Уральский федеральный университет (Екатеринбург, Россия)

А. Ю. Коняев, профессор кафедры «Электротехника», докт. техн. наук, a.u.konyaev@urfu.ru
Д. Н. Багин, доцент кафедры «Электротехника», канд. техн. наук
К. В. Кузнецов, старший преподаватель кафедры «Электротехника», аспирант

Объемы твердых отходов в виде лома электрического и электронного оборудования растут довольно быстро. Содержание в них цветных и благородных металлов значительно. Это делает актуальными разработку технологий и оборудования для обработки таких отходов. В статье рассмотрены возможности применения установок электродинамической сепарации для обработки электронного лома. Такие сепараторы могут решать две технологические задачи: выделение цветных металлов из потока неметаллов и разделение фракций алюминиевых и медных сплавов. При этом нужно повышать работоспособность сепараторов при обработке мелких фракций отходов (в работе рассмотрены образцы крупностью +4–10 мм), обеспечивая требуемое качество селективных концентратов металлов. Оценивали два варианта конструкции аппаратов: с вращающимся индуктором на основе постоянных магнитов и на основе линейных индукторов. Показано, что для решения задачи разделения алюминиевых и медных сплавов лучшими характеристиками обладает аппарат на основе двухстороннего линейного индуктора с подачей материала по наклонной плоскости. Отмечено, что в таком сепараторе имеется больше возможностей для управления величиной электромагнитных усилий, действующих на проводящие частицы, и формирования траекторий движения таких частиц. Приведены примеры расчета траекторий движения частиц, рассмотрена возможность оценки селективности сепарации с помощью коэффициента селективности. Проанализировано влияние параметров линейного индуктора и механической части установки на значения коэффициента селективности. Показаны пути улучшения селективности сепарации. С учетом результатов исследований создан и испытан опытный электродинамический сепаратор. Испытания установки подтвердили достоверность теоретических выводов.

1. Стратегия развития промышленности по обработке, утилизации и обезвреживанию отходов производства и потребления на период до 2030 г. (утв. Распоряжением Правительства РФ от 25.01.2018 № 84-р). [Электронный ресурс]. – URL: http://www.consultant.ru/document/ cons_doc_LAW_289114/
2. Лолейт С. И., Стрижко Л. С. Извлечение благородных металлов из электронного лома. – М. : Издательский дом «Руда и металлы». 2009. – 158 с.
3. Бредихин В. Н., Кожанов В. А., Маняк Н. А., Кушнеров Е. Ю. Благородные металлы. – Донецк : ГВУЗ «ДонНТУ». 2009. – 525 с.
4. Лолейт С. И. Разработка экологически чистых технологий комплексного извлечения благородных и цветных металлов из электронного лома : автореф. дисс. … докт. техн. наук. 05.16.02. – М. : МИСиС, 2009. – 45 с.
5. Агаев Б. С., Абдуллаева М. Я. Вредное воздействие электронных отходов на здоровье человека // Вестник ВГУИТ. 2022. Т. 84, № 2. С. 234–242.
6. Palanisamy K., Subburaj R. G. Integration of electronic waste management: a review of current global generation, health impact, and technologies for value recovery and its pertinent management technique // Environmental Science and Pollution Research. 2023. Iss. 30. P. 63347–63367.
7. Михайлова Н. В., Ясинская А. В. Технологии извлечения металлов из современного электронного лома // Обогащение руд. 2018. № 5. С. 57–64.
8. Шубов Л. Я., Доронкина И. Г., Смирнова Т. С., Голуб О. В. Комплексное использование электронного и электротехнического лома // Экология промышленного производства. 2022. № 2. С. 12–18.
9. Rene E. R., Sethurajan M., Kumar G. et al. Electronic waste generation, recycling and resource recovery: Technological perspectives and trends // Journal of Hazardous Materials. 2021. Iss. 416. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2021.125664
10. Дистанов А. А., Воскобойников В. В. Комплекс для переработки радиоэлектронного лома // Твердые бытовые отходы. 2012. № 5. С. 24–26.
11. Gulliani S., Volpe M., Messineo A., Volpe R. Recovery of metals and valuable chemicals from waste electric and electronic materials: a critical review of existing technologies // Royal Society of Chemistry: RSC Sustainability. 2023. Iss. 1. P. 1085–1108.
12. Ruan J., Dong L., Zheng J., Zhang T., Huang M., Xu Z. Key factors of eddy current separation for recovering aluminum from crushed e-waste // Waste Management. 2017. Vol. 60. P. 84–90.
13. Serpe A., Purchase D., Bisschop L. et al. 2002–2022: 20 years of e-waste regulation in the European Union and the worldwide trends in legislation and innovation technologies for a circular economy // Royal Society of Chemistry: RSC Sustainability. 2025. Iss. 3. P. 1039–1083.
14. Коняев А. Ю., Назаров С. Л., Казанцев Р. О., Воскобойников В. В., Дистанов А. А. Переработка электронного лома: применение электродинамических сепараторов // Твердые бытовые отходы. 2014. № 2. С. 26–30.
15. Коняев А. Ю., Багин Д. Н. Моделирование электродинамического сепаратора на основе линейного индуктора // Электротехника. 2018. № 3. С. 34–40.
16. Коняев А. Ю., Зязев М. Е., Ильинская А. О. Учет изменения электромагнитных сил при расчете траекторий движения проводящих частиц в бегущем магнитном поле электродинамического сепаратора // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2023. № 1. С. 31–47.
17. Коняев А. Ю., Коняев И. А., Маркин Н. Е., Назаров С. Л. Электродинамические сепараторы с бегущим магнитным полем: основы теории и расчета. – Екатеринбург : УрФУ, 2012. – 104 с.
18. Smith Y. R., Nagel J. R., Rajamani R. K. Eddy current separation for recovery of non-ferrous metallic particles: A comprehensive review // Minerals Engineering. 2019. Vol. 133. P. 149–159.
19. Дядин В. И. Электродинамическая сепарация тонких частиц в импульсном бегущем магнитном поле // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2020. № 1. С. 124–130.