Laboratorium Metalurgii i Recyklingu

W Katedrze Metalurgii i Inżynierii Materiałowej podejmowane są badania mające na celu określenie wzajemnej korelacji pomiędzy składem, strukturą i morfologią czystych metali i ich stopów w zależności od parametrów procesu zlecanych przez zewnętrzne instytucje oraz firmy. Rezultat badań wyznacza wstępne założenia procesowe. Przykładem może być tu proces przerobu płytek obwodów drukowanych PCB (ang. Printed Circuit Board) z którego uzyskano dofinansowanie z NCBiR (numer noboru POIR.01.01.01-00-0362/19) którego wyniki zaimplementowano do firmy recyklingowej Eco Harpoon Recykling sp. z.o.o. Wynikiem projektu było opracowanie linii technologicznej przerobu płytek PCB w tym:

  • Opracowanie i analiza aplikacyjności różnych metod usuwania zanieczyszczeń z silnie rozdrobnionych form metali do zastosowań przemysłowych,
  • Określenie poszczególnych metali we frakcjach po procesie klasyfikacji mechanicznej
  • Opracowanie metody usuwania elementów z obwodów drukowanych takimi metodami jak: ciecze ciężkie, separacja magnetyczna i powietrzna, flotacja,
  • Analiza i badania nad mikroodpadami, w tym pyły, szlamy i zawiesiny powstających podczas obróbki rafinacyjnej,
  • Opracowanie i analiza aplikacyjności różnych metod usuwania zanieczyszczeń z silnie rozdrobnionych form metali do zastosowań przemysłowych,
  • Badania laboratoryjne modułu oczyszczania wstępnego bazującego na procesie hydrofitowej filtracji szlamów produkcyjnych, strącania oraz opcjonalnie wymiany jonowej,
  • Badania elementów systemu oczyszczania wód technologicznych w tym analiza powstałych ścieków, uwzględniając badania toksykologiczne ze względu na potencjalną obecność metali ciężkich itp.

Na przestrzeni kilku lat zrealizowano kilka innych projektów:

  • Określenie zdolności do pienienia żużli z procesu zawiesinowego oraz wpływu reduktora węglowego podawanego na powierzchnię żużla na wysokość powstającej warstwy piany, czas trwania od dnia 02.01.2013 do dnia 31.05.2013, nr umowy: 17.17.180.498/R47, projekt rozwojowy NCBiR nr 07-0022-10/2010 pt. „Opracowanie teoretycznych podstaw nowej technologii odzysku miedzi z żużli zawiesinowych”.
  • Wykonanie i opracowanie pomiarów kinetyki redukcji żużla z procesu zawiesinowego w zależności od ich zasadowości. Wykonanie i opracowanie wyników badań nad wpływem rodzaju oraz masy dodawanego lepiszcza na wytrzymałość brykietów na rozkruszenie, czas trwania od dnia 03.09.2012 do dnia 30.11.2012, nr umowy: 17.17.180.498/R47, Projekt rozwojowy NCBiR nr 07-0022-10/2010 pt. „Opracowanie teoretycznych podstaw nowej technologii odzysku miedzi z żużli zawiesinowych”.
  • Analiza aspektów środowiskowych, z uwzględnieniem czasowych i społecznych aspektów związane z zastosowaniem nowych materiałów, w tym transport i wytwarzanie, czas trwania od dnia 02.07.2018 do dnia 15.11.2018 , nr umowy: PBS3/A5/45/2016, projekt NCBiR pt.„Opracowanie innowacyjnej metody koagulacji, redukcji i krystalizacji miedzi w żużlach po procesowych.
  • Określenie struktury mosiądzów po modyfikacji, czas trwania od dnia 08.11.2016r do dnia 28.02.2017r, nr umowy: 19.19.180.87590/045 zad. 2 kategoria kosztów W PBS3/A5/52/2015, projekt NCBiR pt. „Opracowanie metalurgicznej metody eliminacji cząstek twardych mosiądzów w procesie odlewania ciągłego”.

Wszystkie zrealizowane projekty nie mogły być wykonane bez specjalistycznego sprzętu laboratoryjnego który sukcesywnie jest kupowany. W chwili obecnej Katedra posiada następujące urządzenia oraz aparaturę:

Twardościomierz uniwersalny optyczny Rockwell, Brinell, Vickers do badań zużytego sprzętu elektronicznego

Twardosciomierz uniwersalny
Twardosciomierz uniwersalny

Parametry techniczne:

  • Obciążenie wstępne: 10kG
  • Obciążenia da metody Rockwell’a: 150 100 i 60 kG
  • Standardowe skale Rockwella: HRA – HRB- HRC-HRD-HRF-HRG
  • Standardowe skale Brinella: HB30 (187,5/2,5)
  • Maksymalna wysokość badanego przedmiotu: 200mm
  • Odległość od osi wgłębnika do statywu: 175mm

Piec wysokotemperaturowy do 1700oC  do prowadzenia badań w zakresie pirolizy tworzyw sztucznych

Kompaktowy piec wysokotemperaturowy idealnie nadający się do celów badawczych i laboratoryjnych: model nastołowy z wysokiej jakości izolacją drzwi podnoszone w górę, gorąca powierzchnia odwrócona od użytkownika dwuścienna obudowa pieca ze stali nierdzewnej zapewniajaca niskie temperatury ścian dzięki wentylatorowi wysoka stabilność temperatury elementy grzewcze to MoSi2 powodujące krótki czas nagrzewania.

piec_wysokotemperaturowy.png
Piec wysokotemperaturowy

  • wymiary komory: 90x150x150 mm (szer x gł x wys) - pojemność 2 litry
  • wymiary zewnętrzne: 470x630x760+350 mm (szer x głęb x wys)
  • regulowany wlot powietrza w drzwiczkach pieca, wylot oparów suficie
  • termopara: typ B
  • moc: 3,0 kW
  • zasilanie: 400  V
  • waga: 75 kg
  • nagrzewanie do Tmax= 60 minut
  • T max=1750 oC

precyzyjne sterowanie czasem i temperaturą za pomocą programatora elektronicznego umieszczonego w podstawie pieca - P470. Kontroler  umożliwia  ustawienie  50  programów,  40  segmentów,  wprowadzanie  danych  co  1C  lub  co  1  min,  nastawiany  czas  uruchomienia (np. korzystanie z taryfy nocnej), licznik godzin pracy.

Przesiewacze materiału sypkiego wraz z sitami laboratoryjnymi

Nowoczesna wstrząsarka laboratoryjna do analizy granulometrycznej ze sterownikiem mikroprocesorowym. Kolumna może zawierać do 8 sit o wysokości 50mm oraz misę odbiorczą i pokrywę. W zależności od materiału możliwy jest przesiew na mokro lub sucho.

przesiewacz_materialu_sypkiego_wraz_z_sitami_laboratoryjnymi.png
Przesiewacz materiału sypkiego wraz z sitami laboratoryjnymi

Suszarka laboratoryjna z wymuszonym obiegiem powietrza przeznaczona do usuwania wilgoci z próbek

suszarka_laboratoryjna_z_wymuszonym_obiegiem_powietrza.png
Suszarka laboratoryjna z wymuszonym obiegiem powietrza

Paraetry techniczne:

  • Grawitacyjny obieg powietrza Regulator PID z autotuningiem,
  • Nastawa temperatury co 0,1oC w zakresie nie mniej niż +5oC powyżej temperatury otoczenia do +250oC,
  • Dokładność stabilizacji temperatury w punkcie +/- 0,2o C,
  • Możliwość zdefiniowania 1 programu,
  • Maksymalny czas trwania programu do 144 godz.,
  • Możliwość pracy ciągłej, Wyświetlacz LED 2 x 4 cyfry,
  • Autonomiczne, niezależne od sterowania zabezpieczenia przed przekroczeniem dostępnych   temperatur, Komora z blachy nierdzewnej, 1 półka z blachy, Obudowa z blachy stalowej lakierowanej proszkowo na kolor szary, Kominek wentylacyjny
  • Pojemność 17 l
  • Moc znamionowa 800W
  • Masa netto 24 kg
  • Wymiary gabarytowe szer x wys x głeb w mm 430x420x495
  • Wymiary komory szer x wys x głeb w mm 200x230x400

Laboratoryjny młynek wibracyjny typ LAB-09-200

Jest to bardzo popularny młynek 1-komorowy wyposażony w komorę  mielącą  typ  „maxi”  (3  walce)  wykonaną  z hartowanej stali  narzędziowej. Został  opracowany  pod  typowe  potrzeby  laboratoryjne. Przeznaczony jest do mielenia suchych, kruchych, nawet bardzo twardych próbek laboratoryjnych wszelkich materiałów do uziarnienia analitycznego. Mielenie  przebiega w zamkniętym hermetycznie naczyniu roboczym (komorze mielącej)  więc  nie  ma  mowy  o  powstawaniu  zapylenia w czasie pracy. Wewnątrz  komory umieszczone są mielniki {**}, które poruszają się swobodnie pod wpływem drgań wibratora i bardzo skutecznie mielą ziarna próbki umieszczone między nimi. Komorę mielącą zamocowuje się  na  górnej  części  mechanizmu  wibracyjnego  za  pomocą  specjalnej,  wygodnej  dźwigni dociskowej. Mechanizm dociskowy posiada możliwość regulacji siły nacisku, co jest istotne w razie potrzeby „skasowania” luzów powstałych wskutek zużycia uszczelki komory roboczej (czego efektem jest utrata hermetyczności komory). Młynek zamknięty jest w dźwiękochłonnej obudowie więc pracuje bardzo cicho. Pomiary głośności pracującego młynka wykazały wartość nie  przekraczającą  dopuszczalnego  poziomu  w  pomieszczeniu  laboratoryjnym,  tj.  ok.  54dB. Ponadto, młynek nie generuje odczuwalnych wibracji w swoim otoczeniu - stoi na podłodze na gumowych wibroizolatorach. Końcowe uziarnienie produktu mielenia  zależy od kilku czynników, ale głównie od: rodzaju mielonego materiału, początkowej granulacji i wielkości próbki oraz od czasu trwania mielenia. Dla przykładu można podać, że do zmielenia  próbki  węgla kamiennego (ok. 150g), o uziarnieniu początkowym -  12mm,  do uziarnienia analitycznego - 0,2mm, wystarcza czas 2 - 4 minut. Niezbędny czas mielenia nastawiany jest elektronicznie.  Młynek posiada wszelkie zabezpieczenia BHP.

laboratoryjny_mlynek_wibracyjny_typ_lab-09-200.png
Młynek wibracyjny typ LAB-09-200

Zastosowanie:  Może być stosowany wobec praktycznie wszelkich kruchych, wysuszonych materiałów ziarnistych, od miękkich do bardzo twardych.  Skutecznie mieli takie materiały, których maksymalne uziarnienie nie przekracza 12mm. Objętość porcji do mielenia wynosi max. 120 ml. Ewentualnie zakupiona dodatkowa komora mieląca umożliwia pracę młynka praktycznie  bez przestojów między poszczególnymi operacjami, co w efekcie podwaja jego wydajność (w czasie, gdy pierwsza komora jest rozładowywana ze zmielonego materiału, w drugiej komorze mieli się kolejna próbka).

Mikroskop metalograficzny, odwrócony OPTA-TECH serii MM-100 z oświetleniem odbitym

mikroskop_metalograficzny.png
Mikroskop metalograficzny

Parametry techniczne:

  • głowica trinokularowa z trzecim torem wizyjnym do łącznika kamery,
  • okulary szerokopolowe OK EW10X22 mm z regulacją dioptryjną i regulacją rozstawu 48 – 75 mm, z muszlami ocznymi, 
  • miska rewolwerowa 5-gniazdowa,
  • obiektywy plan achromat z korekcją na nieskończoność: 5x, 10x, 20x, 50x;
  • LWD plan metallurgical objective 5X/0.15, WD10.8mm
  • LWD plan metallurgical objective 10X/0.3, WD12.2mm
  • LWD plan metallurgical objective 20X/0.45, WD4mm
  • LWD plan metallurgical objective 50X/0.55, WD7.9mm
  • oświetlenie halogen 50W,
  • filtry: matówka, niebieski – wybielający, zielony
  • zestaw do polaryzacji: polaryzator, analizator - wersja wysokiej klasy
  • wkładki okrągła i prostokątna do stolika,
  • stolik 250x160mm, gniazdo FI 106,
  • mechanizm ruchu makro/mikro symetryczny z regulacją momentu obrotowego,
  • zapasowa żarówka 50W, 220V/50Hz
  • demontowalna nakładka krzyżowa z przesuwem x, y montowana do stolika wraz z holderem

Laboratoryjna prasa ręczna typ LPR-250

Przeznaczenie:  do  przygotowania  próbek  prasowanych  w  spektrometrii  rentgenofluorescencyjnej,  dyfraktometrii, spektrometrii  w podczerwieni,  do  przygotowania  próbek litych  z  materiału proszkowego  oraz  do  rozgniatania  i homogenizacji próbek biologicznych.

laboratoryjna_prasa_reczna_typ_lpr-250.png
Prasa ręczna typ LPR-250

Parametry techniczne:

  • Laboratoryjna prasa ręczna typ LPR – 250
  • Wymiary: 270x400x620mm (szer. x głęb. x wys.)
  • Waga:  100 kg
  • Nacisk  do 250kN (ok. 27ton)
  • Docisk:  śruba
  • Max. wysokość prasowania:  110mm
  • Skok siłownika:  60-70mm
  • Max. średnica próbek prasowanych:  40mm

Mikroskop Keyence VHX- 970F

Cyfrowy mikroskop 4K o wysokiej precyzji rejestrujący obrazy w wysokiej rozdzielczości oraz dane pomiarowe na potrzeby kontroli i analizy błędów. Umożliwia obserwację z niesamowitą głębią ostrości. Zaprojektowany przez producenta obiektywy, kamera oraz silnik graficzny gwarantują optymalną równowagę pomiędzy jasnością a głębią ostrości. Intuicyjna nawet dla nowych użytkowników mikroskopia, która jest dostępna zawsze, gdy zachodzi potrzeba. Wbudowany dysk twardy o pojemności 1 TB pozwala na zapis obrazów bez utraty jakości. Zapisane obrazy można z łatwością udostępniać za pośrednictwem sieci LAN lub urządzeń USB. Standardowe raporty można tworzyć automatycznie, wykorzystując do tego dostępne na rynku oprogramowanie. Pomiary 2D oraz 3D można wykonywać za pomocą intuicyjnych funkcji. Do pomiarów chropowatości, analizy zanieczyszczeń, pomiarów wielkości ziarna oraz wielu innych wystarczy tylko jedno urządzenie

mikroskop_keyence_vhx-_970f.png
Mikroskop Keyence VHX- 970F

Logo programu Widza Edukacja Rozwój Biało-czerwona flaga i napis Rzeczpospolita Polska Logo Euopejskiego Funduszu Społecznego
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego, Program Operacyjny Widza Edukacja Rozwój 2014-2020 "Nowoczesne nauczanie oraz praktyczna współpraca z przedsiębiorcami - program rozwoju Uniwersytetu Zielonogórskiego" POWR.03.05.0-00-00-Z014/18