Ventajas del reciclaje

El reciclaje de diversos materiales implica recuperarlos y reutilizarlos en lugar de depositarlos en vertederos o incinerarlos. Estos materiales se procesan y reutilizan para nuevos proyectos, conservando recursos naturales como los bosques para la producción de madera y las pieles de animales para la producción de cuero al reducir la demanda de nuevas materias primas. Este proceso también minimiza el impacto sobre el medio ambiente al reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de la descomposición y la incineración, así como el consumo de energía asociado a la producción de nuevos materiales. Además, el reciclaje puede reducir el coste global de los procesos. El reciclaje del aluminio, por ejemplo, puede ahorrar hasta un 90% de la energía necesaria en comparación con la extracción del aluminio de materias primas. Se necesitan menos minas para obtener materias primas, lo que se traduce en una menor contaminación ambiental. Al reutilizar los residuos electrónicos y garantizar controles de calidad, se contamina menos el medio ambiente con sustancias peligrosas. El reciclaje también ahorra agua, ya que los procesos de reciclado requieren menos agua que el uso de materias primas. Por ejemplo, cada tonelada de papel reciclado puede ahorrar miles de litros de agua, miles de kilovatios/hora de electricidad y más de una docena de árboles. El reciclaje de residuos orgánicos, como lodos de depuradora, alimentos, residuos de jardinería y residuos agrícolas, los transforma en recursos valiosos como el compost y el biogás. Este proceso es fundamental en las estrategias de gestión de residuos porque evita que los residuos orgánicos vayan a parar a vertederos, donde se descomponen anaeróbicamente y producen metano, un potente gas de efecto invernadero. Los avances tecnológicos permiten ahora extraer minerales valiosos cuya recuperación antes resultaba poco rentable, incluidos metales traza como el oro, la plata, el cobre y los metales de tierras raras.

Los equipos de Retsch se utilizan ampliamente en el sector del reciclaje:

• Control de calidad y procesamiento. Tanto el proceso de control de calidad como el de reutilización comienzan con la trituración previa y la la trituración para preparar los materiales para su análisis o uso posterior. RETSCH ofrece una amplia gama de máquinas esenciales para estas tareas. Para una mejor visión de conjunto, la sección Control de calidad/procesamiento está dividida en diferentes áreas según el material de reciclaje. El tamizado y fraccionamiento, así como la preparación de comprimidos se incluyen en este capítulo.
   
• En el ámbito de I+D, los métodos mecanoquímicos ofrecen nuevas vías para el reciclaje de materiales de desecho como plásticos, material vegetal o residuos de alimentos, y los molinos de bolas de RETSCH desempeñan un papel clave en estos nuevos procesos.
   
• Retsch también ofrece ideas para la gestión de residuos, p.ej. para combustibles secundarios o la remediación de suelos.

Materiales de construcción

Entre los materiales típicos de construcción reciclados se encuentran el hormigón, el cemento, los ladrillos y el asfalto. Una vez triturado, el hormigón puede reutilizarse como árido para hormigón fresco o como pavimento de carreteras. Del mismo modo, el pavimento asfáltico y las tejas pueden procesarse para crear asfalto nuevo.

Los materiales mencionados anteriormente son todos duros y frágiles, por lo que normalmente se utilizan trituradoras de mandíbulas para la trituración primaria. RETSCH ofrece trituradoras para granulometrías de entrada de hasta 350 mm. Los modelos de sobremesa, como la BB 50, están concebidos para pequeños volúmenes de muestra, mientras que el modelo más grande, la BB 600, procesa hasta 3,5 t/h. Cuando se tritura material bastante pegajoso, como el asfalto, resulta ventajoso fragilizar la muestra con nitrógeno líquido y utilizar una trituradora con puerta frontal para facilitar el acceso a la cámara de trituración. Lo ideal es que la trituración previa dé como resultado partículas de unos 3-5 mm de tamaño, que pueden reducirse aún más mediante la molienda fina. En este caso, se suelen utilizar molinos de bolas, que cubren una amplia gama desde pequeñas cantidades de muestra hasta unos 200 g por lote y suelen proporcionar unos tamaños de partícula de hasta 100 µm. Para muestras de asfalto pegajoso, se recomienda la molienda criogénica con el fin de evitar efectos de apelmazamiento.

Una buena alternativa a los molinos de bolas son los molinos de discos vibratorios como el RS 200 o el RS 300. Estos molinos producen partículas muy finas en muy poco tiempo.

Los materiales aislantes no suelen ser tan duros y frágiles como los materiales de muestra antes mencionados. En este caso, se pueden utilizar molinos de corte en combinación con molinos de bolas para precortar y pulverizar dichas muestras. Véase lana de vidrio en la sección "Vidrio".

Metales

Hay dos categorías principales de metales que se reciclan: los metales ferrosos, que incluyen el hierro y el acero, y los metales no ferrosos, que incluyen el aluminio, el cobre, el plomo, el zinc y el estaño, así como metales preciosos como el oro y la plata. La molienda y trituración de muestras metálicas puede suponer un reto debido a su gran ductilidad y abrasividad, por lo que debe tenerse en cuenta el riesgo de dañar el molino. Normalmente, la fundición es el método más común para reciclar metales, pero a veces la trituración mecánica es necesaria o la mejor opción. Para triturar materiales de lámina delgada, como latas de conserva o de aluminio, resulta adecuado un molino de corte como el SM 300. Normalmente se utilizan tamices de fondo con aberturas de 4 a 20 mm. Los copos resultantes tienen un tamaño de partícula de aprox. 5 mm. El empleo de un rotor de 6 discos ha demostrado ser ventajoso, ya que es más duradero que un rotor de corte paralelo.

Los materiales duros y frágiles, como las aleaciones metálicas, el carburo de tungsteno o las mezclas frágiles de distintos elementos metálicos, se trituran previamente en una trituradora de mandíbulas, para lo cual resulta especialmente adecuado el modelo BB 500. A continuación, puede realizarse una molienda más fina en un molino de impacto de palas SK 300 o en un molino de discos vibratorio RS 200, donde pueden alcanzarse grados de trituración inferiores a 200 µm. Sin embargo, como estas muestras suelen ser muy abrasivas, esto también provoca un desgaste en las máquinas utilizadas.

La reutilización de los polvos metálicos sobrantes de los procesos de fabricación aditiva es un ámbito en el que las tamizadoras de RETSCH contribuyen al proceso de reciclado. Las tamizadoras, como la tamizadora vibratoria AS 200 basic, se utilizan para separar las partículas de polvo metálico, que quedan tras el proceso de impresión 3D, en fracciones. La fracción con las partículas finas puede reutilizarse para el siguiente proceso de impresión. RETSCH también ofrece equipos como la potente trituradora de mandíbulas BB 500, adecuada para triturar piezas verdes defectuosas o piezas de coladas duras y frágiles producidas mediante moldeo por inyección de metal. El polvo obtenido se vuelve a introducir en el proceso de producción.

Otro aspecto importante del reciclaje de metales es la reutilización de las escorias de hierro, que son un residuo de la producción de acero. Las escorias pueden reutilizarse como materiales de construcción, sobre todo en la producción de hormigón para reducir la cantidad de clinker o cemento. Otra opción es reutilizarlas como fertilizantes. Las escorias pueden triturarse mejor en trituradoras de mandíbulas y luego pulverizarse en molinos de bolas o de discos vibratorios, de forma similar a los materiales de construcción.

Residuos textiles y cuero

El molino de corte SM 300 es el más adecuado para la trituración previas de materiales de muestra blandos. El rotor de corte paralelo y los tamices de fondo de 2 - 6 mm de abertura son típicos para esta aplicación. Un ciclón ayuda a descargar la muestra esponjosa de la cámara de molienda. Dependiendo del material, puede ser necesaria la molienda criogénica en el paso de trituración previa, p.ej. para artículos de cuero más duros. En este caso, la inmersión de la muestra durante unos minutos en nitrógeno líquido fragiliza la muestra. En el caso de la molienda criogénica, es mejor utilizar el rotor de 6 discos, más robusto.

La molienda fina se realiza en un molino de bolas o en el molino ultracentrífugo ZM 300. La fragilización de las muestras fibrosas precortadas puede ayudar a obtener partículas molidas finas. Como las fibras no conservan las bajas temperaturas y tienden a calentarse rápidamente, la mezcla con hielo seco es más adecuada en este caso que la utilización de nitrógeno líquido. Para ello, las fibras se mezclan con hielo seco raspado en una proporción de 1:2 y la mezcla completa se introduce en el ZM, que suele estar equipado con un tamiz anular de 0,5 mm y que funciona a 18.000 rpm. Para la molienda criogénica debe utilizarse un ciclón. Otra opción para obtener partículas muy finas a partir de residuos textiles es utilizar el CryoMill o el MM 500 control. El MM 500 control ofrece recipientes de molienda más grandes que el CryoMill y dos estaciones de molienda. Ambos molinos enfrían la muestra mediante nitrógeno líquido. En ambos casos se requiere primero un tiempo de preenfriamiento de 10-20 min. para congelar las muestras. A continuación, la muestra se tritura en aprox. 10 ciclos de aprox. 1 minuto a 30 Hz con pausas de enfriamiento de 1 minuto.

Residuos electrónicos

Los residuos electrónicos son un recurso valioso, ya que suelen contener una proporción de metales preciosos muy superior al que se encuentra en la misma cantidad de menas. Para el análisis de materiales, los residuos electrónicos pueden, en la mayoría de los casos, triturarse previamente en un molino de corte. El potente SM 300 permite cortar componentes eléctricos duros y macizos, como placas de circuitos de ordenadores. Dependiendo de la granulometría de entrada, es necesario realizar una trituración manual previa para que las muestras puedan introducirse en el molino. Para muestras tenaces, resulta ventajoso el uso del rotor de 6 discos con placas de corte robustas. Normalmente, se utiliza un tamiz de fondo de 6 u 8 mm para obtener partículas de 5 mm. En un paso posterior de molienda fina, lo más habitual es utilizar un molino ZM 300 o un RS 200. La fragilización previa con hielo seco puede ser ventajosa para pulverizar las muestras en el ZM 300 hasta partículas de unos 0,5 mm. Las muestras con mayor contenido metálico se trituran mejor en el RS 200 o en el RS 300 de mayor tamaño, ya que son más adecuados para este material abrasivo que el ZM 300. Al triturar productos metálicos, es importante recordar que las piezas metálicas no pueden pulverizarse por fuerzas de impacto. Si son dúctiles, se aplastarán o formarán grumos en el molino RS o en el proceso de molienda de bolas.

Residuos orgánicos

Las muestras de residuos bioorgánicos, como los residuos de jardinería o los restos de alimentos, son muy comunes y versátiles. Pueden triturarse mucho más fácilmente en molinos de rotor si se secan para evitar que se atasquen los tamices de fondo y se apelmacen. Los lodos de depuradora secos se suelen moler en un molino de corte hasta partículas de unos 2 mm; en este caso, el modelo básico SM 100 es una buena elección. Aproximadamente 100 g de muestra requieren -dependiendo de las propiedades de la muestra, como la granulometría de entrada y la humedad residual- entre 2 y 4 min. Los residuos de jardinería que contengan ramitas y otros residuos vegetales duros deben precortarse en el SM 200 o en el potente SM 300 con mayor velocidad y utilizando el robusto rotor de 6 discos. La molienda fina puede realizarse en molinos planetarios de bolas como el PM 200 o el molino ultracentrífugo ZM 300, dependiendo del número de muestras y de la finura final requeridos. Los residuos de alimentos, como la piel de naranja, también deben secarse antes de triturarse en un molino de rotor. Las cantidades de muestra más grandes, como 1 kg, pueden procesarse en el molino de impacto de rotor SR 300. Como estas muestras tienden a calentarse durante la molienda, se requiere una alimentación lenta y resulta ventajoso el uso del rotor de distancia. Para una muestra de 1 kg se necesitan unos 25 minutos si se utiliza un tamiz de fondo de 1,5 mm.

Residuos mineros

Los residuos mineros suelen ser duros y frágiles, por lo que las trituradoras de mandíbulas son la mejor herramienta para triturar los rediduos de mena. La BB 500, por ejemplo, es capaz de triturar 8 kg de mineral de oro hasta partículas de 5 mm en unos 2,5 minutos. Los molinos de discos vibratorios son los preferidos para la trituración fina de muestras mineras. El RS 200 tritura eficazmente muestras de hasta 250 ml en pocos minutos, mientras que el RS 300 es adecuado para moler hasta 2 litros de muestras en un solo lote. La finura típica de las menas es inferior a 100 µm y, por tanto, es adecuada para preparar muestras para el análisis por FRX.

Cerámica

Es fundamental diferenciar los distintos materiales cerámicos para su reutilización a fin de conservar los recursos naturales y evitar la degradación del medio ambiente. La recuperación de metales valiosos como el platino y el paladio a partir de catalizadores usados no solo favorece la sostenibilidad económica, sino que también reduce la demanda de explotaciones mineras. Los desechos cerámicos o las piezas deformadas representan una oportunidad única para el reciclado y la eficiencia de los recursos en la industria cerámica. Estos materiales pueden triturarse y reutilizarse para la producción de nuevos artículos cerámicos, lo que reduce significativamente los residuos y la necesidad de materias primas vírgenes. La trituración previa del material cerámico se puede realizar fácilmente en las trituradoras de mandíbulas de Retsch. El modelo más adecuado puede seleccionarse en función de la granulometría de entrada y el número de muestras. A continuación, la molienda fina se realiza en un molino de bolas para cantidades de muestra más pequeñas, como el MM 400, mientras que el molino de discos DM 200 o el molino de discos vibratorio RS 300 pueden utilizarse para cantidades de muestra más grandes. Con esta combinación de trituración previa y pulverización, se pueden triturar hasta 3 kg de material de muestra a partículas de aprox. 100 µm en unos 30 minutos. Para muestras más duras, las trituradoras de mandíbulas, los molinos de bolas y el RS 300, por ejemplo, funcionan con accesorios de carburo de tungsteno.

Combustibles secundarios y gestión de residuos

Los "combustibles secundarios" o "combustibles derivados de residuos" (CDR) son combustibles ricos en energía procedentes de diversos tipos de residuos que, de otro modo, acabarían en los vertederos, como p.ej. los residuos industriales, los residuos sólidos urbanos, los residuos de biomasa y los residuos plásticos no reciclables. Los CDR pueden utilizarse para calentar hornos de cemento o en centrales eléctricas como sustituto de los combustibles fósiles convencionales. Para analizar el contenido de halógenos, el contenido de agua, el contenido de cenizas y el valor calorífico de los CDR, es necesario pulverizar estas mezclas heterogéneas de materiales. Normalmente, se requiere un molino de corte para la primera etapa de trituración. Dependiendo de la composición de la muestra, aquí se utiliza el rotor de 6 discos si es necesario triturar material de muestra más duro, como madera o plástico duro. Si la muestra es de papel de aluminio, papel y residuos textiles, se puede utilizar el rotor en V. En ambos casos, como los combustibles secundarios suelen ser materiales ligeros, el uso de la unidad de ciclón es ventajoso para mejorar la descarga de la muestra de la cámara de molienda y evitar que el material se caliente. En la molienda fina, se utiliza el ZM 300 para procesar cantidades de muestra mayores, de hasta varios 100 g, o el CryoMill para cantidades de muestra pequeñas, de hasta 5 g. Por regla general, con el CryoMill se pueden obtener partículas más finas que con el ZM 300. Para este tipo de muestras no deben utilizarse tamices anulares más finos que 0,75 mm, ya que pueden provocar atascos. La molienda criogénica, es decir, mezclar la muestra con hielo seco antes de molerla en el ZM 300, es esencial en este caso. También se recomienda aquí el uso del ciclón.

Prensado de pellets estables para análisis XRF

Los pellets sólidos y de alta calidad son un requisito importante para realizar análisis XRF fiables y significativos. Con la PP 40, RETSCH ofrece una prensa peletizadora que produce pelets estables con una superficie lisa. La PP 40 dispone de una regulación individual de la fuerza de prensado en el rango de 0 a 40 toneladas. La PP 40 combina la ventaja de un modelo pequeño de sobremesa con elevadas fuerzas de prensado, que se generan automáticamente en hasta tres pasos y garantizan un prensado perfecto incluso de materiales difíciles. Por ejemplo, resulta ventajoso para la estabilidad del granulado si se programan fuerzas de 10 t, 20 t y 30 t en tres pasos sucesivos, cada uno con un tiempo de retención de 20 segundos. Las partículas tienen tiempo para asentarse, lo que aumenta la estabilidad. Para una mayor estabilidad, los gránulos pueden prensarse en recipientes de aluminio. Si esto no es suficiente, mezclar el material de la muestra con un aglutinante como Licowax es un buen método para estabilizar incluso las muestras más difíciles, como el polvo metálico. Se mezclan aprox. 10-15 g de muestra con 2 g de Licowax y se prensan en tres pasos como se ha descrito anteriormente. El molino MM 400 es una buena solución para la mezcla. Este molino puede equiparse con un adaptador con capacidad para 8 tubos de centrífuga cónicos. Todas las muestras se mezclan de forma automática, uniforme y reproducible.

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RETSCH offers a comprehensive portfolio of instruments for recycling processes - from quality control and sample preparation to innovative mechanochemical methods. Whether pre-grinding, sieving, pelletizing or the use of ball mills for sustainable recycling solutions: We have the right instruments for your requirements.

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