Tri des métaux haute précision grâce à la technologie LIBS (spectroscopie de plasma induit par laser)

Technologie LIBS pour le recyclage des matériaux

La technologie LIBS (spectroscopie de plasma induit par laser) est une solution avancée utilisée pour l’analyse et l’identification des métaux en fonction de leur composition chimique et de leurs alliages.

Un séparateur LIBS projette une impulsion laser à haute énergie sur la surface du matériau. Cette impulsion génère un microplasma dont la lumière émise permet d’identifier précisément la composition chimique du métal. L’analyse est réalisée en quelques millisecondes grâce à des capteurs spectroscopiques.

La technologie LIBS est complémentaire à la transmission par rayons X (XRT), qui permet de trier les matériaux en fonction de leur densité sans analyse chimique.

Elle est également complémentaire à la fluorescence X (XRF), qui permet une analyse chimique mais présente des limites pour les métaux légers, comme les alliages d’aluminium ou de magnésium, en raison de la faible énergie émise.

Bien que la technologie LIBS couvre un large spectre d’applications, les technologies XRT et XRF restent complémentaires. En effet, le coût d’investissement d’un séparateur LIBS par tonne traitée est plus élevé, ce qui rend souvent plus pertinente une combinaison de technologies au sein d’un même processus.

Les avantages de la technologie LIBS SGM basée sur CLEANSORT

Une véritable évolution dans le tri des métaux

La technologie LIBS repose sur une analyse de surface, ce qui exige que la surface des pièces soit débarrassée des contaminants (peinture, saleté, oxydation) pour une lecture précise.

L’atout majeur du tri LIBS SGM Cleansort réside dans son procédé de nettoyage, qui repose sur une technologie exclusive d’ablation laser carrée. Ce nettoyage avancé assure une préparation optimale de chaque pièce, permettant une lecture précise de sa composition chimique.

Les solutions alternatives consistent à effectuer plusieurs brûlures à différents points de la pièce (analyse multi-spots) ou répéter la brûlure sur le même point (brûlures répétées).

La première suppose de trouver un point propre suffisant, la seconde provoque une accumulation de résidus interérants l’analyse.

Ces méthodes sont inefficaces pour les surfaces peintes épaisses de 70 à 120 microns comme dans l’automobile.

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Analyse quantitative comparée à l’analyse qualitative

Un procédé de nettoyage supérieur de la surface des matériaux permet la production de spectres haute définition, affichant une décomposition précise de la composition chimique de chaque pièce, et permettant une analyse quantitative. Les spectres basse définition, qui ne fournissent pas de détails chimiques précis, ne permettent qu’une analyse qualitative, où le tri repose sur des critères prédéfinis (par ex. : max Si, max Mg), pour déterminer si chaque pièce respecte ces seuils.

Effectuer une analyse quantitative permet de disposer d’informations chimiques quantitatives sur les fractions éjectées et rejetées, ce qui aide les clients à prendre des décisions mieux informées et à optimiser la production, la qualité et la valeur de leurs déchets d’aluminium.

Analyse et traitement dynamique des données en temps réel

Une analyse qualitative permet uniquement une décision statique Oui/Non pour chaque pièce.

Une analyse quantitative permet de tirer parti de la composition chimique de toutes les pièces analysées précédemment, grâce à un processus de calcul dynamique propriétaire dans lequel la décision de tri repose sur la moyenne de la composition chimique des pièces traitées.

Prendre les décisions de tri sur la base d’un calcul dynamique permet d’améliorer les taux de récupération, jusqu’à 1,5 à 2 fois plus que le tri statique, car au final, ce qui compte, ce n’est pas le tri pièce par pièce, mais bien l’analyse de fusion du lot complet.

Analyse multi-matériaux

Le large spectre de mesure du séparateur LIBS Cleansort SGM permet de passer facilement d’un matériau à un autre. Avec une simple validation et calibration, le séparateur peut passer du tri de métaux non ferreux à celui de l’acier.

Solution modulaire à haute capacité

Le séparateur LIBS Cleansort SGM est conçu comme une solution modulaire, permettant d’installer différents modules d’ablation laser et de lecture sur un même châssis. Les configurations varient de 3 à 6 modules, avec une largeur de bande transporteuse allant de 720 mm (28″) à 1440 mm (56″), permettant des débits allant de 5,5 à 11 tonnes par heure pour des déchets d’aluminium de 30 à 120 mm, avec un poids moyen par pièce de 34 grammes (0,075 lb).

Ce design à échelle progressive permet un investissement initial avec peu de modules, avec la possibilité d’augmenter la capacité ultérieurement en ajoutant des modules supplémentaires sur le châssis existant.

Tri statique et dynamique des matériaux

Le système Cleansort SGM propose deux options de tri avancées tout en fournissant des informations précises sur la composition chimique des fractions éjectées et non éjectées:

Tri statique:

Cette méthode traditionnelle analyse chaque pièce individuellement et prend une décision de tri oui/non en fonction de la conformité de sa composition chimique aux spécifications du client.

Tri dynamique:

Grâce à notre processus exclusif de calcul dynamique des données, le tri dynamique évalue simultanément la composition de plusieurs pièces et prend une décision de tri fondée sur la moyenne de leur analyse chimique. Cela permet d’augmenter la récupération de matière jusqu’à 1,5 à 2 fois par rapport au tri statique.
En combinant ces deux options, le séparateur LIBS Cleansort SGM offre une flexibilité et une efficacité inégalées dans le tri des déchets.

Processus de traitement des matériaux

Alimentation et préparation du matériau

Les déchets métalliques sont acheminés par un alimentateur vibrant vers le convoyeur du séparateur, fonctionnant jusqu’à 3 m/s. Les capacités sur les déchets d’aluminium de 30 à 120 mm (1¼”–4”) varient entre 5,5 et 11 t/h (en supposant un poids moyen par pièce de 34 g (0.075 lb)).

Balayage laser haute vitesse

Durante il trasporto del materiale sul nastro, lo scanner laser 3D ad alta velocità rileva in tempo reale la superficie e la geometria di ogni singolo pezzo. Questi dati permettono di indirizzare con precisione il laser LIBS sulle coordinate X/Y e di regolare automaticamente la messa a fuoco sull’asse Z.

Nettoyage et analyse laser

• Une fois les coordonnées X/Y/Z définies, le module Cleansort effectue deux fonctions clés : • Pré-ablation laser : le système nettoie la surface en éliminant les contaminants, revêtements ou oxydation, exposant le matériau pour l’analyse.
• Mesure LIBS : le laser induit un plasma à la surface du matériau. Par spectroscopie de décomposition de ce plasma, le matériau est identifié dans sa composition métallique exacte, distinguant non seulement les métaux comme l’acier et le cuivre, mais aussi les familles d’alliages, comme les séries aluminium 5000 et 6000, et même des alliages proches comme le 6010 et le 6016.

Tri et evacuation
Après l’analyse, le système utilise une technologie avancée de souffle d’air pour séparer les matériaux selon leur composition. Chaque module LIBS analyse en moyenne 15 pièces par seconde, soit 60 pièces/seconde avec 4 modules et jusqu’à 90 pièces/seconde avec 6 modules.

Modèles

Remarques :

• La configuration « Plug and Play* » indique que le système est prêt à être installé et utilisé sans autre configuration complexe.
• La capacité de production peut varier en fonction du type de matériau et des spécifications d’alimentation.

Une nouvelle référence dans le traitement du recyclage de l’aluminium

Augmentez la valeur de vos déchets d’aluminium en séparant efficacement les différents alliages légers d’aluminium (par exemple, les séries 6xxx des 5xxx, ou le 6060 du 6082), pour les vendre comme produits premium prêts à la fusion.

• Nettoyage supérieur
  Le processus de nettoyage par pré-ablation laser de surface offre une efficacité bien supérieure aux brûlures multi-spots ou aux brûlures répétées en un seul point.
• Capacité accrue
  La configuration modulaire permet l’installation de 3 à 6 modules laser sur le même châssis de séparateur, dès le départ ou en fonction de l’évolution de vos besoins. Cette flexibilité permet d’atteindre des capacités allant de 5,5 à 11 tonnes par heure pour les déchets d’aluminium (> 1¼ » à 4″).
• Plus de valeur par tonne
  Le processus innovant d’analyse et de traitement des données permet d’optimiser encore davantage le tri des matériaux, en créant un produit dont la composition est au plus proche de l’alliage cible souhaité. Cette approche peut potentiellement doubler la valeur ajoutée de votre matériau trié
• TESTEZ-NOUS MAINTENANT
  Testez les performances de nos séparateurs avec vos propres matériaux. Notre équipe internationale est prête à répondre à vos questions et à collaborer avec vous pour identifier la solution de tri optimale selon vos besoins.