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Aufgabe

Elektrostatische Materialtrennung

Schwierigkeitsgrad: schwere Aufgabe

Bei Fertigungsprozessen in der Industrie entstehen Abfälle, die zum Teil aus Kunststoffen und zum Teil aus leitenden Metallen bestehen. Zur Schonung der Resourcen versucht man, die Abfälle nach ihren Bestandteilen zu trennen, um teures Material wiederzugewinnen. Die folgende Anordnung der Firma hamos eignet sich zur trockenen Rückgewinnung feinster Metallteilchen aus unterschiedlichen Leiter-Nichtleiter-Mischungen.

Das zu trennende Materialgemisch wird über einen Vibrationsförderer auf eine rotierende, geerdete Metallwalze gegeben und in den Bereich einer Hochspannungselektrode transportiert. Dort wird es elektrostatisch aufgeladen.

a)Begründen Sie, warum die leitenden Materialien in dem linken Behälter, die Nichtleiter in dem rechten Behälter abgelagert werden.

b)Zur Trennung des Materialgemisches könnte man auch einen Elektromagneten einsetzen.

Welchen Vorteil besitzt demgegenüber das oben dargestellte Trennverfahren?

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a)Die leitfähigen Produkte (Metalle) verlieren nach der Aufladung an der Hochspannungselektrode sehr schnell wieder ihre Ladung (geerdete Walze) und werden von der rotierenden Walze weggeschleudert (Zentrifugalkraft). Im Gegensatz dazu verlieren "Nichtleiter" ihre Ladung nur sehr langsam. Sie haften an der Oberfläche der Metallwalze (Influenz) und werden an einer anderen Stelle abgebürstet. Damit ist eine trockene Separation beider Fraktionen möglich. Solche Separatoren nennt man nach dem Prinzip der Aufladung: Korona-Walzen-Scheider - kurz KWS.

b)Ein magnetisches Trennverfahren könnte nur ferromagnetische Stoffe (z.B. Eisen) vom Kunststoff trennen. Das Abscheiden von Kupfer (nicht ferromagnetisch) wäre nicht möglich.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Elektrizitätslehre

Ladungen & Felder - Mittelstufe