DE2855239C3 - Vorrichtung zum selektiven Abtrennen nicht ferromagnetischer Metalle aus einem Gemenge zerkleinerten metallischen Schrotts von etwa einheitlicher Teilchengröße - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum selektiven Abtrennen nicht ferromagnetischer Metalle aus einem Gemenge zerkleinerten metallischen Schrotts von etwa einheitlicher Teilchengröße. Ein derartiges Gemenge entsteht bei der Verarbeitung von sogenanntem Shredder-Schrott, wobei der Schrott zerkleinert wird, während verschiedener Verfahrensabschnitte zunächst nichtmetallische Bestandteile entfernt und anschließend ferromagnetische Bestandteile auf magnetischem Wege aussortiert werden, und schließlich durch eine Folge von Gemengebestandteile bestimmter Größe aussondernder Maßnahmen sin Gemenge von Teilchen relativ einheitlicher Größe erhalten wird.

Solche Gemenge waren bisher, insbesondere wenn sie aus Teilchen relativ geringer Größe bestanden, kaum gewinnbringend verkäuflich, da ihr Bleianteil aufgrund der vorausgegangenen Trennschritte unverhältnismäßig hoch ist und die Trennung der verschiedenen im Gemenge enthaltenen Metalle, vor allem Blei, Zink, Aluminium und Kupfer bzw. Kupfer und Zink in Form von Messing, nicht wirtschaftlich durchgeführt werden konnte oder die dabei erhaltenen Endmaterialien einen für eine wirtschaftliche Nutzung nicht ausreichenden Reinheitsgrad aufwiesen. Diese Gemenge wurden deshalb allenfalls als minderwertige Zuschlagstoffe verwendet Im Hinblick auf die zunehmende Industrialisierung und die damit verbundene, immer stärker werdende Rohstoffknappheit auf der Erde nimmt auch die Bedeutung eines konsequenten Recycling entsprechend zu, d. h. es wird immer notwendiger und damit auch rentabler, Reinmetalle aus jeder Form von Altmaterial zurückzugewinnen.

Es sind nun bereits verschiedene Vorrichtungen bekanni, um insbesondere bei aus größeren Teilen bestehenden Schrottgemengen bestimmte Metalle zu gewinnen. So wird z. B. versucht, mit Hilfe von Wärmestrahlung, u. U. auch abgestuft je nach der Schmelztemperatur des zu gewinnenden Metalls, bestimmte Metalle aus dem Gemenge herauszuschmelzen (z. B. DE-AS 24 36 549). Abgesehen davon, daß hierbei in Verbindung mit dem Luftsauerstoff giftige

Metalloide entstehen können, ist der Reinheitsgrad der damit erhaltenen Metalle äußerst unbefriedigend, da stets ein Rest des ausgeschmoteenen Metalls als Oberzug auf dem etwa zu gewinnenden NE-Metall verbleibt. Aus der US-PS 31 93 273 und der US-PS 34 Ol 925 sind ebenfalls mit Wärmestrahlung arbeitende Trennvorrichtungen bekannt, wobei das Gemenge mittels Schnecken durch die Heizzone bewegt wird. Diese Vorrichtungen weisen zwar auch die gattungsgemäßen Nachteile von Trockenschmelzverfahren auf, sind aber hinsichtlich der Kontinuität der Arbeitsweise und des Abstreifens der abgeschmolzenen Metallbestandteile z. B. im Vergleich zu der Vorrichtung nach der DE-AS 24 36 549 noch verteil haften Probleme ergeben sich auch bei bekannten Verfahren, bei denen das Gemenge in ein Bad mit einer höheren Temperatur als das auszuschmelzende Metall eingebracht wird, da auch hier die Trennung des ausgeschmolzenen Metalls vom bleibenden Gemenge nur unzureichend möglich ist. Ein derartiges Vorgehen ist aus der AT-PS 2 90 147 bekannt, wo zum Ausschmelzen von Blei aus bleihaltigem Schrott ein BleJbad, eine Salzschmelze oder flüssige organische Verbindungen benutzt werden. Die dort beschriebene Vorrichtung arbeitet zwar auch kontinuierlich, jedoch erfolgt der Austrag nicht mit der für einen großen Durchsatz erforderlichen Zuverlässigkeit und unter Abstreifung der Schmelze, und darüber hinaus ist es dort nicht möglich, in einem Arbeitsgang mehrere Metalle zu separieren. J0

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zu schaffen, die kontinuierlich arbeitend bei großer Durchsatzmenge eine zuverlässige Trennung verschiedener nicht ferromagnetischer metallischer Bestandteile von Schrottge- « mengen erlaubt, wobei die Vorrichtung möglichst umweltfreundlich arbeiten soll. Ein Anliegen der Erfindung ist es auch, die Verarbeitung von Gemengen zu ermöglichen, bei denen die Teilchengröße des Gemenges verhältnismäßig klein ist Dabei soll der zur Durchführung des Verfahrens erforderliche finanzielle Aufwand so gering gehalten werden, daß für die erhaltenen Metalle auch bei einer angespannten Marktlage konkurrenzfähige Herstellungskosten entstehen.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 angegeben. so

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen

Fig. la und Ib schematische Darstellungen zweier verschiedener Ausführungsformen der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II in F ig. 1 und

F i g. 3 eine vergrößerte perspektivische Darstellung des Bereichs um die letzte Schneckenwindung der äußeren Schnecke in F i g. Ib.

Die in F i g. I a dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im Ausführungsbeispiel zum Ausschmelzen von Blei aus einem Schrott-Gemenge ausgelegt, während die in Fig. Ib dargestellte Ausführungsform tarn Ausschmelzen von Zink dient, wobei die Vorrichtung nach Fig. Ib der Vorrichtung nach F i g. 1 nachgeordnet ist.

Bei der in Fig,la dargestellten AusfUhrungsform schließt sieh an den Vorratsbehälter t ein Zuführkano! 2 an, der in ein schräg in die Badflüssigkeit 3 führendes Rohr 4 mündet. Am Zuführkanal 2 greift eine im einzelnen nicht dargestellte Rütteleinrichtung 5 an, die die definierte Vorwärtsbewegung des in den Vorratsbehälter 1 eingefüllten Gemenges 6 gewährleistet.

Das schrägliegende Rohr 4 ist von einem Schneckenband 7 umgeben, das seinerseits mit einem gewissen Spiel an der Innenwand 8 eines koaxial verlaufenden Außenrohres 9 anliegt Das innere Rohr 4 weist vor der in Förderrichtung ersten unteren Schneckenwindung 10 Auslaßöffnungen 11 auf, ist im übrigen aber endseitig verschlossen.

Das Außenrohr 9 ist ebenfalls am unteren Ende verschlossen und mit Durchlässen 12 für die Badflüssigkeit versehen. An der tiefsten Stelle des endseitigen Abschlusses 13 des Außenrohrs 9 ist ein Auslaß 14 vorgesehen, an den sich eine in einen Vorratsbehälter 15 führende Leitung 16 anschließt Zwischen Auslaß 14 und Vorratsbehälter 15 ist eine Versc<;iußeinrichtung 17 angeordnet

Das Schneckenband 7 wird über das innere Rohr 4 angetrieben, wobei die zum Motor führende, ein großes Zahnrad 18 übergreifende Antriebskette 19 und die übrigen Teile der Antriebseinrichtung 20 nur schematisch dargestellt sind.

Die Badflüssigkeit 3 wird von einem Behälter 21 aufgenommen, der doppelwandig, vorzugsweise aus Schamottesteinen, ausgebildet ist Der Zwischenraum 22 zwischen innerer und äußerer Wandung 23 bzw. 24 wird von einem Öl-Gebläsebrenner 25 befeuert

Die öldämpfe des die Badflüssigkeit 3 bildenden UIs werden über eine Leitung 26 abgesaugt und gelangen in einen Kondensator 27, wo sie wieder verflüssigt und durch die Rückleitung 28 in das Bad geleitet werden. Die verbleibende Bad-Abluft wird über die Leitung 29 dem Brenner 25 als Verbrennungsluft zugeleitet Die Brenner-Abgase aus dem Zwischenraum 22 werden einer im Bereich des Zuführkanals 2 angeordneten, diesen mantelartig umgebenden Vorheizzone 30 zugeführt und gehen dann zum Kamin.

Von der Unterseite des austragsseitigen, also oberen Endes des Außenrohres 9 führt eine Auslassöffnung 31 und eine daran sich anschließende Leitung 32 zu der in F i g. Ib dargestellten, den zweiten Verfahrensabschnitt, nämlich das Ausschmelzen von Zink, vornehmenden erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Leitung 32 durchsetzt die Eintrittsöffnung 33 eines Zuführrohrs 34 und mündet vor der in Förderrichtung gesehen ersten Schneckenwindung 35 der im Zuführrohr 34 angeordneten Förderschnecke 16. Das Schneckenband 37 dieser Förderschnecke 36 kann .■nit ietn Innenmantel 38 des Zuführrohrs 34 verbunden sein und wird dementsprechend über dieses — wie im einzelnen nicht durgestellt — angetrieben. Der Bereich der ersten Schneckenwindungen 35,39,40 wirkt hierbei wiederum als eine Art Vorheizzone. Nach einigen Schneckenwindungen 35, 39, 40 ist das Zuführrohr 34 stirnseitig abgeschlossen und mit einer Austrittsöffnung 40 für das Gemenge 6 versehen. Diese Austrittsöffnung 40 liegt in Förderrichtung gesehen nach dtr ersten Windung 41 einer am Außenmantel 42 des Zuführrohrs 34 angeordneten in das Salzbad 43 eingreifenden äußeren Förderschnecke 44.

Diese äußere Förderschnecke 44 ist so dimensioniert, daß sie etwa bis zum Badboden 45 reicht und eine Weiterbeförderung des dort befindlichen Materials

ermöglicht. Sie taucht damit also wenigstens teilweise in das Bad 43 ein. Vor der in Förderrichtung gesehen letzten Schneckenwindung 46 der äußeren Schnecke 44 ist eine Austragsanordnurig vorgesehen.

Die Austragsanordnung besteht im Ausführungsbeispiel aus einer an der Verlängerung 47 des Zuführrohrs 34 parallel zu dessen Längsachse befestigten, ^;n Bewegungsrichtung vorgewölbten Schaufel 48, und einer in Drehrichtung D gesehen vor dieser Schaufel 48 liegenden Öffnung 49 in der Verlängerung 47 des Zuführrohrs 34. Um zu vermeiden, daß dasjenige Gemenge, welches von der Schaufel nicht erfaßt wird, sich vor der rückwärtigen Stirnwand 49 des Badbehälters 50 staut, sind an der letzten Schneckenwindung 46 der äußeren Schnecke 44 der rückwärtigen Stirnwand 72 des Badbehälters 50 zugewandt schräg zur Oberfläche des .Schneckenbandes 51 mehrere Schaufelansät/e 52 angeordnet, wobei in Drehrichtung D gesehen vor jedem Srhaiifrlansat/ 52 rinp Ainnphmnnu 53 im Schneckenband vorgesehen ist. Die Schaufelansätze 52 nehmen in den Bereich der rückwärtigen Stirnwand 49 gelangte Gemengeleile 6 auf und befördern sie bei weiterer Drehung in Richtung D der äußeren Schnecke 44 wieder zurück in den Raum vor deren letzter Windung 46.

Die öffnung 49 der Verlängerung 47 des Zuführrohrs 34 liegt in Förderrichtung gesehen vor der ersten Windung einer im Inneren der Verlängerung 47 des Zuführrohrs 14 angeordneten Schnecke 54. die die Fortsetzung der am Eingang des Zuführrohrs 34 angeordneten Schnecke 36 darstellt. Längs des Förderweges dieser inneren Schnecke 54 ist außerhalb des Badbehälters 50 im Boden 55 der Verlängerung 47 des Zuführrohrs 34 eine mit einem Sieb 56 abgedeckte öffnung 57 vorgesehen, wobei dieser Bereich der Verlängerung 47 des Zuführrohrs 34 von den Flammen 38 des darunterliegenden, der Badbeheizung dienenden Brenners 39 direkt erreicht und entsprechend hoch aufgeheizt wird. Auch dieser Bereich liegt ebenso wie der Badbehälter 50 innerhalb eines äußeren Schamottemantels 60. Die innere Schnecke 54 mündet in einer Austragsöffnung.

An uic mit einem Sieb 56 abgedeckte Ausiaüoiinung 57 schließt sich eine Rohrleitung 61 an. die zu einem Behälter 62 für das dort ausschmelzende Aluminium führt. Im Bodenbereich der Badwanne ist außerdem ein mn einer Verschlußanordnung 63 versehener Auslaß 64 vorgesehen, der über eine weitere Rohrleitung 65 zu einem Behälter 66 führt, der das abgezogene Zink aufnimmt.

Bei der besonders vorteilhaften gekoppelten Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen gemäß Fig la und F i g. 1 b läuft das Verfahren wie folgt ab:

Vom Vorratsbehälter 1 gelangt das Gemenge 6. das z. B. aus etwa 10 mm großen Teilen aus Kupfer. Blei. Zink. Aluminium und Kupfer und Zink in Form von Messing besteht, über den Zuführkanal 2 aufgrund von dessen Schräglage und unterstützt durch die Rüttelbewegung der Rütteleinrichtung 5 in den Bereich der Vorheizzone 30. Dort wird das Gemenge 6 mit Hilfe der heißen Brenner-Abgase vorgewärmt und getrocknet. Es gelangt dann über das schräg in die Badoberfläche eintauchende innere Rohr 4 in die Badflüssigkeit 3.

deren Spiegel 67 so hoch liegt, daß das Gemenge 6 bereits im Inneren des Rohres 4 von Badflüssigkeit 3 umspült wird. Durch das heiße Öl wird das im Gemenge 6 befindliche Blei ausgeschmolzen. Die verbleibenden ί festen Gemengebestandteile fallen durch die öffnungen 11 des Rohres 4 vor die in Förderrichtung gesehen erste Schneckenwindung 10 des am Außenmantel 68 des Rohrs 4 angebrachten Schneckenbandes 7 und werden unter guter Durchmischung längs des Bodens 69 des

ίο Außenrohres 9 im Bad 3 nach oben befördert. Dabei wird auch das bis dahin noch nicht ausgeschmolzene Blei gründlich entfernt, welches sich am unteren Ende des Außenrohres 9 sammelt. Sobald der Bleispiegel 70 eine gewisse Höhe erreicht hat, wird die zum Behälter

i) 15 führende Verschlußeinrichtung 17 geöffnet und das Blei abgezogen.

Die verbleibenden Gemengeteile 6 werden durch das Schneckenband 7 nach oben befördert und verlassen Ha«; Anßnnrrihr 9 durch die untenliegende Auslaßöff-

2Ii nung 31 und gelangen über eine Leitung 32 zur nachgeschalteten, den zweiten Verfahrensschritt durchführenden Anordnung. Über die Eintrittsöffnung 33 an der Vorderseite des Zuführrohrs 34 gelangen die Gemengeteile 6 vor die in Förderrichtung gesehen erste

·> Sehneckenwindung35der im Zuführrohr 34 angeordneten Schnecke 36. Durch die Austrittsöffnung 40 im Zuführ/ohr 34 fallen sie wiederum in Förderrichtung gesehen vor die erste Schneckenwindung 41 der äußeren Schnecke 44 in die aus einer Schmelze von

i" Zinkchlorid bestehende Badflüssigkeit 43. Von der äußeren Schnecke 44 werden sie wiederum unter guter Durchmischling in der Badflüssigkeit 43 entlangbewegt, wobei sämtliches ausschmelzbares Zink in Schmelze geht. Am Boden 45 des Badbehälters 50 sammelt sich < das flüssige Zink 71 und kann nach Erreichen eines gewissen Pegels durch Öffnen der Verschließanordnung 61 in den Sammelbehälter 66 entleert werden.

Am Ende des Badbehälters 50 gelangen die nunmehr im wesentlichen aus Kupfer und Aluminium bestehen-

"■ den Gemengeteile 6 in den Schaufelbereich der an der Verlängerung 47 des Zuführrohrs 34 befestigten Schaufel 48, werden von dieser angehoben und gelangen mii weiterer Drehung des Zuiuiiiiuins 34 uun_n uic m der Verlängerung 47 angeordnete öffnung 49 wieder in das Innere der Verlängerung 47 des Zuführrohrs 34. und zwar vor die in Förderrichtung gesehen erste Schneckenwindung der inneren Förderschnecke 54 und werden durch diese aus dem Innenraum des Badbehälters 50 befördert.

Sie gelangen nun in eine Zone noch höherer Temperatur, die der direkten Bestrahlung durc^ die Brennerflamme 58 ausgesetzt ist. Hier wird die Schmelztemperatur des Aluminiums erreicht, so daß dieses ausschmilzt und die Verlängerung 47 des Zuführrohrs 34 durch eine mit einem Sieb 56 abgedeckte Öffnung 57 verläßt und sich in einem Sammelbehälter 62 auffangen läßt Die jetzt noch fest verbleibenden Gemengeteile bestehen zu ca. 80% aus Kupfer und werden in einen nicht dargestellten Sammelbehälter am

-· Ende der Verlängerung 47 des Zuführrohrs 34 ausgetragen. Das dort erhaltene, hochwertige Material kann je nach beabsichtigter Verwendung weiterverarbeitet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1, Vorrichtung zum selektiven Abtrennen nicht ferromagnetischer Metalle aus einem Gemenge zerkleinerten metallischen Schrottes von nahezu einheitlicher Teilchengröße mit einer Zuführeinrichtung, die in ein Wärmebad zum Ausschmelzen niedrigschmelzender Bestandteile führt und einer aus dem Wärmebad herausführenden Austragseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsöffnung (31) der aus dem Wärmebad (3), dessen Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes von Blei Hegt, herausführenden Austragseinrichtung (4, 7, 9,11) über eine Zufuhrleitung (32) mit einem dem ersten Wärmebad (3) nachgeschalteten Wärmebad (43), dessen Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes von Zink liegt, verbunden ist, daß in dem Wärmebad (43) Zufuhr- und Austragseinrichtungen (80) angeordnet sind, und daß eine weitere Fördereinrichtung (54) vorgesehen ist, die die restlichen festen Gemengebestandteile durch eine Wärmezone (81), deren Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes von Aluminium liegt, fördert

   Z Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (2) eine Rütteleinrichtung (5) aufweist

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet daß als Zufuhr- und Austragseinrichtung (4, 7, 9, 11) ein in die Badflüssigkeit (3) führendes, mi* öffnungen (11) versehenes, endseitig geschlossenes Rohr (4) vorgesehen ist dessen Außenmantel (68) ein Schneckenband (7) trägt, das in einem Durchtvittsöffiiungen (il) aufweisenden endseitig geschlossenem Äußern ohr (9) verläuft

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß das Rohr (4) vor der ersten Schneckenwindung (10) des Schneckenbandes (7) Öffnungen (11) aufweist

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch «0 gekennzeichnet daß im Endbereich des Rohres (9) ein Auslaß (14) für das geschmolzene Blei vorgesehen ist

   6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für das aus dem ölbad *s (23) abdampfende Öl ein Kondensator (27) und eine den Kreislauf schließende Rückleitung (28) und für die verbleibende Badabluft eine Zuleitung (29) zum Brenner (25) vorgesehen ist

   7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn- so zeichnet, daß am Zuführkanal (2) vor dem Eintritt des Gutes (6) in das Rohr (4) eine durch die heißen Brennergase beheizte Vorwärmzone (30) angeordnet ist

   8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß in der in dem Bad (43) vorgesehenen Zuführ· und Austragseinrichtung (80) die zuführende Schnecke (36) konzentrisch zu einer austragenden Schnecke (54) angeordnet ist, wobei beide Schnecken vorzugsweise mit einem gemeinsa- w men Antrieb verbunden sind.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zuführ- und Austragseinrichtung (80) ein eine erste Förderschnecke (36) aufnehmendes Zuführrohr (34) mit einer Eintrittsöffnung (33) und einer an der Rohrunterseite angeordneten Austrittsöffnung (40) zur Bßdflüssigkeit (43), eine weitere, wenigstens teilweise in die Badflüssigkeit (43) eingreifende, am Außenmantel (42) des Zuführrohres (34) angeordnete zweite äußere Förderschnecke (44) zur Weiterbewegung des Gemenges (6) im Bad, eine Austragsanordnung für das Gemenge (6) aus dem Bad ins Innere der Verlängerung (47) des Zuführrohres (34) und eine weitere Schnecke (54) im Inneren der Verlängerung (47) des Zuführrohrs (34) zur Wejterbefö rderung des Gemenges (6) vorgesehen sind,

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsanordnung (80) wenigstens eine an der Verlängerung (47) des Zuführrohrs (34) befestigte, sich etwa in Längsrichtung des Zuführrohrs (34) erstreckende Schaufel (48) und eine in Drehrichtung D gesehen oberhalb derselben angeordnete öffnung (49) umfaßt

   11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (59), -der das Wärmebad (43) beheizt so angeordnet ist, daß im Bereich der aus dem Wärmebad (43) herausführenden Verlängerung (47) des Zuführrohrs (34) eine Zone (8!) mit einer Temperatur, die oberhalb des Schmelzpunktes von Aluminium liegt entsteht