DE10111300A1 - Aufbereitungsverfahren und -vorrichtung, insbesondere für Aushub - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Aufbereitung von Materialgemischen, die eine Grobkomponente (3) und eine vorwiegend bindige Feinkomponente (4) enthalten, werden einer Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) in kontinuierlichen Stoffströmen (11, 23) sowohl das Materialgemisch (2) als auch ein Zuschlagstoff (5) zugeführt. Die Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) dient dazu, den Zuschlagstoff (5) und das Materialgemisch (2) gleichmäßig miteinander zu vermischen, um die Feinkomponente (4) des Materialgemischs (2) in einen solchen Zustand zu überführen, dass die Feinkomponente (4) von der Grobkomponente (3) trennbar wird. Durch die kontinuierliche Zuführung von Materialgemisch (2) und Zuschlagstoff (5) zu der Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) wird eine innige Durchmischung von Zuschlagstoff (5) und Feinkomponente (4) erreicht, so dass die Trennung von Grobkomponente und Feinkomponente unmittelbar in der gleichen Einrichtung erfolgen kann. Mit diesem Verfahren lassen sich Materialgemische (2) abfallfrei in einem einzigen Verfahrensschritt zu zwei verwertbaren Produkten aufbereiten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten eines Materialgemischs, insbesondere zur Aufbereitung eines Materialgemischs das zumindest eine stückige Grob­ komponente und eine klebrige Komponente enthält, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Aufbereitung von Material, das Grobbestandteile wie Steine, kleinere Felsbrocken oder dergleichen und eine Feinkomponente enthält, die je nach Feuchtigkeits­ gehalt an der Grobkomponente haftet oder klebt, zu einem verwertungsfähigen Produkt oder verwertungsfähigen Pro­ dukten ist in der Regel mit dem Wunsch verbunden, die Materialbestandteile voneinander zu trennen. In der Pra­ xis schwanken sowohl die Zusammensetzung des Ausgangs­ materialgemischs als auch dessen Feuchtigkeitsgehalt von Fall zu Fall erheblich. Außerdem widersetzen sich solche Materialien einer einfachen Trennung häufig hartnäckig. Haftet der Feinanteil an den Grobbestandteilen, kann das Materialgemisch nicht in einem Siebvorgang getrennt wer­ den. Selbst mit so genannten Rollenrosten lässt sich das Material in vielen Fällen nicht ohne weiteres trennen. Der bindige Anteil führt dazu, dass sich ein Kuchen bil­ det, der nicht durch die Öffnungen zwischen den angetrie­ benen Rollen durchgeht, so dass keine ausreichende Tren­ nung von Steinen und klebrigem Material erfolgt. Werden an den einzelnen Rollen der Rollenroste jedoch Meißel oder andere Profilierungen vorgesehen, die dazu dienen sollen, den Feinanteil zwischen den angetriebenen Rollen nach unten zu fördern, können sich Probleme mit der Grob­ komponente, d. h. den enthaltenen Steinen oder Felsbrocken ergeben. Häufig werden deshalb zur Materialtrennung Waschverfahren eingesetzt, die den Feinanteil als Schlamm aus dem Grobanteil auswaschen. Der Schlamm ist jedoch meist nicht verwertungsfähig, wodurch hohe Folgekosten für die Entsorgung entstehen. Außerdem steht der wirt­ schaftlichen Anwendung solcher Verfahren häufig der hohe Wasserverbrauch gegenüber. Letztendlich wird auch nur ein Teil des Ausgangsmaterials, beispielsweise der Grobteil genutzt.

Es ist bekannt, zur Materialtrennung so genannte Schaufelseparatoren einzusetzen. Diese sind nach Art einer Baggerschaufel ausgebildet, in deren Boden wenigs­ tens zwei angetriebene Walzen angeordnet sind. Auf diesen sind Scheiben und Meißel angeordnet. Zur Materialaufbe­ reitung wird mit dieser Schaufel das Materialgemisch aufgenommen und die Schaufel so geschwenkt, dass das enthaltene Material auf den Walzen lastet. Durch ihre Drehungen lassen die Walzen den Feinanteil zwischen ein­ ander nach unten durchfallen, während der Grobbestandteil in dem Schaufelseparator verbleibt und dann ausgekippt werden kann.

Es ist weiter bekannt, auf das von dem Schaufelsepa­ rator aufgenommene Material Zuschlagstoff zu geben, der beispielsweise aus einem entsprechenden Silo als Portion entnommen wird, die dann in dem Schaufelseparator auf dem aufgenommenen Material liegt. Der Zuschlagstoff wird mit dem Feinanteil durch den Schaufelseparator gefördert und von dem Grobbestandteil getrennt. Dabei wird zunächst etwa 1/3 des aufgenommenen Materials ohne Zuschlagstoff durch den Schaufelseparator gefördert. Um eine vollstän­ dige Durchmischung von Zuschlagstoff und Feinanteil zu erreichen, ist es in der Regel erforderlich, das von dem Schaufelseparator abgegebene feinere Material nochmals mit diesem aufzunehmen und zwischen den Walzen durch­ laufen zu lassen. Gegebenenfalls muss dieser Vorgang mehrmals wiederholt werden.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Aufbereitungsverfahren zur Aufbereitung eines Materialge­ mischs, das zumindest eine stückige Grobkomponente und eine klebrige Feinkomponente enthält, zu schaffen, wobei aus beiden Komponenten ein verwertungsfähiges Produkt erzeugt werden soll und wobei das Verfahren rationell und weitgehend unempfindlich gegen Qualitätsschwankungen des aufzubereitenden Materialgemischs sein soll.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 und gegebenenfalls mit der Vorrichtung nach Anspruch 12 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren bereitet das Materi­ algemisch kontinuierlich auf. Dazu werden einer Homogenisier- und Separiereinrichtung sowohl das auf­ zubereitende Materialgemisch als auch ein Zuschlagstoff jeweils als kontinuierlicher Stoffstrom zugeführt. Da­ durch wird ermöglicht, dass die Homogenisier- und Sepa­ riereinrichtung den Zuschlagstoff gleichmäßig in dem Materialgemisch verteilt, so dass dieses trennfähig wird. Beispielsweise kann ein wasserbindender Zuschlagstoff beigegeben werden, um die Klebrigkeit der bindigen Kompo­ nente herabzusetzen. Die gleichmäßige Verteilung des Zuschlagstoffs in dem Materialgemisch ist somit wesent­ lich für eine gute Trennbarkeit der gesamten Grobkompo­ nente von der gesamten Feinkomponente. Außerdem wird auf diese Weise nicht nur die Grobkomponente als verwertungs­ fähiges Produkt erhalten sondern zusätzlich die mit Zu­ schlagstoff versehene Feinkomponente in einem ausreichen­ den Homogenisierungsgrad, so dass eine Nachbehandlung der Feinkomponente entfallen kann. Schlamm fällt nicht an. Dies insbesondere deshalb, weil dem Materialgemisch kein Wasser zugemischt wird.

In der Homogenisier- und Separiereinrichtung stellt sich ein Fließgleichgewicht zwischen zugeführten Stoff­ strömen und abgeführten Stoffströmen ein. Damit sind die Verhältnisse in der Homogenisier- und Separiereinrichtung während des Betriebs der Anlage im wesentlichen konstant einstellbar. Zu den Verhältnissen gehören dabei die in der Homogenisier- und Separiereinrichtung vorhandene Stoffmenge, deren Zusammensetzung, deren Bewegungsge­ schwindigkeit und -richtung, der Feuchtegehalt der Mi­ schung und die Zusammensetzung derselben.

Im Gegensatz zu bekannten Verfahren können die das Gemisch bildenden Materialkomponenten in einem einzigen Durchlauf durch die Anlage von einander getrennt, und zu separat verwertungsfähigen Produkten überführt werden. Es entstehen außerdem keine nichtverwertbaren Abfälle, wie Schlämme oder dergleichen.

Die Homogenisier- und Separiereinrichtung weist eine Homogenisierstrecke auf, die sich von einem Eingang zu einem Ausgang erstreckt. Das Materialgemisch und der Zuschlagstoff durchlaufen die Homogenisierstrecke gleich­ sinnig. Über die gesamte Länge der Homogenisierstrecke zweigen nach unten Separierausgänge ab, die z. B. durch Zwischenräume zwischen drehenden Wellen gebildet werden.

Als Zuschlagstoff wird vorzugsweise ein feuchtig­ keitsregulierender Stoff verwendet, wie beispielsweise Brandkalk als Pulver oder als Granulat, Zement, Asche, Steinmehl, Granulate, Fasern (Zellulosefasern oder ande­ re), Holzspäne, Holzmehl, Suspensionen wie Kalkschlamm Bentonite oder Dichtsuspensionen z. B. auf Kunststoff­ basis. Die Zuschlagsstoffe werden vorzugsweise so ge­ wählt, dass sich die bindige und die stückige Komponente voneinander besser trennen lassen und dass die bindige Komponente, nachdem sie von der stückigen Komponente abgetrennt worden ist, die erforderlichen oder gewünsch­ ten physikalischen Eigenschaften, wie Tragfähigkeit oder Dichtheit, aufweisen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Zu­ messung der Menge des pro Zeiteinheit zugeführten Zu­ schlagstoffs ständig oder von Zeit zu Zeit anhand des Wassergehalts des aufzubereitenden Materialgemischs vor­ genommen. Dazu kann eine Feuchtigkeitsmesssonde dienen, die an eine zentrale Steuerung angeschlossen ist. Alter­ nativ kann die Feuchtigkeit durch Probenentnahme und nachfolgende Probeuntersuchung festgestellt werden. Es ist möglich anhand der physikalischen Eigenschaften der Probe (Bildbarkeit oder direkt gemessener Feuchtigkeits­ gehalt) die geeignete Menge des Zuschlagstoffs, beispielsweise anhand einer Tabelle zu bestimmen und über eine Eingabeeinrichtung der zentralen Steuerung der Auf­ bereitungsanlage einzugeben. Alternativ kann die Anlage so beschaffen sein, dass der ermittelte Feuchtegehalt des Materialgemischs eingegeben wird, wonach die zentrale Steuereinrichtung die erforderliche Menge Zuschlagstoff anhand interner Berechnungsvorschriften oder Tabellen bestimmt.

Darüber hinaus ist es möglich, der Homogenisier- und Separiereinrichtung die Stoffströme insoweit kontrolliert zuzuführen, als nur so viel Material zugeführt wird, wie die Homogenisier- und Separiereinrichtung ausgangsseitig verlässt. Dadurch können Schwankungen der Separierge­ schwindigkeit, beispielsweise in Folge von Qualitäts­ schwankungen des Materialgemischs ausgeglichen werden.

Es wird bevorzugt, der Homogenisier- und Separier­ einrichtung sowohl das Materialgemisch als auch den Zu­ schlagstoff gemeinsam in einem einzigen Stoffstrom zu­ zuführen. Dies ergibt in der Regel eine besonders gute Homogenisierung und Durchmischung von Zuschlagstoff und Feinanteil. Die Größe des zugeführten Materialgemisch- Stoffstroms wird beispielsweise über die Schichthöhe auf einem zuführenden Förderband reguliert. Die Schichthöhe wird bei einer bevorzugten Ausführungsvariante des Ver­ fahrens etwa so groß gemacht wie der größte Durchmesser der die stückige Materialkomponente bildenden Brocken. Dies stellt für einen ungestörten Prozess die geringst­ mögliche Schichtdicke dar.

Es wird vorzugsweise mit einer Materialgemischzufüh­ rung gearbeitet, bei der die Schichthöhe des beispiels­ weise auf einem Förderband liegenden und auf diese Weise zugeführten Materialgemischs so gering wie möglich einge­ stellt ist. Die Breite des Förderbands kann demgegenüber wesentlich größer sein. Es ist möglich, den Zuschlagstoff lediglich als schmalen Streifen auf dem Materialgemisch aufzubringen. Es wird jedoch bevorzugt, diesen auf ge­ samter Breite auszubringen, so dass in den Grenzen der Genauigkeit dieses technischen Prozesses auf der gesamten Breite des zuführenden Förderbands die gleiche einheitli­ che Schichthöhe des Materialgemischs mit gleichmäßiger Bedeckung (Schichthöhe) des Zuschlagstoffs erhalten wird. Dies ergibt die besten Voraussetzungen für eine gute Homogenisierung und somit auch für eine gute Separie­ rungswirkung der Homogenisier- und Separiereinrichtung.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens ist in Anspruch 12 angegeben. Die Vorrichtung weist wenigstens eine Homogenisier- und Sepa­ riereinrichtung, eine Materialzuführungseinrichtung und eine Zuschlagstoffdosiereinrichtung auf. Die Einrichtun­ gen sind dabei so ausgebildet, dass sie jeweils kontinu­ ierlich arbeiten, d. h. der Homogenisier- und Separierein­ richtung pausenlos Material und Zuschlagstoff zuführen, wobei die Homogenisier- und Separiereinrichtung pausen­ los, d. h. in einem kontinuierlichen Prozess arbeiten. Um auch bei diskontinuierlicher Materialaufgabe einen wirk­ lich kontinuierlichen Homogenisier- und Separierprozess zu erhalten, wird es als vorteilhaft angesehen, in dem Vorratsbehälter einen Rollenrost anzuordnen. Dieser er­ möglicht sowohl eine vergleichmäßigte Materialzuführung als auch die Ausleitung von zu großen Materialbestand­ teilen.

Die Materialzuführungseinrichtung ist beispielsweise durch eine Bandfördereinrichtung und gegebenfalls eine vorgeschaltete Separiereinrichtung gebildet. Die Materi­ alzuführungseinrichtung fördert kontinuierlich einen Materialgemischstrom auch bei diskontinuierlicher Materi­ alaufgabe. Um den Förderstrom einzustellen kann z. B. über einen Schieber oder eine Blende eine konstante Material­ höhe auf dem Förderband eingestellt werden. Die Band­ fördereinrichtung kann auch als Wägefördereinrichtung ausgebildet sein. Vorzugsweise ist über dem Förderband ein Aufgabetrichter angeordnet. Wenn zu erwarten ist, dass das Materialgemisch zu grobe Komponenten enthält, wird es als vorteilhaft angesehen, in oder über dem Auf­ gabetrichter einen Rollenrost zur seitlichen Ausleitung allzu grober Bestandteile anzuordnen. Damit wird verhin­ dert, dass sehr grobe Komponenten den Förderprozess bei der Materialgemischzuführung stören. Außerdem wirkt der über der Bandfördereinrichtung angeordnete Rollenrost als Materialpuffer. Auf den Rollenrost diskontinuierlich und reichlich aufgegebenes Material wird von dem Rollenrost schon relativ gleichmäßig an die Bandfördereinrichtung der Materialzuführungseinrichtung abgegeben.

Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, den Rollenrost der Materialzuführungseinrichtung in der Nei­ gung verstellbar auszubilden. Dadurch lässt sich eine Leistungsanpassung an unterschiedliche Förderströme und Materialqualitäten herbeiführen. Die Drehachsen der Rol­ len sind vorzugsweise horizontal angeordnet, während die Förderrichtung (horizontal, ansteigend oder absteigend) einstellbar sein sollte. Die Rollenabstände sind vorzugs­ weise fix; sie können aber auch einstellbar festgelegt werden. Die Rollenabstände können miteinander überein­ stimmend festgelegt werden.

Anstelle des Rollenrosts zur Ausleitung der Gröbst­ komponente kann auch eine Spalt- oder Brecheinrichtung mit wenigstens zwei zueinander parallelen Wellen vor­ gesehen werden, die Keilelemente tragen. Die Keilelemente sind schräg zur Radialrichtung und schräg zur Umfangs­ richtung orientiert und dienen dazu, die sehr großen Komponenten (Gröbstkomponente, d. h. Steine oder Felsbrocken, deren Durchmesser größer ist als die maximale Schichtdicke auf dem Förderband der Zuführungseinrich­ tung) aufzuspalten. Vorzugsweise ist eine solche Spalt­ einrichtung dazu eingerichtet, die Maximalkorngröße auf etwa 200 mm zu begrenzen, d. h. größere Teile entsprechend zu spalten, und kleineres Material unbeeinflusst zu för­ dern.

Als Homogenisier- und Separiereinrichtung kann ein Rollenrost, ein Scheibenseparator oder eine ähnliche Anordnung Anwendung finden. Diesen ist gemeinsam, dass sie mehrere parallel zueinander angeordnete Wellen auf­ weisen, die vorzugsweise gleichsinnig drehend angetrieben sind. Die Wellen tragen Separatorelemente, beispielsweise Scheiben, mit Meißeln versehene Scheiben, oder unrunde, z. B. elliptische Elemente. Durch die gleichsinnige Dre­ hung legen die Wellen und die Separatorelemente eine Förderrichtung fest. Am Anfang der so gebildeten Förder­ bahn werden das Materialgemisch und der Zuschlagstoff aufgegeben. An dem gegenüberliegenden Ende der Förderbahn wird die Grobkomponente abgenommen. Dies kann kontinuier­ lich oder diskontinuierlich erfolgen. Eine Ausschleuse­ einrichtung dient dazu, diesen Vorgang zu steuern. Die Separatorenelemente können mit Vorsprüngen, wie z. B. Meißeln, Stiften, Fingern oder dergl. versehen sein. Dies verbessert sowohl die Separatorwirkung als auch die Homo­ genisierwirkung.

Bedarfsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Sensoreinrichtung aufweisen, die über eine Steuer­ einrichtung die Größe des Zuschlagstoffstroms im Verhält­ nis zu dem Stoffstrom des aufzubereitenden Materialge­ mischs steuert. Dies ermöglicht dann eine vollautomati­ sche Arbeitsweise insoweit, als die zur Erzielung einer optimalen Separierung der Materialkomponenten erforderli­ che Zuschlagstoffmenge automatisch dosiert wird.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschrei­ bung, der Zeichnungen oder Unteransprüchen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Er­ findung veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Aufbereitung eines Materi­ algemischs in schematisierter Darstellung,

Fig. 2 den Separiervorgang als Flussbild,

Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 1 in einer aus­ schnittsweisen Detailansicht,

Fig. 4 einen Scheibenseparator als Bestandteil einer Homogenisier- und Separiereinrichtung in sche­ matisierter Schnittansicht,

Fig. 5 eine Separiereinrichtung mit unrunden Separa­ torelementen in einer schematisierten Seiten­ ansicht und

Fig. 6 eine Spalteinrichtung zur Vorbehandlung des Materialgemischs, in perspektivischer Darstel­ lung.

In Fig. 1 ist eine Aufbereitungsvorrichtung 1 ver­ anschaulicht, die insbesondere der Aufbereitung von Mate­ rialgemischen 2 dient, die eine Grobkomponente 3 und eine Feinkomponente 4 enthalten. Die Grobkomponente 3 wird beispielsweise durch Steine, Felsbrocken oder andere Festbestandteile des Materialgemischs 2 gebildet. Das Materialgemisch 2 ist beispielsweise Bodenaushub, der als Feinkomponente 4 einen nichtstückigen Anteil aufweist, der Lehm oder Ton enthält. Der Lehm- oder Tonanteil führt zu einer Bindigkeit oder einer gewissen Klebrigkeit des Materialgemischs 2 bzw. der Feinkomponente 4 entsprechend der vorhandenen Feuchte.

Das Materialgemisch 2 wird von der Aufbereitungsvor­ richtung 1 aufbereitet, indem die Grobkomponente 3, wie in Fig. 1 rechts angedeutet, von der Feinkomponente 4 getrennt und separat ausgegeben wird. Die Feinkomponente 4 hingegen wird vermischt mit einem Zuschlagstoff 5 als aufbereitete Feinkomponente 6 ebenso gesondert abgegeben. Dazu weist die Aufbereitungsvorrichtung 1 eine Material­ zuführungseinrichtung 7 auf, die im Ausführungsbeispiel durch eine Bandfördereinrichtung 8 in Verbindung mit einer Antriebseinrichtung 9 gebildet ist. Diese Material­ zuführungseinrichtung 7 dient dazu, das Materialgemisch 2 in einem kontinuierlichen Stoffstrom 11 in eine Homogenisier- und Separiereinrichtung 12 einzuleiten. Die Homogenisier- und Separiereinrichtung 12 weist eine An­ zahl horizontal parallel zueinander angeordneter Wellen 14 auf, die mit der Antriebseinrichtung 9 oder einer gesonderten Antriebseinrichtung antriebsmäßig verbunden sind. Die Wellen drehen gleichmäßig oder mit in Durch­ laufrichtung zunehmender Drehzahl und tragen, wie Fig. 4 veranschaulicht, Separatorelemente 15, beispielsweise in Form drehfest mit den Wellen verbundener Scheiben. Ober­ halb der Wellen 14 und Separatorelementen 15 ist ein Homogenisierraum 16 ausgebildet, durch den das Materialgemisch 2 entsprechend der Drehung der Wellen 14 von einer Aufgabeposition 17 zu einer Ausgangsposition 18 in Förderrichtung F gefördert wird. Dabei wird das Material­ gemisch 2 umgewälzt, wodurch die Feinkomponente 4 größ­ tenteils zwischen den Wellen 14 nach unten ausfällt. Unterhalb der von den Wellen 14 gebildeten Bahn ist eine Auffangeinrichtung 19 angeordnet, die das Gemisch 6 auf eine Fördereinrichtung 21, beispielsweise in Form einer Bandfördereinrichtung leitet.

Zur ständigen Zumischung des Zuschlagstoffs 5 zu dem Stoffstrom 11 ist über der Materialzuführungseinrichtung 7 eine Dosiereinrichtung 22 für den Zuschlagstoff 5 an­ geordnet. Die Dosiereinrichtung 22 ist so ausgebildet, dass sie einen kontinuierlichen Stoffstrom 23 abgibt, der z. B. in Fig. 3 veranschaulicht. Die Dosiereinrichtung 22 kann als Zellenradschleuse ausgebildet sein. Diese weist ein Zellenrad 24 auf, das beispielsweise unter der Steue­ rung einer zentralen Steuereinrichtung 25 (Fig. 5) dre­ hend angetrieben ist. Die Dosiereinrichtung 22 ist dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass sie den Zuschlagstoff 5 auf der gesamten Breite der Bandfördereinrichtung 8 auf das auf der Bandfördereinrichtung 8 liegende Materialge­ misch 2 aufbringt.

An der Ausgangsposition 18 der Homogenisier- und Separiereinrichtung 12 ist eine Ausschleuseeinrichtung 26 vorgesehen, die der gesteuerten Ausleitung der hier an­ kommenden Grobkomponente 3 dient. Die Ausschleuseeinrich­ tung 26 kann beispielsweise durch einen Motor betätigten Schieber 27 oder eine Klappe gebildet sein, der einen Ausgang unter der Steuerung der Steuereinrichtung 25 von Zeit zu Zeit freigibt und wieder verschließt. An Stelle des Schiebers 27 kann bedarfsweise jedoch auch ein freier Ausgang vorgesehen sein, durch den die hier ankommenden Grobbestandteile 3 ständig abgegeben werden.

Um auf der Bandfördereinrichtung 8 eine einheitliche Schichthöhe von Materialgemisch 2 und somit einen kon­ stanten Materialstrom 11 zu erzeugen, ist über der Band­ fördereinrichtung 8 ein Schieber 28 vorgesehen, der fest eingestellt oder über einen Motor unter der Kontrolle der Steuereinrichtung 25 oder auch von Hand separat verstell­ bar ist. Der Schieber 28 erzeugt, wie Fig. 3 veranschau­ licht, eine Schicht Materialgemisch der Höhe H, wobei die Höhe H durch den Abstand der Unterkante des Schiebers 28 zu dem Förderband bestimmt wird. Die Höhe H ist so bemes­ sen, dass sie den größten Durchmesser D der Grobkomponen­ te 3 gerade eben geringfügig übersteigt. Sie ist wenigs­ tens so groß wie der Abstand zwischen den Rollen 31.

Der Schieber 28 weist an seiner Unterseite vorzugs­ weise eine drehbar gelagerte Rolle 28a oder eine ent­ sprechende Walze auf. Er bzw. sie grenzt über der Band­ fördereinrichtung 8 einen Aufgaberaum 29 ab, der mit Materialgemisch 2 gefüllt ist und in den das Materialge­ misch 2 ständig nachgefüllt wird. In diesen Aufgaberaum ragt, zumindest bei einer bevorzugten Ausführungsform, ein Feuchtesensor 32, der mit der Steuereinrichtung 25 verbunden ist. Diese nutzt die gewonnenen Daten über die Feuchtigkeit bzw. den Wassergehalt des Materialgemischs dazu, die jeweils passende Menge Zuschlagstoff zu dosie­ ren.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist in dem Aufgaberaum 29 oder über diesem eine Grobtrenneinrichtung z. B. in Form eines Rollenrostes 30 mit angetriebenen Rollen 31 vorgesehen. Der Rollenrost 30 ist so einge­ stellt oder beschaffen, dass übergroße Materialbestand­ teile nicht auf das Förderband gelangen sondern aussor­ tiert werden. Dazu sind die Rollen 31 in entsprechenden Abständen voneinander angeordnet. Dies betrifft Material­ bestandteile, deren Größe die Höhe des von dem Schieber 28 mit dem Förderband definierten Schlitzes übersteigen. Der Rollenrost 30 dient dazu, die Grobbestandteile vor der weiteren Bearbeitung auszuschleusen. Seitlich neben dem Rollenrost ist eine Auslassklappe vorgesehen, um angesammelte Grobteile ausleiten zu können.

Anstelle des Rollenrosts 30 zur Ausleitung der Gröbstkomponente 3a kann auch eine Spalt- oder Brechein­ richtung 36 gemäß Fig. 6 vorgesehen werden. Die Gröbst­ komponente wird dann nicht ausgeleitet, sondern zerklei­ nert. Die Spalteinrichtung 36 weist wenigstens zwei zu­ einander parallelen gegenläufig angetriebenen Wellen 37, 38 auf, die an entsprechenden Armen 39 Keilelemente 41 tragen. Die Keilelemente 41 laufen gruppenweise auf un­ terschiedlichen Durchmessern und sind schräg zur Radial­ richtung und schräg zur Umfangsrichtung orientiert. Zwi­ schen den Wellen 37, 38 und deren Keilelementen 41 sind die Abstände so eingestellt, dass feine und mittelgrobe Komponenten bis etwa 200 mm Durchmesser zwischen den Wellen 37, 38 unzerkleinert nach unten gefördert werden. Die Keilelemente 41 weisen jeweils eine Spitze 42 zur punktuellen Krafteinleitung in das Brechgut auf und die­ nen dazu, die sehr großen Komponenten (Gröbstkomponente, d. h. Steine oder Felsbrocken, deren Durchmesser größer ist als die maximale Schichtdicke auf dem Förderband der Zuführungseinrichtung) aufzuspalten. Vorzugsweise ist eine solche Spalteinrichtung 36 dazu eingerichtet, die Maximalkorngröße auf etwa 200 mm zu begrenzen, d. h. grö­ ßere Teile entsprechend zu spalten, und kleineres Materi­ al unbeeinflusst zu fördern. Außerdem können an den Wel­ len Schaufeln 43 zur verbesserten Förderung von Fein­ anteilen zwischen den Wellen 37, 38 hindurch vorgesehen sein.

Eine solche Spalteinrichtung 36 kann auch im An­ schluss an den Rollenrost 30 vorgesehen werden, wenn nur von Zeit zu Zeit durch den Rollenrost abgetrennte Gröbst­ komponente gespalten und separat verarbeitet werden soll.

Die insoweit beschriebene Aufbereitungsvorrichtung 1 arbeitet wie folgt:
Zur Aufbereitung des Materialgemischs 2 wird dieses ständig in den Aufgaberaum 29 gegeben. Die Bandförderein­ richtung 8 fördert unter Ausbildung einer konstanten Schichtdicke das Materialgemisch 2 als Stoffstrom 11 (Fig. 3) in den Homogenisierungsraum 16. Anhand des über den Feuchtesensor 32 gemessenen Wassergehalts des Materi­ algemischs 2 oder einer entsprechenden Vorgabe legt die Steuereinrichtung 25 die Drehzahl des Zellenrads 24 fest. Es entsteht dadurch auf dem Stoffstrom 11 eine gleich­ mäßige Schicht der Dicke Z, bestehend aus Zuschlagstoff 5. Beispielsweise wird hier Brandkalk (CaO) als Zuschlag­ stoff verwendet. Entsprechend dem Wassergehalt des Mate­ rialgemischs wird mit etwa 2 bis maximal etwa 15% Zu­ schlagstoff zu dem Materialgemisch 2 gearbeitet. Auf diese Weise werden der Stoffstrom 11 und der Stoffstrom 23 wie Fig. 2 veranschaulicht, zu einem gemeinsamen Stoffstrom 11, 23 zusammengeführt und somit als einheit­ licher Stoffstrom dem Homogenisierungs- und Mischraum 16 zugeführt. Die Homogenisierung des Materialgemsichs und die Separierung der einzelnen Komponenten erfolgt in einem einzigen Verfahrensschritt. Bedarfsweise kann es vorgesehen werden, Göbstkomponenten 3a von dem Material­ gemisch 2 abzutrennen aus dem Vorratsraum auszuleiten.

Durch die Umwälzwirkung der Wellen 14 und der mit ihnen verbundenen Scheiben 15 findet schon in der Nähe der Aufgabeposition 17 eine Vermischung und somit Homoge­ nisierung statt, bei der der Zuschlagstoff 5 innig mit insbesondere der Feinkomponente 4, vermischt wird. Auf dem Weg von der Aufgabeposition 17 zu der Ausgangspositi­ on 18 nimmt der Homogenisierungsgrad zu, wodurch eine Konsistenz eingestellt wird, die eine Trennung der Fein­ komponente 4 von der Grobkomponente 3 zulässt. Entspre­ chend wird das Gemisch 6, bestehend aus Feinkomponente 4 und Zuschlagstoff 5, durch die Zwischenräume zwischen den Wellen 14 nach unten gefördert, während die Grobkomponen­ te 3 fast vollständig von Feinkomponente 4 befreit, an der Ausgangsposition 18 ankommt.

Sie kann hier kontinuierlich oder periodisch ausge­ lassen werden.

Soll die Trennung verbessert werden, oder ist diese aus sonstigen Gründen schwierig, kann teilweise diskonti­ nuierlich gearbeitet werden, indem die Drehrichtung der Wellen 14 periodisch oder von Zeit zu Zeit umgekehrt wird. Dabei kann die Bandfördereinrichtung 8 kurz an­ gehalten werden oder weiterlaufen. Durch die Reversierung kann unter Umständen die Materialtrennung noch unter­ stützt werden, insbesondere wenn die Feinkomponente 4 sehr bindig ist.

Durch das genannte Verfahren entstehen zeitgleich zwei verwertbare Produkte, nämlich die von dem Material­ gemisch abgetrennten Grobkomponenten 3 (Steine, Kiesel, Gesteinsbrocken oder dergleichen) und der mit Zuschlag­ stoff 5, wie beispielsweise Zement, Kalk, Fasern oder anderen Zuschlagmaterialien, vermischte Feinanteil 4 als Gemisch 6. Besonders grobe Bestandteile 3a werden von dem Rollenrost 30 bereits aus dem Aufgabebunker aussortiert und separat ausgeschleust. Sie können unzerkleinert ge­ nutzt oder einer Zerkleinerungsanlage (z. B. Gesteins­ brechanlage) zugeführt werden. Das Gemisch 6 entsprechen­ der Zuschlagstoffe 5 wiederverwendungsfähig sein, bei­ spielsweise als Füllmaterial für Gräben oder dergleichen.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform, die in Fig. 5 veranschaulicht ist, sind die Wellen 14 mit el­ lipsenförmigen Separatorelementen 15' verbunden. Diese sind auf einer Welle 14 jeweils gegen 90° versetzt an­ geordnet, wie in Fig. 5 links anhand der Separatorele­ mente 15'a und 15'b zu erkennen ist. Außerdem sind die in Förderrichtung F einander benachbarten Separatorelemente benachbarter Wellen 14 gegeneinander versetzt, und zwar wiederum um 90°. Die Separatorenelemente 15' können be­ darfsweise mit Meißeln 33, 34 versehen sein, die sowohl die Homogenisierung des Materialgemischs als auch die Trennung in seine Grob- und Feinkomponente fördern kön­ nen.

Diese Art der Homogenisier- und Separiereinrichtung 12 erbringt eine erhöhte Transportwirkung und eine gute Scheidewirkung zur Separierung von Grobkomponenten 3 und Feinkomponenten 4 voneinander.

Bei einem Verfahren zur Aufbereitung von Materialge­ mischen, die eine Grobkomponente 3 und eine vorwiegend bindige Feinkomponente 4 enthalten, werden einer Homogenisier- und Separiereinrichtung 12, in kontinuier­ lichen Stoffströmen 11, 23 sowohl das Materialgemisch 2 als auch ein Zuschlagstoff 5 zugeführt. Die Homogenisier- und Separiereinrichtung 12 dient dazu, den Zuschlagstoff 5 und das Materialgemisch 2 gleichmäßig miteinander zu vermischen, um die Feinkomponente 4 des Materialgemischs 2 in einen solchen Zustand zu überführen, dass die Fein­ komponente 4 von der Grobkomponente 3 trennbar wird.

Durch die kontinuierliche Zuführung von Materialgemisch 2 und Zuschlagstoff 5 zu der Homogenisier- und Separierein­ richtung 12, wird eine innige Durchmischung von Zuschlag­ stoff 5 und Feinkomponente 4 erreicht, so dass die Tren­ nung von Grobkomponente und Feinkomponente unmittelbar in der gleichen Einrichtung erfolgen kann. Mit diesem Verfahren lassen sich Materialgemische 2 abfallfrei in einem einzigen Verfahrensschritt zu zwei verwertbaren Produkten aufbereiten.

Claims (30)

1. Verfahren zum Aufbereiten eines Materialgemischs (2), insbesondere zur Aufbereitung eines Materialge­ mischs (2), das zumindest eine stückige Grobkompo­ nente (3) und eine klebrige Komponente (4) enthält,
wobei das aufzubereitende Materialgemisch (2) zur Durchführung des Verfahrens als kontinuierlicher Stoffstrom (11) einer Homogenisier- und Separierein­ richtung (12) zugeführt wird, der außerdem ein Zu­ schlagstoff (5) als kontinuierlicher Stoffstrom (23) zugeführt wird, und
wobei aus dem von der Homogenisier- und Separierein­ richtung (12) kontinuierlich erzeugten Stoffgemisch mittels der Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) fortwährend eine Komponente (4) des Materialge­ mischs (2) abgetrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Materialgemisch (2) Steine, die eine stü­ ckige Komponente (3) bilden, und eine Feinkomponente (4) mit lehmigen oder tonigen Bestandteilen enthält, der je nach Feuchtigkeitsgehalt eine mehr oder weni­ ger klebrige oder teigig form- und bildbare Kompo­ nente bildet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Durchführung des Verfahrens die in der Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) vorhande­ ne Stoffmenge konstant ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagstoff (5) ein Feuchtigkeit regulierender Stoff ist oder ein Feuchtigkeit absorbieren­ der Stoff ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagstoff (5) ein chemischer Zusatz­ stoff ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagstoff (5) ein Bindemittel ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierung des Zuschlagstoffs (5) anhand des Wassergehalts des Materialgemischs (2) vorgenommen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagstoffstrom (23) anhand des Stoff­ stroms (11) des Materialgemischs (2) eingestellt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Zuschlagstoffstroms (23) anhand der Feuchte des Materialgemischs (2) und der Größe des Stoffstroms (11) des Materialgemischs (2) so eingestellt wird, dass die Haftung der Feinkomponen­ te (4) an der stückigen Komponente (3) gemindert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Materialgemisch (2) und der Zuschlagstoff (5) jeweils einen Stoffstrom (11, 23) bilden, die vor der Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) zusammengeführt und dieser als gemeinsamer Stoff­ strom zugeführt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Materialgemisch (2) als Stoffstrom (11) so geführt wird, dass sich eine Schichthöhe (H) ein­ stellt, die geringer ist, als die Breite des Stoff­ stroms (11), und dass der Zuschlagstoff (5) als Schicht auf das Materialgemisch (2) aufgebracht wird.

12. Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
mit einer Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) zum Homogenisieren zugeführter Stoffströme (11, 23) und zur Abtrennung einer stückigen Materialkomponen­ te (3),
mit einer Materialzuführungseinrichtung (7) zur Zuführung eines Stoffstroms (11) des aufzubereiten­ den Materialgemischs (2) zu der Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) und
mit einer Zuschlagstoffdosiereinrichtung (22) zur kontrollierten kontinuierlichen Zuführung eines Zuschlagstoffs (5) zu der Homogenisier- und Sepa­ riereinrichtung (12).

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, dass die Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) mehrere parallel zueinander angeordnete, dreh­ bar gelagerte Wellen (14) aufweist, die mit einer Antriebseinrichtung (9) verbunden sind, und auf denen Separatorelemente (15) angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, dass die Wellen (14) mit den von ihnen drehfest getragenen Separatorelementen (15) eine Förderbahn bilden, die eine überwiegend horizontale Förder­ richtung (F) festlegt, wobei die Materialzuführungs­ einrichtung (7) an dem stromaufwärtigen Ende (17) der Förderbahn angeordnet ist und wobei an dem stromabwärtigen Ende (18) eine Ausschleuseeinrich­ tung (27) für die Grobkomponente (3) angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, dass die Separatorelemente (15) Kreisscheiben sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, dass die Separatorelemente (15) unrunde Körper (15') sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, dass die Separatorenelemente (15, 15') Vor­ sprünge (33, 34), z. B. Meißel, tragen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, dass die Antriebseinrichtung (9) derart ausge­ bildet ist, dass die Wellen (14) gleichsinnig, je­ doch mit von Zeit zu Zeit wechselnden Drehrichtungen und/oder unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, dass eine Steuereinrichtung (25) vorgesehen ist, die wenigstens die Zuschlagstoffdosiereinrich­ tung (22) steuert und dass die Steuereinrichtung (25) mit einer Sensoreinrichtung (32) zur Erfassung der Feuchtigkeit des Materialgemischs (2) oder einer Eingabeeinrichtung zur Eingabe der gewünschten Zu­ schlagmenge verbunden ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, dass die Zuschlagstoffdosiereinrichtung (22) an der Materialzuführungseinrichtung (7) angeordnet ist, um den Zuschlagstoff (5) gemeinsam mit dem Stoffstrom (11) des aufzubereitenden Materialge­ mischs (2) der Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) zuzuleiten.

21. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, dass die Materialzuführungseinrichtung (7) einen Rollenrost (30) aufweist, der zur Ausschleu­ sung übergroßer Materialbestandteile (3a) dient.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich­ net, dass an dem Rollenrost (30) eine Ausschleuse­ einrichtung z. B. in Form einer gesteuerten Klappe angeordnet ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, dass der Rollenrost (30) in seiner Ausrichtung verstellbar ausgebildet ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, dass der Rollenrost (30) richtungsumkehrbar ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, dass zu der Materialzuführungseinrichtung (7) eine Bandfördereinrichtung gehört, deren Förderband mit gegebener oder einstellbarer Fördergeschwindig­ keit läuft, um der Homogenisier- und Separierein­ richtung (12) den Stoffstrom (11) des aufzubereiten­ den Materialgemischs (2) zuzuführen.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeich­ net, dass über der Bandfördereinrichtung zur Festlegung einer Förder-Schichthöhe ein Schieber (28) angeordnet ist, der vorzugsweise mit einer drehbaren Welle (28a) an seiner Schieberunterseite versehen ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeich­ net, dass die Bandfördereinrichtung als Bandwaage ausgebildet ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, dass die Dosiereinrichtung entsprechend dem von der Materialzuführungseinrichtung (7) geförderten Materialstrom gesteuert ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, dass die Materialzuführungseinrichtung (7) eine Spalteinrichtung (36) aufweist, die zur Zerkleine­ rung von Materialbestandteile (3a), deren Abmessun­ gen eine Grenze übersteigen, und zur unzerkleinerten Weitergabe von Materialbestandteilen dient, deren Abmessungen kleiner sind als die Grenze.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeich­ net, dass die Spalteinrichtung wenigstens zwei ge­ genläufig angetriebene Wellen (37, 38) aufweist, an denen freistehende Spaltkeile (42) befestigt sind.