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Verfahren zum Wiedergewinnen von Metall aus Abfällen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Wiedergewinnen von im wesentlichen reinen Me- tallstücken und magnetischen Oxyden eines ausgewählten Klassierungsbereiches oder mehrerer Klas- sierungsbereiche aus einem Abfall, der eine Mischung von Materialien enthält, wie sie in Abfällen von
Stahlwerken gefunden werden.
Der gemischte Abfall, wie er in Stahlwerken anfällt, ist praktisch höchstens als Füllmaterial ver- wendbar, jedoch haben bestimmte Bestandteile einen wirtschaftlichen Wert, wenn sie hinreichend von
Verunreinigungen getrennt und gereinigt werden können. Der gesamte wirtschaftliche Wert des Abfall- materials hängt nicht. iur von der Menge des gewünschten Materials ab, das aus dem unerwünschten Ab- fall abgetrennt worden ist, sondern auch von der Vollständigkeit der Trennung eines wertvollen Bestand- teiles von einem andern und der Menge der noch verbliebenen Verunreinigungen.
Daher besteht einer der Zwecke der Erfindung darin, ein Verfahren zu schaffen, mittels dessen im wesentlichen die gesamten wertvollen Bestandteile von Stahlwerkabfall in solcher Weise wiedergewonnen werden können, dass sie voneinander getrennt und im wesentlichen frei von Verunreinigungen sind.
Die Zusammensetzung des Abfalls eines Stahlwerks ändert sich von Tag zu Tag, jedoch besteht er zur Hauptsache aus Stahlherstellungsschlacken, Reinigungsmaterial von Giessvorrichtungen, Auskleidungssteinen von Pfannen und Öfen, Bodenmaterial von Tempergruben, Walzwerkzunder und einigen freien Ab- fallmetallstucken.
Die für die Stahlherstellung verwendeten Schlacken bilden den Hauptbestandteil des zu behandelnden Materials. Sie lassen sich gemäss ihrer Funktion im Stahlherstellungsprozess allgemein in zwei Typen unterteilen. Die Vorlauf- oder Abzugschlacke wird aus dem Ofen oder Kessel während des Schmelz- und Veredelungsvorganges abgezogen und enthält den Hauptteil der Verunreinigungen, die aus dem geschmolzenen Metall während der ersten Veredelungsstufen ausgetrieben worden sind. Die Abstich- oder Feinschlacke fliesst nach dem Abstich des geschmolzenen Metalls am Ende des Veredelungsvorganges aus dem Ofen ab und enthält kleinere Mengen von Verunreinigungen, die von dem Metall freigegeben werden, nachdem die Vorlaufschlacke abgezogen worden ist.
Die Reinigungsmaterialien vol C'iessvorrichtungen enthalten Mischungen von Stahlherstellungsschlakken plus einer Menge von Stahl, die im Verlauf der Ofenspülung, des Ofenabstiches und des Barrengie- ssens verspritzt worden ist, sowie eine kleine Menge des hitzebeständigen Auskleidungsstoffes des Ofens und der Pfanne. Grosse Mengen an verbrauchten hitzebeständigen Stoffen fallen bei Ausbesserungs- und Erneuerungsarbeiten an den Ofen und Pfannen an. Je nach ihrem Ursprung können diese hitzebeständigen Stoffe beträchtliche Mengen an Stahl oder anderem anhaftenden und rückgewinnbaren metallischem Material enthalten.
Das. Bodenmaterial für Tempergruben besteht aus dem ursprünglich eingebrachten Koksstaub, der während des Arbeitens der Grube mit Zunder (magnetischen Eisenoxyden) von den erhitzten Gussbarren und mitunter mit hitzebeständigen Materialien aus der Grube selbst verunreinigt worden ist. In manchen mit hoher Temperatur arbeitenden Tempergruben werden die Gussbarren auf eine Temperatur erhitzt, welche das Äussere des Barrens schmilzt (oder"auswäscht"), und diese aus geschmolzenem Stahl und Oxyd bestehende Mischung wird in das zu verwerfende Bodenmaterial eingeschlossen.
Während der wiederholten Erhitzungs- und Walzvorgänge gehen grosse Mengen von Stahl in Form von Zunder verloren, der Åaus Eisenoxyden besteht, die gebildet werden, wenn der heisse Stahl dem Sauerstoff der Luft ausgesetzt wird. Zunderverluste können 3-5'lu des Gewichtes des Gussblockes betragen. Der Zunder wird periodisch aus den Tempergruben, den Flachwalzwerkkästen, den Plattenerhitzungsöfen und den
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Heizwalzwerkkästen entfernt. Es ist erwünscht, diesen Zunder wiederzugewinnen, da er als Oxydations- mittel bei Stahlherstellungsprozessen oder als metallische Charge für Hochöfen von Wert ist.
Feinschlacke für offene Herde stellt ein dichtes, magnetisches zerbrechliches Material dar, das im allgemeinen keine eingeschlossenen Metallstücke enthält. Im geschmolzenen Zustand besteht sie zur
Hauptsache aus geschmolzenem Kalkstein im Verein mit Verunreinigungen, wie Phosphor (Calciumphos- phaten) und. Silizium (Calciumsilikaten), und gelösten Eisenoxyden. Beim Abkühlen haben die gelösten
Eisenoxyde das Bestreben, sich zu konzentrieren oder zusammenzuklumpen, wenn die Mischung sich ver- festigt. Dadurch wird eine feste Schlacke erzeugt, welche Teile mit einer hohen Konzentration an Eisen- oxyden und andere Teile mit geringerem Eisenoxydgehalt enthält.
Die Teile mit hohem Eisenoxydgehalt sind stark magnetisch, enthalten sehr wenig Phosphor-oder Siliziumverunreinigungen und bilden wert- volle Zusätze für die Gicht eines Hochofens. Umgekehrt sind die Teile, die weniger Eisenoxyde enthal- ten, weniger magnetisch und mit Phosphor, Silizium und andern Stoffen, die im Hochofenbetrieb ausser- ordentlich unerwünscht sind, stark verunreinigt. Wenn Fertig- oder Feinschlacke für offene Herde (Mar- tinöfen) gemäss nachfolgender Beschreibung aufgebrochen und behandelt wird, können die erwünschten
Teile, welche die Hauptmenge der Eisenoxyde enthalten, von den unerwünschten Teilen, welche die
Verunreinigungen enthalten, getrennt und wiedergewonnen werden.
Hingegen ist Vorlaufschlacke für offene Herde nicht magnetisch, porös und zerbrechlich, jedoch weniger zerbrechlich als Feinschlacke. Sie enthält kleine eingeschlossene Teilchen von freiem Stahl und hat einen höheren Phosphorgehalt als Feinschlacke. Es ist erwünscht, den freien Stahl wiederzugewinnen, indem er von der Bindung an die Vorlaufschlacke befreit und von den verunreinigenden hochphosphorhal- tigen Schlackenteilchen getrennt wird. Wenn eine Gicht, die sowohl Feinschlacke als auch Vorlaufschlakke enthält, mittels eines Schlagvorganges bearbeitet wird, bewirkt die relative Zähigkeit der Vorlaufschlacke, dass deren geschlagene Teilchen eine grössere mittlere Grösse als die geschlagenen Teilchen der Feinschlacke haben.
Schlacken, die während der Stahlherstellungsvorgänge gebildet werden, die Thomas-Konverter und andere ähnliche pneumatische Verfahren verwenden, ähneln Schlacken von offenen Herden in den physikalischen Eigenschafen und dem chemischen Gehalt.
Der Abfall eines Stahlwerkes in dem Zustand, wie er von dem Stahlwerk erhalten wird, kann zum Zwecke der Erläuterung der Erfindung in magnetisches und nichtmagnetisches Material eingeteilt werden. Das magnetische Material lässt sich weiterhin in einen nichtzerbrechlichen Teil (wiederzugewinnende Metallstücke) und einen stark zerbrechlichen Teil (Feinschlacken und magnetische Eisenoxyde) unterteilen.
Der nichtmagnetische Teil kann in einen zerbrechlichen Teil und in einen nichtzerbrechlichen Teil unterteilt werden. Vorlaufschlacken, Abstichschlacken und verwendete hitzebeständige Materialien fallen in die Klasse der nichtmagnetischen zerbrechlichen Materialien. Stücke aus nichtmagnetischen Metallen, z. B. rostfreiem Stahl, Messing und Kupfer, fallen in die Klasse der nichtmagnetischen, nichtzerbrechlichen Materialien.
Es sind Verfahren zum Wiedergewinnen von Metallen bekanntgeworden, bei welchen der Abfall, so wie er anfällt und u. a. magnetische Feinschlacke und nichtmagnetische Vorlaufschlacke enthält, einer Magnetscheidung unterworfen wird. Ein solches Verfahren ist insofern nicht befriedigend, als die magnetische Trennung aus dem Abfall unreine magnetische Metallstücke, an welchen beide Schlackenarten anhaften, und weiterhin magnetische Schlacken und magnetische Oxyde entfernt, so dass der abgeschiedene magnetische Anteil ein verunreinigtes Mischprodukt bildet, dessen Wert viel geringer ist als der Wert der einzelnen Bestandteile fur sich.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Wiedergewinnen von im wesentlichen reinen Metallstücken eines ausgewählten Grössenbereiches aus einem Abfall, der aus einer Mischung von Stoffen besteht, wie sie sich beispielsweise im Abfall von Stahlwerken finden, und der Metallstücke, zerbrechliches magnetisches Material, wie Feinschlacke, und zerbrechliches nichtmagnetisches Material, wie Vorlaufschlacke, enthält.
Das Verfahren besteht darin, dass der Abfall mit genügender Kraft geschlagen wird, um das gesamte zerbrechliche magnetische Material und wenigstens einen Teil des zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials auf eine maximale Stückgrösse aufzubrechen, die unterhalb des Minimums des ausgewählten Grö- ssenbereiches liegt, und um die Metallstücke des ausgewählten Grössenbereiches im wesentlichen rein zu machen, und dass der dem Schlagvorgang unterworfene Abfall durch Klassieren in einen Anteil von kleinerer Stückgrösse (Durchläufe), welcher das gesamte aufgebrochene, zerbrechliche magnetische Material und wenigstens einen Teil des zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials enthält, und einen Anteil von
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grösserer Stückgrösse (Rückstände),
welcher die im wesentlichen reinen Metallstücke des ausgewählten Grö- ssenbereiches enthält, getrennt wird, wonach die Rückstände, falls sie sowohl magnetische als auch nichtmagnetische Materialien enthalten, einer magnetischen Trennung unterworfen werden.
Auf diese Weise werden bei der Durchführung der Erfindung zwei gesonderte und voneinander verschiedene physikalische Eigenschaften (Zerbrechlichkeit und magnetische Aufnahmefähigkeit) der behan- delten Stoffe nutzbar gemacht, um die Trennung der wertvollen Bestandteile von dem Rest des behandelten Abfalles zu erreichen. Statt nur die relativen magnetischen Aufnahmefähigkeiten der verschiedenen Materialien zu verwenden, um zu versuchen, sie voneinander zu trennen, wird bei der Erfindung in einer bestimmten Aufeinanderfolge gemäss nachfolgender Beschreibung diese magnetische Trennung mit einer Trennung kombiniert, die auf den relativen Zerbrechbarkeitseigenschaften der in Rede stehenden Materialien basiert, um den wertvollen Inhalt des Abfalles vollständiger zu erhalten.
Dabei wird nicht nur mehr wertvolles Material aus einer gegebenen Abfallmenge wiedergewonnen, sondern es werden diese wertvollen Bestandteile auch vollständiger voneinander getrennt und sind weniger mit unerwünschten Stoffen verunreinigt.
Im folgenden wird die praktische Durchführung der Erfindung an Hand eines vereinfachten Beispiels, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, erläutert.
Der Einfachheit halber soll angenommen werden, dass die zu behandelnden Abfälle nur folgende Bestandteile enthalten :
1. wiederzugewinnende Stahlstücke (nichtzerbrechliches Material),
2. Feinschlacke (zerbrechliches magnetisches Material) und
3. Vorlaufschlacke (zerbrechliches nichtmagnetisches Material).
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wiedergewonnen werden, wird der Abfall in einem Schlagwerk mit solcher Kraft geschlagen, dass die gan- ze darin enthaltene Feinschlacke und zumindest ein Teil der Vorlaufschlacke bis zu einer maximalen
Grösse zerbrochen wird, die unterhalb der 7,6 cm-Maschengrösse liegt, so dass im Bereich von 7,6 bis
30,5 cm-Maschengrösse hauptsächlich praktisch reine Metallstücke vorhanden sind.
Wenn auch die Vor- laufschlacke zufolge ihrer grösseren Zähigkeit nicht so stark aufgebrochen wird wie die Feinschlacke, kann doch die Schlagkraft derart geregelt werden, dass nach dem Zerschlagen ein Teil, wenn nicht die ganze
Vorlaufschlacke zu einer kleineren Teilchengrösse als die gewählte untere Klassierungsgrenze von 7,6 cm zerkleinert ist. Ein Sieb trennt nun den zerschlagenen Abfall in einen Durchlauf von weniger als 7,6 cmMaschengrösse, der die ganze zerkleinerte Feinschlacke und - je nach der angewendeten Schlagkraft - die ganze oder einen Teil der Vorlaufschlacke enthält, und einen Rückstand von 7,6 bis 30,5 cm-Maschengrösse, der die im wesentlichen reinen Metallstücke und gegebenenfalls einen Teil der Vorlaufschlacke enthält.
Ist noch Vorlaufschlacke vorhanden, wird dieser Ruckstand in einem Magnetscheider behandelt, um die praktisch reinen Stahlstücke von den Resten der nichtmagnetischen Vorlaufschlacke abzutrennen.
Obwohl also von Abfällen ausgegangen wird, welche Stahlstücke (magnetisch). Feinschlacke (magnetisch) und Vorlaufschlacke (nichtmagnetisch) enthalten, wird durch die erfindungsgemässe Kombination einer Zerschlagung auf geeignete Stückgrösse und anschliessenden Siebklassierung erreicht, dass der Siebrückstand ausser den zu gewinnenden Stahlstücken kein magnetisches Material mehr enthält, wobei die magnetische Feinschlacke von den magnetischen Stahlstücken ohne Anwendung einer Magnetscheidung voneinander getrennt wurden. Würde man hingegen die Abfälle vor der Zerschlagung bzw. vor der Klassierung nach Stückgrösse der Magnetscheidung unterwerfen, wie dies z.
B. aus der britischen Patentschrift Nr. 737,756 bekannt ist, würde der abgetrennte magnetische Anteil nicht nur Stahlstücke enthal- ten, sondern durch die magnetische Feinschlacke verunreinigt sein. Das erfindungsgemässe Verfahren sieht daher eine Zerschlagung, gefolgt von einer Grössenklassierung vor, und diese beiden Stufen müssen vor jeder Magnetscheidung durchgeführt werden.
. Kleinere Maschengrössen werden durch die Zahl der Maschenöffnungen je 2,5 cm (linear) bestisrrt So hat beispielsweise ein 8-Maschensieb 8 Maschenöffnungen auf je 2, 5. cm, und jede Öffnung hat eine Seitenlänge von etwas weniger als 0, 3*cm.
Nachstehend werden an Hand der Zeichnung zwei Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise erläutert. Fig. l zeigt eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer Einrichtung, welche zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist. Fig. 2 ist eine ähnliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform.
Das zu behandelnde Gut ist ein Abfall, der eine Mischung von Stoffen enthält, wie sie beispielsweise in Stahlwerkabfall gefunden werden, der nichtzerbrechliches magnetisches Material (Metallstücke), zer-
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von Metall, z. B. rostfreiem Stahl, Messing oder Kupfer) enthält.
Bei der Ausführungsform der Fig. 1 wird dieser Abfall auf einem Sieb 10 angeordnet, welches einen Gitterdrahtabstand von 30, 5 cm hat, so dass es Material mit -30, 5 cm-Maschengrösse in einen (nicht dargestellten) Trichter hindurchfallen lässt und Material mit +30,5 cm-Maschengrösse zurückhält. Das auf dem Sieb zurückbleibende Material mit +30, 5 cm-Maschengrösse wird durch einen einen Magneten tra- genden Kran einer Schlagwirkung unterworfen, welche den grössten Teil dieses Materials auf eine -30, 5 cm- Maschengrösse aufbricht, so dass es durch das Sieb in den Trichter mit dem ursprünglich hindurchgegange- nen Material hindurchfällt.
Irgendwelches Material mit +30,5 cm-Maschengrösse, das durch diesen Vorgang nicht aufgebrochen werden kann, ist genügend magnetisch, so dass es durch den Magnetkran von dem Sieb zu einer Stelle transportiert werden kann, wo es für den Versand zur Fabrik vorbereitet wird.
Das in dem Trichter befindliche gemischte Material mit-30, 5 cm-Maschengrösse wird mittels eines (nicht dargestellten) Becherwerkes einem Förderer 11 mit konstanter Geschwindigkeit zugeführt. Der Förderer 11 befördert das Abfallmaterial mit -30, 5 cm-Maschengrösse zu einem mit 12 bezeichneten Rollensieb von 7,6 cm-Maschengrösse, wo es in.
Rückstände von 7,6 bis 30,5 cm-Maschengrösse und Durchläu-
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einem umlaufenden Schlagwerk 14 befördert, wo auf sie eine genügende Schlagkraft ausgeübt wird, um das gesamte zerbrechliche magnetische Material und zumindest einen Teil des zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials auf eine maximale Grösse aufzubrechen, die unterhalb des Minimums des ausgewählten Klassierungsbereiches (7, 6 - 30, 5 cm-Maschengrösse) liegt, und um die Metallstücke des ausgewählten Grössenbereiches im wesentlichen rein zu machen.
Der dem Schlagvorgang unterworfene Abfall wird durch einen Förderer 15 zu einem mit 16 bezeichneten Rollensieb von 7,6 cm-Maschengrösse befördert, wo es in Rückstände und Durcläufe getrennt wird.
Die Durchläufe enthalten das gesamte aufgebrochene, zerbrechliche magnetische Material und einen Teil oder die Gesamtheit des aufgebrochenen, zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials, je nach der Schlagkraft, die in dem Schlagwerk 14 verwendet wird.
Die Rückstände enthalten das im wesentlichen reine Metall des ausgewählten Klassierungsbereiches, und sie können, je nach der in dem Schlagwerk 14 verwendeten Schlagkraft, einen Teil des zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials enthalten oder nicht. Die Rückstände werden auf ein Förderband 17 gebracht, das, wenn die Rückstände von dem Sieb 16 sowohl magnetisches als auch nichtmagnetisches Material enthalten, am Kopfende eine magnetische Rolle 18 besitzt, um das an sie abgegebene Material in einen magnetischen und einen nichtmagnetischen Anteil zu trennen.
Der magnetische Anteil, der aus den im wesentlichen reinen magnetischen Metallstücken der ausgewählten Grösse besteht,'wird mittels einer Rutsche 19 in einen Waggon für den Versand zum Walzwerk abgezweigt oder für einen späteren Abtransport auf dem Boden abgelagert.
Der nichtmagnetische Anteil des geschlagenen und in der Grösse klassierten Materials wird durch die magnetische Rolle 18 des Förderbandes 17 nicht beeinflusst und wird mittels einer Rutsche 20 zu dem Förderer 11 zur weiteren Behandlung abgezweigt. Irgendwelche vorhandene, im wesentlichen reine nichtmagnetische Metallstücke werden von Hand von der Rutsche 20 abgenommen und auf einer getrennten Stelle abgelagert.
Wenn die Rückstände von dem Sieb 16 kein zerbrechliches nichtmagnetisches Material enthalten, trennt die magnetische Rolle 18 die im wesentlichen reinen magnetischen Metallstücke von den im wesentlichen reinen nichtmagnetischen Metallstücken. Die im wesentlichen reinen nichtmagnetischen Metallstücke werden nicht wieder in die Anlage zurückgeführt, und die Rutsche 20 wird entsprechend geän- dert, um das Material an einer getrennten Stelle abzulagern. Wenn die Rückstände von dem Sieb 16 kein nichtmagnetisches Material enthalten, wird die magnetische Rolle 18 nicht verwendet, und die Gesamtheit des im wesentlichen reinen magnetischen Metalls wird von dem Förderband 17 zur Rutsche 19 abgezweigt.
In entsprechender Weise kann, wenn die Rückstände von dem Sieb 16 kein magnetisches Material enthalten, die magnetische Rolle 18 wegfallen.
Die Durchläufe von dem Rollensieb 12 und die Durchläufe von dem Rollensieb 16 werden mittels eines Förderers 21 Magnetscheidern 22 und 23 zugeführt. Der Magnetscheider 22 ist eine Magnetvorrichtung mit Querband, während der Magnetscheider 23 eine magnetische Kopfrolle aufweist. Der Magnetscheider 22 trennt magnetisches Material aus dem Abfall auf dem Förderer 21 ab und gibt das auf diese Weise abgetrennte magnetische Material auf ein mit 24 bezeichnetes Vibrationssieb von 1, 27 cm-Maschengrösse, wie dies durch der Pfeil 25 angedeutet ist. Der Magnetscheider 23 trennt magnetisches Ma-
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terial aus dem auf dem Förderer 21 befindlichen Abfall ab und gibt das auf diese Weise abgetrennte ma- gnetische Material ebenfalls auf das Sieb 24, wie dies durch den Pfeil 26 angedeutet ist.
Das von den Magnetscheidern 22 und 23 aus dem Abfall nicht entfernte nichtmagnetische Material wird auf ein mit 27 bezeichnetes Vibrationssieb von 1, 9 cm-Maschengrösse abgegeben. Die Siebrückstän- de, die eine Maschengrosse von 1, 9 bis 7,6 cm haben, werden durch ein Förderband 28 zu einem Trich- ter 28b befördert, und die Siebdurchläufe, die eine Maschengrösse von weniger als 1, 9 cm haben, werden durch ein Förderband 29 zu einem Trichter 29b befördert.
Die Durchläufe von dem Sieb 24 (-1, 27 cm-Maschengrösse) werden, wie dies durch den Pfeil 30 an- gedeutet ist, auf einen Förderer 31 abgegeben, welcher das darauf befindliche Material durch einen Dreh - trockner 32 transportiert. Das aus dem Trockner 32 austretende Material wird durch einen Förderer 33 und ein Maschensieb 34 befördert. Die Durchläufe von dem Sieb 34 werden auf ein Förderband 35 abgegeben, wie dies durch den Pfeil 36 angedeutet ist, und die Rückstände von dem Sieb 34 werden auf ein Förder- band 37 abgegeben, wie dies durch den Pfeil 38 angedeutet ist. Das Förderband 35 gibt das auf ihm be- findliche Material an eine magnetische Konzentrierungsvorrichtung 39 ab, welche das Material in ein höher magnetisches Produkt, das reine Metallteilchen und magnetische Oxyde enthält, und einen gerin- ger magnetischen Teil trennt.
Das höher magnetische Produkt wird durch ein Förderband 40 von der Kon- zentrierungsvorrichtung 39 zu einem Speichertrichter 41 befördert. Der geringer magnetische Teil aus der
Konzentrierungsvorrichtung 39 wird durch ein Förderband 42 zu dem Förderband 29 befördert.
Die Rückstände von dem Sieb 34 werden durch den Förderer 37 zu einer magnetischen Konzentrie- rungsvorrichtung 43 befördert, die sie in ein höher magnetisches Produkt, das reine Metallteilchen und magnetische Oxyde enthält, und einen geringer magnetischen Teil trennt. Das höher magnetische Produkt wird durch einen Förderer 44 von der magnetischen Konzentrierungsvorrichtung 43 zu einem Förderband 45 befördert, welches das Produkt zu einem Speichertrichter 46 befördert.
Der geringer magnetische Teil aus der magnetischen Konzentrierungsvorrichtung 43 wird durch ein Förderband 47 einem Walzenbreche ; 48 zugeführt, der einen Walzendurchgang von 0, 3 cm hat, um magnetische Teilchen zu zerbrechen und aus ihm freizugeben. Das aufgebrochene Material wird von dem
Walzenbrecher 48 durch ein Förderband 49 wegbefördert und auf das Förderhand 21 zur erneuten Verarbeitung abgegeben, die eine magnetische Behandlung einschliesst, um aus ihm weitere magnetische Teilchen wiederzugewinnen.
Die Rückstände von dem Sieb 24 werden auf einen Förderer 50 abgegeben, wie dies durch den Pfeil 51 angedeutet ist, und dieses Förderband transportiert das auf ihm befindliche Material zu einem rotierenden Schlagwerk 52, das auf das Material eine genügende Schlagkraft ausübt, um seinen zerbrechlichen Anteil auf eine maximale Grösse aufzubrechen, die effektiv kleiner als die maximale Grösse der in ihm enthaltenen Metallstücke ist. Das aus dem Schlagwerk 52 kommende geschlagene Material wird durch ein Förderband 53 an ein Vibrationssieb 54 abgegeben, um aus ihm die Metallstücke einer Grösse abzutrennen, die zwischen der maximalen Grösse der Metallstücke und der maximalen Grösse des aufgebrochenen zerbrechlichen Gehaltes liegt. Das Sieb 54 hat in diesem besonderen Fall eine Maschengrösse von 1, 27 cm.
Die Rückstände von dem Sieb 54 wandern auf das Förderband 45, wie dies durch den Pfeil 55 angedeutet ist, und werden durch das Förderband 45 in den Trichter 46 abgegeben. Die Durchläufe von dem Sieb 54 werden auf das Förderband 49 abgegeben, wie dies durch den Pfeil 56 angedeutet ist, und werden zur Wiederbehandlung auf das Förderband 21 befördert.
Gemäss Fig. 2 wird der Abfall, wie er vom Werk erhalten wird, durch einen Greiferkran in einen Aufnahmetrichter 60 befördert. Aus dem Trichter 60 wird das Material über ein mit 61 bezeichnetes Rollensieb von 30, 5 cm-Maschengrösse geführt, welches den Abfall von weniger als 30, 5 cm-Maschengrösse als Durchläufe hindurchlässt und den Abfall von mehr als 30,5 cm-Maschengrösse als Rückstände abgibt, die in eine Kugelfallzone stürzen. Dieses Material von grösserer Maschengrösse wird durch herabfallende Kugeln in üblicher Weise einer Schlagwirkung unterworfen, um jedwedes an dem Metall anhaftendes, zerbrechbares Material wegzubrechen und irgendwelche zerbrechbaren Stücke von grosser Abmessung, die Metall enthalten können, aufzubrechen.
Nach dem Bearbeiten durch herunterfallende Kugeln wird offensichtlich reines Metall von Beschickungsmuldengrösse durch den Magneten des Kugelfallkranes aufgenommen und zum Versand zu dem Magazin des offenen Herdes befördert. Reines Metall, welches für das Beschicken eines offenen Herdes zu gross ist, wird mittels Sauerstoffflamme auf Beschickungsmuldengrösse zerkleinert und ebenfalls zum Versand wegtransportiert. Das Material, welches in der Kugelfallzone bleibt, wird nach dem Zerbrechen von dem Kran wieder in den Aufnahmetrichter 60 zurückgebracht, wo der grössere Teil als Durchlauf durch das Rollensieb 61 zu einem (nicht dargestellten) Behälter geführt wird, um mit dem vorher durchgegangenen Material von weniger als 30,5 cm-Maschengrösse behandelt zu
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werden.
Ein Becherförderer, der unterhalb des Auslasses des Behälters angeordnet ist, legt das Material von - 30. 5 cm-Maschengrösse mit einer geregelten Geschwindigkeit auf einem Förderer 62 ab. Das Förder- band 62 transportiert den gemischten Abfall zu einem mit 63 bezeichneten Rollensieb von 7,6 cm-Ma- schengrösse, welches Material in Rückstände und Durchläufe trennt. Die Rückstände werden durch eine
Rutsche 64 auf ein Förderband 65 geleitet, während die Durchläufe durch eine Rutsche 66 auf ein Förder- band 67 geleitet werden.
Das Förderband 65 transportiert Rückstände von dem Sieb 63 zu einem rotieren- den Schlagwerk 68,. welches auf das Material eine genügende Schlagkraft ausübt, um den gesamten An- teil des zerbrechlichen magnetischen Materials auf eine maximale Grösse aufzubrechen, welche unterhalb des Minimums des Klassierungsbereiches für die Metallstücke (12,7 bis 30,5 cm) liegt, der für die Wie- dergewinnung an dieser Stufe ausgewählt worden ist, und um die Metallstücke des ausgewählten Klassie- rungsbereiches im wesentlichen rein zu machen. Der Schlagvorgang zerkleinert auch einen Teil oder die
Gesamtheit des zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials auf eine maximale Grösse, die ebenfalls un- terhalb des Minimums des ausgewählten Klassierungsbereiches liegt.
Der aus dem Schlagbrecher 68 kommende geschlagene Abfall wird vermittels eines Förderbandes 69 auf ein mit 70 bezeichnetes Rollensieb von 12,7 cm-Maschengrösse befördert, wo es in Rückstände und
Durchläufe getrennt wird. Die Durchläufe enthalten das gesamte zerbrechliche magnetische Material des ursprünglichen Abfalls und weiterhin einen Teil oder die Gesamtheit des ursprünglichen zerbrechlichen nichtmagnetischen Gehaltes in Abhängigkeit von der Schlagkraft, die in dem Schlagbrecher 68 verwen- det worden ist. Die Rückstände enthalten das im wesentlichen reine Metall des ausgewählten Grössenbe- reiches (12, 7 - 30, 5 cm) und können, je nach der in dem Schlagbrecher 68 verwendeten Schlagkraft, einen Teil des ursprünglichen zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials enthalten oder nicht.
Die
Rückstände werden von einem Riemen 71 zu einer Stelle befördert, die zur Speicherung geeignet ist, und vermittels einer (nicht dargestellten) Rutsche auf dem Boden ablegt. Wenn die Rückstände von dem Sieb
70 sowohl magnetische als auch nichtmagnetische Materialien enthalten, wird ein Laufkettenkran (nicht dargestellt), der einen Magneten C aufweist, verwendet, um das reine magnetische Metall von 12,7 bis - 30, 5 cm-Maschengrösse abzutrennen und für den Versand zum Walzwerk zu verladen, während das nichtmagnetische Material zurückbleibt. Dieses nichtmagnetische Material wird wieder in den Aufnahmetrichter 60 gegeben, um weiter zerkleinert zu werden, gegebenenfalls nach Untersuchung auf noch verwertbares Material.
Die Durchläufe von dem Rollensieb 70 und die Durchläufe von dem Rollensieb 63 werden durch den Förderer 67 auf ein mit 72 bezeichnetes Sieb von 2,5 cm-Maschengrösse übertragen, wo sie in Rückstände (2,5 bis-12, 7 cm) und Durchläufe (-2, 5 cm) klassiert werden. Die Rückstände werden von einer Rutsche 74 auf einem Förderer 73 abgelegt, und die Durchläufe werden von einer Rutsche 76 zu einem Förderband 75 geleitet.
Die Rückstände werden durch das Förderband 73 zu einem rotierenden Schlagbrecher 77 befördert, wo sie mit genügender Kraft beaufschlagt werden, um den gesamten zerbrechlichen magnetischen Anteil auf eine maximale Grösse aufzubrechen, die unterhalb des Minimums des Metallstückgrössenbereiches (7,6 bis-12, 7 cm) liegt, der für die Wiedergewinnung in dieser Stufe ausgedrillt worden ist, und um die Metallstücke des ausgewählten Klassierungsbereiches im wesentlichen rein zu machen. Ein Teil oder die Gesamtheit des zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials wird auf eine maximale Grösse aufgebrochen, die ebenfalls unterhalb des Minimums des ausgewählten Klassierungsbereiches für diese Stufe liegt.
Der aus dem Schlagbrecher 77 kommende geschlagene Abfall wird durch einen Förderer 78 zu einem mit 79 bezeichneten Walzensieb von 7,6 cm-Maschengrösse befördert, wo er durch Klassierung in Rückstände und Durchläufe getrennt wird. Die Durchläufe enthalten das gesamte aufgebrochene zerbrechliche magnetische Material und weiterhin einen Teil oder die Gesamtheit des aufgebrochenen zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials in Abhängigkeit von der in dem Schlagbrecher 77 verwendeten Schlagkraft. Die Rückstände enthalten das im wesentlichen reine Metall des ausgewählten Klassierungsbereiches (7,6 bis - 12, 7 cm) und können, je nach der in dem Schlagbrecher 77 verwendeten Schlagkraft, einen Teil des aufgebrochenen zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials enthalten.
Die Rückstände von dem Sieb 79 werden von einemFörderriemen80 zu einer Speicherstelle befördert und auf dem Boden abgelagert. Wenn die Rückstände von dem Sieb 79 sowohl magnetische als auch nichtmagnetische Stoffe enthalten, wird ein Laufkettenkran (nicht dargestellt), der einen Magneten D aufweist, verwendet, um das reine magnetsche Metall von 7,6 bis -12, 7 cm Maschengrösseabzutrennen und für den Versand zur Verarbeitungsstätte aufzuladen, während das nichtmagnetische Material zurückbleibt. Dieses nichtmagnetische Material kann von Hand nach noch zu verwendendem Material-sortiert oder in den Aüfnahmetrichter 60 für weitere Behandlung zurückgeführt werden.
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Die aus dem Vibrationssieb 72 erhaltenen Durchläufe (-2,5 cm) und die aus dem Walzensieb 79 erhaltenen Durchläufe (-7,6 cm) werden von dem Förderband 75 zu Magnetscheidern 81 und 82 geführt, um magnetisch getrennt zu werden. Der Magnetscheider 81 ist eine Magnetvorrichtung mit querlaufendem Riemen, während der Magnetscheider 82 eine vordere magnetische Rolle aufweist.
Der Magnetscheider 81 trennt magnetisches Material von dem auf dem Förderband 75 befindlichen Abfall und gibt das auf diese Weise abgetrennte magnetische Material auf ein Sieb 83 ab, wie dies durch den Pfeil 84 angedeutet ist. Der Magnetscheider 82 trennt magnetisches Material von dem auf dem Förderband 75 befindlichen Abfall und gibt das auf diese Weise abgetrennte magnetische Material ebenfalls auf das Sieb 83 ab, wie dies durch den Pfeil 85 angedeutet ist. Das aus dem Abfall durch die Magnetscheider 81 und 82 nicht entfernte nichtmagnetische Material wird auf einem Förderband 86 abgelegt und zu einem Trichter 87 befördert.
Das magnetische Material auf dem Sieb 83 wird dann, um es magnetisch zu konzentrieren, in der gleichen Weise behandelt, wie es in Verbindung mit dem magnetischen Material auf dem Sieb 24 der Ausführungsform gemäss Fig. l beschrieben wurde. Entsprechende Teile sind in Fig. 2 mit den gleichen Bezugszeichen, jedoch mit dem Index"a"benannt.
Das Verfahren und die Einrichtung, die in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wurden, umfassen die Verwendung von zwei Brecherzweigen, nämlich eines Brecherzweiges, der das Sieb 63, den rotierenden Schlagbrecher 68 und das Sieb 70 enthält, und eines andern Brecherzweiges, der das Sieb 72, den rotierenden Schlagbrecher 77 und das Sieb 79 enthält. Wenn die Menge des zu behandelnden Stahlwerkabfalles die anfängliche Investierung, die für eine Anlage erforderlich ist, wie sie in Fig. 2 aufgezeigt ist, nicht rechtfertigt, dann kann eine Anlage verwendet werden, die einen einzigen Brecherzweig, d. h. ein Sieb 12, einen rotierenden Schlagbrecher 14 und ein Sieb 16, enthält. Eine solche Anlage mit einem einzigen Brecherzweig ist in Fig. l dargestellt.
In der Anlage gemäss Fig. l sind zwei Trichter 28b und 29b vorgesehen, um Schlacke und Rückstände von 1, 9 bis 7,6 cm-Maschengrösse bzw.-1, 19 cm-Maschengrösse aufzuspeichern. Wie ersichtlich, hat das Walzensieb 12 eine Durchgangsgrösse von 7,6 cm, so dass jedweder Anteil des ursprünglichen Abfalles, der unterhalb einer 7,6 cm-Maschengrösse liegt, nicht zu dem Schlagbrecher 14 zur Behandlung geführt, sondern unmittelbar zur magnetischen Trennung durch die Magnetscheider 22 und 23 abgezweigt wird. Der magnetische Anteil wird abgetrennt und dem Sieb 24 zugeführt und dann der magnetischen Konzentrie-
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Trichtern 28b und 29b gespeichert werden.
In einigen Fällen sind diese nichtmagnetischen klassierten Teilchen als Zuschlagstoff für Bauzwecke wertvoll und bilden ein verkaufsfähiges Erzeugnis ohne weitere Behandlung. In andern Fällen wird das 1, 9 - 7, 6 cm-Material, als Flussmittel in Hochöfen des Stahlwerkes verlangt. Die klassierte Schlacke ersetzt einen Teil des gewöhnlich verwendeten Kalksteins und trägt weiterhin zu dem Metallgehalt eines Möllers bei. Das feinere Material kann als feiner Zuschlagstoff benutzt oder zur Verwendung als Bodenzusatz präpariert werden.
Die magnetischen Ruckstände aus der magnetischen Konzentrierungsvorrichtung 39 und der nichtmagnetische Anteil des rückzuführenden-1, 27 cm-Materials aus dem Walzenbrecher 48 werden ebenfalls an diese Speicherbehälter abgegeben, ebenso die nichtmagnetischen Anteile des-7, 6 cm-Materials, das lach dem Bearbeiten in dem Schlagbrecher 14 durch das Sieb 16 hindurchgeht.
Bei der Anlage, wie sie in Fig. l dargestellt ist, entwickelt sich das behandelte Material in fünf Klassen : Von der Rutsche 19 wird das reine magnetische Metall vom Klassierbereich 7, 6 - 30, 5 cm er- halten ; in dem Trichter 46 werden die metallischen Stoffe und Oxyde in dem Grössenbereich des 8-Maschensiebes bis-7, 6 cm abgesetzt, die für eine unmittelbare Beschickung in einem Hochofen geeignet sind ; in den Trichtern 28b und 29b befindet sich das oben erwähnte klassierte Zuschlag-oder Flussmittel ; und in dem Trichter 41 befinden sich die metallischen Stoffe und Oxyde der Durchläufe durch das 8-Maschensieb, welche zum Beschicken in einem Hochofen nach Sintern oder Agglomerieren geeignet sind.
Zusätzlich wird irgendwelches Metall von einer Stückengrösse oberhalb 30,5 cm von dem Sieb 10 erhalten und erforderlichenfalls weiterbehandelt, um ein Metall von-30, 5 cm bis Beschickungsmuldengrösse für die unmittelbare Wiederverwendung in dem offenen Herd zu schaffen.
In Fig. 2 ist das Schema für eine Anlage dargestellt, bei welcher für das Zuschlag- oder Flussmittel von grösserer Grösse keinerlei Absatzmöglichkeit gegeben ist, so dass das Hauptinteresse auf die Wiedergewinnung von möglichst viel Metall gerichtet ist. Die Kapazität der in Fig. 2 dargestellten Anlage ist auch grösser als diejenige gemäss Fig. 1, u. zw. zufolge des Umstandes, dass der erste Schlagbrecher bei der Anlage gemäss Fig. 2 reines Metall im 12, 7-3u,-t cin-Bereich liefert, während der Bereich bei der Anlage
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gemäss Fig. l auf 7, 6 - 30, 5 cm ausgedehnt ist. Der engere Bereich bei der Anlage gemäss Fig. 2 ermög- licht die Zufuhr von mehr Material je Stunde, wodurch der Anlage eine grössere Kapazität gegeben wird.
Während in Fig. l die nichtmagnetischen Schlacken unterhalb 7,6 cm unbehandelt bleiben, um einen Zuschlagstoff oder ein Flussmittel von verkaufbarer Grösse zu schaffen, wird gemäss Fig. 2 das gesamte Material von 2,5 bis 12,7 cm von dem Sieb 72 dem Schlagbrecher 77 zugeführt, um alle in diesem Grö- ssenbereich vorhandenen metallischen Stoffe oder Oxyde wiederzugewinnen.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Anlage ergeben sich sechs Klassen des Erzeugnisses : Von der Kugelfallzone wird reines Metall von 30,5 cm bis Beschickungsmuldengrösse erhalten; an der Stelle des Magneten C wird reines Metall mit 12, 7 - 30, 5 cm-Maschengrösse erhalten ; an der Stelle des Magneten D wird reines Metall mit 7, 6 - 12, 7 cm-Maschengrösse erhalten ; an dem Abgabeende des Förderers 44a werden metallische Stoffe und Oxyde in einer Grösse entsprechend einem 8-Maschensieb bis 7,6 cm erhalten, die für die unmittelbare Verwendung in einem Hochofen geeignet sind ; an dem Abgabeende des Förderers 40a werden metallische Stoffe und Oxyde in einer Grösse entsprechend dem Durchgang durch ein 8-Maschensieb erhalten, welche nach dem Sintern als Beschickungsmaterial für einen Hochofen geeignet sind ;
und in dem Trichter 87 werden Schlacke und-Rückstände mit-2, 5 cm-Maschengrösse erhalten, welche einen Wert als Feinzuschlagstoff oder Bodenzusatz haben. In fein gemahlener Form verbessert dieses Material den Zustand des Bodens zufolge der Tatsache, dass es hauptsächlich aus Kalk besteht, welcher in loser chemischer Verbindung mit Eisen, Silizium und Mangan steht. Dieser Kalk bleibt in einer stabilen, beinahe neutralen Form, er "verbrennt" nicht wie gewöhnlicher Kalk für landwirtschaftliche Zwecke, und wandelt sich auch nicht in die Carbonatform um. Das Eisen, das Mangan und der Phosphor, die in beträchtlichen Mengen vorhanden sind, sind ebenfalls für die Chemie des Bodens von Nutzen, ebenso wie die Spurenelemente, wie Nickel, Kupfer, Kobalt u. a., die in der Schlacke enthalten sind.
Die rotierenden Schlagbrecher 14 und 52 der Anlage gemäss Fig. l und die Schlagbrecher 68, 77 und 52a der Anlage gemäss Fig. 2 sind alle von gleichem Typ.
PATENTANSPRÜCHE ;
1. Verfahren zum Wiedergewinnen von im wesentlichen reinen Metallstücken eines ausgewählten
Grössenbereiches aus einem Abfall, der aus einer Mischung von Stoffen besteht, wie sie z. B. in einem
Stahlwerkabfall enthalten sind und der Metallstücke, zerbrechliches magnetisches Material, wie End- oder Feinschlacke, und zerbrechliches nichtmagnetisches Material, wie Vorlauf- oder Abstichschlacke, enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfall mit genügender Kraft geschlagen wird, um das gesamte zerbrechliche magnetische Material und wenigstens einen Teil des zerbrechlichen nichtmagnetischen Ma- terials auf eine maximale Grösse aufzubrechen, die unterhalb des Minimums des ausgewählten Grössenbereiches liegt und um die Metallstücke des ausgewählten Grössenbereiches im wesentlichen rein zu machen,
und dass der geschlagene Abfall durch Klassierung in einen Anteil kleinerer Stückgrösse (Durchläufe), der das gesamte aufgebrochene zerbrechliche magnetische Material und wenigstens einen Teil des zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials enthält, und einen Anteil grösserer Stückgrösse (Rückstände), der die im wesentlichen reinen Metallstücke des ausgewählten Grössenbereiches enthält, getrennt wird, wonach die Rückstände, falls sie sowohl magnetische als auch nichtmagnetische Materialien enthalten, einer magnetischen Trennung unterworfen werden.