DE4226635A1 - Verfahren zum Zerkleinern und Sortieren von Rest- oder Abfallstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerkleinern und Sortieren verwertbarer, aus Zwei- oder Mehrkompo­ nenten bestehenden Rest- oder Abfallstoffen, insbeson­ dere Elektronikschrott, der nach der Zerkleinerung in einem Shredder od. dgl. in Schwergut und in Trägerluft mit flugfähigen Leichtstoffen getrennt wird.

Der im Abfallbereich bekannte Entsorgungsnotstand führt dazu, daß künftig eine weitgehende stoffliche Verwertung von Abfall- und Reststoffen vorgeschrie­ ben wird. Der Anfall an nicht weiter verwertbaren Abfallstoffen ist dabei weitgehend zu minimieren. Dies hat zur Folge, daß immer mehr und komplexere Rest- und Abfallstoffe verwertet werden, die bisher noch als Hausmüll entsorgt werden konnten. Die sehr heterogene Zusammensetzung dieser Stoffe macht es jedoch erforderlich die bekannten Recyclingverfah­ ren zu verbessern, um den veränderten Anforderungen gerecht zu werden.

Ein für das Recycling von metallhaltigen Schrotten und Reststoffen zumeist angewandte Verfahren, ist das bekannte Shredderverfahren, z. B. bei der Ver­ wertung von Altautos, größeren Haushaltsgeräten oder auch von Elektronikschrott. Das Vorlaufmaterial wird im Shredder oder bei kleinteiligem Schrott in einer Hammermühle soweit zerkleinert, daß die darin enthaltenen unterschiedlichen Wertstoffkomponenten aufgeschlossen werden und anschließend die verwert­ baren Metalle von den nichtmetallischen Bestandtei­ len mittels verschiedener Separationsverfahren wie Magnet- und Wirbelstromscheidung oder Dichtetrenn­ verfahren voneinander getrennt werden.

Die nichtmetallischen, zumeist spezifisch leichte­ ren Materialien, bestehen oft aus faserigen, wolli­ gen oder drahtförmigen Komponenten, die sehr stark zu gegenseitiger Verfilzung neigen und somit in den nachfolgenden Verfahrensstufen oft Gewölle bilden, die wiederum andere Bestandteile, wie z. B. grobe Metallteile einschließen. Diese Gewölle stören die Separation der Metallteile und führen oft zu Ver­ unreinigungen der Metallkonzentrate und erschweren damit deren Verwertbarkeit. So ist z. B. der Cu- Gehalt im Eisenschrott auf max. 0,2% limitiert. Durch einen höheren Spulenanteil im Shreddervor­ laufmaterial wird durch die Bildung von Cu-Draht­ gewölle der vorgeschriebene Gehalt an Cu weit überschritten.

Üblicherweise werden derartige Knäuel z.Z. manuell entfernt und die Massivteile ausgeschüttelt. Eine weitere bekannte Maßnahme stellt die Abscheidung über das Trommelsieb-Sichtverfahren dar. In einem Trommelsieb wird das Gut fortlaufend umgewälzt und das abgelöste Feingut ausgesiebt. Gleichzeitig wird dabei freigelegtes Leichtgut durch eine Luftabsaug­ ung ausgetragen. Dieses Verfahren arbeitet sehr ineffektiv und ist mit einem sehr hohen apparati­ ven Aufwand verbunden. Durch die Abrollbewegungen im Trommelsieb wird die Einknäulung von Massivtei­ len noch begünstigt. Außerdem ist der Luftverbrauch sehr hoch. Es werden Luftmengen von 70 000 m³/h und mehr genannt. Eine manuelle Endkontrolle des gereinigten FE-Metallkonzentrates ist trotzdem noch erforderlich.

Aus diesem Grund wird bereits während der Zerklei­ nerung, über eine Luftabsaugung ein Großteil des flugfähigen Materials abgesaugt. Durch spezielle Ausgestaltung des Zerkleinerungsraumes und durch Einsatz von mehreren Absaugstellen wird versucht, das Leichtgut möglichst vollständig zu erfassen. Dies ist jedoch nicht immer möglich, weil es tote Winkel und Bereiche gibt, die vom Luftstrom nicht erfaßt werden. Zudem wird auch ein Teil des Leicht­ gutes durch den Zerkleinerungsvorgang unmittelbar auf die Shredderabzugsrinne geschleudert, wo das Material nicht mehr vom Luftstrom erfaßt werden kann. Durch erhöhte Luftabsaugmengen wird versucht diese sehr ungenügende Leichtgutabtrennung zu ver­ bessern. Dadurch wird auch die Abluftmenge erhöht und somit die Umwelt stärker belastet. Infolge der erhöhten Luftströmungsgeschwindigkeiten werden auch größere Metallteile, die durch die Zerklei­ nerungsorgane des Shredders in die Nähe der Luft­ absaugöffnungen geschleudert werden, gleichfalls ausgetragen und gelangen somit in das zumeist nicht verwertbare Shredderleichtgut.

Bei der Zerkleinerung von Elektronikschrott werden zum Teil sehr große Mengen an dünnen Cu-Drähten aus Spulen, Relais und Litzendrähten freigelegt, die ebenfalls sehr stark zur Verfilzung neigen. Mit üblichen bekannten Entstaubungs- und Reinigungs­ verfahren war es nicht möglich diesen Drahtanteil aus dem zu separierenden Shreddergut abzutrennen. Beim Shredderprozeß wird z. B. der Spulendraht zwar vom zumeist stählernden Spulenkern abgeschält und zerrissen, jedoch kann der Spulendraht im Shredder nicht weiter zerkleinert oder kompaktiert werden. Die den Shredderraum verlassenden Drähte sind z. T. mehrere Zentimeter lang und neigen dem­ zufolge zur gegenseitigen Verhakung und bilden sofort Wirrknäuel sobald sie Relativbewegungen zu­ einander ausführen können, wie z. B. auf Schurren, Vibrationsrinnen und Förderbandübergabestellen. Gleichzeitig werden dabei massive Metallteile, wie z. B. die kurz zuvor entfernten Spulenkerne wieder eingeschlossen. Nachgeschaltete Separationsstufen können somit nicht mehr trennscharf arbeiten. Eine weitergehende Zerkleinerung des Spulendrahtes auf Hammermühlen ist mit eingeschlossenen massiven Metallteilen nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nach­ teile der bekannten Verfahren zu beseitigen und dabei eine Wollebildung vor der Trennung von Schwer- und Leichtgut zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das zerklei­ nerte Gut gemeinsam mit der Trägerluft durch den Rost des Shredders geführt und dann die zerkleiner­ ten Stoffe mittels eines Förderbandes durch eine Schleuse transportiert werden, wobei die Träger­ luft vor der Schleuse von den zerkleinerten Stoffe getrennt und derart umgelenkt wird, daß sie die vom Förderband abfallenden Stoffe von unten an­ strömt, und daß die sich hierdurch ausbildende Quersichtung die nicht flugfähigen Leichtstoffe gesondert von dem Schwergut abtrennt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der den gesamten Shredderraum durchstreichende Trägerluft­ strom nach Verlassen des Mahlraumes unterhalb des Shreddermahlrostes vom durch das Rost fallenden Materialgutstrom getrennt und anschließend durch eine getrennte Luft- und Materialführung wieder durch das freifallende Material quer hindurchge­ führt. Das flugfähige Gut wird dadurch vollständig erfaßt und fortgetragen und gleichzeitig das nicht flugfähige Leichtgut soweit aus dem Gutstrom abge­ lenkt, daß es vom nicht abgelenkten Schwergut ab­ getrennt wird. Das gesamte flugfähige Material wird aus dem Shreddergut entfernt und gleichzeitig die dafür notwendige Luftmenge reduziert. Die Luft wird weitgehend im Kreislauf geführt und durchstreicht den gesamten Shredderraum, so daß eine ausreichende Kühlung sichergestellt ist. Nur die über die Materialaufgabe und Materialaustrags­ stellen eingesaugte Fehlluft muß über ein Feinfil­ ter an die Umwelt abgegeben werden.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens wird darin gesehen, daß die bei der Zer­ kleinerung von sekundären Rest- und/oder Abfall­ stoffen problematische Abtrennung von flugfähigen Stoffen, wie z. B. Folien od. dgl. verbessert und gleichzeitig der dafür notwendige Luftbedarf deut­ lich reduziert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich wie folgt beschreiben.

Das zerkleinerte Shreddergut fällt mit Unterstützung der Trägerluft durch das Shredderrost auf ein För­ derband, z. B. ein Plattenband. Das Shreddergut überstreicht das Plattenband in seiner gesamten Fläche, ohne daß es durch eingezogene Schurren o. ä. zu Roll- oder Fließbewegungen des zerkleinerten Gutes kommt und es somit nicht zu einer gegensei­ tigen Verfilzung der einzelnen Komponenten kommt. Weil das Gut auf dem Plattenband sofort zur Ruhe kommt, wird diese Maßnahme noch unterstützt. In­ folge einer relativ hohen Bandgeschwindigkeit wird das Gut auf dem Band zu einer dünnen annähernden Monoschicht auseinandergezogen, so daß es nicht zur Haufenbildung kommen kann. Gleichzeitig wird die Luft durch den gesamten Shredderraum und den Shredderrrost hindurch abgesaugt. Sie kann jedoch nicht den direkten Weg über das Plattenband zum Luftabsaugstutzen nehmen, weil der Luftweg durch eine Zellenradschleuse od. dgl. verriegelt ist. Nur das auf dem Plattenband liegende Gut kann diese Schleuse passieren. Durch eine mechanische Koppelung von Bandgeschwindigkeit und Zellenraddrehzahl wird ein optimaler Materialdurchgang und ein guter Luftab­ schluß sichergestellt. Eine Bestückung der Zellen­ räder mit auswechselbaren Gummidichtungen verbes­ sert diese Wirkung.

Durch die Abriegelung des Shredderraumes wird ver­ hindert, daß die Luft den direkten Weg zu einer Filteranlage nehmen kann und somit ungenutzt über das auf dem Plattenband liegende Gut streichen wür­ de. Stattdessen wird die Luft durch Leitbleche seit­ lich unter das Plattenband gelenkt. Über einen Strömungskanal wird sie dann in definierter Weise der Scheitellinie des Plattenbandes zugeführt. Das dort abfallende Gut bildet praktisch einen dünnen freifallenden Materialschleier. Durch die getrennte Luft- und Materialführung wird erreicht, daß das gesamte zerkleinerte Shreddergut einem definierten totraumfreien Sichtprozeß unterzogen wird. Jedes Teilchen wird somit von unten oder seitlich von der gleichen und definierten Luftströmung erfaßt und entsprechend der jeweiligen Masse und Anström­ fläche aus seiner normalen Fallkurve mehr oder weniger stark abgelenkt bzw. mit dem Luftstrom fortgetragen. Die horizontale Ablenkung der Teil­ chen ist von der Luftgeschwindigkeit, der Luftstrom­ höhe und der Fallhöhe des Sichtgutes abhängig und kann entsprechend eingestellt werden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist zudem eine Rückführung von nur grobentstaubter Abluft in den Shredderraum möglich, die dann wieder für den Sicht­ prozeß genutzt wird.

Bei einer Fallhöhe von 1 m, einer Luftgeschwindig­ keit von ca. 15 m/s und einer Luftstromhöhe von ca. 20 cm konnten die nicht flugfähigen Stoffe voll­ ständig entfernt werden, zugleich verblieben alle separierbaren massiven Metallanteile im Schwergut, wo sie dann ohne dauernde Störung durch Gewölle­ bildung separiert werden konnten.

Die aus dem Schwergut ausgeblasenen Cu-Drähte bil­ den im abgetrennten Leichtgut sofort Gewölle, sie stören dort aber nicht, weil sie in einer nachge­ schalteten Zerkleinerungsstufe ohne Gefahr durch massive Metalleinschlüsse zerkleinert werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in einer Zeichnung schematisch dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 2 ein Detail und

Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung der Erfindung.

Einem Shredder 1 mit einem Gehäuse 2 und einem Rost 3 wird das zu zerkleinernde Gut über einen Stutzen 4 zugeführt, in den Bereich eines Rotors 6 mit Zer­ kleinerungswerkzeugen 7 gebracht und dabei Luft eingesaugt. Über einen Lufteintragstutzen 5 wird zusätzlich Trägerluft in den Shredder 1 eingesaugt. Unterhalb des Shredders 1 befindet sich ein Förder­ bandgehäuse 8 mit einem Förderband 9, das über Förderbandrollen 9a, 9b geführt ist. Der Förderband­ antrieb ist nicht dargestellt. Oberhalb des Förder­ bandes ist eine Zellenradschleuse 10 vorgesehen, die mit dem Förderband einen Luftabschluß in Richtung zum Austrag bildet. Das Förderband 9 kann auch mit Querstegen 37 versehen sein, die mit einer Dicht­ leiste 37 eine Luftschleuse bilden. Unterhalb des Förderbandes ist ein die Luftstromhöhe H bildender Luftkanal 11 vorgesehen, aus dem die vor der Schleu­ se 10 umgelenkte Luft "B" in ein Trenngehäuse 12 strömt. Der Materialstrom "A" verläßt den Förderer 9 an dessen Ende und teilt sich in einen Schwergutstrom "A1" mit Schwergut "I", und den beiden nicht flug­ fähigen Leichtstoffströmen "A2" und "A3" mit den Stoffen "II" und "III". Für die Abtrennung dieser Ströme sind justierbare Leitbleche 13 und 14 vorge­ sehen. Auch können die Bunker 15 bis 17 mit Trenn­ wänden 13a und 14a versehen sein, die über Gelenke 13b und 14b gemäß der Pfeile 13c und 14c verstellt werden können. Aufgefangen werden die einzelnen Stoffkomponenten in den Bunkern 15 bis 17 mit Bunkerstutzen 18 bis 20. Nach unten abgeschlossen sind die Bunker mit Abschlußelementen 21 bis 23. Am oberen Ende des Trenngehäuses 12 ist ein Luft­ abzugsstutzen 24 angeordnet, über den die flugfäh­ igen Stoffe "IV" mittels einer Leitung 25 abgezogen werden. Der von den Ventilatoren 28 und 35 angesaugte Luftstrom wird über einen Zyklon 26 grob entstaubt und der Staub 36 nach unten abgezogen. Eine Teil­ luftmenge wird mittels einer Leitung 33 von dem Ventilator 28 durch einen Filter 27 gesaugt und als gereinigte Abluft über die Leitung 29 abgeführt. Der gefilterte Staub wird über Leitung 37 abgeführt. Die andere Teilmenge wird mittels einer Leitung 34 von dem Ventilator 35 angesaugt und in den Shredder 1 zurückgeführt.

Anstelle der Abschlußelemente 21 bis 23 können Gum­ mischläuche 31 mit Auffangbehältern 32 od. dgl. verwendet werden, wobei die oberen Enden der Gummi­ schläuche über die Bunkerstutzen 18 gezogen sind und die unteren Enden in die Auffangbehälter hin­ einreichen. Infolge des Unterdruckes in dem Trenn­ gehäuse 12 ziehen sich die unteren Schlauchenden zu­ sammen und bilden einen natürlichen Abschluß, so wie es Fig. 2 zeigt. Ist der Gummischlauch 31 mit Gut gefüllt, wird das untere Ende aufgrund der wir­ kenden Schwerkraft selbsttätig geöffnet, so daß das aufgefangene Gut abgeführt wird, so wie es Fig. 2a darstellt.

Claims (13)

1. Verfahren zum Zerkleinern und Sortieren ver­ wertbarer, aus zwei- oder Mehrkomponenten besteh­ enden Rest- und Abfallstoffen, insbesondere Elek­ tronikschrott, der nach der Zerkleinerung in einem Shredder od. dgl. in Schwergut und Trägerluft mit flugfähigen Leichtstoffen getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zerkleinerte Gut gemeinsam mit der Trägerluft durch einen Rost des Shredders geführt und dann die zerkleinerten Stoffe mittels eines Förderbandes durch eine Schleuse transportiert werden, wobei die Trägerluft vor der Schleuse von den zerklei­ nerten Stoffe getrennt und derart umgelenkt wird, daß sie die vom Förderband abfallenden Stoffe von unten anströmt, und daß die sich hierdurch ausbil­ dende Quersichtung die nicht flugfähigen Leichtstof­ fe gesondert von dem Schwergut abtrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Schwergut mittels Schwerkraft in einen Bunker fällt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Zwei- oder Mehrkomponen­ ten bestehenden nicht flugfähigen Leichtstoffe mit­ tels der Quersichtung getrennt und in unterschied­ liche Bunker aufgefangen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem abfallenden Schwergut getrennten nicht flugfähigen Leichtstoffe durch einstellbare Trennbleche abgetrennt werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flugfähigen Leichtstoffe mit Staubanteilen mittels der Trägerluft abgesaugt, so dann durch einen Zyklon und/oder einem Filter geführt werden, wobei die abgetrennte Luft in den Shredder zurückgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die zerkleinerten Stoffe durch eine Zellen­ radschleuse hindurch transportiert werden.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die separierten Stoffe getrenn­ ten Weiterbehandlungen zugeführt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die nicht flugfähigen Stoffe einer Nachzer­ kleinerung unterzogen werden.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Förder­ bandes und die Drehzahl der Zellenradschleuse mecha­ nisch gekoppelt sind.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderband als Plattenband ausgebildet ist.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Querstegen versehene Förderband mit der Decke des Gehäuses die Schleuse bildet.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Träger­ luft im Raum für die Quersichtung eingestellt und damit den betrieblichen Gegebenheiten angepaßt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Geschwindigkeit der Trägerluft zwischen 3 und 20 m/s mit einer Luftstromhöhe zwischen 15 und 40 cm eingestellt wird.