DE4311204C2 - Vorrichtung zur Abscheidung plastischer Schadstoffe, insbesondere Ton, bei der Kiesaufbereitung - Google Patents

Description

Viele natürliche Kiesvorkommen enthalten Ton- und/oder Lehmbestandteile, die bei der Verwendung des Kieses als Bauzuschlagstoff schädlich sind.

Es ist bekannt, in sogenannten, mit einer oder zwei Walzen ausgestatteten "Tongrindern" die Tonbestandteile zu zerkleinern und mit Wasser auszu­ schwemmen. Die Tongrinder sind einer hohen Beanspruchung ausgesetzt und weisen deshalb einen hohen Verschleiß auf. Ihr Energieverbrauch ist re­ lativ hoch. Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, die Tonbestandtei­ le nach einem verschleiß- und energieärmeren Verfahren abzutrennen. Ein wesentlicher Schritt in dieser Richtung stellt das Prallsprungverfah­ ren dar (Hentzschel, W.: Die Einsatzmöglichkeiten des Prallsprungverfah­ rens in der Sand- und Kiesindustrie, Freiberger Forschungshefte, A 425). Es beruht auf Unterschieden im elastischen Verhalten der zu trennenden Bestandteile. Die schädlichen Stoffe im Kies, wie Schiefer, Sandstein, Mer­ gel, Ton u. a., weisen im allgemeinen andere elastische Eigenschaften als die Kieskörner auf. Man läßt den Kies auf eine geneigte Prallplatte auf­ prallen, wobei die Körner in Abhängigkeit von ihrer Rücksprunghärte un­ terschiedliche Wurfbahnen beschreiben. Entscheidend für die Trennung ist, daß die in der Auffangebene auftretenden Sprungweiten der Kieskörner einerseits und der unbrauchbaren und schädlichen Bestandteile anderer­ seits ausreichend stark voneinander abweichen. Mit einem Prallplatten­ scheider kann man ökonomisch Kiese mit höchstens 6-15% unbrauchbaren und schädlichen Bestandteilen aufbereiten. Bei höherem Schadstoffgehalt muß noch ein zweiter oder dritter Prallplattenscheider bei gleicher Aufgabenmenge parallel- oder nachgeschaltet werden, was die Wirtschaft­ lichkeit stark herabsetzt. Nachteilig ist weiterhin, daß auf die Prall­ platten nur Kies in sehr dünner Schicht, möglichst Monoschicht und Korngrößen bis maximal 25 mm Durchmesser aufgegeben werden dürfen. Es ist bekannt, Prallplatten aus Stahl St50 der Stärken 5, 8, 10, 12 und 16 mm zu verwenden und die Prallfläche zu schleifen.

Unbewegliche Prallplatten sind für die Abscheidung geringer und über­ wiegend trockener Tonanteile geeignet. Bei höheren Tonanteilen und merk­ licher Feuchtigkeit verkleben die Prallflächen bis zum Funktionsausfall des Prallsprungscheiders. Häufiges Reinigen bei Unterbrechung der Kies­ aufgabe ist erforderlich. Dadurch sind eine konstante sowie ausreichen­ de Trennschärfe und ein hoher Durchsatz nicht gewährleistet. Der vor­ geschlagene Ersatz der Prallplatte durch eine rotierende Walze behebt diesen Mangel nur unwesentlich.

Aus dem großen Gebiet der Aufbereitung ist gemäß DE-AS 12 84 911, eine Sortiervorrichtung für eine Mischung unterschiedlicher elastischer Materialien bekannt, die entweder aus einer rotierenden Scheibe oder einem umlaufenden Band besteht. An der rotierenden Schei­ be kann ein Abstreifer angeordnet sein. Zwingend notwendig ist er nicht. Die Vorrichtung ist für die Trockenaufbereitung konzipiert und nicht für die Aufbereitung von Mischungen, die einen hohen Anteil an sich plastischer oder durch Hinzufügen von Feuchtigkeit klebriger Bestand­ teile aufweisen.

Eine Vorrichtung zum Abscheiden harter, elastischer Schadstoffe aus dem Müllkompost gemäß DE 38 04 190 C2 besitzt als we­ sentliche Funktionselemente in einer schiefen Ebene parallel angeord­ nete umlaufende Trommeln und eine Wurfvorrichtung zur Aufgabe des Stoffgemisches auf diese. Ahnlich den Sprungscheidern mit feststehen­ den Prallplatten dürfen der Anteil an elastischen Partikeln und die Aufgabemengen nicht groß sein. Deshalb ist eine Siebmaschine vorge­ schaltet, die das Ausgangsgut von dem größeren Teil der plastischen bzw. weichen Kompoststoffe befreit und somit das Aufgabegut an harten Schadstoffen anreichert. Außerdem dürfen die Partikel des Aufgabegutes einen Durchmesser von maximal 20 mm haben, weshalb vor der Aufgabe wei­ terhin eine Abtrennung größerer Partikel und eine Zerkleinerung von Partikeln geringeren Durchmessers erfolgen müssen. Für Kiese mit einem gewöhnlich hohen Anteil an Körnern über 20 bis 110 mm Durchmesser ist auch deshalb eine solche Vorrichtung völlig ungeeignet.

Bei einer in der DE 41 30 156 A1 beschriebenen Etiket­ ten-Ausbringvorrichtung schließlich werden Glasscherben und Etiketten an einer schief aufgestellten Platte entsprechend ihrer Gewichtsunter­ schiede sortiert; die Elastizitätsunterschiede spielen keine Rolle. Die Gewichtsunterschiede von Kies- und Tonpartikeln sind aber so gering, daß eine solche Vorrichtung für die Schadstoffabtrennung nicht in Frage kommt.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Prallsprungaufbereitung von Kiesen mit plastischem Schadstoffanteil konstruktiv so weiterzuentwickeln, daß wirtschaftlich große Auf­ gabemengen Kies mit normalen Schadstoffanteil und weniger große, aber noch wesentlich größere als bei der feststehenden Prallplatte mögliche Aufgabemengen mit hohem bis sehr hohem Schadstoffanteil sowie Korngrößen bis 110 mm Durchmesser aufbereitet werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsge­ mäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs ge­ löst. Zweckmäßige Ausführungen erfährt die Erfindung durch die Merkmale der Unteransprüche.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher er­ läutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Vorderansicht der Vorrichtung,

Fig. 2 die Seitenansicht nach Fig. 1.

Die ausgeführte Vorrichtung ist als Teil einer Kiesaufbereitungsanlage zwischen einem Förderband als Aufgabevorrichtung und einer Schurre als Auffangvorrichtung vor einem zu einem Brecher führenden Förderband an­ geordnet. Hauptteile der Vorrichtung sind die Prallscheibe 1, die Schei­ benwelle 2, der Lagerschaft 3, der Getriebemotor 4, der Abstreifer 5, das Stützgerüst und die Schwenkeinrichtung für die Neigung der Prallschei­ be 1.

Die Prallscheibe 1 besteht aus einem Manganhartstahl von 15-19% Mangan. Sie hat einen Durchmesser von 100 cm und eine Stärke von 21 mm. Ihre äußere Scheibenfläche, die Prallfläche 6, ist geschliffen. Sie ist vermit­ tels eines Flansches 7 an ihrer inneren Scheibenfläche zentrisch auf das eine Ende der Scheibenwelle 2 aufgesetzt. Die Scheibenwelle 2 ist in dem Lagerschaft 3 gelagert. Ihr anderes Ende ist an die Welle des Getriebemo­ tors 4 angekoppelt, dessen Gehäuse stirnseitig fest mit dem Lagerschaft 3 verbunden ist. Der Lagerschaft 3 besitzt an seinem Umfang gegenüberlie­ gend zwei Lagerzapfen 8, die in Gelenkbuchsen 9; 10 auf den oberen Enden von zwei Stützbeinen 11; 12 eingreifen. Das Material der Stützbeine 11; 12 ist ein U-Profil aus Baustahl. Sie verlaufen im oberen Abschnitt parallel, während sie im unteren Abschnitt gespreizt sind. Ihre Füße sind fest in einem rechteckigen Rahmen 13 aus einem Baustahl mit rechteckigem Querschnitt verankert. Als weitere Elemente des Stützgerüstes sind zwischen den Stützbeinen 11; 12 und der Querseite des Rahmens 13 je eine Strebe 14; 15 aus einem Stahlwinkelprofil angeordnet. Außerdem befindet sich an dem Stützbein 11 in einem bestimmten Abstand zu der durch die Lagerzapfen 8 definierten Achse ein schwenkbares Ge­ lenkglied 16 für eine Spindel 17 der Schwenkeinrichtung. In dem Ge­ lenkglied 16 ist drehbar und axial gesichert das eine Ende der Spin­ del 17 gelagert. Das andere Ende der Spindel 17 weist eine Kurbel 18 auf. Das Gewinde der Spindel 17 steht mit einer Spindelbuchse 19 im Eingriff, die drehgelenkig am Gehäuse des Getriebemotors 4 angeord­ net ist. Der Abstand der Spindelbuchse 19 zu den Lagerzapfen 8 ent­ spricht dem Abstand des Gelenkgliedes 16 zu denselben. Auf der Prall­ fläche 6 der Prallscheibe 1 ist etwas von der radialen Richtung ab­ weichend ein Abstreifer 5 angebracht, dessen äußeres Ende auf einem am Lagerschaft 3 befestigten Haltearm 20 aufgesetzt ist.

Der Getriebemotor 4 ist über einen Drehzahleinsteller an das Netz angeschlossen.

Im Betrieb zeigt die beschriebene Vorrichtung folgende Wirkungsweise:
Die Bestandteile des auf einen Korngrößenbereich ab 16 mm vorgesieb­ ten Kieses treffen nach Verlassen des Förderbandes eine Wurfparabel beschreibend senkrecht auf die geneigte, sich drehende Prallscheibe 1 auf. Die elastischen Körner prallen nach kurzer Verweilzeit infolge ihrer Rücksprunghärte von der Prallscheibe 1 ab und gelangen auf ei­ ner Parabelbahn in eine Schurre, auf der sie auf ein zu einem Brecher führenden Förderband rutschen. Die unelastischen, plastischen Lehm- oder Tonbestandteile bleiben auf der Prallfläche 6 kleben und werden an dem Abstreifer 5 von ihr abgestreift, wodurch sie auf eine Rutsche unterhalb der Prallscheibe 1 fallen. Ist der vorgesiebte Kies trocken, so ist es zur Gewährleistung einer ausreichenden Plastizität der Lehm- oder Tonpartikel erforderlich, ihn rechtzeitig vor der Aufgabe anzu­ feuchten.

Die Drehzahl der Prallscheibe 1 muß so hoch sein, daß sowohl die ela­ stischen Körner als auch die Lehm- oder Tonpartikel schnell aus der Aufprallzone abtransportiert werden. Die in der Mitte der Aufprallzo­ ne auftretende Drehgeschwindigkeit muß größer als die Geschwindigkeit des aufgebenden Förderbandes sein. Vermittels des Drehzahleinstellers ist die Einstellung der richtigen Drehzahl möglich.

Die zweckmäßigste Anordnung der Prallscheibe 1 und des aufgebenden Förderbandes zueinander ist dann erreicht, wenn sich die Aufprallzone gegenüber dem Abstreifer 5 befindet und sich die Lehm- oder Tonparti­ kel auf einer Halbkreisbahn bewegen. Durch Drehen der Kurbel 18 läßt sich die Neigung der Prallscheibe 1 so einstellen, daß der vorgesiebte Kies senkrecht in der Aufprallzone auf die Prallscheibe 1 auftrifft.

Abweichend von diesem Ausführungsbeispiel ist es selbstverständlich mit dieser Vorrichtung auch möglich, eine Sortierung des Kieses nach dem Quarzgehalt vorzunehmen, wozu eine weitere Schurre vorzusehen ist.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Abscheidung plastischer Schadstoffe, insbesondere Ton, bei der Kiesaufbereitung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine rotierende Prallscheibe (1) besitzt, mindestens die die Prallflä­ che (6) aufweisende obere Schicht dieser Prallscheibe (1) aus Manganhartstahl besteht und an ihr (1) ein Abstreifer (5) ange­ ordnet ist.

2. Vorrichtung zur Abscheidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Prallscheibe (1) mit einem drehzahlveränderlichen Antrieb (4) gekoppelt ist.

3. Vorrichtung zur Abscheidung nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Prallscheibe (1) in ihrer Neigung verän­ derlich ist.

4. Vorrichtung zur Abscheidung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Prallscheibe (1) vollständig aus Mangan­ hartstahl besteht und wenigstens 20 mm stark ist.