Развитие автоматизированной сортировки отходов кабелей: технологические инновации, на которые стоит обратить внимание

Опубликовано в разделе «Новости и аналитика» · Новости отрасли

Автор: Henan Jiacui Intelligent Equipment Co., Ltd.

На протяжении двух десятилетий передовыми технологиями в области переработки кабелей было измельчение: более быстрые роторы, более прочные ножи, более плотные сита. В настоящее время этот направление в основном исчерпало свой потенциал — качественно изготовленный гранулятор от любого авторитетного производителя способен эффективно извлекать медь из изоляции. Конкурентное преимущество теперь сместилось вниз по технологической цепочке — к этапам разделения и сортировки, где и определяются последние несколько процентов чистоты и коэффициента извлечения.

В данной статье рассматриваются технологии, которые в 2026 году действительно изменят процесс сортировки кабелей, проводится разграничение между тем, что уже применяется в производстве, и тем, что пока остается лишь «выставочными обещаниями», а также объясняется, что это означает для малых и средних предприятий по переработке отходов, которые не намерены вкладывать семизначные суммы в строительство сортировочного цеха.

Почему именно сортировка, а не измельчение, сейчас приносит прибыль

Опубликованные диапазоны производительности говорят сами за себя. Разделение воздухом — основной элемент любой «сухой» линии — обычно обеспечивает эффективность примерно 95–97 % при смешанном сырье, а недостающая часть концентрируется в мелкой фракции, поскольку частица меди размером 0,3 мм и частица ПВХ размером 0,3 мм ведут себя в воздушном потоке одинаково. Электростатическая сепарация восполняет большую часть этого разрыва за счёт использования электропроводности, а не плотности, что позволяет повысить коэффициент извлечения до значений в верхней части диапазона 90 % при использовании подходящего материала.

Кроме того, проблема оставшихся примесей заключается в их классификации, а не в их отделении: это частицы, которые соответствуют по размеру и проводимости, но изготовлены из неподходящего материала — медь в сплаве с другими элементами, латунные клеммы, алюминиевые жилы, гальванизированные проводники, а также пластик, прилипший к частично освобожденной меди. Именно для решения этой проблемы и внедряется сортировка с использованием оптических и сенсорных технологий.

Технологическое направление 1: Оптическая сортировка в ближнем и среднем инфракрасном диапазонах с использованием глубокого обучения

Это наиболее зрелый с коммерческой точки зрения из новых подходов и наиболее широко применяемый в диапазоне фракций кабельного гранулята 3–20 мм, в котором фактически работают грануляторы.

Принцип работы прост: широкополосное инфракрасное зондирование — в ближнем и среднем инфракрасном диапазонах — определяет материал по молекулярной сигнатуре, а не по цвету, а модель глубокого обучения классифицирует каждый объект по мере его прохождения на высокой скорости. Затем струи воздуха выдувают целевую фракцию. Поскольку идентификация основана на составе, она позволяет отличать полимеры от металлов и отделять медь от алюминия или латуни в смешанном потоке цветных металлов.

Наиболее ярким примером из промышленности, о котором сообщалось в этом году, является партнерство между компаниями Eldan Sorting и PICVISA, в рамках которого в механические линии по переработке кабелей и металлов была интегрирована система оптической сортировки на основе искусственного интеллекта. Было анонсировано две линейки оборудования: SPS (Small Purpose Sorter), предназначенная специально для гранулята кабелей размером 3–20 мм и позволяющая отделять медный гранулят от алюминиевого, остатков изоляции и смешанных мелких фракций; а также MPS (Multi Purpose Sorter) для обработки смешанных потоков больших объемов, включая измельчённый отход электротехнического оборудования (WEEE) и смешанный цветной лом.

Кроме того, компания TOMRA воспользовалась выставкой ReMA2026 для презентации платформы Finder последнего поколения, сочетающей в себе электромагнитный датчик, инфракрасный датчик (NIR) и опциональную RGB-камеру высокого разрешения с технологией искусственного интеллекта для обработки объектов. Компания описывает сочетание RGB и ИИ как средство, позволяющее отделять изолированные провода и тонкие, прилегающие или перекрывающиеся объекты — именно те случаи, с которыми не справляется традиционная логика сортировки.

Что это означает на практике: Оптическая сортировка гранулята из кабелей уже не является экспериментальной технологией. Это доступная для приобретения интегрированная опция. Для большинства предприятий по переработке отходов вопрос заключается не в технической, а в экономической стороне дела.

Именно на этапах механической сепарации определяется последний процент чистоты.

Технологическое направление 2: адаптивные модели вместо жестких правил

Наиболее интересным нововведением является не сам датчик, а лежащая в его основе программная модель. Обычные оптические сортировочные машины работают по фиксированным правилам принятия решений: характерные признаки материала сопоставляются с решением об отбраковке. Эти правила теряют свою эффективность при изменении состава подаваемого материала, что при переработке кабелей происходит постоянно.

Модули адаптивного глубокого обучения — в рамках партнерства с Eldan в качестве примера приводится APT Learner от PICVISA — создают модели распознавания, которые развиваются на основе эксплуатационных данных. Это особенно важно для потоков с высокой изменчивостью сигнатур, таких как печатные платы в электронных отходах, где фиксированный набор правил не позволяет обнаружить паттерны, которые распознает обученная модель.

Для предприятия по переработке отходов практический вопрос, который следует задать любому поставщику сортировочного оборудования, звучит так: Как модель адаптируется при изменении моего фида, и кто отвечает за этот процесс? Модель, предполагающая посещение завода и заключение договора на обслуживание при каждом изменении состава используемых материалов, отличается от модели, при которой переобучение проводится непосредственно на месте.

Технологическое направление 3: робототехника и машинное зрение

Роботизированная сортировка по принципу «подхватить и поместить» привлекает к себе большое внимание и действительно применяется в некоторых сферах — при переработке строительных и демонтажных отходов, сортировке крупногабаритных предметов, а также на станциях контроля качества. В сфере переработки кабельного гранулята эта технология гораздо менее привлекательна по простой физической причине: частицы мелкие, они движутся быстро, и манипулятор робота, захватывающий отдельные гранулы, не может составить конкуренцию системе воздушных струй по показателю производительности в расчете на один евро.

В этой отрасли робототехника находит применение на начальных этапах производственного цикла: при предварительной сортировке поступающего смешанного сырья, удалении батарей и посторонних предметов при демонтаже отходов электрического и электронного оборудования (ОЭЭО), а также при обращении с тяжелыми или опасными предметами. Именно в этих задачах манипулятор приносит реальную пользу. Сортировка с помощью роботов на уровне гранул пока что в основном носит демонстрационный характер.

Технологическое направление 4: объединение данных с датчиков и «отбор отрицательных значений»

Наиболее полезной функцией в краткосрочной перспективе является не определение того, что вам нужно, а надежное отбраковывание того, что вам не нужно. Иногда это называют «отбором по отрицательному критерию»: вместо того, чтобы пытаться обнаружить медь и отбраковать её, вы обнаруживаете материалы, не содержащие меди — чёрный пластик, фрагменты печатных плат, нержавеющую сталь, изолированный провод — и отбраковываете их, оставляя более чистый поток меди.

Описание компанией TOMRA опции Deep Laser в сочетании с RGB и обработкой объектов с использованием искусственного интеллекта вписывается в эту схему, как и общая тенденция в отрасли к объединению электромагнитного, ближнего инфракрасного (NIR), лазерного и цветового зондирования на одной платформе. Объединение датчиков ценно именно потому, что ни один отдельный датчик не справляется со всеми сложными случаями: NIR испытывает трудности с чёрным пластиком, цветовое распознавание — с загрязнениями на поверхности, а электромагнитное зондирование не может отличить один металл от другого.

Что действительно работает, а что по-прежнему остаётся маркетингом

Экономические аспекты деятельности малых и средних предприятий по переработке отходов

Оптическая сортировка требует значительных капиталовложений и оправдывает себя только при определённом объёме материального потока. Если говорить честно, то сортировочная установка не создаёт ценность из ничего. Она извлекает ценность, которая уже присутствует в вашем потоке готовой продукции — в виде меди, которую вы в настоящее время теряете, или в виде чистоты, которую вы в настоящее время не учитываете.

Поэтому перед тем, как рассматривать возможность приобретения сортировочной установки, следует задать себе не вопрос «могу ли я себе позволить сортировочную установку?», а «сколько меди я теряю и в какой фракции?». Если содержание меди в пластиковом хвостовом остатке составляет 3 %, то сортировочная установка, извлекающая половину этого количества, окупится в разумные сроки. Если содержание меди в отходах составляет 12 %, то первым шагом будет не установка сортировочной машины, а устранение проблем с высвобождением и классификацией на предшествующих этапах, что обойдется в разы дешевле.

Для большинства перерабатывающих предприятий, объем производства которых составляет менее примерно 1 000 тонн в месяц, экономически целесообразной последовательностью действий является следующая: сначала наладить работу лопастных и решеточных сортировочных установок, затем добавить электростатическую очистку для мелкой фракции и только после этого рассматривать оптическую сортировку в качестве заключительного этапа модернизации. Покупатели, которые меняют эту последовательность на противоположную, тратят значительные средства на очистку потока, который должен был быть чище еще до поступления на предприятие.

Что делать сейчас, независимо от масштаба

• Начните измерять доли, а не только общие показатели. Невозможно оценить какую-либо технологию сортировки, не зная состава каждого выходного потока. Достаточно проводить один анализ в квартал для каждого потока.
• Оставьте возможность для обновления. Если вы сейчас проектируете линию, поинтересуйтесь, можно ли в будущем интегрировать сортировочное устройство в систему разгрузки без перестройки линии.
• Сохранить настройки в виде данных. Оборудованию, адаптирующемуся к материалу, необходим исходный набор данных для адаптации. Простой журнал, в котором фиксируются настройки и результаты анализов, — это самый недорогой способ подготовить оборудование к использованию искусственного интеллекта.
• Скептически относитесь к утверждениям, основанным на одном-единственном числе. «Точность сортировки 99,9 %» не имеет смысла без указания материала, размера фракции, производительности и определения понятия «точности».

Часто задаваемые вопросы

Является ли оптическая сортировка в настоящее время стандартной процедурой при переработке кабелей?

Нет. Эта технология доступна на рынке и всё чаще внедряется в высокотехнологичные линии, однако установленное оборудование в основном сосредоточено на крупных предприятиях. Разделение воздуха в сочетании с электростатической очисткой по-прежнему остаётся стандартной конфигурацией для большинства линий сухой переработки кабелей.

Может ли оптическая сортировка заменить электростатическую сепарацию?

На данный момент — нет, и эти два метода выполняют разные задачи. Электростатическая сепарация позволяет эффективно и недорого отделять мелкую фракцию размером менее миллиметра. Оптическая сортировка предназначена для более крупных частиц (гранулят размером 3–20 мм) и обеспечивает идентификацию материала, которую невозможно осуществить с помощью измерения проводимости. В правильно спроектированной линии эти этапы дополняют друг друга.

Какова минимальная пропускная способность сортировочной установки, при которой её использование становится целесообразным?

Универсального показателя не существует, поскольку всё зависит от стоимости извлекаемого сырья. Решающим фактором является масса извлекаемого сырья в месяц, а не тоннаж в час. Предприятие, перерабатывающее 500 тонн в месяц с содержанием меди в хвостовых отходах 6 %, имеет гораздо более выгодные показатели, чем предприятие, перерабатывающее 1 500 тонн с содержанием меди в хвостовых отходах 1,5 %.

Насколько достоверны заявления поставщиков о точности?

Рассматривайте их как заявления о возможностях в определённых условиях и уточняйте, о каких именно условиях идёт речь. Показатели точности, как правило, приводятся для конкретного размера фракции, конкретной пропускной способности и конкретного определения правильного решения. Попросите провести тестирование вашего собственного материала — большинство поставщиков сортировочных машин предлагают пробные испытания, и результаты таких испытаний гораздо ценнее, чем данные из технического паспорта.

Оцените возможные варианты модернизации системы сортировки

Если вы рассматриваете возможность модернизации сортировочной установки, пришлите нам результаты анализа вашей текущей медной продукции и пластиковых отходов, а также данные о ежемесячном объеме производства. Мы определим, в какой именно фракции — мелкой, крупной или на этапе освобождения — происходит потеря, и какие меры позволят эффективно решить эту проблему.

Пришлите нам описание вашего сырья, суточный объём и планируемую производительность, и наша команда инженеров предоставит вам рекомендацию по выбору модели, расчёт производительности и коммерческое предложение. Вы также можете заказать видеоэкскурсию в режиме реального времени по заводу Henan Jiacui Intelligent Equipment Co., Ltd. в Чжэнчжоу (провинция Хэнань, Китай) или запросить список объектов, на которых эксплуатируются установки, перерабатывающие аналогичные потоки кабелей или отходов.

Об авторе и производителе

Данная статья была подготовлена командой технических специалистов по продажам и инженеров компании Henan Jiacui Intelligent Equipment Co., Ltd. (торговое название JIACUI). Компания JIACUI, основанная в 2015 году в городе Чжэнчжоу, провинция Хэнань, Китай, занимается разработкой и производством оборудования для переработки твердых отходов и систем грануляции медной проволоки на заводе площадью 5 000 м², где работает более 100 сотрудников. Наше оборудование имеет сертификаты CE, ISO и CSA, в нем используются компоненты управления ABB и Siemens, изготовленные в соответствии с европейскими стандартами проектирования, и оно было поставлено более чем 400 заказчикам в свыше 100 стран. Были проведены аудиты завода компаниями SGS, BV и TÜV. Мы владеем 27 патентами, охватывающими технологии измельчения, грануляции и сепарации. Указанные в данной статье показатели производительности взяты из опубликованных технических характеристик моделей и результатов пуско-наладочных испытаний на реальных установках; фактические результаты зависят от состава кабеля, подготовки сырья и методов эксплуатации.