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Die
Erfindung betrifft eine Anlage für
die Behandlung von metallhaltigem Haufwerk als Behandlungsgut mit
einem einer -- bevorzugt an einer Rotorwelle Schlagwerkzeuge aufweisenden
-- Prallmühle vorgeschalteten
Metallabscheider sowie gegebenenfalls einem der Prallmühle folgenden
Wirbelstromscheider als Einrichtung zur Abscheidung von Behandlungsgut
durch Verwirbelung.
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Eine
Anlage dieser Art ist in der
DE 44 03 777 A1 anhand einer Sichtermühle mit
vertikal angeordnetem Rotor beschrieben, bei der Shredderabfälle nach
einem Magnetscheider mittels einer Dosierrinne oder einer Förderschnecke
der obersten von mehreren von der Rotorwelle abragenden Etagen von
Schlaghämmern
zugefördert
werden. Die radiale Erstreckung der Schlaghämmeretagen nimmt nach unten
hin zu, und über
der Zuführeinrichtung
sind mit der Rotorwelle Schlagleisten verbunden, die als Abweiser
für Grobgut
dienen sollen. Das prallzerkleinerte schlagzähe Grobgut, das vorwiegend
aus thermoplastischem Kunststoff, Gummi und Metallstücken besteht,
wird nach unten ausgetragen und über
einen unterhalb der Sichtermühle
angeordneten Wirbelstromscheider zugeführt, wo die Trennung von Nichteisenmetall,
Kunststoff und restlichen Eisenpartikeln erfolgt. Zur Kühlung und
Trocknung verwendetes Gas tritt überwiegend
durch die Materialaustrittsöffnungen
des Wirbelstromscheiders ein, steigt gegen die Transportrichtung
des Grobgutes auf und wird aus der Mühle über der obersten Etage der
Mikroverwirbelungszone zusammen mit dem Leicht- und Feingut sowie
Wasserdampf in einen Staubabscheider abgesaugt; dort erfolgt eine
Trennung der Feststoffe von Trägergas
und Wasserdampf.
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Die
US-A-3 749 322 beschäftigt
sich mit der kostengünstigen
Rückgewinnung
von Kupfer- und Aluminiumteilen aus Drahtabfall. Hier sind einer
zweistufigen Granulierungseinrichtung zwei Siebstationen nachgeordnet.
Der Überlauf
der ersten Siebstation wird zu einem Zyklon geführt, und der Überlauf der
zweiten Siebstation ist durch Fördermittel
-- gegebenenfalls über
eine dritte Granulierungsstufe -- mit der ersten Siebstation verbunden,
während
das Feinkorn der zweiten Siebstation, vor allem Drahtpartikel, zu
einer Mühle
ausgetragen wird.
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Bei
der Rückgewinnung
von NE-Metallen ist Schlacke aus Müllverbrennungsanlagen von besonderem
Interesse, da
- – sie ein Massenabfallstoff
ist -- etwa 3,0 Mio. t/a in Deutschland und 0,7 Mio t in der Schweiz
--;
- – die
Schlacke nach der Aufbereitung wiederverwendet werden,
- – bzw.
nach der Metallentfrachtung deutlich kostengünstiger entsorgt bzw. verwertet
werden kann als nicht aufbereitete Schlacke;
- – insbesondere
die NE-Metallinhalte so groß sind, dass
sich eine spezielle weitergehende Aufbereitung wirtschaftlich darstellen
lässt.
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Aus
Analysewerten der Schlacken von mehrjährigen internen Versuchen geht
beispielsweise hervor, dass der Eisenanteil bei mindestens 16 %
liegt, die Aluminiumgehalte im Durchschnitt bei etwa 5 % und die
Kupfergehalte bei etwa 1 % liegen.
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Die
wenigen deutschen Schlackeaufbereiter, die einen Wirbelstromscheider
installiert haben, geben meist keine Auskunft über NE-Metallgehalte oder reden
von 1 bis 3 % Aluminiumanteil. Es wird jedoch keine Aussage darüber gemacht,
wieviel Aluminium verlorengeht, weil es noch in der Schlacke eingeschlossen
ist.
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Die
Gründe,
warum dieses riesige Wertstoffpotential bislang noch nicht oder
nur ungenügend
genutzt wird, sind u. a:
- – die Betreiber von MVA und
KVA sehen ihre Kernkompetenz nicht in der Schlackeaufbereitung bzw.
beschränken
sich meist auf die einfach zu realisierende Eisenentfrachtung;
- – die
externen Aufbereiter, die sich um diese Materialien bewerben, kommen
meist aus der Baustoffbranche und haben in der Regel nicht das erforderliche
Aufbereitungs-Know-how und das Wissen um die Metallinhalte und deren
Wertigkeiten;
- – das
ohne weitergehende Zerkleinerung mittels Wirbelstromscheider zurückgewonnene
Aluminium und Kupfer hat noch soviel Schlackenanhaftungen, dass
nur geringe Erlöse
dafür erzielt
werden;
- – zur
optimalen Rückgewinnung
der NE-Metallen muss die Schlacke fein zerkleinert sowie speziell aufbereitet
werden und verliert somit ihren "Wert" als Baumaterial
für den
Straßen-
und Wegebau. Dadurch fehlt den konventionellen Baustoffaufbereitern
eine weitere Motivation.
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Nach
einer Veröffentlichung
des Umweltbundesamtes im September 2000 haben von den vorhandenen
thermischen Behandlungsanlagen für Rest-Siedlungsabfall
in Deutschland etwa 30 % keine Schlackenaufbereitung, etwa 54 %
der Anlagen betreiben die Schlackenaufbereitung selbst und etwa 17
% der Anlagen haben externe Aufbereiter beauftragt.
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Der
meist mittels Überband-
oder Trommelmagnet aus der Schlacke separierte Schrott wird i.d.R.
ohne weitere Vorbehandlung über
die Shredderindustrie verwertet. Aufgrund der Verunreinigungen mit
Restschlacke (etwa 5 bis 20 %) sowie anderen metallischen Störstoffen
-- insbesondere Kupfer -werden in Deutschland geringe Vergütungen für Schrott
aus MVA's gezahlt,
die derzeit bei etwa 20 bis 30 DEM/t liegen. 1996 wurden 0,25 Mio
t Schrott aus MVA-Schlacken zurückgewonnen,
was 7,8 % der insgesamt aufbereiteten Schlacken entspricht.
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Um
den Schrott aus MVA's
in Stahlwerken zu verwerten, muss er den Anforderungen der Stahlschrottsortenliste
46 des Bundesverbandes der Deutschen Stahl-Recycling-Wirtschaft
e.V. genügen:
– Schüttgewicht
(i.tr.) | mindestens
0,9 t/m3; |
– Korngröße | Obergrenze
50 bis 70 mm max . 5 % < 5
mm; |
– Fe-Gehalt
metallisch | mindestens
92 %; |
– Nässe | gesonderte
Vereinbarung. |
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Um
diesen Anforderungen zu genügen,
wird der MVA-Schrott i.d.R. geshreddert und anschließend gemeinsam
mit dem Shredderschrott als sog. Sorte 4 vermarktet.
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Bei
einem Versuch mit 100 t Schlacken wurde ermittelt, dass der Fe-Anteil
der Schlacke im Bereich < 4
mm bei etwa 14 liegt sowie im Bereich zwischen 4 und 45 mm bei etwa
16 %.
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Für die Verwertung
der NE-Metalle sind keine bundesweiten Mindestanforderungen festgelegt. Die
Vergütung
erfolgt entsprechend dem Metallgehalt und je nach Reinheit mit unterschiedlich
hohen Abschlägen.
Bei zu großen
Anteilen von Fremdstoffen wird die Vergütung um die Entsorgungskosten
für die
Materialien verringert. Bei den heute erzeugten minderen Qualitäten liegt
die NE-Vergütung
bei unter 800 DEM/t.
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Die
Zielkriterien für
die NE-Rückgewinnung sind:
- hohe Ausbringungsraten;
- möglichst
hohe Reinheiten;
- frei von metallischem Eisen;
- schüttfähige Form.
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Bei
der in Deutschland im Vordergrund stehenden Verwertung der Schlacke
als Baumaterial ist in erster Linie ein möglichst grobes Korn -- 32 bis
45 mm -- erforderlich, so dass die Verfahrenstechnik der Schlackenaufbereitungsanlagen
darauf ausgerichtet ist. Dadurch verliert man natürlich die
NE-Metalle, die u.U. noch in diesem groben Korn eingeschlossen sind.
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Es
hat sich gezeigt, dass die Wirbelstromscheidertechnik geeignet ist,
um aus Schlacken NE-Metalle zu separieren. Der im wesentlichen aus zwei
Gurttrommeln bestehende Wirbelstromscheider hat in der vorderen
Gurttrommel ein sich schnell rotierendes Permanentmagnetpolsystem.
Durch die hohe Frequenz des Magnetfeldwechsels werden starke Wirbelströme in den
NE-Metallen erzeugt. Diese führen
ihrerseits zu Magnetfeldern, die dem Äußeren entgegengesetzt wirken.
Aus diesem Grunde werden die NE-Teile abgestoßen und in einer steilen Wurfparabel
aus dem übrigen
Materialstrom herausgeschleudert. Die nichtleitenden Materialien
durchfahren aufgrund der Bandgeschwindigkeit auch eine Wurfparabel,
die aber in der Regel flacher verläuft als die der beschleunigten
NE-Teilchen. Durch das Setzen eines Trennbleches, auch Splitter
genannt, wird der Leiter vom Nichtleiter getrennt. Um ein möglichst reines
NE-Produkt zu erhalten, wird der Splitter ziemlich weit nach hinten
gestellt. Dies hat aber den Nachteil, dass die Ausbeute sinkt. Fährt man
allerdings auf maximale Ausbeute, so kann die NE-Fraktion soweit verunreinigt
werden, dass eine Nachreinigung erfolgen oder man teilweise sehr
hohe Abschläge
bei der Vergütung
einkalkulieren muss.
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Aus
Versuchen mit MVA-Schlacken mittels der bekannten Rotorprallmühlentechnologie
sowie aus dem Stande der Technik zur Schlackenaufbereitung ist bekannt,
dass durch Metallentfrachtung die Einbaudichte der Schlacke im Deponiebau
um mindestens 19 % zunimmt, der Fe-Anteil zwischen 14 und 16 % zwei
der Fe-Rückgewinnungsanteil
der Schlacke bei ausgeführten
Anlagen bei etwa 10 % liegt. Die Vermarktung des Schrottes mit Schlackeanhaftungen
führt in
der Schweiz i.d.R. zu Entsorgungskosten für den Schrott bzw. in Deutschland
zu niedrigen Schrotterlösen
von 25 bis 30 DEM/t. Der in Müllverbrennungsschlacken
vorhandene Anteil der NE-Metalle liegt zwischen 4,8 %/13/ und 7,0
%, wobei die NE-Rückgewinnung
bei ausgeführten
Anlagen sich derzeit nur um etwa 0,5 % bewegt. Materialien aus Edelstählen (Chrom-Nickel-Stähle) werden mit
der konventionellen Schlackenaufbereitungstechnik nicht separiert.
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In
Kenntnis dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt,
eine Verbesserung der Rückgewinnung
von Eisen und NE-Metallen aus Schlacken von Müllverbrennungsanlagen anzubieten sowie
eine sinnvolle Verwertung von Metallen aus Abfällen zu ermöglichen und für mehrere
Materialien innovative neue Lösungen
anzubieten.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe führt
die Lehre des unabhängigen
Anspruches; die Unteransprüche geben
günstige
Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle
Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung
und/oder den Ansprüchen
offenbarten Merkmale.
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Erfindungsgemäß ist zum
Rückgewinnen von
Eisen- und NE-Metallen aus der Schlacke einer Müllverbrennungsanlage od.dgl.
Einrichtung eine Siebstation sowohl mit ihrem Austrag für Feinkorn
als auch mit dem Austrag für
das Überkorn
jeweils an einen Metallabscheider angeschlossen und dessen Austrag
für nicht
magnetisches Haufwerk eine Prallmühle nachgeordnet. Dabei soll
der Trennschnitt der als Grobsieb ausgebildeten Eingangssiebstation
ein Überkorn
von etwa 45 mm bis etwa 100 mm, erzeugen.
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Als
günstig
hat es sich erwiesen, dass der Eingangssiebstation ein Vorsieb für eine Körnung von
mehr als etwa 100 mm vorgeordnet ist. Zudem soll an den Austrag
für nicht
magnetisches Haufwerk des Metallabscheiders für das Überkorn eine vertikale Prallmühle od.dgl.
Vorzerkleinerungsgerät angeschlossen
sein; im Austrag der Prallmühle
wird ebenfalls ein Metallabscheider vorgesehen, beispielsweise ein Überbandmagnet.
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Nach
einem anderen Merkmal der Erfindung ist dem Austrag für magnetisches
Haufwerk des Metallabscheiders eine weitere Siebstation nachgeordnet
-- etwa ein das Eisen nachreinigendes Trommelsieb -- mit einem bevorzugten
Siebschnitt der weiteren Siebstation von etwa 10 mm oder gegebenenfalls auch
von etwa 25 mm.
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Im
Rahmen der Erfindung liegt es, dass der Austrag für nicht
magnetisches Haufwerk des Metallabscheiders der Eingangssiebstation
bzw. der vertikalen Prallmühle
jeweils in eine Siebstation zur Trennung von Feinkorn und Mittelkorn
mündet,
wobei letzteres bevorzugt zwischen 5 mm und 45 mm liegt. Die Siebstation
kann -- nach der vertikalen Prallmühle -- beispielsweise als Doppeldeckersieb
oder auch als Spannwellensieb nach dem Metallabscheider der Eingangssiebstation
gestaltet sein.
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Erfindungsgemäß ist der
Austrag für
das Mittelkorn der Siebstation nach dem Metallabscheider der Eingangssiebstation
zum Einlauf der vertikalen Prallmühle geführt, der Austrag für das Mittelkorn
der Siebstation nach der Eingangssiebstation und/oder der Austrag
der Siebstation nach der vertikalen Prallmühle zu einer Rotormühle. Durch
diese werden spröde
Bestandteile zerkleinert und duktile Metalle verkugelt.
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Nach
einem anderen Merkmal der Erfindung soll der Austrag für das Überkorn
der Siebstation nach der vertikalen Prallmühle zu dieser zurückgeführt sein
oder an einen Wirbelstromscheider angeschlossen sein.
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Um
auch den Effekt des Verwirbelns einsetzen zu können, soll dem Austrag der
Rotorprallmühle ein
Wirbelstromscheider nachgeordnet sein, der seinerseits an einen
Metallab scheider der Rotorprallmühle
anschließen
kann und einer Austragsleitung für
Nichtleiter an die vertikale Prallmühle bzw. an die Rotorprallmühle.
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Vom
Wirbelstromabscheider geht erfindungsgemäß eine Austragsleitung für Leitermaterial aus,
die an einem Metallseparator mündet.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
fußt auf den
erprobten und konventionellen Schlackeaufbereitungsanlagen; in einem
modifizierten Verfahren wird ein Schlackenfeinkorn erzeugt, und
es werden möglichst
alle Eisen sowie NE-Metalle und Edelstähle freigelegt sowie separierfähig gemacht.
Der Grobschrott wird speziell nachbehandelt, so dass der Schrott
ohne das teuere Nachshreddern zu einem höheren Erlös vermarktet zu werden vermag.
Die Rotorprallmühlentechnik
wird zur Rückgewinnung
von sauberen NE-Metallen und Feinschrott in die Schlackenaufbereitungstechnik
integriert und Edelstahl separiert.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung wird Schlacke aus einem Müllverbrennungsverfahren als
Behandlungsgut zu Schlackenfeinkorn verarbeitet, und die Anteile
an Eisen- und/oder
NE-Metallen weden freigelegt sowie anschließend getrennt. Dazu hat es
sich als günstig
erwiesen, das Haufwerk bis etwa 100 mm Korngröße einer Siebstation zuzuführen und
darin in eine Feinkornfraktion bis etwa 45 mm und ein Überkorn
von etwa 45 mm bis etwa 100 mm zu trennen; sowohl die Feinkornfraktion
als auch die Überkornfraktion
sollen einem Magnetscheider zugeführt werden.
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Zudem
wird der Anteil an Eisen nachgereinigt sowie der Anteil an NE-Metallen
nachveredelt. Es wird eine Reinheit des Eisens und/oder der NE-Metalle
von mehr als 90 % erzielt.
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Als
günstig
hat es sich erwiesen, das Unterkorn bei einer Siebgröße von 40
mm bis 50 mm nachzusortieren, wobei das Unterkorn bis etwa 40 mm bzw.
50 mm einem Magnetabscheider und das verbleibende Unterkorn bis
etwa 100 mm einem anderen Magnetabscheider -- insbesondere einer
Magnettrommel -- zugeführt
wird.
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Im
Rahmen der Erfindung liegt es, dass die nicht magnetischen Anteile
aus dem Magnetabscheider der höheren
Kornfraktion einer vertikalen Prallmühle zugeführt werden und darin die Schlacke
gebrochen wird; der Austrag der vertikalen Prallmühle soll
einem Magnetscheider zugeführt
werden. Im übrigen
sollen die magnetischen Anteile des Haufwerkes aus dem Magnetabscheider
nach diesem einem Trennschnitt bei etwa 10 mm zugeführt werden.
In einer anderen Anwendung werden jene magnetischen Anteile des
Haufwerkes aus dem Magnetabscheider nach diesem einem Trennschnitt
bei etwa 25 mm zugeführt,
und das Unterkorn wird einer Rotorprallmühle aufgegeben. Der nicht magnetische
Austrag eines dem Trennschnitt dienenden Siebes indessen soll einer
Rotorprallmühle
zugeführt
werden.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand
der Zeichnung; diese zeigt in drei Figuren jeweils einen Stammbaum
zu erfindungsgemäßen Verfahren
sowie in den 4 bis 6 Ansichten
einer für
diese Verfahren herangezogenen Rotorprallmühle.
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1 bietet
einen Überblick über die
erfindungsgemäße Vorgehensweise.
Aus der Schlacke einer konventionellen Schlackenaufbereitung wird durch
Verfahrensmodifikationen ein Schlackenfeinkorn < 5 mm erzeugt, die Metalle -- Fe/NE-Metalle/Stähle -- werden
freigelegt und separiert; das durchschnittliche Ausbringen beträgt beispielshaft
Eisen
(Fe) | 10
%; |
Nichteisen-Metalle (NE) | 3,11
%; |
Stähle (V2A) | 0,05
%. |
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Das
Eisen wird -- beispielsweise mit einer Trommel -- zu Eisen einer
Reinheit von > 92
% nachgereinigt, und mit einer Rotorprallmühle werden NE-Metalle verkugelt
sowie zu einer Reinheit von mehr als 95 % nachveredelt. Die Restschlacke
wird als Zuschlagwerkstoff im Straßen- oder Deponiebau eingesetzt
oder als Baustoff für
Bausteine, Rohre und Kanäle.
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Beim
Verfahren nach 2 wird die Schlacke mittels
eines Radladers od. dgl. einem Aufgabebunker 10 zugeführt. Durch
einen integrierten Rostboden 12 wird das Überkorn
von mehr als 100 mm aussortiert und gelangt zu einem Austrag 14;
das Überkorn
wird entweder zurück
zur Verbrennung gebracht oder gesondert vorzerkleinert.
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Unterhalb
des Rostbodens 12 ist ein Dosierer 16 angeordnet,
dessen Austragsleitung 18 zu einem Grobsieb 20 mit
einem Siebschnitt bei 45 mm führt,
von dem das Fein- oder Unterkorn bis 45 mm durch einen Feinkornaustrag 21 zu
einem Magnetabscheider 22 gelangt, dank dessen aus dem
Unterkorn das Fe ebenso ausgeschieden wird wie aus – mittels eines
Austrages bzw. einer Leitung 26 -- dem Grobsieb 20 als
Siebstation entnommenem Haufwerk der Größe 45 bis 100 mm an einer Magnettrommel 28.
In eine Fe-Austragsleitung 27 dieser Magnettrommel 28 mündet die
Fe-Austragsleitung 23 jenes Magnetscheiders 22.
Dessen magnetischer Anteil wird also - zusammen mit der magnetischen
Fraktion aus der Magnettrommel 28 -- zur Eisenreinigung
geführt.
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Der
Magnettrommel 28 ist durch eine Leitung 29 für nicht
magnetischen Austrag eine vertikale Prallmühle 30 oder ein entsprechendes
Aggregat zur Vorzerkleinerung nachgeschaltet, welche die Schlacke
vorbrechen soll. Das dabei freigelegte Eisen wird mittels eines
Magnetscheiders 22a aus dem Produktstrom
separiert. Die Fe-Austragsleitung 23a des
Magnetscheiders 22a mündet --
wie auch die Fe-Austragsleitung 27 der Magnettrommel 28 --
andernends in ein Trommelsieb 32, von dem eine Fe-Austragsleitung 33 für Grobkorn
und bodenwärtig
ein Feinschlackeaustrag 34 ausgehen. Die in der Siebtrommel 32 freigeschlagene
nicht magnetische Schlacke mit Überkornmaß wird nach
der Siebtrommel 32 ausgeschleust und der Prallmühle 30 wieder
zugeführt.
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Dem
der Prallmühle 30 nachgeschalteten Magnetabscheider 22a folgt in einer Leitung 36 ein Doppeldeckersieb 38 mit
Feinschlackeaustrag 34a und Überkornaustrag 40,
in dem die vom Eisen separierte Schlacke in zwei Siebschnitte zerlegt
wird. Der Überkornaustrag 40 ist
anderseits mit der Prallmühle 30 verbunden
und führt
Haufwerk über
45 mm zu dieser zurück.
Eine weitere -- bodenwärtige
-- Austragsleitung 42 für
eine Mittelkornfraktion von 5 bis 45 mm trifft sich an einer Knotenstelle 43 mit
der Austragsleitung 44 eines - dem Feinkornmagnetscheider 22 mittels
einer Austragsleitung 24 nachgeschalteten – im gewählten Ausführungsbeispiel
als Spannwellensieb ausgestalteten Siebes 46, in dem die
bereits feine Schlacke ausgesiebt wird und dessen Feinschlackeaustrag
(0 bis 5 mm) mit 34b bezeichnet
ist.
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Von
der Knotenstelle 43 aus wird das aus den beiden Leitungen 42 und 44 kommende
Haufwerk bis 45 mm einer Rotorprallmühle 50 zugeführt, in
der -- wie gesagt -- spröde
Haufwerksteile zerkleinert sowie duktile Partikel verkugelt werden.
Dieser Rotorprallmühle 50 folgt
wiederum ein Magnetabscheider 22b mit
Fe-Austrag 23b . Diesem ist ein
Eindeckersieb 52 mit Feinschlacke-Austrag 34c nachgeordnet. An das Eindeckersieb 52 schließt anderseits ein
Wirbelstromabscheider 54 an, von dem aus Nichtleiter über eine
Austragsleitung 56 zur Rotorprallmühle 50 zurückgefördert werden,
wohingegen Leiter durch eine bodenwärtige Leitung 58 zu
einem Linearscheider als Metallseparator 60 gelangen, in welchem
Kupfer- und Aluminiumanteile ausgeschieden sowie bei 61 bzw. 62 abgefördert werden.
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Im
Stammbaum der 2 sind -- wie bereits erörtert --
die Fe-Austräge
der Magnetscheider 22, 22a , 22b mit 23, 23a , 23b sowie die Feinschlackeausträge (0 bis
5 mm) mit 34, 34a bis 34c bezeichnet.
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Der
Stammbaum gemäß 3 lässt erkennen,
dass die Austragsleitung 44 für eine Körnung von 5 bis 45 mm aus dem
Spannwellensieb 46 -- vor der vertikalen Prallmühle 30 -an
die Austragsleitung 29 für nicht magnetisches Haufwerk
der Magnettrommel 28 angeschlossen ist, und zwar nahe einer
parallelen Austragsleitung 29a für nicht magnetisches Haufwerk,
das von einer in die Fe-Austragsleitung 33 des Trommelsiebes 32 eingefügten Magnettrommel 28a kommt.
Der Austrag dieser Magnettrommel 28a für Fe-Grobkorn ist mit 64 bezeichnet.
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Im übrigen ist
hier zwischen dem Austrag 31 der vertikalen Prallmühle 30 und
dem Trommelsieb 32 ein Überbandmagnet
als Magnetscheider 22a vorgesehen,
dessen Austragsleitung 36 auch hier einem Doppeldeckersieb 38 angefügt ist.
Dessen Überkornaustrag 40 führt zum
Wirbelstromscheider 54, dessen Nichtleiter-Austragsleitung 56a mit der vertikalen Prallmühle 30 verbunden
ist. Die Knotenstelle 43 der unteren Austragsleitung 42 wird
hier mit dem Feinschlackeaustrag 34 des Trommelsiebes 32 gebildet, dies
ebenfalls vor der Rotorprallmühle 50.
Diese Rotorprallmühle 50 zerkleinert
die Restschlacke sehr fein, poliert die anhaftende Restschlacke
an den Ne-Metallen ab und verkugelt die duktilen Ne-Materialien
wie Aluminium und Kupfer. Das dabei nochmals freigesetzte Feineisen
wird nach der Rotorprallmühle 50 ebenfalls
mittels eines Magneten ausgeschleust; denn deren Austrag 51 ist
ein Trommelmagnet als Magnetabscheider 22b zugeordnet,
dem ein weiteres (Spannwellen-) Sieb 46a mit
Feinschlackeaustrag 34a folgt.
Dieses Feinsieb schleust nochmals Feinschlacke aus und führt das Überkorn über -nicht
gezeigte -- Luftseparationsdüsen,
die leichte und flugfähige
organische Bestandteile wie Folien und Papier ausblasen. Danach
geht das Material durch eine Leitung 48 über einen
besonders starken Magneten (Neodym) 66, der die durch die
intensive Beanspruchung leicht magnetisierten Edelstähle abscheidet
(Ableitung 68).
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Ein
wesentliches Aggregat der beschriebenen Anlage ist die Rotorprallmühle 50 mit
den Vorteilen großer
Durchsatzleistungen bei minimalem Verschleiß. Für den Einsatz von Shredderabfällen und Verbundstoffen
sind spezielle Materialeinläufe
und Materialausläufe
konstruiert worden, gegebenenfalls mit einstellbarer Spaltweite
sowie mit Einrichtungen zum Inertisieren, Kühlen, Heizen während der
Zerkleinerung. Diese Rotorprallmühle 50 kann
mit der dazu angepassten Verfahrenstechnik Shredderabfälle ohne
vorherige Vorzerkleinerung in einer Verfahrenslinie in drei verwertbare
Outputströme
umwandeln.
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Unterhalt
eines an Radialstiften 74 -- eines Einlaufschachtes 76 mit
einem Innendurchmesser d von etwa 380 mm im Deckel 78 der
Rotorprallmühle 50 --
angreifenden Hebelarms 80 als Hebe- und Schwenkeinrichtung
ist in einem zylindrischen Gehäuse 82 des
Durchmessers e von 1 560 mm ein Rotor 84 mit einer keilriemengetriebenen
Vertikalwelle 86 gelagert, von der in einer Ebene liegende
Schlagwerkzeuge 88 radial in eine einzige Schlagbahn abragen;
diese Schlagwerkzeuge 88 drehen sich gegenüber einem
Ring aus Prallplatten 90 oberhalb eines auswechselbare
Bleche 92 für
das Mahlgut enthaltenden, etwa zylindrischen Auslaufraumes 94.
In dieser Rotorprallmühle 50 kann
während
des Mahlens auch ein Trocknen des Mahlgutes -- gegebenenfalls zudem
ein Kaltverspröden
bzw. Inertisieren -- stattfinden.
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Der
Splitter des hier nachgeschalteten Wirbelstromscheiders 54 wird
so eng eingestellt, dass er durch die Leitung 58a nur
sauberes NE-Metall abscheidet. Nicht verkugeltes Kupfer -- beispielsweise gerade
Drähte
--, das aufgrund seiner Form und Lage nicht vom erzeugten Wirbelstromfeld
erfasst und weit genug abgelenkt wurde, wird mit der gröberen Schlacke,
die auch noch Metalle eingeschlossen haben könnte, wieder in den Zerkleinerungskreislauf
zurückgeführt. Das Überkorn
aus dem Doppeldeckersieb 38 wird ebenfalls dem Wirbelstromscheider 54 zugeführt und
nach dem Ausschleusen des NE-Metalles durch die Leitung 56a zurück zur Prallmühle 30 geführt.
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Durch
dieses Verfahren kann man ohne manuelle Sortiertätigkeiten in einem kontinuierlichen Verfahren
folgende Fraktionen erzeugen:
- – Feinschlacke < 5 mm;
- – grobes
Eisen > 25 mm;
- – feines
Eisen < 25 mm;
- – NE-Metalle > 5 mm;
- – Edelstähle > 5 mm.
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Die
Feinschlacke ist aufgrund ihrer besonders geringen Metallanteile
ein interessanter Baustoff für
verschiedene Anwendungen wie etwa die in 1 erwähnten:
- – Zuschlagsstoffe
für den
Straßen-
und Wegebau;
- – Zuschlagsstoffe
für den
Deponiebau;
- – Abdeckmaterial
im Deponiebau;
- – Mineralischer
Zuschlagsstoff für
verschiedene bautechnische Produkte.
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Um
verwertbar zu sein, muss der Schrott bestimmten Kriterien genügen. Ein
Hauptkriterium ist die Reinheit, die für den Einsatz im Stahlwerk
mindestens 92 % betragen muss.
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Besonders
bei Schlacken aus Verbrennungsanlagen gibt es an dem -- mittels
Magneten aussortierten -- Schrott Schlackeanhaftungen und sonstige
Störstoffe
(insbesondere Kupfer), die man vor einer Verwertung entfernen muss.
Eine für
diesen Zweck sehr effiziente Technik ist das sogenannte Trommeln.
Hierbei wird der vorseparierte Schrott in eine Siebtrommel -- Trommelsieb 32 --
mit speziellen Einbauten aufgegeben und durch die Rotation und die
Einbauten an der Wandung mitgenommen, hochgefördert und fällt dann wieder auf den Siebboden. Kurz
vor dem Herunterfallen dreht sich das Material infolge der Schwerkraft
und verursacht dabei durch die wirkenden Reibungskräfte ein
Abreinigen der Schlackeanhaftungen. Der Reinigungseffekt ist dabei um
so effizienter, je größer der
Siebtrommeldurchmesser, je länger
die Siebtrommel ist und je höher
die einzelnen Teile in der Siebtrommel mitgenommen werden.
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Durch
die intensive Drehung, Reibung und Schlagbeanspruchung infolge des
Herabfallens werden Hohlkörper
entleert und Anhaftungen abgeschlagen bzw. abgerieben.
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Die
durch das Trommeln freigeschlagene Schlacke und das Feineisen werden
durch die Lochung des Trommelsiebes 32 nach unten abgeführt und
der Rotorprallmühle 50 zur
weite ren Reinigung aufgegeben. Nach dieser separiert der Trommelmagnet 22b das freigelegte Feineisen.
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Am
Ende des Trommelsiebes 32 wird das getrommelte Material über die
Magnettrommel 28a gefahren, um
die freigeschlagene Schlacke von dem magnetischen Eisen zu trennen.
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Durch
die zuvor beschriebene Aufbereitung der Schlacke -und die Erzeugung
eines Schlackenfeinkorns -- werden die NE-Metalle zunächst freigelegt.
Der eingesetzte Wirbelstromscheider 54 trennt die NE-Metalle
aus dem Produktstrom heraus. Dabei wird der Splitter so eingestellt,
dass die NE-Ausbeute maximal wird auf Kosten der Reinheit.
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Die
Rotorprallmühle 50 unterscheidet
sich deutlich von den konventionellen in der Schlackenaufbereitung
eingesetzten Prallmühlen.
Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass man zwischen den
sich schnell drehenden Schlagwerkzeugen oder Hufeisenschlägern 88 und
der feststehenden, um 360° mit
Prallplatten 90 bestückten
Prallwand einen variabel einstellbaren Spalt realisieren kann. Der Produktstrom
wird der Rotorprallmühle über den
zentralen Einlaufschacht 76 im Deckel 78 zugeführt und durch
die Rotation nach außen
in Richtung Prallwand beschleunigt. Auf dem Weg zur Prallwand werden
die Teile von den Hufeisenschlägern 88 erfasst,
durch Schlag zerkleinert, verkugelt bzw. gereinigt und auf die Prallwand
abgeschleudert. Zurückprallendes
Gut, das wiederum mit neuem Material zusammenprallt, trägt ebenfalls
zu den beschriebenen Effekten bei. Diese Prozesse wiederholen sich
so lange, bis das Material durch den Spalt zwischen Hufeisenschlägerspitze
und Prallwand nach unten ausgetragen wird. Bei dem Durchgang durch
den Spalt treten nochmals Scherkräfte auf, die ebenfalls einen
Aufschluss-, Verkugelungs- und Reinigungseffekt ausüben.
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Als
Endprodukt erhält
man eine NE-Fraktion, die nahezu vollständig von Anhaftungen und Störstoffen
befreit ist und aufgrund der erzeugten Kugelform ein höheres Schüttgewicht
aufweist. Durch diese hohe Reinheit in Verbindung mit der für die Metallschmelze
ebenfalls optimalen Kugelform -- geringere Abbrandverluste als beim
flachen Material, das gegebenenfalls auf der Schmelze schwimmt --
lassen sich deutlich höhere
Metallerlöse
erzielen.
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Wie
bei der Rückgewinnung
des Eisens und der NE-Metalle ist auch bei den Edelstählen eine möglichst
weitgehende Zerkleinerung der Schlacke Voraussetzung für eine Separation.
Darüber
hinaus benötigt
man noch spezielle Starkfeldmagnete. Auch V2A-Stähle magnetisieren sich durch
die intensiv wirkenden Reibungs- und Scherkräfte bei der mechanischen Zerkleinerung
durch z. B. Rotorprallmühlen oder
Granulatoren schwach. Mit entsprechend starken Magneten, den sog.
Neodymmagneten 66, kann man diese schwach magnetisierten
V2R-Stähle
dann separieren.
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Obwohl
die zu separierenden Mengen relativ klein sind, ist aufgrund der
hohen Wertigkeit für
Edelstähle
ein wirtschaftlicher Nutzen zu erzielen. Weiterhin erfährt die
Schlacke durch die Entnahme der Edelstähle eine Qualitätsverbesserung
aufgrund der Verringerung der in den Edelstählen enthaltenen Legierungselemente
Chrom und Nickel.