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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur kombinierten Siebung und Nichteisenmetallscheidung von
Schüttgütern, wobei
die Siebung mit einem Spannwellensieb in eine Grobfraktion und eine
Feinfraktion und die Nichteisenmetallscheidung mit als Gurtförderer ausgebildeten
Induktionsscheidern erfolgt, sowie eine Anlage zur Durchführung des
Verfahrens.
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In
Schüttgütern, insbesondere
Bauschutt, Schlacken (beispielsweise aus der Hausmüllverbrennung)
und dergleichen sind Nichteisenmetalle in Form von Partikeln unterschiedlicher
Größe enthalten.
Da einerseits diese Nichteisenmetallteilchen einen nicht unbeträchtlichen
Wert haben und aus wirtschaftlichen wie auch aus ökologischen
Gründen
einer Wiederverwertung zugeführt
werden sollten, ist eine Abscheidung dieser Fraktion aus den Schüttgütern wünschenswert.
Ferner stören
die Nichteisenmetallteilchen in der übrigen meist mineralischen Fraktion
des Schüttgutes,
da bei der Verwertung von beispielsweise Bauschutt und Schlacken-Schüttgütern, z.
B. im Straßenbau,
unerwünschte
Nebenwirkungen aufgrund der Nichteisenmetallteilchen hervorgerufen
werden. Beispielsweise können
im Straßenbau
Quellungen bei der Bildung von Aluminiumhydroxid entstehen, die
zur vorzeitigen Schädigung des
Straßenbelags
führen.
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Es
ist daher im Stand der Technik bekannt und wünschenswert neben der magnetischen
Eisenfraktion auch die Nichteisenmetalle aus den Schüttgütern, beispielsweise
Bauschutt, Schlacken abzuscheiden. Das Abscheiden von ferromagnetischen Eisenbestandteilen
ist im Stand der Technik hinlänglich
bekannt und ist nicht Bestandteil der vorliegenden Patentanmeldung.
Vielmehr wird davon ausgegangen, dass in dem zu behandelnden Schüttgut die ferromagnetischen
Bestandteile weitestgehend entfernt sind.
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Bei
Schüttgütern ohne
ferromagnetische Bestandteile ist es im Stand der Technik bekannt,
einen Nichteisenmetallscheider einzusetzen, der nach dem Induktionsprinzip
arbeitet. Beispielhaft wird auf die
DE 38 23 944 C1 verwiesen, in der ein Permanentmagnetscheider
beschrieben ist, bei dem über
eine Gurttrommel aus nicht elektrisch leitendem Material ein Förderband
für den
Transport der zu sortierenden Fraktion aus mehr oder wenig gut elektrisch
leitenden Teilchen geführt
ist. In der Gurttrommel ist ein mit höherer Drehgeschwindigkeit als
die Gurttrommel drehangetriebenes Magnetsystem mit Permanentmagneten
vorgesehen. Das drehangetriebene Magnetsystem ist exzentrisch in
der Gurttrommel angeordnet, um im erwünschten Trennungsbereich der
zu sortierenden Fraktionen eine möglichst intensive Einwirkung
des schneller als das Förderband
rotierenden Magnetfeldes zur Ablenkung der elektrisch leitfähigeren
Teilchen zu erreichen. Demgegenüber
wirkt das rotierende Magnetfeld im übrigen Bereich der Gurttrommel
kaum.
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Bei
der Abstimmung derartiger Induktionsscheider hat sich herausgestellt,
dass die Wurfweiten für
elektrisch leitfähige
Teilchen sehr stark von der Partikelgröße abhängen, womit eine gezielte Trennung
von Nichteisenmetallteilchen ohne vorherige Größensortierung des Schüttgutes
nicht zuverlässig möglich ist.
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Daher
ist es bekannt, eine mechanische Siebung der zu sortierenden Fraktion
des Schüttgutes vor
dem Zuführen
zum Nichteisenmetallscheider durchzuführen. Für die mechanische Siebung hat sich
dabei insbesondere die Siebung durch Spannwellensiebe als geeignet
herausgestellt. Eine derartige Siebmaschine ist beispielsweise in
der
DE 198 34 894
A1 beschrieben. Ein Spannwellensieb weist mehrere parallel
nebeneinander und in Abständen angeordnete
Querträger
auf, zwischen denen flexible Siebbeläge befestigt sind und von denen
jeder zweite Querträger
(erste Querträger)
relativ zu den dazwischen liegenden Querträgern (zweite Querträger) um die
Längsachse
hin- und herkippbar sind, wobei die dazwischenliegenden zweiten
Querträger
entgegengesetzt zu den ersten Querträgern um die Längsachse
hin- und herkippbar sind, um die Siebbeläge abwechselnd zu strecken
und zu stauchen. Damit wird eine verstopfungsfreie Abtrennung einer
Feinfraktion, beispielsweise 0 bis 4 mm, des zu behandelnden Schüttgutes
erreicht. Die Feinfraktion fällt
durch das Sieb, wohingegen die Grobfraktion über die schräg gestellte
Ebene des Siebs am unteren Ende ausgegeben wird.
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Bei
der Behandlung von Schüttgütern ist
es auch bekannt, zunächst
eine mechanische Trennung des Schüttgutes in eine Feinfraktion
und in eine Grobfraktion mittels eines Spannwellensiebs vorzunehmen
und nachfolgend die beiden gewonnenen, in ihrer Größenordnung
getrennten Fraktionen, nämlich Feinfraktion
und Grobfraktion getrennt weiter zu bearbeiten. Dabei ist es auch
bekannt, nachfolgend eine Nichteisenmetallscheidung der Feinfraktion
und eine Nichteisenmetallscheidung der Grobfraktion getrennt voneinander
durchzuführen.
Um eine gute Vereinzelung der dem jeweiligen Nichteisenmetallscheider
zugeführten
Fraktion sicherzustellen, wird dem Nichteisenmetallscheider üblicherweise
eine Vibrationsrinne vorgeschaltet.
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Nachteilig
ist sowohl ein erheblicher apparativer Aufwand und ein erheblicher
Platzbedarf, um eine derartige Schüttgutbehandlung durchführen zu können.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, das an sich bekannte Verfahren zur Schüttgutbehandlung,
nämlich Absiebung
und Nichteisenmetallscheidung in kompakter Weise durchzuführen und
eine kompakte und ggf. auch mobile Anlage zur Durchführung des
Verfahrens anzugeben.
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Gelöst wird
diese Aufgabe mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und einer Anlage
gemäß Anspruch
3.
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Dadurch,
dass die Ausgabe der Feinfraktion aus dem Spannwellensieb unmittelbar
auf ein erstes Förderband
eines ersten Induktionsscheiders für die Feinfraktion fällt, konnte überraschenderweise
auf eine gesonderte Vereinzelungsvorrichtung, insbesondere Vibrationsrinne,
für den
Zulauf des Induktionsscheiders verzichtet werden. Ebenso konnte
auf eine gesonderte Vereinzelungsvorrichtung vor der Zuführung zum
zweiten Induktionsscheider verzichtet werden, da die Ausgabe der
Grobfraktion unmittelbar auf das Förderband des zweiten Induktionsscheiders
geführt
wird und dort ausreichend verteilt auftrifft.
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Vorrichtungsgemäß wird dieses
Verfahren in einer Anlage zur kombinierten Siebung und Nichteisenmetallscheidung
verwirklicht, bei der die Ausgabe der Feinfraktion aus dem Spannwellensieb
unmittelbar auf ein erstes Förderband
eines ersten Induktionsscheiders für die Feinfraktion fällt und
die Ausgabe der Grobfraktion unmittelbar einem zweiten Förderband
eines zweiten Induktionsscheiders zugeführt wird.
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Dadurch,
dass Vereinzelungsvorrichtungen, beispielsweise in Form einer Vibrationsrinne,
für das Zuführen der
Schüttgutfraktion
zu den Induktionsscheidern überraschenderweise
nicht mehr erforderlich sind, kann die gesamte Anlage sehr kompakt
und damit platzsparend aufgebaut werden. Zudem verringern sich die
Anlagenkosten, da aufwändige
technische Geräte,
wie die Vereinzelungsvorrichtungen und teilweise auch Transportbänder eingespart
werden können.
Neben den Investitionskosten verringern sich auch die Betriebskosten,
da sowohl der Energiebedarf wie auch der Reparaturaufwand der Anlage
gegenüber
herkömmlichen
Anlagen zur Siebung und Nichteisenmetallscheidung verringert werden.
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Wenn
an der Ausgabe der Grobfraktion am Spannwellensieb ein Prallblech
vorgesehen ist, so dass die Grobfraktion über das Prallblech auf das zweite
Förderband
rutscht, wird die Grobfraktion sehr schonend auf das zweite Förderband
abgelegt. Damit wird vermieden, dass teilweise schwere und scharfkantige
Teile der Grobfraktion beim Aufprall auf das zweite Förderband
dieses beschädigen
oder durchschlagen könnten.
Das zweite Förderband
ist relativ dünnwandig
und daher empfindlich, da es über das
Magnetsystem des Induktionsscheiders geführt wird und folglich möglichst
dünn und
das Magnetfeld nicht oder kaum beeinflussend ausgebildet sein muss.
Durch Vorsehen des Prallblechs kann die Standzeit des zweiten Förderbandes
deutlich erhöht und
damit Ausfallzeiten und Reparaturkosten für die Gesamtanlage verringert
werden.
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In
weiterer Ausgestaltung weist das Prallblech eine ebene Rutschfläche auf,
die zur Horizontalen eine Neigung von 15° bis 45° aufweist. Für Schlacken und ähnliche
Schüttgüter konnte
ein Neigungswinkel von etwa 30° als
bevorzugt festgestellt werden.
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Um
die Anlage individuell an verschiedene Schüttgüter anpassen zu können, ist
die Neigung der Rutschfläche
zur Horizontalen einstellbar ausgebildet.
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Wenn
der erste und/oder der zweite Induktionsscheider Permanentmagnetscheider
sind, aufweisend eine Gurttrommel aus nicht elektrisch leitendem
Material, über
die das erste und/oder zweite Förderband
geführt
ist, und eine in der Gurttrommel exzentrisch drehangetrieben gelagerte
Poltrommel mit Permanentmagneten, wird eine besonders zuverlässige Trennung
von Nichteisenmetallen von der übrigen,
elektrisch weniger leitenden Fraktion erreicht. Die exzentrisch
gelagerte Poltrommel erlaubt eine feine Positionierung der elektromagnetischen
Wirkung. Zusammen mit den weiteren Parametern, nämlich Geschwindigkeit des Laufbandes, üblicherweise
1,0 bis 2,5 m/s, Drehzahl der in der Gurttrommel exzentrisch gelagerten
Poltrommel, bis zu 2.500 U/min, bevorzugt 400 bis 1.200 U/min und
der Positionierung eines Trennscheitels wird somit eine möglichst
optimale Nichteisenmetallscheidung erreicht.
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Wenn
unterhalb der beiden Induktionsscheider ein drittes Förderband
vorgesehen ist, auf das die von Nichtmetallen befreite Grobfraktion
fällt,
wobei unterhalb der Ausgabe der von Nichtmetallen befreiten Feinfraktion
und oberhalb des dritten Förderbandes
ein Reversierband angeordnet ist, um wahlweise die beiden Fraktionen
wieder zu vereinen, werden die von Nichteisenmetallen befreite Feinfraktion
und die von Nichteisenmetallen befreite Grobfraktion wahlweise zusammengeführt oder
getrennt abgeführt.
Mit dieser Austattung ist es somit möglich, sowohl eine getrennte
Weiterverarbeitung der Restfraktionen ohne Nichteisenmetalle, nämlich in
Fein- und Grobkörnung,
wie auch eine Wiederzusammenführung
zu einer Restfraktion ohne Nichteisenmetalle vorzusehen. Diese Einstellungsveränderung
kann über
das Reversierband kurzfristig, nötigenfalls
auch im laufenden Betrieb durchgeführt werden.
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Dadurch,
dass das Spannwellensieb in einer ersten Einheit mit dem ersten
Induktionsscheider aufgebaut ist, wobei die Arbeitsrichtungen beider
Komponenten einander entgegengesetzt ausgebildet sind, wird sowohl
ein kompakter Aufbau wie auch eine gute Zugänglichkeit der zur Feinjustierung
erforderlichen Einstellmittel erreicht.
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Wenn
am stromabwärtigen
Ende des am Spannwellensieb angeordneten Prallblechs der zweite
Induktionsscheider mit zum ersten Induktionsscheider entgegengesetzter
Arbeitsrichtung in einer zweiten Einheit lösbar zur ersten Einheit angeordnet ist,
wird ein langgestreckter Aufbau der Anlage mit guter Zugänglichkeit
aller Komponenten bereitgestellt.
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Bevorzugt
sind die erste Einheit und die zweite Einheit LKW-verladbar ausgebildet.
Damit kann die Anlage sehr schnell umgesetzt werden. Die beiden
Einheiten lassen sich mit relativ geringem Aufwand teilen und dank
ihrer Außenabmessungen problemlos
auf die Ladefläche
normaler LKW verladen.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung detailliert beschrieben.
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Darin
zeigt:
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1 in
einer schematischen Seitenansicht eine erfindungsgemäße Anlage.
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In 1 ist
eine Anlage zur kombinierten Siebung und Nichteisenmetallscheidung
von Schüttgütern in
einer schematischen Seitenansicht dargestellt. Die Anlage weist
ein Spannwellensieb 1 auf, das an der mit Pfeil X gekennzeichneten
Stelle von einem Strom zu behandelndes Schüttgut beaufschlagbar ist. Das
Spannwellensieb 1 ist geneigt zur Horizontalen auf einem
Keilbock 11 aufgebaut. Die Ausgabe der Grobfraktion Y,
also dem Schüttgutstromanteil,
der nicht durch das Sieb passt, erfolgt am unteren Ende des auf
den Keilbock 11 geneigt angeordneten Spannwellensiebs 1 an
einer Ausgabeöffnung 12.
An dieser Ausgabeöffnung 12 ist
ein Prallblech 13 mit einer ebenen Rutschfläche 14 angesetzt.
Die an der Ausgabeöffnung 12 ausgeworfene Grobfraktion
prallt auf das Prallblech 13 und rutscht entlang der ebenen
Rutschfläche 14.
Die Rutschfläche 14 weist
dabei gegenüber
der Horizontalen bevorzugt eine Neigung von ca. 30° auf. In
bevorzugter Ausgestaltung ist die Neigung der Rutschfläche 14 des
Prallblechs 13 verstellbar ausgebildet, um eine Anpassung
an das jeweilig zu behandelnde Schüttgut vornehmen zu können.
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Das
in 1 nicht näher
dargestellte Spannwellensieb weist in an sich bekannter Art mehrere
parallel nebeneinander und in Abständen angeordnete Querträger auf,
zwischen denen flexible Siebbeläge befestigt
sind und von denen jeder zweite Querträger relativ zu den dazwischen
liegenden Querträgern
um die Längsachse
hin- und herkippbar sind, um die Siebbeläge abwechselnd zu strecken
und zu stauchen. Diese sehr zuverlässige Siebtechnik erlaubt eine
verstopfungsfreie Abtrennung einer Feinfraktion aus dem zu behandelnden
Schüttgutstrom
X, beispielsweise in einer Fraktion 0 bis 4 mm. Die Feinfraktion
fällt dabei
Schwerkraft bedingt entsprechend den gestrichelten Pfeilen Z nach
unten.
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Unterhalb
des Spannwellensiebs 1 ist ein erster Induktionsscheider 2 angeordnet.
Der erste Induktionsscheider 2 ist als Gurtförderer ausgebildet und
weist ein erstes Förderband 21 auf,
das am in 1 rechts dargestellten Ende
um eine Gurttrommel 22 aus nicht leitendem Material geführt ist.
Die Gurttrommel 22 weist eine exzentrisch drehangetrieben
gelagerte Poltrommel 23 mit Permanentmagneten auf. Dabei
wird über
die mit höherer
Drehgeschwindigkeit als die Gurttrommel 21 drehende Poltrommel 23 mit
den Permanentmagneten ein wechselndes Magnetfeld in diesem Bereich
erzeugt, das in elektrisch leitenden Teilchen eine elektromagnetische
Abstoßung
erzeugt. Entsprechend werden aus der Feinfraktion Nichteisenmetalle
abgeschieden. Wie in 1 schematisch dargestellt, wird
ein Teilstrom ZNE über einen Trennscheitel 24 ausgeworfen,
wohingegen die von Nichteisenmetallen befreite Feinfraktion hinter
der Gurttrommel 22 und vor dem Trennscheitel 24 herunterfällt.
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Unterhalb
des stromabwärtigen
Endes des Prallblechs 13 ist ein zweiter Induktionsscheider 3 angeordnet.
Der zweite Induktionsscheider 3 ist in 1 nur
schematisch angedeutet. Es handelt sich jedoch ebenfalls um einen
als Gurtförderer
ausgebildeten Induktionsscheider, wie der erste Induktionsscheider 2.
Die Förderrichtung
ist jedoch dem ersten Induktionsscheider 2 genau entgegengesetzt
gewählt,
so dass die vom Prallblech 13 herabrutschende Grobfraktion
Y auf ein zweites Förderband 31 fällt und
dort in gleicher Richtung zum in der Zeichenebene in 1 linken
Ende der Anlage befördert
wird. Die mit Poltrommel ausgestattete Gurttrommel 32 ist in 1 angedeutet.
Von der auf das zweite Förderband 31 aufgegebenen
Grobfraktion werden wiederum die Nichteisenmetallteilchen als Ausgabe
der NE-Metalle aus der Grobfraktion YNE abgeschieden. Diese
aus der Grobfraktion gewonnenen NE-Metalle YNE gelangen
auf ein weiteres Förderband 35,
zur Abförderung
der gewonnenen NE-Metalle.
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Die
Ausgabe der von NE-Metallen befreiten Grobfraktion YR erfolgt
auf ein unterhalb des zweiten Induktionsscheiders 3 angeordneten
dritten Förderband 4,
das im dargestellten Ausführungsbeispiel
gemäß 1 die
von NE-Metallen befreiten Grobfraktionen in Pfeilrichtung R abfördert.
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Das
dritte Förderband 4 ist
so ausgebildet, dass es bis unterhalb des ersten Induktionsscheiders 2 angeordnet
ist. Zwischen der Ausgabe der von den NE-Metallen befreiten Feinfraktion
ZR und dem stromaufwändigen Ende 41 des
dritten Förderbandes 4 ist
ein Reversierband 42 angeordnet, um je nach Drehrichtung
des Reversierbandes 42 entweder die von NE-Metallen befreite
Feinfraktion ZR auf das dritte Förderband 4 zur
Zusammenführung
mit der von NE-Metallen befreiten Grobfraktion YR als Ausgabe
R oder als gesonderte Feinfraktion über ein weiteres Förderband 43 getrennt
auszugeben.
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Das
Spannwellensieb 1 und der erste Induktionsscheider 2 sind
auf einer gemeinsamen Rahmenkonstruktion 101 aufgebaut
und bilden eine erste Einheit I. An der ersten Rahmenkonstruktion 101 ist am
stromabwärtigen
Ende für
die Grobfraktionausgabe des Spannwellensiebs 1 eine zweite
Rahmenkonstruktion 102 angesetzt, in der der zweite Induktionsscheider 3 angeordnet
ist. Die zweite Rahmenkonstruktion 102 bildet zusammen
mit den darin befindlichen Aggregaten eine zweite Einheit II. Zum
Transport der erfindungsgemäßen Anlage
kann die Anlage in die erste Einheit I und zweite Einheit II getrennt werden
und getrennt auf herkömmliche
LKW-Ladeflächen
verladen werden. Die Breite der beiden Einheiten I und II beträgt dabei
maximal 2,5 m, bevorzugt maximal 2,2 m. Bevorzugt weisen die Einheiten I
und II Kranösen
auf, um eine Kranverladung zu erleichtern.
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- 1
- Spannwellensieb
- 11
- Keilbock
- 12
- Ausgabeöffnung
- 13
- Prallblech
- 14
- Rutschfläche
- 2
- erster
Induktionsscheider
- 21
- erstes
Förderband
- 22
- Gurttrommel
- 23
- Poltrommel
- 24
- Trennscheitel
- 25
- Förderband
- 3
- zweiter
Induktionsscheider
- 31
- zweites
Förderband
- 32
- zweite
Gurttrommel
- 35
- Förderband
- 4
- drittes
Förderband
- 41
- stromaufwärtiges Ende
- 42
- Reversierband
- 43
- Förderband
- 101
- erste
Rahmenkonstruktion
- 102
- zweite
Rahmenkonstruktion
- I
- erste
Einheit
- II
- zweite
Einheit
- X
- Zuführung zu
behandelndes Schüttgut
- Y
- Ausgabe
Grobfraktion
- YNE
- Ausgabe
NE-Metalle aus Grobfraktion
- YR
- Ausgabe
von NE-Metallen befreite Grobfraktion
- Z
- Ausgabe
Feinfraktion
- ZNE
- Ausgabe
NE-Metalle aus Feinfraktion
- ZR
- Ausgabe
von NE-Metallen befreite Feinfraktion