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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbereiten eines Materialgemischs,
insbesondere zur Aufbereitung eines Materialgemischs das zumindest
eine stückige
Grobkomponente und eine klebrige Komponente enthält.
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Die
Aufbereitung von Material, das Grobbestandteile wie Steine, kleinere
Felsbrocken oder dergleichen und eine Feinkomponente enthält, die
je nach Feuchtigkeitsgehalt an der Grobkomponente haftet oder klebt,
zu einem verwertungsfähigen
Produkt oder verwertungsfähigen
Produkten ist in der Regel mit dem Wunsch verbunden, die Materialbestandteile
voneinander zu trennen. In der Praxis schwanken sowohl die Zusammensetzung
des Ausgangsmaterialgemischs als auch dessen Feuchtigkeitsgehalt
von Fall zu Fall erheblich. Außerdem widersetzen
sich solche Materialien einer einfachen Trennung häufig hartnäckig. Haftet
der Feinanteil an den Grobbestandteilen, kann das Materialgemisch nicht
in einem Siebvorgang getrennt werden. Selbst mit so genannten Rollenrosten
lässt sich
das Material in vielen Fällen
nicht ohne weiteres trennen. Der bindige Anteil führt dazu,
dass sich ein Kuchen bildet, der nicht durch die Öffnungen
zwischen den angetriebenen Rollen durchgeht, so dass keine ausreichende Trennung
von Steinen und klebrigem Material erfolgt. Werden an den einzelnen
Rollen der Rollenroste jedoch Meißel oder andere Profilierungen
vorgesehen, die dazu dienen sollen, den Feinanteil zwischen den angetriebenen
Rollen nach unten zu fördern,
können sich
Probleme mit der Grobkomponente, d.h. den enthaltenen Steinen oder
Felsbrocken ergeben. Häufig
werden deshalb zur Materialtrennung Waschverfahren eingesetzt, die
den Feinanteil als Schlamm aus dem Grobanteil auswaschen. Der Schlamm
ist jedoch meist nicht verwertungsfähig, wodurch hohe Folgekosten
für die
Entsorgung entstehen. Außerdem
steht der wirtschaftlichen Anwendung solcher Verfahren häufig der
hohe Wasserverbrauch gegenüber.
Letztendlich wird auch nur ein Teil des Ausgangsmaterials, beispielsweise
der Grobteil genutzt.
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Aus
der
DE 196 27 465
C2 ist es bekannt, zur Materialtrennung so genannte Schaufelseparatoren einzusetzen.
Diese sind nach Art einer Baggerschaufel ausgebildet, in deren Boden
wenigstens zwei angetriebene Walzen angeordnet sind. Auf diesen
sind Scheiben und Meißel
angeordnet. Zur Materialaufbereitung wird mit dieser Schaufel das
Materialgemisch aufgenommen und die Schaufel so geschwenkt, dass
das enthaltene Material auf den Walzen lastet. Durch ihre Drehungen
lassen die Walzen den Feinanteil zwischen einander nach unten durchfallen, während der
Grobbestandteil in dem Schaufelseparator verbleibt und dann ausgekippt
werden kann.
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Weiter
ist es aus der
DE
196 27 465 C2 bekannt, auf das von dem Schaufelseparator
aufgenommene Material Zuschlagstoff zu geben, der beispielsweise
aus einem entsprechenden Silo als Portion entnommen wird, die dann
in dem Schaufelseparator auf dem aufgenommenen Material liegt. Der
Zuschlagstoff wird mit dem Feinanteil durch den Schaufelseparator
gefördert
und von dem Grobbestandteil getrennt. Dabei wird zunächst etwa
1/3 des aufgenommenen Materials ohne Zuschlagstoff durch den Schaufelseparator
gefördert.
Um eine vollständige Durchmischung
von Zuschlagstoff und Feinanteil zu erreichen, ist es in der Regel
erforderlich, das von dem Schaufelseparator abgegebene feinere Material nochmals
mit diesem aufzunehmen und zwischen den Walzen durchlaufen zu lassen.
Gegebenenfalls muss dieser Vorgang mehrmals wiederholt werden.
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Außerdem ist
aus
DE 199 25 502
C1 ein Verfahren zur Gewinnung von Öl aus Bohrschlamm und/oder ölhaltigen
Bohrschlammfraktionen bekannt. Bei diesem Verfahren wird dem Bohrschlamm
Kohlenstaub zugesetzt. Nachfolgend wird die entstandene Suspension
gemischt, wonach die Mischung in eine leichte und eine schwere Kohlenstaub-Ölfraktion
aufgetrennt wird. Nachfolgend wird die Kohlenstaub-Ölfraktion
durch Desorption oder Extraktion abgetrennt.
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Davon
ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Aufbereitungsvorrichtung
zur Aufbereitung eines Materialgemischs, das zumindest eine stückige Grobkomponente
und eine klebrige Feinkomponente enthält, zu schaffen, wobei aus
beiden Komponenten ein verwertungsfähiges Produkt erzeugt werden
soll und wobei die Vorrichtung rationell und weitgehend unempfindlich
gegen Qualitätsschwankungen
des aufzubereitenden Materialgemischs arbeiten soll.
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Diese
Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
bereitet das Materialgemisch kontinuierlich auf. Dazu werden einer
Homogenisier- und
Separiereinrichtung sowohl das aufzubereitende Materialgemisch als
auch ein Zuschlagstoff jeweils als kontinuierlicher Stoffstrom zugeführt. Dadurch
wird ermöglicht,
dass die Homogenisier- und Separiereinrichtung den Zuschlagstoff gleichmäßig in dem
Materialgemisch verteilt, so dass dieses trennfähig wird. Beispielsweise kann
ein wasserbindender Zuschlagstoff beigegeben werden, um die Klebrigkeit
der bindigen Komponente herabzusetzen. Die gleichmäßige Verteilung
des Zuschlagstoffs in dem Materialgemisch ist somit wesentlich für eine gute
Trennbarkeit der gesamten Grobkomponente von der gesamten Feinkomponente.
Außerdem
wird auf diese Weise nicht nur die Grobkomponente als verwertungsfähiges Produkt
erhalten sondern zusätzlich
die mit Zuschlagstoff versehene Feinkomponente in -einem ausreichenden
Homogenisierungsgrad, so dass eine Nachbehandlung der Feinkomponente
entfallen kann. Schlamm fällt
nicht an. Dies insbesondere deshalb, weil dem Materialgemisch kein Wasser
zugemischt wird.
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In
der Homogenisier- und Separiereinrichtung stellt sich ein Fließgleichgewicht
zwischen zugeführten
Stoffströmen
und abgeführten
Stoffströmen ein.
Damit sind die Verhältnisse
in der Homogenisier- und Separiereinrichtung während des Betriebs der Anlage
im wesentlichen konstant einstellbar. Zu den Verhältnissen
gehören
dabei die in der Homogenisier- und Separiereinrichtung vorhandene
Stoffmenge, deren Zusammensetzung, deren Bewegungsgeschwindigkeit
und -richtung, der Feuchtegehalt der Mischung und die Zusammensetzung
derselben.
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Im
Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen können die das Gemisch bildenden
Materialkomponenten in einem einzigen Durchlauf durch die Anlage von
einander getrennt, und zu separat verwertungsfähigen Produkten überführt werden.
Es entstehen außerdem
keine nichtverwertbaren Abfälle,
wie Schlämme
oder dergleichen.
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Die
Homogenisier- und Separiereinrichtung weist eine Homogenisierstrecke
auf, die sich von einem Eingang zu einem Ausgang erstreckt. Das
Materialgemisch und der Zuschlagstoff durchlaufen die Homogenisierstrecke
gleichsinnig. Über
die gesamte Länge
der Homogenisierstrecke zweigen nach unten Separierausgänge ab,
die z.B. durch Zwischenräume zwischen
drehenden Wellen gebildet werden.
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Als
Zuschlagstoff wird vorzugsweise ein feuchtigkeitsregulierender Stoff
verwendet, wie beispielsweise Brandkalk als Pulver oder als Granulat, Zement,
Asche, Steinmehl, Granulate, Fasern (Zellulosefasern oder andere),
Holzspäne,
Holzmehl, Suspensionen wie Kalkschlamm Bentonite oder Dichtsuspensionen
z.B. auf Kunststoffbasis. Die Zuschlagsstoffe werden vorzugsweise
so gewählt,
dass sich die bindige und die stückige
Komponente voneinander besser trennen lassen und dass die bindige
Komponente, nachdem sie von der stückigen Komponente abgetrennt
worden ist, die erforderlichen oder gewünschten physikalischen Eigenschaften,
wie Tragfähigkeit
oder Dichtheit, aufweisen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
wird die Zumessung der Menge des pro Zeiteinheit zugeführten Zuschlagstoffs
ständig
oder von Zeit zu Zeit anhand des Wassergehalts des aufzubereitenden Materialgemischs
vorgenommen. Dazu kann eine Feuchtigkeitsmesssonde dienen, die an
eine zentrale Steuerung angeschlossen ist. Alternativ kann die Feuchtigkeit
durch Probsnentnahme und nachfolgende Probeuntersuchung festgestellt
werden. Es ist möglich
anhand der physikalischen Eigenschaften der Probe (Bildbarkeit oder
direkt gemessener Feuchtigkeitsgehalt) die geeignete Menge des Zuschlagstoffs,
beispielsweise anhand einer Tabelle zu bestimmen und über eine
Eingabeeinrichtung der zentralen Steuerung der Aufberei tungsanlage
einzugeben. Alternativ kann die Anlage so beschaffen sein, dass
der ermittelte Feuchtegehalt des Materialgemischs, eingegeben wird,
wonach die zentrale Steuereinrichtung die erforderliche Menge Zuschlagstoff
anhand interner Berechnungsvorschriften oder Tabellen bestimmt.
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Darüber hinaus
ist es möglich,
der Homogenisier- und Separiereinrichtung die Stoffströme insoweit
kontrolliert zuzuführen,
als nur so viel Material zugeführt
wird, wie die Homogenisier- und Separiereinrichtung ausgangsseitig
verlässt.
Dadurch können Schwankungen
der Separiergeschwindigkeit, beispielsweise in Folge von Qualitätsschwankungen des
Materialgemischs ausgeglichen werden.
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Es
wird bevorzugt, der Homogenisier- und Separiereinrichtung sowohl
das Materialgemisch als auch den Zuschlagstoff gemeinsam in einem
einzigen Stoffstrom zuzuführen.
Dies ergibt in der Regel eine besonders gute Homogenisierung und
Durchmischung von Zuschlagstoff und Feinanteil. Die Größe des zugeführten Materialgemisch-Stoffstroms
wird beispielsweise über
die Schichthöhe
auf einem zuführenden
Förderband
reguliert. Die Schichthöhe wird
bei einer bevorzugten Arbeitsweise etwa so groß gemacht wie der größte Durchmesser
der die stückige
Materialkomponente bildenden Brocken. Dies stellt für einen
ungestörten
Prozess die geringstmögliche
Schichtdicke dar.
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Es
wird vorzugsweise mit einer Materialgemischzuführung gearbeitet, bei der die
Schichthöhe des
beispielsweise auf einem Förderband
liegenden und auf diese Weise zugeführten Materialgemischs so gering
wie möglich
eingestellt ist. Die Breite des Förderbands kann demgegenüber wesentlich
größer sein.
Es ist möglich,
den Zuschlagstoff lediglich als schmalen Streifen auf dem Materialgemisch
aufzubringen. Es wird jedoch bevorzugt, diesen auf gesamter Breite
auszubringen, so dass in den Grenzen der Genauigkeit dieses technischen
Pro zesses auf der gesamten Breite des zuführenden Förderbands die gleiche einheitliche
Schichthöhe
des Materialgemischs mit gleichmäßiger Bedeckung
(Schichthöhe) des
Zuschlagstoffs erhalten wird. Dies ergibt die besten Voraussetzungen
für eine
gute Homogenisierung und somit auch für eine gute Separierungswirkung der
Homogenisier- und Separiereinrichtung.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
weist wenigstens eine Homogenisier- und Separiereinrichtung, eine
Materialzuführungseinrichtung
und eine Zuschlagstoffdosiereinrichtung auf. Die Einrichtungen sind
dabei so ausgebildet, dass sie jeweils kontinuierlich arbeiten,
d.h. der Homogenisier- und Separiereinrichtung pausenlos Material
und Zuschlagstoff zuführen,
wobei die Homogenisier- und Separiereinrichtung pausenlos, d.h.
in einem kontinuierlichen Prozess arbeiten. Um auch bei diskontinuierlicher Materialaufgabe
einen wirklich kontinuierlichen Homogenisier- und Separierprozess
zu erhalten, wird es als vorteilhaft angesehen, in dem Vorratsbehälter einen
Rollenrost anzuordnen. Dieser ermöglicht sowohl eine vergleichmäßigte Materialzuführung als auch
die Ausleitung von zu großen
Materialbestandteilen.
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Die
Materialzuführungseinrichtung
ist beispielsweise durch eine Bandfördereinrichtung und gegebenfalls
eine vorgeschaltete Separiereinrichtung gebildet. Die Materialzuführungseinrichtung
fördert
kontinuierlich einen Materialgemischstrom auch bei diskontinuierlicher
Materialaufgabe. Um den Förderstrom
einzustellen kann z.B. über
einen Schieber oder eine Blende eine konstante Materialhöhe auf dem
Förderband
eingestellt werden. Die Bandfördereinrichtung
kann auch als Wägefördereinrichtung ausgebildet
sein. Vorzugsweise ist über
dem Förderband
ein Aufgabetrichter angeordnet. Wenn zu erwarten ist, dass das Materialgemisch
zu grobe Komponenten enthält,
wird es als vorteilhaft angesehen, in oder über dem Aufgabetrichter einen
Rollenrost zur seitlichen Ausleitung allzu grober Bestandteile anzuordnen.
Damit wird verhindert, dass sehr grobe Komponenten den Förderprozess
bei der Materialgemischzuführung
stören.
Außerdem
wirkt der über
der Bandfördereinrichtung
angeordnete Rollenrost als Materialpuffer. Auf den Rollenrost diskontinuierlich und
reichlich aufgegebenes Material wird von dem Rollenrost schon relativ
gleichmäßig an die
Bandfördereinrichtung
der Materialzuführungseinrichtung
abgegeben.
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Es
wird als besonders vorteilhaft angesehen, den Rollenrost der Materialzuführungseinrichtung
in der Neigung verstellbar auszubilden. Dadurch lässt sich
eine Leistungsanpassung an unterschiedliche Förderströme und Materialqualitäten herbeiführen. Die
Drehachsen der Rollen sind vorzugsweise horizontal angeordnet, während die
Förderrichtung
(horizontal, ansteigend oder absteigend) einstellbar sein sollte.
Die Rollenabstände
sind vorzugsweise fix; sie können
aber auch einstellbar festgelegt werden. Die Rollenabstände können miteinander übereinstimmend
festgelegt werden.
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Anstelle
des Rollenrosts zur Ausleitung der Gröbstkomponente kann auch eine
Spalt- oder Brecheinrichtung mit wenigstens zwei zueinander parallelen
Wellen vorgesehen werden, die Keilelemente tragen. Die Keilelemente
sind schräg
zur Radialrichtung und schräg
zur Umfangsrichtung orientiert und dienen dazu, die sehr großen Komponenten (Gröbstkomponente,
d.h. Steine oder Felsbrocken, deren Durchmesser größer ist
als die maximale Schichtdicke auf dem Förderband der Zuführungseinrichtung)
aufzuspalten. Vorzugsweise ist eine solche Spalteinrichtung dazu
eingerichtet, die Maximalkorngröße auf etwa
200 mm zu begrenzen, d.h. größere Teile
entsprechend zu spalten, und kleineres Material unbeeinflusst zu
fördern.
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Als
Homogenisier- und Separiereinrichtung kann ein Rollenrost, ein Scheibenseparator
oder eine ähnliche
Anordnung Anwendung finden. Diesen ist gemeinsam, dass sie mehrere
parallel zueinander angeordnete Wellen aufweisen, die vorzugsweise gleichsinnig
drehend angetrieben sind. Die Wellen tragen Separatorelemente, beispielsweise
Scheiben, mit Meißeln
versehene Scheiben, oder unrunde, z.B. elliptische Elemente. Durch
die gleichsinnige Drehung legen die Wellen und die Separatorelemente eine
Förderrichtung
fest. Am Anfang der so gebildeten Förderbahn werden das Materialgemisch
und der Zuschlagstoff aufgegeben. An dem gegenüberliegenden Ende der Förderbahn
wird die Grobkomponente abgenommen. Dies kann kontinuierlich oder diskontinuierlich
erfolgen. Eine Ausschleuseeinrichtung dient dazu, diesen Vorgang
zu steuern. Die Separatorenelemente können mit Vorsprüngen, wie
z.B. Meißeln,
Stiften, Fingern oder dergl. versehen sein. Dies verbessert sowohl
die Separatorwirkung als auch die Homogenisierwirkung.
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Bedarfsweise
kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine Senuoreinrichtung aufweisen, die über eine Steuereinrichtung
die Größe des Zuschlagstoffstroms
im Verhältnis
zu dem Stoffstrom des aufzubereitenden Materialgemischs steuert.
Dies ermöglicht
dann eine vollautomatische Arbeitsweise insoweit, als die zur Erzielung
einer optimalen Separierung der Materialkomponenten erforderliche
Zuschlagstoffmenge automatisch dosiert wird.
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Weitere
Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung, der
Zeichnungen oder Unteransprüchen.
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In
der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
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1 eine
Vorrichtung zur Aufbereitung eines Materialgemischs in schematisierter
Darstellung,
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2 den
Separiervorgang als Flussbild,
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3 die
Vorrichtung nach 1 in einer ausschnittsweisen
Detailansicht,
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4 einen
Scheibenseparator als Bestandteil einer Homogenisier- und Separiereinrichtung
in schematisierter Schnittansicht,
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5 eine
Separiereinrichtung mit unrunden Separatorelementen in einer schematisierten
Seitenansicht und
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6 eine
Spalteinrichtung zur Vorbehandlung des Materialgemischs, in perspektivischer
Darstellung.
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In 1 ist
eine Aufbereitungsvorrichtung 1 veranschaulicht, die insbesondere
der Aufbereitung von Materialgemischen 2 dient, die eine
Grobkomponente 3 und eine Feinkomponente 4 enthalten.
Die Grobkomponente 3 wird beispielsweise durch Steine, Felsbrocken
oder andere Festbestandteile des Materialgemischs 2 gebildet.
Das Materialgemisch 2 ist beispielsweise Bodenaushub, der
als Feinkomponente 4 einen nichtstückigen Anteil aufweist, der Lehm
oder Ton enthält.
Der Lehm- oder Tonanteil führt
zu einer Bindigkeit oder einer gewissen Klebrigkeit des Materialgemischs 2 bzw.
der Feinkomponente 4 entsprechend der vorhandenen Feuchte.
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Das
Materialgemisch 2 wird von der Aufbereitungsvorrichtung 1 aufbereitet,
indem die Grobkomponente 3, wie in 1 rechts
angedeutet, von der Feinkomponente 4 getrennt und separat
ausgegeben wird. Die Feinkomponente 4 hingegen wird vermischt
mit einem Zuschlagstoff 5 als aufbereitete Feinkomponente 6 ebenso
gesondert abgegeben. Dazu weist die Aufbereitungsvorrichtung 1 eine
Materialzuführungseinrichtung 7 auf,
die im Ausführungsbeispiel
durch eine Bandfördereinrichtung 8 in Verbindung
mit einer Antriebseinrichtung 9 gebildet ist. Diese Materialzuführungseinrichtung 7 dient
dazu, das Materialgemisch 2 in einem kontinuierlichen Stoffstrom 11 in
eine Homogenisier- und Separiereinrichtung 12 einzuleiten.
Die Homogenisier- und Separiereinrichtung 12 weist eine
Anzahl horizontal parallel zueinander angeordneter Wellen 14 auf,
die mit der Antriebseinrichtung 9 oder einer gesonderten
Antriebseinrichtung antriebsmäßig verbunden
sind. Die Wellen drehen gleichmäßig oder
mit in Durchlaufrichtung zunehmender Drehzahl und tragen, wie 4 veranschaulicht,
Separatorelemente 15, beispielsweise in Form drehfest mit
den Wellen verbundener Scheiben. Oberhalb der Wellen 14 und
Separatorelementen 15 ist ein Homogenisierraum 16 ausgebildet, durch
den das Materialgemisch 2 entsprechend der Drehung der
Wellen 14 von einer Aufgabeposition 17 zu einer
Ausgangsposition 18 in Förderrichtung F gefördert wird.
Dabei wird das Materialgemisch 2 umgewälzt, wodurch die Feinkomponente 4 größtenteils zwischen
den Wellen 14 nach unten ausfällt. Unterhalb der von den
Wellen 14 gebildeten Bahn ist eine Auffangeinrichtung 19 angeordnet,
die das Gemisch 6 auf eine Fördereinrichtung 21,
beispielsweise in Form einer Bandfördereinrichtung leitet.
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Zur
ständigen
Zumischung des Zuschlagstoffs 5 zu dem Stoffstrom 11 ist über der
Materialzuführungseinrichtung 7 eine
Dosiereinrichtung 22 für den
Zuschlagstoff 5 angeordnet. Die Dosiereinrichtung 22 ist
so ausgebildet, dass sie einen kontinuierlichen Stoffstrom 23 abgibt,
der z.B. in 3 veranschaulicht. Die Dosiereinrichtung 22 kann
als Zellenradschleuse ausgebildet sein. Diese weist ein Zellenrad 24 auf,
das beispielsweise unter der Steuerung einer zentralen Steuereinrichtung 25 (5)
drehend angetrieben ist. Die Dosiereinrichtung 22 ist dabei
vorzugsweise so ausgebildet, dass sie den Zuschlagstoff 5 auf
der gesamten Breite der Bandfördereinrichtung 8 auf
das auf der Bandfördereinrichtung 8 liegende
Materialgemisch 2 aufbringt.
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An
der Ausgangsposition 18 der Homogenisier- und Separiereinrichtung 12 ist
eine Ausschleuseeinrichtung 26 vorgesehen, die der gesteuerten Ausleitung
der hier ankommenden Grobkomponente 3 dient. Die Ausschleuseeinrichtung 26 kann
beispielsweise durch einen Motor betätigten Schieber 27 oder
eine Klappe gebildet sein, der einen Ausgang unter der Steuerung
der Steuereinrichtung 25 von Zeit zu Zeit freigibt und
wieder verschließt.
An Stelle des Schiebers 27 kann bedarfsweise jedoch auch
ein freier Ausgang vorgesehen sein, durch den die hier ankommenden
Grobbestandteile 3 ständig
abgegeben werden.
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Um
auf der Bandfördereinrichtung 8 eine
einheitliche Schichthöhe
von Materialgemisch 2 und somit einen konstanten Materialstrom 11 zu
erzeugen, ist über
der Bandförderein richtung 8 ein
Schieber 28 vorgesehen, der fest eingestellt oder über einen
Motor unter der Kontrolle der Steuereinrichtung 25 oder auch
von Hand separat verstellbar ist. Der Schieber 28 erzeugt,
wie 3 veranschaulicht, eine Schicht Materialgemisch
der Höhe
H, wobei die Höhe
H durch den Abstand der Unterkante des Schiebers 28 zu
dem Förderband
bestimmt wird. Die Höhe
H ist so bemessen, dass sie den größten Durchmesser D der Grobkomponente 3 gerade
eben geringfügig übersteigt.
Sie ist wenigstens so groß wie
der Abstand zwischen den Rollen 31.
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Der
Schieber 28 weist an seiner Unterseite vorzugsweise eine
drehbar gelagerte Rolle 28a oder eine entsprechende Walze
auf. Er bzw. sie grenzt über
der Bandfördereinrichtung 8 einen
Aufgaberaum ab, der mit Materialgemisch 2 gefüllt ist
und in den das Materialgemisch 2 ständig nachgefüllt wird.
In diesen Aufgaberaum ragt, zumindest bei einer bevorzugten Ausführungsform,
ein Feuchtesensor 32, der mit der Steuereinrichtung 25 verbunden ist.
Diese nutzt die gewonnenen Daten über die Feuchtigkeit bzw. den
Wassergehalt des Materialgemischs dazu, die jeweils passende Menge
Zuschlagstoff zu dosieren.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist in dem Aufgaberaum oder über
diesem eine Grobtrenneinrichtung z.B. in Form eines Rollenrostes 30 mit angetriebenen
Rollen 31 vorgesehen. Der Rollenrost 30 ist so
eingestellt oder beschaffen, dass übergroße Materialbestandteile nicht
auf das Förderband
gelangen sondern aussortiert werden. Dazu sind die Rollen 31 in
entsprechenden Abständen
voneinander angeordnet. Dies betrifft Materialbestandteile, deren Größe die Höhe des von
dem Schieber 28 mit dem Förderband definierten Schlitzes übersteigen.
Der Rollenrost 30 dient dazu, die Grobbestandteile vor der
weiteren Bearbeitung auszuschleusen. Seitlich neben dem Rollenrost
ist eine Auslassklappe vorgesehen, um angesammelte Grobteile ausleiten
zu können.
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Anstelle
des Rollenrosts 30 zur Ausleitung der Gröbstkomponente 3a kann
auch eine Spalt- oder Brecheinrichtung 36 gemäß 6 vorgesehen werden.
Die Gröbstkomponente
wird dann nicht ausgeleitet, sondern zerkleinert. Die Spalteinrichtung 36 weist
wenigstens zwei zueinander parallelen gegenläufig angetriebenen Wellen 37, 38 auf,
die an entsprechenden Armen 39 Keilelemente 41 tragen.
Die Keilelemente 41 laufen gruppenweise auf unterschiedlichen
Durchmessern und sind schräg
zur Radialrichtung und schräg
zur Umfangsrichtung orientiert. Zwischen den Wellen 37, 38 und
deren Keilelementen 41 sind die Abstände so eingestellt, dass feine
und mittelgrobe Komponenten bis etwa 200 mm Durchmesser zwischen
den Wellen 37, 38 unzerkleinert nach unten gefördert werden.
Die Keilelemente 41 weisen jeweils eine Spitze 42 zur
punktuellen Krafteinleitung in das Brechgut auf und dienen dazu, die
sehr großen
Komponenten (Gröbstkomponente, d.h.
Steine oder Felsbrocken, deren Durchmesser größer ist als die maximale Schichtdicke
auf dem Förderband
der Zuführungseinrichtung)
aufzuspalten. Vorzugsweise ist eine solche Spalteinrichtung 36 dazu
eingerichtet, die Maximalkorngröße auf etwa 200
mm zu begrenzen, d.h. größere Teile
entsprechend zu spalten, und kleineres Material unbeeinflusst zu
fördern.
Außerdem
können
an den Wellen Schaufeln 43 zur verbesserten Förderung
von Feinanteilen zwischen den Wellen 37, 38 hindurch
vorgesehen sein.
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Eine
solche Spalteinrichtung 36 kann auch im Anschluss an den
Rollenrost 30 vorgesehen werden, wenn nur von Zeit zu Zeit
durch den Rollenrost abgetrennte Gröbstkomponente gespalten und
separat verarbeitet werden soll.
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Die
insoweit beschriebene Aufbereitungsvorrichtung 1 arbeitet
wie folgt:
Zur Aufbereitung des Materialgemischs 2 wird
dieses ständig
in den Aufgaberaum gegeben. Die Bandfördereinrichtung 8 fördert unter
Ausbildung einer konstanten Schichtdicke das Materialgemisch 2 als Stoffstrom 11 (3)
in den Homogenisierungsraum 16. Anhand des über den
Feuchtesensor 32 gemessenen Wassergehalts des Materialgemischs 2 oder einer
entsprechenden Vorgabe legt die Steuereinrichtung 25 die
Drehzahl des Zellenrads 24 fest. Es entsteht dadurch auf
dem Stoffstrom 11 eine gleichmäßige Schicht der Dicke Z, bestehend
aus Zuschlagstoff 5. Beispielsweise wird hier Brandkalk (CaO)
als Zuschlagstoff verwendet. Entsprechend dem Wassergehalt des Materialgemischs
wird mit etwa 2 bis maximal etwa 15 % Zuschlagstoff zu dem Materialgemisch 2 gearbeitet.
Auf diese Weise werden der Stoffstrom 11 und der Stoffstrom 23 wie 2 veranschaulicht,
zu einem gemeinsamen Stoffstrom 11, 23 zusammengeführt und
somit als einheitlicher Stoffstrom dem Homogenisierungs- und Mischraum 16 zugeführt. Die
Homogenisierung des Materialgemischs und die Separierung der einzelnen Komponenten
erfolgt in einem einzigen Verfahrensschritt. Bedarfsweise kann es
vorgesehen werden, Gröbstkomponenten 3a von
dem Materialgemisch 2 abzutrennen aus dem Vorratsraum auszuleiten.
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Durch
die Umwälzwirkung
der Wellen 14 und der mit ihnen verbundenen Scheiben 15 findet
schon in der Nähe
der Aufgabeposition 17 eine Vermischung und somit Homogenisierung
statt, bei der der Zuschlagstoff 5 innig mit insbesondere
der Feinkomponente 4, vermischt wird. Auf dem Weg von der
Aufgabeposition 17 zu der Ausgangsposition 18 nimmt der
Homogenisierungsgrad zu, wodurch eine Konsistenz eingestellt wird,
die eine Trennung der Feinkomponente 4 von der Grobkomponente 3 zulässt. Entsprechend
wird das Gemisch 6, bestehend aus Feinkomponente 4 und
Zuschlagstoff 5, durch die Zwischenräume zwischen den Wellen 14 nach
unten gefördert,
während
die Grobkomponente 3 fast vollständig von Feinkomponente 4 befreit,
an der Ausgangsposition 18 ankommt.
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Soll
die Trennung verbessert werden, oder ist diese aus sonstigen Gründen schwierig,
kann teilweise diskontinuierlich gearbeitet, werden, indem die Drehrichtung
der Wellen 14 periodisch oder von Zeit zu Zeit umgekehrt
wird. Dabei kann die Bandfördereinrichtung 8 kurz
angehalten werden oder weiterlaufen. Durch die Reversierung kann
unter Umständen die
Materialtrennung noch unterstützt
werden, insbesondere wenn die Feinkomponente 4 sehr bindig
ist.
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Durch
die genannte Arbeitsweise entstehen zeitgleich zwei verwertbare
Produkte, nämlich
die von dem Materialgemisch abgetrennten Grobkomponenten 3 (Steine,
Kiesel, Gesteinsbrocken oder dergleichen) und der mit Zuschlagstoff 5,
wie beispielsweise Zement, Kalk, Fasern oder anderen Zuschlagmaterialien,
vermischte Feinanteil 4 als Gemisch 6. Besonders
grobe Bestandteile 3a werden von dem Rollenrost 30 bereits
aus dem Aufgabebunker aussortiert und separat ausgeschleust. Sie
können
unzerkleinert genutzt oder einer Zerkleinerungsanlage (z.B. Gesteinsbrechanlage)
zugeführt
werden. Das Gemisch 6 entsprechender Zuschlagstoffe 5 wiederverwendungsfähig sein,
beispielsweise als Füllmaterial
für Gräben oder
dergleichen.
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Bei
einer abgewandelten Ausführungsform, die
in 5 veranschaulicht ist, sind die Wellen 14 mit
ellipsenförmigen
Separatorelementen 15' verbunden.
Diese sind auf einer Welle 14 jeweils gegen 90° versetzt
angeordnet, wie in 5 links anhand der Separatorelemente 15'a und 15'b zu erkennen
ist. Außerdem
sind die in Förderrichtung
F einander benachbarten Separatorelemente benachbarter Wellen 14 gegeneinander
versetzt, und zwar wiederum um 90°.
Die Separatorenelemente 15' können bedarfsweise
mit Meißeln 33, 34 versehen
sein, die sowohl die Homogenisierung des Materialgemischs als auch die
Trennung in seine Grob- und Feinkomponente fördern können.
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Diese
Art der Homogenisier- und Separiereinrichtung 12 erbringt
eine erhöhte
Transportwirkung und eine gute Scheidewirkung zur Separierung von
Grobkomponenten 3 und Feinkomponenten 4 voneinander.
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Zur
Aufbereitung von Materialgemischen, die eine Grobkomponente 3 und
eine vorwiegend bindige Feinkomponente 4 enthalten, werden
einer Homogenisier- und Separiereinrichtung 12, in kontinuierlichen
Stoffströmen 11, 23 sowohl
das Materialgemisch 2 als auch ein Zuschlagstoff 5 zugeführt. Die Homogenisier-
und Separiereinrichtung 12 dient dazu, den Zuschlagstoff 5 und
das Materialgemisch 2 gleichmäßig miteinander zu vermischen,
um die Feinkomponente 4 des Materialgemischs 2 in
einen solchen Zustand zu überführen, dass
die Feinkomponente 4 von der Grobkomponente 3 trennbar
wird. Durch die kontinuierliche Zuführung von Materialgemisch 2 und
Zuschlagstoff 5 zu der Homogenisier- und Separiereinrichtung 12,
wird eine innige Durchmischung von Zuschlagstoff 5 und
Feinkomponente 4 erreicht, so dass die Trennung von Grobkomponente
und Feinkomponente unmittelbar in der gleichen Einrichtung erfolgen
kann. Mit der Vorrichtung lassen sich Materialgemische 2 abfallfrei
in einem einzigen Verfahrensschritt zu zwei verwertbaren Produkten aufbereiten.