Recycling of composite scrap

• Autorzy: Jackowski J. , Nagolska D. , Suchora M. , Szweycer M. , Szymański P.

Warianty tytułu

PL

Recykling złomu kompozytowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

More common use of cast composite materials in modern constructions of products is conducive to growing importance of recycling of these materials. Their specific properties cause that recycling ways of these materials are significantly different from the methods of conventional processing of metallic materials. The most required manner of recycling of any material is distinguished by its shortest “loop”, i.e. when reutilization occurs in the location that is the nearest to the place of the waste formation. In case of a cast composite scrap such a variant is only rarely possible. The only way consists usually in separating the components of the composite material and their later use. The paper presents the results of recycling tests of two groups of cast composite materials, i.e. the suspended and saturated material composites. It was found that recycling by separation of the components is possible for both types of the materials, nevertheless, provided that an appropriate medium is chosen. Additional condition for efficient recycling of suspended material composites is the use of an agitator allowing for generating emulsion of the drops of the composite suspension being recycled in the medium. It was found that the yield of composite matrix metal in case of saturated reinforcement composites and coarse scrap of suspended composites may exceed 90 per cent. In case of fine scrap (e.g. the chips) the yield is lower but also satisfactory. The tests have shown that recycling efficiency of the scrap of saturated reinforcement composites depends on geometry of the pores of reinforcing profiles of the composite casts. Materials (casts) reinforced with the profiles made of fibrous products are susceptible to the recycling process, as opposed to the ones reinforced with profiles made of sintered materials whose susceptibility is low.

PL

Rosnący udział metalowych materiałów kompozytowych w nowoczesnych konstrukcjach maszyn i urządzeń sprawia, że recykling tych tworzyw stał się koniecznością. Specyficzne właściwości materiałów kompozytowych powodują, że ich recykling istotnie różni się od recyklingu konwencjonalnych tworzyw metalowych. Najbardziej racjonalny recykling każdego materiału ma miejsce wtedy, gdy „pętla” jego skierowania do powtórnego wykorzystania jest krótka tzn. miejsce jego wykorzystania jest jak najbliżej miejsca powstania odpadu. Takie wykorzystanie metalowych odlewanych materiałów kompozytowych jest rzadko możliwe a niekiedy (np. w przypadku materiałów kompozytowych z nasycanym zbrojeniem) wykluczone. Do wykorzystania pozostaje wtedy długa „pętla” recyklingu polegająca na rozdzieleniu składników recyklowanego materiału kompozytowego. Tematem artykułu jest recykling odlewanych materiałów kompozytowych (zawiesinowych i z nasycanym zbrojeniem) drogą rozdzielenia składników. Przedstawiono wyniki eksperymentów dotyczących recyklingu obu tych rodzajów materiałów. Stwierdzono, że proces skutecznego recyklingu wymaga stosowania specjalnie dobranych ośrodków bez użycia, których proces jest niemożliwy. Dodatkowym warunkiem recyklingu zawiesinowych materiałów kompozytowych jest konieczność wytworzenia emulsji zawiesiny uzyskanej ze stopionego materiału (kompozytowego) w ciekłym ośrodku. Wykonane próby wykazały, że jest możliwe odzyskiwanie ponad 90% masy osnowy kompozytowej w przypadku recyklingu grubego złomu oraz nieco mniej w przypadku drobnego złomu (np. wiórów). Stwierdzono również, że skuteczność recyklingu materiałów kompozytowych z nasycanym zbrojeniem zależy w dużej mierze od geometrii porów nasycanego zbrojenia. Materiały uzyskane przez nasycenie kształtek z włókien są podatne na proces recyklingu w przeciwieństwie do tych, które powstały przez nasycenie kształtek zbrojenia wykonanych z np. granulowanych spieków.

Słowa kluczowe

EN

composite scrap; material recycling; component separation

PL

złom kompozytowy; recykling materiałowy; oddzielanie składników

• Wydawca: Komisja Odlewnictwa Polskiej Akademii Nauk Oddział w Katowicach
• Czasopismo: Archives of Foundry Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 8, iss. 1 spec.
• Strony: 143--149
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jackowski J.

• Poznan University of Technology, Institute of Materials Technology, Division of Foundry, ul. Piotrowo 3, 61-138 Poznań, Poland

autor

Nagolska D.

• Poznan University of Technology, Institute of Materials Technology, Division of Foundry, ul. Piotrowo 3, 61-138 Poznań, Poland

autor

Suchora M.

• Poznan University of Technology, Institute of Materials Technology, Division of Foundry, ul. Piotrowo 3, 61-138 Poznań, Poland

autor

Szweycer M.

• Poznan University of Technology, Institute of Materials Technology, Division of Foundry, ul. Piotrowo 3, 61-138 Poznań, Poland

autor

Szymański P.

• Poznan University of Technology, Institute of Materials Technology, Division of Foundry, ul. Piotrowo 3, 61-138 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] J. Sobczak: Metal composites. Kraków-Warszawa 2001 (in Polish).
• [2] M. Szweycer, J. Jackowski: Melting and casting conditions of suspended composites with aluminum matrix. Proceedings of the 6-th Conference “Non-ferrous metals in the shipbuilding industry”Szczecin 1996, 185-192 (in Polish).
• [3] P.M, Schuster, D.M. Skibo, R.S. Bruski, R. Provencher, G. Riverin: The recycling and Reclamation of Metal-Matrix composites. JOM, May 1993, 26-30.
• [4] J. Jackowski, P. Szymański: Recycling of fine wastes of metal composite. Archives of Technology of Machines and Automation, vol. 27, Poznań 2007, 57-64 (in Polish).
• [5] A. Olszówka-Myalska: Structure of the link between the aluminum matrix and reinforcing particles of composites. Scientific Fascicles of the Silesian University of Technology, vol. no 1636, Gliwice 2004 (in Polish).
• [6] D. Nagolska, M. Szweycer, J. Jackowski: Analysis of recycling mechanism of saturated metal composites. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, vol. 21, no specjalny, Poznań 2001, 145-151.
• [7] J. Jackowski, D. Nagolska, P. Szymański, M. Szweycer: Recycling conditions of disintegrated dispersively reinforced metal composites and with saturated reinforcement, in Foundry Innovations-Part I. Kraków 2007, 259-266 (in Polish).
• [8] Definition of recycling conditions of composite casts and wastes. Annual report of the Task No 11.5.6. within the framework of PBZ-KBN 114/T08/2004, Poznań 2007 (in Polish).
• [9] D. Nagolska: Recycling of the casts of saturated metal composites PhD Dissertation, WBMiZ, Poznań 2002 (in Polish).
• [10] J. Jackowski and all: Recycling of the metal composite casts, in The Polish Metallurgy in 2002-2006. The Metallurgical Committee PAN, Kraków 2006, 479-486 (in Polish).
• [11] Y. Nishida, N. Izawa, Y. Karamasu: Recycling of Aluminium Matrix Composites”. Metallurgical and Materials Transactions”, vol. 30A, March 1999, 839-844.
• [12] H. Postołek, Cz. Adamski: The effect of interface tensions on refining slag interaction. Archiwum Hutnictwa, vol 26, no 4/1981, 557-579 (in Polish).
• [13] D Witczak, M. Szweycer: Consolidation of the slag extracting solid inclusions from the metal. Archives of Technology of Machines and Automation, vol. 16, no 1/1996, 91-97 (in Polish).
• [14] D. Witczak: Mechanism of consolidation of the slag extracting solid non-metallic inclusions from aluminum and its alloys. PhD Dissertation, WBMiZ, Poznań 1998 (in Polish).
• [15] Landolt-Bomstein: Phisicalisch-Chemische Tabellen. J. Springer Verlag, Berlin 1923.
• [16] J. Jackowski, P. Szymański: Conditions of composite suspension emulsification in the recycling process. Submitted for publication in “Composites” (in Polish).
• [17] M. Szweycer and all: Recycling of suspended and saturated material composites. Report from the research project 3T08B 022 26, Poznań 2006, unpublished (in Polish).