DE2355951A1 - Verfahren und vorrichtung zur aufarbeitung von nichteisenmetall-abfaellen wie kraetzen, schrotte, schlacken und aschen, insbesondere von aluminium-kraetze - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur aufarbeitung von nichteisenmetall-abfaellen wie kraetzen, schrotte, schlacken und aschen, insbesondere von aluminium-kraetzeInfo
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Description
Diplom-Physiker
/ίο οίτο/-,- im'
Diplom-Ingenieur
Anwaltsakte: 42 26./b,a/rr. Hans Dieter Gesthuysen
Patentanmeldung
Gotts ciiol-" "etallwerke
Koimianrli tges e Ils chaf t
Koimianrli tges e Ils chaf t
5826 Finnepetal-Hasperbach
iiagener Str. 274-286
iiagener Str. 274-286
4300 Essen 1, den 15.8.1973
Verfahren und Vorrichtung zur Aufarbeitung von Nichteisenyie'tall-Abfallen
wie Kratzen, Schrotte, Schlacken und Aschen, insbesondere von Aluminium-Kratze.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufarbeitung von Wichteisenmetall-Abfällen wie Kratzen, Schrotte,
Schlacken"und Aschen, insbesondere von Aluminium-Kratze,
im Zuge des Einschmelzens von Aluminium und Aluminium-Grobe
im indirekten Schmelzverfahren, wobei einem Sateilitenofen aus einem Schmelzofen Aluminium-Schmelze und getrennt davon
Aluminium-Gröbe zugeführt werden.
Der Aufarbeitung von Nichteisenmetall-Abfällen, insbesondere von Aluminium-Kratze, kommt eine ständig wachsende Bedeutung zu, vor
allem dort, v/o für die Aluminiumgewinnung keine Rohstoffbasis existiert. Für die Aufarbeitung von Aluminium-Kratzen
sind in ihrer Zielsetzung und Methodik unterschiedliche Verfahren entwickelt worden. Die Aufarbeitung feinstückiger
&AD
Aluminium-Kratzen, mit denen sich die Erfindung beschäftigt,
erfolgt bisher fast ausschliesslich durch eina Salzbadbehandlung
in Drehtrommelofen. Salzbadbehandlung ist jedoch
insofern nachteilig, als es sich um eine unweltfeindliche
Aufarbeitung handelt, denn bei Salzbadbehandlung fallen grosse !".engen von Salzschlacke an, die unter besonderen
Sicherheitsvorkehrungen deponiert werden nüssen. Darüber hinaus
ist die Schir-elzausbeute bzw. Aluminiumrück gewinnung bei
Salzbadbehandlung. unbefriedigend,- Diese Nachteile -/ill die
Erfindung vermeiden.
Auf einen ganz anderen Geliiete der Technik, nänlich bei/a indirekten
Schmelzen von Nichteisenmetallen und insbesondere Aluminium, ist es bekannt, mit zwei öfen zu arbeiten, nämlich
einerseits nit einem Schmelzöfen, z.B. Herdofen, und andererseits mit einen Satellitenofen, in aero Aluminiun-Gröbe
unter Zugabe von Aluminium-Schmelze aus den Schmelzofen
geschmolzen und die so gewonnene AlurriniuK·.-Schmelze
wieder in den Schmelzofen zurückgeführt wird. Der dadurch entstehende Schmelzenzugewinn wird abgeführt.
Schliesslich ist es ganz allgemein bekannt, Aluminium-Krätze
zum Zwecke der Metallrückgewinnung in Staub und Grobe zu zerkleinern. Zur Entfernung der nichtmetallischen
Verunreinigungen aus der Aluminium-Gröbe hat man in diesen
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SAD
Fällen bisher nach dem Raffinationsverfahren gearbeitet,
was prozess- und vorrichtungsmässig ausserordentlich aufwendig
ist.
Dor Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Aufbereitung von Nichteisenmetall-Abfällen, insbesondere von Aluniniura-v'rätze, zu schaffen, welches in besonders
einfacher Weise eine hohe Schmelzausbeute gewährleistet bzw. sich durch optimalen Rückgewinnungsgrad auszeichnet und
darüber hinaus besonders -wirtschaftlich und umweltfreundlich ist. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine zur Durchführung
dieses Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem Aufarbeitungsverfahren der gattungsgemässen Art dadurch, dass die Aluminium-Grobe
zunächst vorgewärmt, dann mit der Aluminium-Schmelze
vor und/ oder bei Eintritt in den Satellitenofen durch Verwirbelung innig vermischt und diofeich auf der entstehenden
Aluminium-Schmelze bildende Aluminium-Krätze verdichtet sowie anschliessend in an sich bekannter Weise abgeführt ,
zu Staub und A.luminium-Gröbe zerkleinert und diese Aluminium-Grobe
erneut vorgewärmt sowie unter Verwirbelung mit neuer Aluminium-Schmelze aus dem Schmelzofen dem Satellitenofen
zugegeben wird usf.. - Diese Massnahmen der Erfindung haben
zur Folge, dass die Oxidhaut auf der Aluminium-Gröbe durch
SAD
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die Verwirbelung und innige Vermischung mit der Aluminium-Schmelze
auf reisst und schliesslich abplatzt. Dieses überraschende Aufreissen und Abplatzen der Oxiclhaut auf der
Aluminium-Gröbe ist vermutlich auf die Erzeugung der hohen Reibwirkung zwischen der Aluminium-Gröbe undder Aluminium-Schraelze
im Zuge der Verwirbelung zurückzuführen. Aus dieser Reibwirkung resultieren temperaturbedingte und mechanische
Aufreiss-bzw. Abplatzeffekte. Jedenfalls wird durch
das Aufreissen und Abplatzen der Oxidhaut um die Aluminium-Gröbe
auch ein verbesserter Schmelzeffekt erreicht,, d.h.
die Aluminium-Gröbe schmilzt wesentlich leiter als bisher, so dass das indirekte SchmeIzverfahren mehr als bisher zur
Verwertung von Aluminium-Gröbe geeignet ist. Die nun entstehende verhältnismässig aluminiumarme Kratze wird jedoch
weiter ausgebeutet, d.h. eben erneut in Staub und Aluminium-Gröbe zermahlen und diese Aluminium-Gröbe wiederum
dem indirekten Schmelzprozess nach vorheriger Vorwärmung zugeführt. Dadurch wird im Ergebnis eine extrem hohe
Schraelzausbeute bzw. ein optimaler Rückgewinnungsgrad
erreicht. - Die vorbeschriebenen Effekte werden dadurch noch verbessert, dass die vorgewärmte Aluminium-Gröbe
von der aus dem Schmelzofen kommenden Aluminium-Schmelze
nach dem Strahlpumpenprinzip angesaugt und mitgerissen wird und beide in Mischung mit hoher Strömungsgeschwindigkeit
tangential in eine dem Satellitenofen angeordnete trichterförmige Wirbelkammer einströmen. Ferner kann die
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Mischung aus Aluminium-Schmelze und Aluminium-Grob· in dem
Satellitenofen und/oder auf dem Wege dorthin noch lusitxlich
mittels Ultraschall oder Induktion aufgeheizt werden. Das
ist jedoch nur dann erforderlich, wenn man bereits in der ersten Prozessstufe eine extreme Schmelzausbeute erreichen
will. In diesem Zusammenhang lehrt die Erfindung weiter,
dass die Verdichtung der sich in dem Satellitenofen bildenden Kratze mittels Vibration erfolgt. Dadurch wird besondere
Aluminiumarmut in der. noch heissen Krätze erreicht.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung,, die
zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens besonders geeignet ist, v/eil" sie sich durch einfache und funktionsgerechte
Bauweise auszeichnet. Diese Vorrichtung mit einem Schmelzofen und Satellitenöfen mit Hin- und Rücklauf für
Aluminium-Schmelze sowie mit dem Schmelzofen zugeordneter Förderpumpe für die in den Satellitenofen zu fördernde
Aluminium-Schmelze und mit einer dem Satellitenofen zugeordneten Zugabevorrichtung für Aluminium-Gröbe ist dadurch
gekennzeichnet, dass die Zugabevorrichtung als Einlauftrich ter für die gleichzeitige Zugabe sowohl von Aluminium Schmelze
als auch Aluminium-Gröbe eingerichtet let. Nach
Lehre der Erfindung bildet der Einlauftrichter eine trichterförmige Wirbelkammer, in welcher eben die innige Vermischung
von Aluminium-Schmelze und Aluminium-Gröbe durch entsprechen-
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de Verwirbelung erfolgt.. Das gilt besonders dann, wenn
nach bevorzugter Au·führung·form der Erfindung an den
Einlauftrichter eine tangential einmündende Förderleitung für Aluminium-Schmelze mit einer Zuführungsleitung
für Aluminium-Gröbe angeschlossen ist. Um die Reibwirkung zwischen Aluminium-Schmelze und Aluminium-Gröbe
und die damit erreichten Äufreiss- und Abplatzeffekte noch zu vergrössern, kann zwischen Einlauftrichter und
Satellitenofen ein Fallrohr für die Mischung aus Aluminium- Schmelz« und Aluminium-Gröbe angeordnet sein. In diesem
Zusammenhang ist ferner von Bedeutung, dass dem Einlauftrichter
bzw. Fallrohr und/oder dem Satellitenofen eine Ultraschall- oder Induktions-Heizvorrichtung zugeordnet
ist. Stets soll ein schnelleres und weitergehendes Aufreissen bzw. Abplatzen der Oxidhaut um die Aluminium-Gröbe
erreicht werden, damit weitgehende Schmelzung der Grobe erfolgt. Eine besondere Ausbeutung der sich bildenden
Aluminium-Krätze wird dadurch erreicht, dass der Satellitenofen im oberen Randbereich einen konischen Verdichtungsring
mit darauf arbeitendem Vibrator aufweist. Denn der vibrierende Verdichtungsring sorgt dafür, dass das flüssige
Aluminium beschleunigt absinkt, während leichte Feststoffe unter Bildung aluminiumarmer Krätze aufsteigen. Durch die
Konizität des Verdichtungsringes wird ein Arbeiten gegen den Wattdruck der Schmelze vorgenommen, wodurch sich
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unter Verdichtung das flüssige Aluminium und die leichten
Feststoffe entmischen und letztere in bzw. durch den Verdichtungsring gleichsam hochgedrückt werden.- Um ein Über
laufen der Aluminium-Krätze von dem Satellitenofen in den Schmelzofen zu vermeiden, ist vorzugsweise in den Rücklauf
zwischen Satellitenofen und Schmelzofen ein Siphon eingebaut,-Das
Vorwärmen der Aluminium-Grobe kann besonders einfach
und wirtschaftlich dadurch erreicht werden, dass zwischen Schmelzofen und Einlauftrichter bzw. Zuführungsleitung eine
Yorwärmtrommel für Aluminium-Grobe angeordnet und mittels eines
Heizkanals an den Schmelzofen angeschlossen sowie dadurch von Heizgasen aus dem Schmelzofen" beaufschlagt wird. Auf diese Weise
wird eine kontinuierliche Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminium-Krätze oder bei anderen Nichteisenmetall-Abfällen
erreicht.
Die durch die Erfindung erzielten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
/Aufarbeitung von Michteisenmetall-Abfällen wie Kratzen, Schrotte,
Schlacken und Aschen angegeben bzw. verwirklicht wird, wonach sich insbesondere aus Aluminium-Krätze ein extrem hoher Anteil
Aluminium zurückgewinnen lässt, und zwar im indirekten Schmelzverfahren unter Verzicht auf die sonst erforderliche
Salzbadbehanälung und der dadurch bedingten Salzschlacke, welche besonderer Deponie bedarf. Vielmehr ist im Gegensatz
dazu das erfindungsgemasse Verfahren besonders umweltfreundlich und zeichnet sich durch hohe Schmelzausbeute
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bzw. einen optimalen Rückgewinnungsgrad. aus. Dabei kann
die Aluminium-Krätze in einem kontinuierlichen Umlaufverfahren bis zur praktisch vollständigen Aluminium-Ausbeutung
behandelt werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert;
es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Aufarbeitung
von Nichteisenmetall-Abfällen, insbesondere von Aluminium-Krätze, in schematischer Seitenansicht,
Fig. 2 eine Aufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1 und
Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform des Gegenstandes
nach Fig. 1 hinsichtlich des Satellitenofens und der Zugabevorrichtung.
In den Figuren ist eine Vorrichtung zur Aufarbeitung von
Nichteisenmetall-Abfällen wie Kratzen, Schrotte, Schlacken und Aschen, insbesondere von Aluminium-Kratze, dargestellt,
die in ihrem grundsätzlichen Aufbau einen Schmelzofen 1 und Satellitenofen 2 mit Hin- und Rücklauf 3,4 für Aluminium-
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Schmelze sowie eine dem Schmelzofen 1 zugeordnete Förderpumpe
5 für die in den.Satellitenofen 2 zu fördernde Aluminium-Schmelze
und eine dem Satellitenofen 2 zugeordnete Zugabevorrichtung 6 für Aluminium-Gröbe aufweist. Diese Vorrichtung arbeitet
im Zuge des Einschmelzens von Aluminium und Aluminium-Gröbe
im indirekten Schmelzverfahren, wobei dem Satellitenofen 2 aus dem Schmelzofen 1 Aluminium-Schmelze und getrennt davon
die Aluminium-Grobe zugeführt werden. Die Zugabevorrichtung
ist als Einlauftrichter 6 für die gleichzeitige Zugabe sowohl von eben Aluminium-Schmelze als auch Aluminium-Gröbe eingerichtet.
Dem Einlauftrichter 6 können eine Förderleitung 7 für die
Aluminium-Schmelze und eine Zuführungsleitung 8 für die Aluminium-Gröbe
in üblicher Weise, nämlich mit Mündung 9 in de* Trichteröffnung 1o zugeordnet sein. Nach bevorzugter Ausführungsform
der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass an den Einlauftrichter 6 eine tangential einmündende Förderleitung 7
für Aluminium-Schmelze mit einer Zuführungsleitung 8 für Aluminium-Gröbe angeschlossen ist, wobei also die Zuführungsleitung
8 in die Förderleitung 7 mündet. Zwischen Einlauftrichter 6 und Satellitenofen 2 ist ferner ein Fallrohr 11 für die
Mischung aus Aluminium-Schmelze und Aluminium-Gröbe angeordnet. Dem Einlauftrichter 6 bzw. Fallrohr 11 und/oder dem Satellitenofen
2 können darüber hinaus eine Ultraschall- oder Induktions-Heizvorrichtung
zugeordnet sein, was jedoch nicht gezeigt ist.-Der Satellitenofen 2 weist im oberen Randbereich einen konischen
Verdichtungsring 12 mit darauf arbeitendem Vibrator 13 auf. In den Rücklauf 4 zwischen Satellitenofen 2 und Schmelzofen
1 ist ein Siphon 14 eingebaut, um ein überf Hessen von
Aluminium-Kratze in den Schmelzofen 1 zu vermeiden. Zwischen
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Schmelzofen 1 und Einlauftrichter 6 bzw. Zuführungsleitung ist eine Vorwäriatroxnrael 15 für Aluminium-Gröbe angeordnet
und mittels eines Heizkanals 16 an den Schmelzofen 1 angeschlossen sowie dadurch von. Heizgasen aus dem Schmelzofen 1
be aufs chlagt.
Die Aluminiun-Gröbe wird zunächst in der ''on^ärrtro^nel 15
vorgewärmt und/oder bei Eintritt in den Hatellitenofen 2,
im Bereich von Einlauftrichter 6 und Fallrohr 11 durch Verwirbelung
innig vermischt. Die sich auf der entstehenden 51undnium-Schmelze
bildende Aluminiun-Krätze wird mittels des
konischen Verdien tungs.ringes 12 und des Vibrators 13 verdichtet
sowie anschliessend in an sich bekannter '/'eise abgeführt,
zu Staub und .Aluminium.-Grobe zerkleinert und diese
so gewonnene Aluminium-Gröbe wird dann erneut in der Vorwärmtrommel
15 vorgewärmt und dem indirekten Fchraelzprozess
zugeführt. Die vorgewärmte Aluminium-Gröbe wird von der aus dem Schmelzofen 1 kommenden Aluminiun-Schirelze nach dera Strahlpurapenprinzip
aus der Zuführungsleitung 8 angesaugt und mitgerissen.
Aluminium-Schmelze und Aluminium-Gröbe durchströmen dann in Ilischung die Förderleitung 7 und treten mit hoher
Strömungsgeschwindigkeit tangential in den Einlauftrichter ein, der praktisch eine Wirbelkammer bildet. Diese ".Lischung
aus Aluminium-Schmelze und Aluminium-Gröbe kann in deiu Satellitenofen
2 und/oder auf dem Wege dorthin zusätzlich mittels der Ultraschall- oder Induktions-Heizvorrichtung aufgeheizt
v/erden.- Die so in dem Satellitenofen 2 neu gewonnene Aluminium-Schmelze wird dem Schmelzofen 1 zugeführt und c.ort
abgezogen.
BAD ORiGiNAl
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Claims (11)
1. Verfahren zur Aufarbeitung von Nichteisenmetall-Abfällen
wie Krätzen, Schrotte, Schlacken und Aschen, insbesondere von
Aluminium-Krätze, im-Zuge des Einschmelzens von Aluminium
und Aluminium-Gröbe im indirekten Schmelzverfahren, wobei einem
Satellitenofen aus einemSchmelzofen Aluminium-Schmelze und getrennt davon Aluminium-Gröbe zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet,
dass die Aluminium-Gröbe zunächst vorgewärmt, dann mit der Aluminium-Schmelze vor und/oder bei Eintritt in den
Satellitenofen (2) durch Verwirbelung innig vermischt und die sfoh auf der entstehenden Aluminium-Schmelze bildende Aluminium-Krätze
verdichtet sowie anschliessend in an sich bekannter Weise abgeführt, zu Staub und Aluminium-Gröbe zerkleinert und
diese Aluminium-Grobe erneut vorgewärmt sowie unter Verwirbelung
mit neuer Aluminium-Schmelze aus dem Schmelzofen (1) dem Satellitenofen (2) zugegeben wird usf...
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgewärmte Aluminium-Grobe von der aus dem Schmelzofen (1)
kommenden Aluminium-Schmelze nach dem Strahlpumpenprinzip angesaugt und mitgerissen wird und beide in Mischung mit
hoher Strömungsgeschwindigkeit tangential in eine dem Satellitenofen (2) vorgeordnete trichterförmige Wirbelkammer (6)
einströmen.
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3. Verfahren nach Anspruch. 1 oder 2, rla.du.rch gekennzeichnet,
dass die "'ischung aus Alurainiura-Schraelze und Alurninixara-Gröbe
in dera Satellitenofen (2) und/oder auf dem TTege dorthin zusätzlich
mittels Ultraschall oder Induktion aufgeheizt wird.
4. Verfahren nach einera der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass sich die in deir. Satellitenofen (2) bildende Krätze raittsls Vibration verdichtet wird.
5. Vorrichtuno; zur Durchführung des Verfahrens nach einender
Ansprüche 1 bis 4, rviit einem Schmelzofen und Satellitenofen
mit :Tin- und Rücklauf für Aluminiura-Schmelze sowie' mit
dem Schmelzofen zugeordneter Förderpumpe für die in den Satellitenofen
zu fördernde Aluminium-Schmelze und mit einer den Satellitenofen
zugeordneten Zrugabevorri chtung für Aluminiuin-Gröbe,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabevorrichtung als Einlauftrichter (6) für die gleichzeitige Zugabe sowohl von
Aluminium-Schmelze als auch Aluminium-Gröbe eingerichtet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den Einlauftrichter (6) eine tangential einmündende
Förderleitung (7) für Aluminium-Schmelze rnit einer Zuführungsleitung (8) für Aluminium-Gröbe angeschlossen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Einlauftrichter (6) und Satellitenofen (2) ein
Fallrohr (11) für die Mischung aus Aluminium-Schmelze und
Aluminium-Gröbe angeordnet ist.
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BAD ORIGINAL
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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass dem Einlauf trichter (6) bzw. Fallrohr (11)
und/oder dem Satellitenofen (2) eine Ultraschall- oder Induktions-Heizvorrichtung
zugeordnet ist. ,
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass der Satellitenofen (2) im oberen B.andbereich
einen konischen Verdichtungsring (12) mit darauf arbeitendem Vibrator (1-3) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass in den Rücklauf (4) zwischen Satellitenofen
(2) und Schmelzofen (1) ein Siphon (14) eingebaut ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 1o, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen Schmelzofen (1) und Einlauftrichter
(G) bzw. Zuführungsleitung (8) eine Vorwärmtrommel (15) für Aluminium-Gröbe angeordnet und mittels eines Heizkanals (16)
an den Schmelzofen (1) angeschlossen sowie dadurch von Heizgasen aus dem Schmelzofen (1) beaufschlagt ist.
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