Como ajustar a separação de ar e o tamanho da malha para obter maior pureza do cobre

Publicado em Notícias e Análises · Tecnologia e Manutenção

Por Henan Jiacui Intelligent Equipment Co., Ltd.

A pureza do cobre não é uma propriedade do granulador; é uma propriedade da etapa de separação. Duas fábricas que operam máquinas idênticas na produção de cabos semelhantes produzem rotineiramente produtos de diferentes graus de pureza, e a diferença está quase sempre na abertura da malha e na velocidade do ar — duas configurações que são ajustadas em poucos minutos, mas que permanecem inalteradas por meses.

Este artigo explica o que cada configuração faz fisicamente, como elas interagem e um procedimento que você pode seguir para ajustá-las de acordo com o seu próprio material. Ele inclui deliberadamente a complexidade real: a malha e o ar não podem ser otimizados separadamente, e buscar os últimos dez centésimos de ponto percentual de pureza tem um custo real em termos de rendimento.

Onde a pureza se perde de fato

Antes de fazer qualquer ajuste, é importante saber qual das três perdas você está tentando corrigir. Elas têm causas e soluções diferentes.

A física, de forma breve e prática

A separação por ar aproveita a diferença de densidade entre o cobre (cerca de 8.900 kg/m³) e o isolamento de PVC ou PE (aproximadamente 1.300–1.400 kg/m³ — cerca de um sétimo da densidade). Em uma corrente de ar ascendente, a força ascendente exercida sobre uma partícula depende de sua área projetada, enquanto seu peso depende de seu volume e densidade. Para partículas do mesmo tamanho, o plástico é levantado com muito mais facilidade do que o cobre.

A complicação é tamanho das partículas. Uma peça grande e plana de plástico possui uma alta relação entre área superficial e peso e é facilmente levantada. Uma partícula de cobre muito pequena tem baixa massa, mas também uma área projetada pequena e, em uma corrente de ar de alta velocidade, pode ser arrastada e perdida. É exatamente por isso que o tamanho da malha e a velocidade do ar devem ser considerados em conjunto: a malha determina quais tamanhos de partículas chegam ao estágio de separação, e a velocidade do ar determina quais desses tamanhos são levantados.

O que a abertura da malha (tela) realmente faz

A peneira está localizada entre a granulação e a classificação final. Sua abertura define o limite máximo de tamanho do material que passa por ela e, portanto, controla a distribuição granulométrica que entra na separação e a distribuição granulométrica do produto final.

A conclusão prática é que a escolha da malha representa um equilíbrio entre rendimento e uniformidade, e não um regulador de pureza propriamente dito. Seu efeito sobre a pureza se dá por meio do controle do material com o qual o estágio de separação precisa lidar.

O que a velocidade do ar realmente faz

A velocidade do ar funciona como um regulador de pureza, dentro de certos limites. Aumentá-la leva mais material para a saída de plástico, o que reduz a contaminação por plástico no produto de cobre, mas acarreta o risco de perder cobre fino. Diminuí-la retém o cobre, mas permite que o plástico entre na fração de cobre.

• Controle de ventilador com frequência variável É isso que torna essa função ajustável na prática. Um ventilador de velocidade fixa oferece apenas uma configuração para uma mistura de ração que muda todos os dias.
• Uma segunda etapa de separação, mais suave A instalação de um filtro sobre a saída de plástico é a opção mais econômica de aumento de pureza disponível em uma máquina que possui apenas separação em um único estágio. Isso permite que você execute a primeira etapa de forma conservadora — com foco na retenção do cobre — e recupere o cobre restante na segunda etapa, quando o material já é, em grande parte, plástico.
• A velocidade não é a mesma coisa que o volume. Vazamentos na rede de dutos, obstruções parciais e filtros sujos alteram a velocidade do ar que chega à câmara de separação, mesmo que a configuração do ventilador permaneça inalterada. É por isso que uma máquina que funcionou bem por meses pode apresentar um desvio gradual, sem motivo aparente.

A interação que pega as pessoas de surpresa

A malha e o fluxo de ar costumam ser ajustados por duas pessoas diferentes em momentos distintos, e é aí que começam os problemas. Alterar a malha altera a distribuição de tamanhos que chega à etapa de separação, o que, por sua vez, altera a velocidade do ar que está correta. Instalar uma malha mais fina e deixar a configuração do ar inalterada resultará na perda de partículas finas de cobre. Instalar uma malha mais grossa e deixar a configuração do ar inalterada fará com que o plástico seja empurrado para dentro do produto de cobre. Qualquer alteração em um deles exige um reajuste do outro.

Um procedimento de ajuste que você pode realizar em meio dia

1. Execute um teste de referência. Com tudo na condição em que foi encontrado, alimente o sistema com um lote pesado de material representativo — de pelo menos 200 kg — e colete e pese todos os três produtos finais: o produto de cobre, o produto de plástico e o pó. Registre a taxa de alimentação efetivamente alcançada. Esse é o seu ponto de referência.
2. Coletar amostras e avaliar a pureza. Retire uma amostra representativa de 2 a 3 kg do produto de cobre e inspecione-a. Um método prático de campo consiste em espalhá-la sobre um lençol limpo e contar ou separar a olho nu; em seguida, pese o plástico que você separou. Como você já dispõe de balanças precisas, a precisão da contagem é menos importante do que repetir a mesma medição todas as vezes.
3. Verifique a malha primeiro. Verifique se há obstruções, desgaste, deformações e rasgos. Limpe ou substitua antes de ajustar a configuração de ar — não é possível ajustar a separação com uma tela desgastada.
4. Ajuste a velocidade do ar em pequenos incrementos. Altere a configuração do ventilador em um pequeno incremento, alimente o mesmo material na mesma taxa e colete uma amostra da saída novamente. Avance em uma direção até ver o cobre aparecer na saída de plástico e, em seguida, recue um passo. Esse é o seu limite máximo.
5. Preste atenção ao equilíbrio de massa, não apenas à aparência. A configuração correta é aquela em que o produto de cobre está limpo e A fração plástica é leve e tem baixo teor de cobre. Uma configuração que melhora a aparência do cobre, mas aumenta o teor total de cobre no plástico, piorou a situação, em vez de melhorá-la.
6. Registre a configuração de acordo com o tipo de material. Anote a configuração do ventilador, a malha e a pureza observada para cada tipo de material de alimentação — fio doméstico, cabo de comunicação, chicote elétrico, fio fino. Agora você já tem um ponto de partida para a próxima vez, em vez de passar um dia inteiro fazendo tentativas e erros.
7. Repita após qualquer alteração. Um novo conjunto de lâminas, uma nova tela, um fornecedor de material diferente ou um sistema de remoção de poeira recém-limpo — tudo isso altera o ponto ideal. Faça um novo ajuste, em vez de presumir que a configuração do mês passado ainda esteja correta.

Como medir a pureza sem um laboratório

Você não precisa de equipamentos analíticos para gerenciar a pureza; o que você precisa é de consistência. Três métodos de campo são suficientes para o controle diário:

• Espalhamento visual e escolha. Espalhe uma amostra em camada fina, retire manualmente os pedaços de plástico visíveis e pese-os em relação ao total. O resultado é repetível com uma precisão de uma fração de ponto percentual, desde que você sempre utilize amostras do mesmo tamanho.
• Teste de flutuação na água. O cobre afunda, enquanto a maioria dos plásticos isolantes flutua. Submergir uma amostra na água separa as frações instantaneamente e constitui uma verificação rápida da contaminação grosseira — embora não da contaminação fina; além disso, trata-se de uma verificação, e não de um ensaio.
• Balanço de massa. A ferramenta mais poderosa que você tem. Se a soma da entrada menos a saída de cobre menos a saída de plástico não explicar a diferença como pó, o material que falta representa uma perda. Acompanhe isso diariamente e você perceberá um problema de separação se desenvolvendo antes que ele chegue ao seu comprador.

Erros comuns ao ajustar a separação

1. Ajuste da separação de ar em uma máquina com lâminas desgastadas ou com folga entre as lâminas — conserte a câmara de corte primeiro e, em seguida, faça o ajuste.
2. Buscar a máxima pureza, independentemente da produtividade. Passar de 99% para 99,7% de teor de cobre, ao mesmo tempo em que se reduz a produção em um terço, pode gerar mais prejuízo do que lucro.
3. Ajustar a malha e a ventilação ao mesmo tempo e, depois, não conseguir identificar qual das alterações surtiu efeito.
4. Avaliar a composição apenas com base no produto de cobre e nunca inspecionar a fração plástica.
5. Deixar uma máquina com um duto ou filtro empoeirado e parcialmente entupido e esperar que a configuração do ventilador funcione da mesma forma que quando estava limpa.
6. As configurações nunca são salvas, então toda alteração significativa exige que se recomece do zero.

Quando aceitar uma pureza menor

Uma pureza mais elevada não significa automaticamente maior lucratividade. A separação consome energia, e operar o ventilador e a taxa de alimentação no limite da configuração reduz a produtividade e aumenta o risco de perda de cobre fino. A abordagem sensata é determinar o que seu comprador realmente exige — geralmente um teor mínimo de cobre por remessa, estabelecido contratualmente — e ajustar o processo para atender a essa especificação com folga, em vez de maximizar um número pelo qual ninguém está disposto a pagar um preço mais alto. No caso de fios finos difíceis, um produto bem ajustado com 98–99% de pureza, entregue de forma confiável, geralmente supera um produto com 99,5% de pureza produzido na metade do volume.

Perguntas frequentes

Uma malha mais fina sempre garante maior pureza do cobre?

Não diretamente. Uma malha mais fina proporciona um tamanho de partícula mais uniforme, o que facilita o ajuste da etapa de separação e, portanto, geralmente melhora a pureza alcançável — mas somente se a velocidade do ar for reajustada para se adequar a isso e somente se as partículas finas adicionais geradas forem recuperadas pelo sistema de filtragem de poeira, em vez de serem perdidas. Uma malha mais fina, mantida com a configuração de ar inalterada, resultará na perda de partículas finas de cobre.

Como posso saber se a separação de ar está ajustada em um valor muito alto?

Observe a saída de plástico. Se a fração plástica for pesada em relação ao seu volume, contiver cobre brilhante ou rosado claramente visível, ou se o seu balanço de massa indicar uma quantidade de cobre não contabilizada, a velocidade está alta demais ou a taxa de alimentação é agressiva demais para a etapa de separação. Reduza a velocidade do ventilador em pequenos incrementos e verifique novamente a fração plástica a cada vez.

Qual tamanho de malha devo usar para fios finos e capilares?

A malha deve ser fina o suficiente para impedir que fragmentos longos de fios cheguem à etapa de separação, pois esses fragmentos são as partículas mais difíceis de serem separadas de forma limpa. Ao mesmo tempo, ela não deve ser tão fina a ponto de reduzir a produtividade e aumentar a geração de finos. Como a abertura adequada depende dos tamanhos específicos dos fios, o método prático consiste em testar dois tamanhos de malha adjacentes em um lote representativo e comparar tanto a pureza quanto a produtividade medida.

Com que frequência devo verificar e limpar a tela?

Inspecione-o semanalmente como parte da rotina normal de manutenção e limpe-o sempre que o rendimento ou o consumo de energia apresentarem alterações perceptíveis. As aberturas da tela ficam obstruídas gradualmente, e uma tela parcialmente obstruída altera a distribuição granulométrica que chega à separação — portanto, isso prejudicará silenciosamente a pureza, sem qualquer sintoma óbvio, até que alguém inspecione a fração plástica.

É possível aumentar a pureza em uma máquina que possui apenas separação de ar em um único estágio?

Muitas vezes, sim, sem precisar substituir a máquina. Realizar a primeira etapa de separação de forma um pouco mais conservadora — com o objetivo de reter o cobre em vez de remover todos os vestígios de plástico — e, em seguida, reprocessar a fração plástica pela mesma etapa de separação uma segunda vez geralmente permite recuperar a maior parte do cobre restante. Isso implica uma etapa adicional no processamento do material e é muito mais barato do que adquirir uma máquina nova.

Obtenha uma recomendação de ajuste de separação

Se você nos informar o modelo do seu granulador, a composição da matéria-prima e o grau de pureza exigido pelo seu comprador, nossos engenheiros indicarão a abertura de malha recomendada e o procedimento de separação a ar adequado para esse material — e, caso você possa enviar uma amostra, faremos o teste e informaremos as configurações que utilizaríamos.

Envie-nos a descrição do seu material, a tonelagem diária e a produção alvo, e nossa equipe de engenharia entrará em contato com uma recomendação de modelo, um cálculo de capacidade e um orçamento. Você também pode agendar uma visita virtual ao vivo pela fábrica Henan Jiacui Intelligent Equipment Co., Ltd. em Zhengzhou, Henan, China, ou solicitar uma lista de referência de instalações que operam com fluxos de cabos ou resíduos semelhantes.

Sobre o autor e o fabricante

Este artigo foi elaborado pela equipe técnica de vendas e engenharia da Henan Jiacui Intelligent Equipment Co., Ltd. (nome da marca JIACUI). Fundada em 2015 em Zhengzhou, na província de Henan, na China, a JIACUI projeta e fabrica equipamentos de reciclagem de resíduos sólidos e sistemas de granulação de fios de cobre em uma fábrica de 5.000 m² com mais de 100 funcionários. Nossos equipamentos possuem certificação CE, ISO e CSA, utilizam componentes de controle da ABB e da Siemens fabricados de acordo com os padrões europeus de projeto e já foram entregues a mais de 400 clientes em mais de 100 países. Foram realizadas auditorias de fábrica pela SGS, BV e TÜV. Possuímos 27 patentes que abrangem tecnologias de trituração, granulação e separação. Quando este artigo cita números de desempenho, esses dados provêm das especificações dos modelos publicadas por nós e de testes de comissionamento em instalações reais; os resultados reais dependem da composição do cabo, da preparação da matéria-prima e das práticas operacionais.