجبهة الآن إلى حد كبير — فأي آلة طحن جيدة التصنيع من أي شركة مصنعة ذات سمعة طيبة قادرة على فصل النحاس عن العازل بكفاءة. وقد انتقل الفارق التنافسي إلى المراحل اللاحقة من العملية، أي إلى الفصل والفرز، حيث تُحدد النسب المئوية الأخيرة من النقاء والاسترداد.

تستعرض هذه المقالة التكنولوجيا التي تُحدث تغييرًا حقيقيًّا في مجال فرز الكابلات في عام 2026، وتميّز بين ما هو مطبق فعليًّا في مرحلة الإنتاج وما لا يزال مجرد كلام يُقال في المعارض التجارية، وتوضح ما يعنيه ذلك لشركة إعادة التدوير الصغيرة أو المتوسطة الحجم التي لن تنفق مبلغًا يصل إلى سبعة أرقام على إنشاء قاعة فرز.

لماذا يُعد الفرز — وليس التقطيع — هو المجال الذي يُدرّ المال حالياً

توضح نطاقات الأداء المنشورة الصورة بوضوح. فعملية فصل الهواء — التي تُعد العمود الفقري لكل خط تجفيف — تحقق عادةً كفاءة تتراوح بين 95 و97٪ تقريبًا عند معالجة المواد الخام المختلطة، ويتركز النقص في الجزء الناعم، لأن جسيمًا نحاسيًا بحجم 0.3 مم وجسيمًا من مادة PVC بحجم 0.3 مم يتصرفان بشكل متشابه في تيار الهواء. ويعوض الفصل الكهروستاتيكي جزءًا كبيرًا من هذا الفارق من خلال الاستفادة من الموصلية بدلاً من الكثافة، مما يرفع نسبة الاسترداد القابلة للتحقيق إلى ما يزيد عن 90% عند استخدام المواد المناسبة.

علاوة على ذلك، فإن الشوائب المتبقية تمثل مشكلة تصنيف، وليست مشكلة فصل: وهي جسيمات ذات الحجم والموصلية المناسبين، لكنها من مادة خاطئة — مثل سبائك النحاس المخلوطة بمواد أخرى، وأطراف التوصيل المصنوعة من النحاس الأصفر، وخيوط الألومنيوم، والموصلات المطلية، والبلاستيك الذي يلتصق بالنحاس الذي تم تحريره جزئيًا. وهذا هو ما يُستخدم الفرز البصري والفرز القائم على أجهزة الاستشعار لحله.

المسار التكنولوجي 1: الفرز البصري باستخدام تقنيات NIR و MWIR مع التعلم العميق

وهذا هو النهج الأكثر نضجًا من الناحية التجارية بين النهج الجديدة، والأكثر انتشارًا في فئة حبيبات الكابلات التي يتراوح قطرها بين 3 و20 ملم، وهي الفئة التي تعمل فيها آلات التحبيب فعليًّا.

المبدأ بسيط: يعمل الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء ذات النطاق العريض — الأشعة تحت الحمراء القريبة والأشعة تحت الحمراء متوسطة الموجة — على تحديد المواد بناءً على بصمتها الجزيئية بدلاً من لونها، ويقوم نموذج التعلم العميق بتصنيف كل جسم أثناء مروره بسرعة. ثم تقوم نفاثات هوائية بإخراج الجزء المستهدف. ونظرًا لأن عملية التحديد تعتمد على التركيب الكيميائي، فإنها قادرة على تمييز البوليمرات عن المعادن، ويمكنها فصل النحاس عن الألومنيوم أو النحاس الأصفر في تيار مختلط من المعادن غير الحديدية.

أبرز مثال صناعي تم الإبلاغ عنه هذا العام هو الشراكة بين شركتي «إلدان سورتينغ» و«بيكفيزا»، التي أدخلت تقنية الفرز البصري المدعوم بالذكاء الاصطناعي في خطوط إعادة تدوير الكابلات والمعادن الميكانيكية. وتم الإعلان عن خطي إنتاج: جهاز SPS (آلة فرز صغيرة مخصصة) مخصص بشكل خاص لحبيبات الكابلات التي يتراوح حجمها بين 3 و20 ملم، حيث يقوم بفصل حبيبات النحاس عن الألومنيوم وبقايا العزل والمواد الدقيقة المختلطة؛ وجهاز MPS (آلة فرز متعددة الأغراض) المخصص للتدفقات المختلطة ذات الحجم الأكبر، بما في ذلك نفايات الأجهزة الكهربائية والإلكترونية (WEEE) المقطعة والخردة غير الحديدية المختلطة.

من ناحية أخرى، استخدمت شركة TOMRA نظام ReMA2026 لإطلاق أحدث جيل من منصتها «Finder»، التي تجمع بين مستشعر كهرومغناطيسي، وتقنية NIR، وكاميرا RGB اختيارية عالية الدقة، مع معالجة الكائنات باستخدام الذكاء الاصطناعي. وتصف الشركة هذا المزيج بين تقنية RGB والذكاء الاصطناعي بأنه يتيح فصل الأسلاك المعزولة والأجسام الرقيقة أو المتجاورة أو المتداخلة — وهي بالضبط الحالات التي تفشل فيها منطقية الفرز التقليدية.

ما يعنيه ذلك عمليًّا: لم يعد الفرز البصري مجرد تجربة في مجال حبيبات الكابلات. بل أصبح خيارًا متكاملًا متاحًا للشراء. والسؤال الذي يطرح نفسه بالنسبة لمعظم شركات إعادة التدوير هو سؤال اقتصادي، وليس تقنيًا.

تُعد مراحل الفصل الميكانيكي هي المرحلة التي يتحدد فيها النسبة المئوية الأخيرة من النقاء.

المسار التكنولوجي 2: النماذج التكيفية بدلاً من القواعد الثابتة

التطور الأكثر إثارة للاهتمام ليس المستشعر نفسه، بل النموذج البرمجي الذي يقف وراءه. تعمل آلات الفرز البصرية التقليدية وفقًا لقواعد اتخاذ قرار ثابتة: حيث ترتبط الخصائص المميزة للمادة بقرار طردها. وتتدهور فعالية هذه القواعد عندما يتغير تكوين المواد الواردة، وهو ما يحدث باستمرار في مجال إعادة تدوير الكابلات.

تقوم وحدات التعلم العميق التكيفي — مثل «APT Learner» من PICVISA، وهو المثال الذي تم الاستشهاد به في إطار الشراكة مع Eldan — ببناء نماذج التعرف التي تتطور مع البيانات التشغيلية. ويكتسب ذلك أهمية قصوى في التدفقات التي تتسم بتقلب كبير في السمات المميزة، مثل لوحات الدوائر المطبوعة في النفايات الإلكترونية، حيث تفوت مجموعة القواعد الثابتة أنماطًا يلتقطها النموذج المدرب.

بالنسبة لشركة إعادة التدوير، فإن السؤال العملي الذي يجب طرحه على أي مورد لأجهزة الفرز هو: كيف يتكيف النموذج عندما تتغير البيانات الواردة، ومن المسؤول عن هذه العملية؟ إن النموذج الذي يتطلب زيارة المصنع وإبرام عقد صيانة في كل مرة يتغير فيها مزيج المواد المستخدمة يختلف عن النموذج الذي يتم فيه إعادة التدريب في الموقع.

المسار التكنولوجي 3: الروبوتات والرؤية الآلية

لقد حظي نظام الفرز الآلي باستخدام الروبوتات (الالتقاط والوضع) باهتمام كبير، ويتم تطبيقه فعليًّا في بعض المجالات — مثل نفايات البناء والهدم، وفرز المواد الضخمة، ومحطات مراقبة الجودة. أما في مجال حبيبات الكابلات، فإن هذه التقنية أقل جاذبية بكثير، وذلك لسبب فيزيائي بسيط: الحبيبات صغيرة الحجم، وتتحرك بسرعة، ولا يمكن لذراع الروبوت الذي يلتقط الحبيبات الفردية أن ينافس مصفوفة النفاثات الهوائية من حيث الإنتاجية لكل يورو.

تُعد الروبوتات ذات فائدة في هذه الصناعة في المراحل الأولية: الفرز المسبق للمواد الواردة المختلطة، وإزالة البطاريات والملوثات أثناء تفكيك نفايات الأجهزة الكهربائية والإلكترونية (WEEE)، ومناولة المواد الثقيلة أو الخطرة. وهذه هي المهام التي يضيف فيها الذراع الآلي قيمة حقيقية. أما الفرز الآلي للحبيبات، فهو في الوقت الحالي مجرد عرض توضيحي في الغالب.

المسار التكنولوجي 4: دمج أجهزة الاستشعار و«الفرز السلبي»

إن القدرة الأكثر فائدة على المدى القريب لا تكمن في تحديد ما تريده، بل في التخلص بشكل موثوق مما لا تريده. ويُطلق على ذلك أحيانًا اسم «الفرز السلبي»: فبدلاً من محاولة الكشف عن النحاس والتخلص منه، تقوم بالكشف عن المواد غير النحاسية — مثل البلاستيك الأسود، وشظايا لوحات الدوائر المطبوعة، والفولاذ المقاوم للصدأ، والأسلاك المعزولة — والتخلص منها، تاركًا وراءك تيارًا أنظف من النحاس.

يتوافق وصف شركة «تومرا» لخيار «الليزر العميق» (Deep Laser) المقترن بتقنية RGB ومعالجة الكائنات المدعومة بالذكاء الاصطناعي مع هذا النمط، كما يتوافق مع الاتجاه العام في الصناعة نحو الجمع بين الاستشعار الكهرومغناطيسي، والاستشعار بالأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR)، والاستشعار بالليزر، والاستشعار اللوني في منصة واحدة. ويكتسب دمج أجهزة الاستشعار قيمته بالضبط لأن لا يوجد جهاز استشعار واحد قادر على التعامل مع جميع حالات الالتباس: فالاستشعار بالأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) يواجه صعوبة في التعرف على البلاستيك الأسود، ويواجه الاستشعار اللوني صعوبة في التعامل مع التلوث السطحي، ولا يستطيع الاستشعار الكهرومغناطيسي التمييز بين المعادن المختلفة.

ما الذي ينجح، وما الذي لا يزال مجرد تسويق

الجوانب الاقتصادية لشركة إعادة التدوير الصغيرة أو المتوسطة الحجم

الفرز البصري عملية تتطلب استثمارات ضخمة، ولا يكون من المنطقي تطبيقها إلا عند تجاوز حد معين من تدفق المواد. والحقيقة هي كما يلي: آلة الفرز لا تخلق قيمة من العدم، بل تستخلص القيمة الموجودة بالفعل في تدفق الإنتاج الخاص بك، سواء في شكل النحاس الذي تتخلى عنه حاليًا أو درجة النقاء التي لا تضعها في الحسبان حاليًا.

لذا فإن السؤال الذي يجب الإجابة عليه قبل التفكير في شراء جهاز الفرز ليس «هل أستطيع تحمل تكلفة جهاز الفرز؟» بل «ما مقدار النحاس الذي أفقده، وإلى أي جزء من المنتج؟» إذا كانت نسبة النحاس في المخلفات البلاستيكية تبلغ 3٪، فإن جهاز الفرز الذي يستعيد نصف هذه الكمية سيكون له عائد مالي يمكن حسابه. أما إذا كانت نسبة النحاس في المخلفات تبلغ 12٪، فإن الإجراء الأول الذي يجب اتخاذه ليس شراء آلة الفرز — بل هو معالجة مشاكل تحرير النحاس وتصنيفه في المراحل الأولية من العملية، وهو ما يكلف جزءًا بسيطًا من التكلفة.

بالنسبة لمعظم المنشآت التي تقل طاقتها الإنتاجية عن 1,000 طن شهريًّا تقريبًا، فإن التسلسل المنطقي من الناحية الاقتصادية هو: تثبيت نظام الشفرات والغربال، وإضافة عملية الصقل الكهروستاتيكي للجزء الناعم، وبعد ذلك فقط تقييم الفرز البصري كخطوة تحديث نهائية. أما المشترون الذين يعكسون هذا التسلسل، فينفقون مبالغ طائلة على صقل تدفق كان ينبغي أن يكون أنظف قبل وصوله.

ماذا نفعل الآن، بغض النظر عن الحجم

• ابدأ بقياس الأجزاء، لا المجموع فقط. لا يمكن تقييم أي تقنية فرز دون معرفة تكوين كل تيار من تيارات المخرجات. ويكفي إجراء فحص واحد كل ثلاثة أشهر لكل تيار.
• احرص على أن يظل مسار الترقية متاحًا أمامك. إذا كنت تقوم حالياً بتصميم خط إنتاج، فاسأل عما إذا كان من الممكن دمج جهاز فرز مستقبلي في نظام التفريغ دون الحاجة إلى إعادة بناء الخط.
• تسجيل الإعدادات كبيانات. تحتاج الآلات التي تتكيف مع المواد إلى أساس يمكنها الانطلاق منه للتكيف. ويُعد تسجيل بسيط للإعدادات مقابل نتائج الاختبارات أرخص خطوة متاحة للتحضير لتطبيق الذكاء الاصطناعي.
• كن متشككًا في الادعاءات التي تستند إلى رقم واحد. «دقة الفرز بنسبة 99.9٪» لا معنى لها دون تحديد المادة وحجم الجسيمات ومعدل الإنتاج وتعريف الدقة.

الأسئلة الشائعة

هل أصبح الفرز البصري الآن معيارًا معتادًا في إعادة تدوير الكابلات؟

لا. فهي متوفرة تجاريًا ويتم دمجها بشكل متزايد في خطوط الإنتاج المتطورة، لكن القاعدة المركبة تتركز في المنشآت الكبيرة. ولا يزال فصل الهواء مع الصقل الكهروستاتيكي هو التكوين القياسي لمعظم خطوط إعادة تدوير الكابلات الجافة.

هل يمكن للفرز البصري أن يحل محل الفصل الكهروستاتيكي؟

ليس في الوقت الحالي، فكل منهما يؤدي وظيفة مختلفة. يعمل الفصل الكهروستاتيكي على معالجة الجسيمات الدقيقة التي يقل حجمها عن المليمتر بكفاءة وبتكلفة منخفضة. أما الفرز البصري فيعمل على الجسيمات الأكبر حجمًا (نطاق الحبيبات من 3 إلى 20 ملم) ويوفر إمكانية تحديد نوع المادة، وهو ما لا توفره طريقة الفرز بالموصلية. وفي خط الإنتاج المصمم جيدًا، تشكل هاتان المرحلتان مرحلتين متكاملتين.

ما هو الحد الأدنى لسعة الإنتاجية التي تجعل استخدام آلة الفرز أمراً منطقياً؟

لا يوجد رقم موحد، لأن الأمر يعتمد على قيمة ما يتم استخلاصه. العامل المحدد هو كتلة المواد القابلة للاستخلاص شهريًّا، وليس الحمولة بالساعة. فالمنشأة التي تعالج 500 طن شهريًا بنسبة بقايا نحاس تبلغ 6% تتمتع بحجة أقوى بكثير من تلك التي تعالج 1,500 طن بنسبة بقايا تبلغ 1.5%.

ما مدى موثوقية ادعاءات الموردين بشأن الدقة؟

تعامل معها على أنها بيانات عن القدرات في ظل شروط محددة، واطلب معرفة هذه الشروط. عادةً ما تُذكر أرقام الدقة بناءً على حجم كسور معين، ومعدل إنتاجية معين، وتعريف محدد للقرار الصحيح. اطلب اختبار المواد الخاصة بك — فمعظم بائعي أجهزة الفرز يقدمون تجارب على المواد، والتجربة تساوي أكثر من ورقة البيانات.

تقييم مسار ترقية نظام الفرز لديك

إذا كنت تدرس إمكانية تحديث نظام الفرز، فأرسل إلينا تحليل عينة من منتج النحاس الحالي والمخلفات البلاستيكية، إلى جانب الكمية الشهرية بالطن. وسنخبرك ما إذا كانت الخسارة تكمن في الجزء الناعم، أم الجزء الخشن، أم في مرحلة التحرير — وأي إجراء من شأنه معالجة هذه المشكلة فعليًّا.

أرسل إلينا وصف المواد، والحمولة اليومية، والإنتاج المستهدف، وسيقوم فريقنا الهندسي بالرد عليك بتوصية بشأن الطراز المناسب، وحساب السعة، وعرض الأسعار. كما نرحب بك لحجز جولة فيديو مباشرة لمصنع Henan Jiacui Intelligent Equipment Co., Ltd. في مدينة تشنغتشو، بمقاطعة خنان، الصين، أو طلب قائمة مرجعية بالمنشآت التي تعمل بتدفقات كابلات أو نفايات مماثلة.

نبذة عن المؤلف والشركة المصنعة

أعد هذا المقال فريق المبيعات الفنية والهندسة التابع لـ Henan Jiacui Intelligent Equipment Co., Ltd. (اسم العلامة التجارية JIACUI). تأسست شركة JIACUI في عام 2015 في مدينة تشنغتشو، بمقاطعة خنان، الصين، وتقوم بتصميم وتصنيع معدات إعادة تدوير النفايات الصلبة وأنظمة تحبيب الأسلاك النحاسية في مصنع تبلغ مساحته 5,000 متر مربع ويعمل به أكثر من 100 موظف. تحمل معداتنا شهادات CE وISO وCSA، وتستخدم مكونات تحكم من ABB وSiemens مصنعة وفقًا لمعايير التصميم الأوروبية، وقد تم تسليمها إلى أكثر من 400 عميل في أكثر من 100 دولة. وقد تم إتمام عمليات تدقيق المصنع من قبل SGS وBV وTÜV. ونحن نحمل 27 براءة اختراع تغطي تقنيات التقطيع والتحبيب والفصل. وحيثما يورد هذا المقال أرقامًا تتعلق بالأداء، فإن هذه الأرقام مستمدة من المواصفات المنشورة لنماذجنا ومن اختبارات التشغيل التجريبي على منشآت حقيقية؛ وتعتمد النتائج الفعلية على تركيبة الكابلات، وإعداد المواد المدخلة، وممارسات التشغيل.