جدول المحتويات

ما هو الكسارة؟

أ محطم هي معدات مصممة لتقليل حجم قطع البوليمر الصلبة إلى نسبة محددة. أحد المبادئ الأساسية لتكسير البوليمر (أو أي مادة أخرى) بكفاءة هو: "لا تسحق أي شيء غير ضروري". من خلال ضمان تجانس المدخلات، نخفض التكاليف (الكهرباء، والإصلاحات، وشحذ السكاكين، إلخ) ونحسّن النتيجة النهائية. يُعد التكسير ضروريًا للمراحل اللاحقة من الإنتاج و/أو المعالجة.

في إنتاج المنتجات البوليمرية، كسارات تُستخدم لمعالجة المواد البلاستيكية الصلبة والأكياس المستعملة والحاويات المهملة للحصول على مواد خام ثانوية. تُخلط هذه المواد الثانوية مع المواد الخام الأولية لخفض تكاليف الإنتاج.

طرق السحق

يمكن للكسارات أن تقوم بتفتيت أو سحق المواد باستخدام طرق مختلفة:

• ضغط
• تقسيم
• كسر
• القطع
• نشر
• الكشط
• التأثير

في البيئات الصناعية، أكثر الطرق شيوعًا هي التقسيم، والضغط، والكشط، والصدم، والقطع. يعتمد اختيار طريقة التكسير، وبالتالي تصميم الكسارة، على خصائص فشل المادة. عادةً ما تُسحق المواد الهشة بالضغط، أو التقسيم، أو الصدم، أو القطع، بينما تُسحق المواد المطيلة بالقطع أو الكشط. تؤثر الطريقة أيضًا على الحجم النهائي للجسيمات؛ فعلى سبيل المثال، يُنتج التقسيم قطعًا أكبر، بينما يُنتج الكشط مادة ناعمة تشبه المسحوق.

تؤثر قوة مادة الإدخال على القوة المطلوبة، والتي يمكن تصنيفها على النحو التالي:

• منخفض (حتى 10 ميجا باسكال)
• متوسط (10 إلى 50 ميجا باسكال)
• عالية (أكثر من 50 ميجا باسكال)

أنواع السحق

في الصناعة، هناك نوعان رئيسيان من التكسير: الدفعي والمستمر.

سحق الدفعات تُستخدم في الإنتاج على نطاق صغير، وهي أقل كفاءةً من الناحية الاقتصادية. غالبًا ما تتضمن دورة تكسير مغلقة، وقد تُسخّن المادة. ومن الأمثلة النموذجية على ذلك جهاز التكتل.

السحق المستمر يتم استخدامها في العمليات واسعة النطاق ذات دورات إنتاج مفتوحة أو مغلقة، مثل خطوط إعادة تدوير البولي إيثيلين تيريفثالات (PET).

يمكن أن تتضمن عملية التكسير المستمر مرحلة واحدة أو مراحل متعددة، اعتمادًا على حجم الجسيمات النهائي المطلوب.

أنواع الكسارات

آلات التقطيع تُستخدم للسحق الخشن (الأولي). لمزيد من التفاصيل، راجع المقال آلات التقطيع.

كسارات الفك

كسارات الفك تُستخدم لسحق المواد الهشة الكبيرة والمتوسطة الحجم ذات القوة العالية. المعيار الرئيسي هو حجم فتحة التغذية التي تُشكّلها الفكّان المتحركان والثابتان. يحدث السحق عند التقاء الفكّين في منطقة السحق. عندما يتباعدان، تتساقط المادة أكثر. تُصمّم الفكّان بزاوية لإنشاء منطقة سحق أوسع في الأعلى (بالقرب من التغذية) وأخرى أضيق في الأسفل (بالقرب من التفريغ). تُستخدم كسارات الفكّ عادةً لمواد مثل الصخور والحجر الجيري والخرسانة والطوب والأسفلت والزجاج والسيراميك.

كسارات الأسطوانة

تُستخدم كسارات الأسطوانات لسحق المواد الهشة المتوسطة والصغيرة ذات القوة العالية والمتوسطة. تعمل هذه الكسارات عن طريق سحب المواد إلى الفجوة الضيقة بين أسطوانتين متوازيتين تدوران باتجاه بعضهما البعض. يمكن أن تحتوي كسارات الأسطوانات على بكرة واحدة إلى أربع أسطوانات، ذات أسطح ناعمة أو مموجة أو مسننة. تُستخدم الأسطوانات الناعمة والمموجة للمواد متوسطة القوة، بينما تُستخدم الأسطوانات المسننة للمواد منخفضة القوة. يُحدد حجم الإنتاج بناءً على الفجوة بين الأسطوانات. تُعد كسارات الأسطوانات مثالية للمواد المعرضة للالتصاق أو التي تحتوي على شوائب لزجة، حيث تقوم الكاشطات بتنظيف الأسطوانات أثناء التشغيل. تُستخدم على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية والتعدينية والمواد الكاشطة وإعادة التدوير.

كسارات التأثير

كسارات التأثير تُستخدم لسحق المواد الهشة، مثل البلاستيك المتصلب بالحرارة. تعمل هذه الكسارات بتطبيق قوة صدم من جانب واحد. تشمل هذه الفئة الكسارات الدوارة والمطرقية. تحتوي الكسارات الدوارة على مضارب ثابتة على الدوار، بينما تحتوي الكسارات المطرقية على مطارق مثبتة بمفصلات. تستطيع الكسارات الصدمية التعامل مع المواد الكبيرة والمتوسطة والصغيرة، حسب تصميمها (مثل الرخام، الفحم، الحجر الجيري، الجبس، الحصى، الأسفلت، الخرسانة، الطوب، الزجاج). يُحدد حجمها بطول الدوار وقطره.

كسارات المطارق

تستخدم كسارات المطرقة مطارق مفصلية لسحق المواد باستخدام الطاقة الحركية. تُستخدم هذه الكسارات للمواد المتوسطة والصغيرة، مثل المواد السائبة، والمواد المكتلة، والبلاستيك، ورقائق الخشب، والكرتون، ومواد البناء. يتم التحكم في حجم الإنتاج بواسطة شبكة في أسفل الكسارة.

كسارات السكاكين

تُستخدم كسارات السكاكين عادةً لسحق نفايات البلاستيك الحراري الصغيرة. تعمل هذه الكسارات بقطع المواد بين سكاكين دوارة (متحركة) وأخرى ثابتة. يُحدد غربال أسفل الدوار حجم المخرج. يمكن أن تكون كسارات السكاكين مزودة بدوارات أفقية أو رأسية، حيث يكون الأخير أكثر توفيرًا للمساحة.

يختلف تصميم كسارات السكاكين من حيث تكوين الدوار، وعدد السكاكين، وقوة الدفع، وسرعة الدوار، وحجم فتحة التغذية، ونظام التفريغ. تؤثر قوة الدوار وتصميم السكين بشكل كبير على الأداء. تشمل تكوينات السكاكين الشائعة ما يلي:

• ذيل السنونو: سكاكين على شكل حرف V للبوليمرات الناعمة والمرنة للغاية والحساسة للحرارة.
• قطع قطري: سكاكين مرتبة بشكل قطري للمنتجات المشكلة بالحرارة والمنفوخة، والمقاطع المجوفة، والأفلام.
• دوار متتالي: سكاكين صغيرة متعددة للأجزاء ذات الجدران السميكة، والسبائك، ونفايات البثق، والممرات.
• تكوين السكين العمودي: سكاكين متوازية للمواد خفيفة الوزن مثل الرغوة وزجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات والمسبوكات الصغيرة والأفلام.

أنواع المواد المستخدمة في السحق

معظم البوليمرات خاملة كيميائيًا وغير قابلة للتحلل الحيوي، مما يجعل إعادة تدوير نفايات الإنتاج، والمسبوكات المعيبة، والنفايات البلاستيكية المنزلية أمرًا ضروريًا. ومع ذلك، يتطلب هذا الأمر سحقًا أوليًا.

يمكن تصنيف المواد البلاستيكية إلى ثلاث مجموعات للسحق:

• الأفلام: أكياس، أكريليك، بولي إيثيلين، أغشية PVC. تتطلب هذه الأكياس آلات تقطيع أو تمزيق.
• العناصر الصغيرة ذات الجدران الرقيقة: زجاجات، حاويات، علب، أنابيب. تُسحق هذه المواد باستخدام أقراص تقطيع، أو سكاكين، أو أسنان.
• العناصر الكبيرة ذات الجدران السميكة: عيوب القوالب، والقنوات، والمقاطع. تتطلب هذه العيوب كسارات ذات تأثير ضغط أو تأثير صدمي.

يمكن استخدام التكسير متعدد المراحل لتحقيق حجم جسيم ناعم وموحد، وغالبًا ما ينطوي ذلك على أنواع مختلفة من الكسارات.

لماذا سحق النفايات؟

تُعدّ الكسارات ضروريةً لتقليل نفايات البوليمر إلى حجم مناسب للتحبيب. يُحسّن التكسير جودة الحبيبات، مما يجعلها أكثر تجانسًا للاستخدام الصناعي. بالإضافة إلى ذلك، يُقلّل التكسير من حجم النفايات اللازمة للنقل، ويُحسّن جودة وقيمة الحبيبات المُعاد تدويرها. إجمالاً، استخدام كسارات وتُعد آلات التحبيب والتكوير طريقة فعالة لإعادة تدوير النفايات وإنتاج حبيبات عالية الجودة للاستخدامات الصناعية الأخرى.