Auch in der chinesischen Recyclingindustrie wird mehr und mehr auf Materialreinheit geachtet. Für die Betriebe ist es daher wichtig, eine Analysetechnik einzusetzen, die ein zuverlässiges Sortieren sicherstellt. XiangDong Ren, Business Development Manager bei Hitachi High-Tech, erläutert die Optionen.
Die chinesische Regierung hat es sich zum Ziel gesetzt, den Umweltschutz voranzutreiben, und dazu eine Reihe von Maßnahmen zur Reduzierung der Umweltverschmutzung eingeführt, unter anderem neue strenge Grenzwerte für Materialien, die zum Zwecke des Recycling in das Land eingeführt werden. Der Grenzwert für Kontaminierungen oder mitgeführte Reststoffe liegt bei nur 0,5 %. Für Nicht-Eisen-Material liegt der Grenzwert etwas höher, bei 1 %.
Da die Regierung die Recyclingwirtschaft nun verstärkt ins Visier genommen hat und gleichzeitig die Grenzwerte für Verunreinigungen verschärft hat, suchen Recyclingbetriebe nach Lösungen, wie sie ihre Sortierverfahren verbessern können. Seit mehr als 45 Jahren entwickelt Hitachi High-Tech Verfahren und Geräte für die effiziente und genaue Identifizierung von metallischen und nicht-metallischen Substanzen.
Foto: David Hofmann auf Unsplash
LIBS, RFA oder OES
Für das Sortieren von Material stehen drei verschieden Techniken zur Verfügung. Zunächst die laserinduzierte Plasmaspektroskopie, kurz LIBS, was für Laser Induced Breakdown Spectroscopy (Laserinduzierte Plasmaspektrometrie) steht. LIBS-Analysegeräte aus unserer Vulcan-Serie regen die Moleküle an der Probenoberfläche an. Auf Grundlage des abstrahlenden Lichts kann die chemische Zusammensetzung der Probe bestimmt werden.
Dann gibt es die Röntgenfluoreszenz- bzw. RFA-Technologie. Röntgenfluoreszenzgeräte regen die Oberflächen der Proben nicht mit einem Laser, sondern mit einem schwachen Röntgenstrahl an. Auch hier werden die Elemente in der Probe durch die Analyse des reflektierten Lichtes bestimmt.
Bei der optischen Emissionsspektroskopie (OES), der dritten Technik, wird die Probenoberfläche durch einen elektrischen Funken angeregt. Die Farben des von den Ionen in der Probe abgestrahlten Lichtes werden durch das Spektrometer erfasst. Es zeigt daraufhin an, um welche Substanz es sich handelt. Hitachi High-Tech bietet verschiedene OES-Geräte an, darunter den tragbaren PMI-Master Smart.
Nach dieser kurzen technischen Beschreibung bleibt noch darauf hinzuweisen, dass jedes der drei Verfahren ein bestimmtes Spektrum an Elementen abdeckt. Welche die für Sie beste Lösung ist, hängt sehr von den jeweiligen Anforderungen ab.
Als kleine Entscheidungshilfe haben wir folgende Informationen zusammengestellt.
Die Geräte aus unseren Serien Vulcan (LIBS) und X-MET8000 (XRF) sind Handgeräte, die bequem im Schrottlager oder Recyclingbetrieb für Vor-Ort-Prüfung mitgeführt werden können. Die Geräte beider Serien sind sich rein äußerlich sehr ähnlich und aufgrund ihrer robusten Konstruktion voll industrietauglich.
Das Funkenspektrometer PMI-Master Smart wiegt 15 kg. Es ist schnurlos und kann somit problemlos auf dem Betriebsgelände von einem Messort zum nächsten bewegt werden.
Für alle drei Techniken stehen tragbare Modelle zur Verfügung. Ob Sie sich für ein Vulcan (LIBS), X-MET8000 (XRF) oder den PMI-Master Smart (OES) entscheiden, wird davon abhängen, für welche Art von Analysen Sie sie hauptsächlich einsetzen möchten.
Wenn in Ihrem Betrieb verschiedene Arten von Kunststoffen, Pulver, keramischen Stoffen, Gummi oder Holz identifiziert werden sollen, ist das Handgerät X-MET8000 die richtige Wahl für Sie. Die Röntgenfluoreszenztechnik ist sehr vielseitig einsetzbar. Sie eignet sich neben Metalllegierungen für fast alle Stoffe im festen Zustand. Dank der zugrunde liegenden FP Kalibration deckt das Gerät eine Vielzahl metallischer und nicht-metallischer Proben ab.
Aufgrund der FP Kalibration sind die X-MET8000-Handgeräte auch für die Bestimmung außergewöhnlicher Legierungen die ideale Wahl. Eine Sortenliste mit über 1.600 Legierungen ist vorinstalliert. Auch kundenspezifische Listen können erstellt werden.
Besonders schwierig ist die Wahl des richtigen Gerätes bei Stoffen, die sich aus leichten Elementen (Li, Be, B, C, N, Na, Mg, Al, Si, P und S) zusammensetzen. Wenn Sie häufig kohlenstoff-, stickstoff-, bor- oder natriumhaltige Proben identifizieren müssen, ist der PMI-Master Smart die einzige sinnvolle Option für Sie, denn die optische Emissionspektrometrie (OES) liefert die eindeutigsten Messergebnisse für diese Elemente.
Für Aluminium (Al) ist der mit LIBS-Technik arbeitende Vulcan Expert die erste Wahl, denn dieses Handgerät wurde für diese Aufgabe kalibriert. Auch der X-MET8000 (XRF) und der PMI Master Smart (OES) können Aluminium identifizieren. Ihre Wahl wird letztlich davon abhängen, wie genau die Messungen sein müssen, wie hoch der Anteil an Aluminiumproben ist und welche sonstigen Anforderungen an die Analyse gestellt werden.
Für die Messung von Schwefel (S) und Phosphor (P) in Stahl ist das Handanalysegerät X-MET8000 Expert die beste Lösung. Aber auch ein PMI-Master Smart mit UVTouch-Sonde kann hierfür eingesetzt werden.
Für die genaue Analyse von Werkzeug und niedriglegierten Stählen ist die optische Emissionsspektroskopie (OES) die Technik der Wahl, und somit der PMI-Master Smart. In vielen Fällen wird für diese Anwendungen auch der MET8000 (XRF) sehr gute Ergebnisse liefern. Auch ein LIBS-Geräte aus der Vulcan-Serie wird Betrieben, die solche Legierungen analysieren müssen, gute Dienste leisten. Doch muss man sich darüber im Klaren sein, dass die optische Emissionsspektroskopie die niedrigsten Nachweisgrenzen bietet und somit auch die genauesten Ergebnisse liefert.
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Fallstudie: Werkstoffanalyse von Wälzlagerprodukten mit dem X-MET8000 RFA Handgerät bei Kugellager-Express
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