DE102015111890A1

DE102015111890A1 - Förderung und Vereinzelung von Rohstoffstücken

Info

Publication number: DE102015111890A1
Application number: DE102015111890.4A
Authority: DE
Inventors: Hans-Bernd Pillkahn
Original assignee: ProASSORT GmbH
Current assignee: ProASSORT GmbH
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2017-01-26
Also published as: WO2017013143A1; EP3325380A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Förderung und Vereinzelung von Rohstoffstücken, welche einer spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung unterzogen werden, wobei die Rohstoffstücke auf einen Schwingförderer (1) aufgebracht werden, auf ein Förderband (3) übergehen und einer spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung unterzogen werden, wobei die Förderung der Rohstoffstücke auf dem Schwingförderer (1) auf einer oder mehreren Rampen (4) erfolgt, die vom Schwingförderer (1) zum Förderband (3) ein Gefälle aufweisen, wobei die Rampen (4) im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sind und die Rohstoffstücke über die konkaven Seiten der Rampen (4) gefördert werden und ein oder mehrere in Förderrichtung verlaufende Förderspuren (5) ausbilden. Daneben betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung bzw. eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Förderung und Vereinzelung von wiederverwertbaren Rohstoffstücken, welche einer spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung unterzogen werden, wobei die Rohstoffstücke zunächst auf einen Schwingförderer aufgebracht und dort vereinzelt werden und anschließend auf ein Förderband übergehen.
In Zeiten knapper und teurer werdender Ressourcen ist die Wiederverwertung von Sekundärrohstoffen, beispielsweise in Form des Schrottrecyclings, von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung. Dies gilt umso mehr, als große Teile der verwendeten Rohstoffe aus Drittländern stammen, die die Versorgungssicherheit nicht immer gewährleisten können. Schließlich ist die Wiederverwertung von Sekundärrohstoffen auch in ökologischer Hinsicht wünschenswert.
Die Sekundärrohstoffe liegen in der Regel als Fraktionen vor, die aus einer Vielzahl an einzelnen Rohstoffstücken bestehen. Bei Neuschrotten aus der Verarbeitung entstammen die einzelnen Fraktionen in der Regel einzelnen Entfallstellen (Entstehungsorte), Altschrotte setzen sich aus Rohstoffen unterschiedlicher und undefinierter Herkunft zusammen. Selbst der Entfall von Neuschrotten aus einer bestimmten Entfallstelle kann wiederum unterschiedliche chemische Zusammensetzungen bei den Einzelstücken aufweisen. Insgesamt sind somit die einzelnen Fraktionen meist nur hinsichtlich der Zugehörigkeit zu einem Basiswerkstoff vorsortiert, unterscheiden sich aber in ihrer chemischen Zusammensetzung im Legierungsspektrum oft beträchtlich. Beispielsweise setzen sich Metallschrotte aus einzelnen Teilen unterschiedlicher Legierungsgehalte zusammen.
Für die Erzeugung von Hochleistungswerkstoffen ist die exakte chemische Zusammensetzung der Zielschmelze im Falle von metallischen Werkstoffen von höchster Bedeutung. Dabei ist das wirtschaftliche und ökologische Bestreben, einen möglichst hohen Anteil an Sekundärrohstoffen an der Gattierung, d. h. dem Schmelzofenbesatz, zu erhalten. Eine bloße Vorsortierung nach einzelnen Schrottgruppen ist selbst für einfachere Commodity-Werkstoffe kaum noch hinreichend. Für die Herstellung von Hochleistungswerkstoffen (High Performance Alloys = HPA), die besondere physikalische Eigenschaften im Hinblick auf Festigkeit, Verschleiß- und Korrosionsverhalten, Hitzebeständigkeit, Leitfähigkeit etc. aufweisen, wird der Einsatz von Sekundärrohstoffen zunehmend schwieriger oder scheidet per se aus. Darüber hinaus werden bislang störende Legierungselemente noch in großem Umfang verschlackt und damit letztlich vernichtet, was langfristig weder ökonomisch noch ökologisch hinnehmbar ist.
Da die Anforderungen an Werkstoffe, die durch Makro- und Mikrolegieren eingestellt werden, immer höher werden, werden ständig neue Legierungen mit immer feiner aufeinander abgestimmten Legierungsanteilen erzeugt. Diese Legierungsbestandteile können sich jedoch bei der späteren Wiederverwertung störend bemerkbar machen, insbesondere wenn die Wiederverwertung durch Einschmelzen in Induktionsöfen erfolgt, die keine metallurgische Aufarbeitung ermöglichen. So stören beispielsweise Mikrolegierungselemente, die hochfeste Stahlblechwerkstoffe ausmachen, die Einformung von kugeligem Graphit in ferritischem Grundgefüge bei Hochleistungseisenguss.
Es werden deshalb meist nur Anteile an vorsortierten Sekundärrohstoffen aus dem Beschaffungsmarkt für die Zielschmelze eingesetzt. Diese werden mit Primärrohstoffen bekannter Zusammensetzung dann so verschnitten, dass maximal zugelassene Legierungsgehalte eingestellt und insbesondere störende Legierungsbestandteile unter eine vorgegebene Spezifikationsgrenze gedrückt werden. Im Sinne einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft wäre aber die Erhöhung des Sekundärrohstoffanteils wünschenswert.
Um Rohstoffstücke, insbesondere Sekundärrohstoffstücke nach ihrer Zusammensetzung sortieren zu können, muss zunächst möglichst genau die chemische Zusammensetzung der einzelnen Rohstoffstücke bekannt sein. Die Analyse der stückbezogenen Zusammensetzung kann insbesondere spektroskopisch, beispielsweise mit Hilfe der laserinduzierten Atomemissionsspektroskopie (laserinduzierte Plasmaspektroskopie, LIBS = Laser-induced breakdown spectroscopy) erreicht werden. Für Analysen von Legierungselementen mit ähnlichen Atommassen wie der Grundwerkstoff selbst ist LIBS zurzeit das Verfahren der Wahl. Solche Legierungssysteme sind beispielsweise Mangan, Chrom und Nickel in Eisen oder Magnesium und Silizium in Aluminium. Für die Anwendung dieses Verfahrens ist es aber von entscheidender Bedeutung, dem Sensorsystem die Rohstoffstücke in Transportrichtung sowie orthogonal zur Transportrichtung (lateral) so vereinzelt zuzuführen, dass im Rahmen der Analyse eine genaue Zuordnung der ermittelten Zusammensetzung an einer möglichst hohen Zahl einzelner Rohstoffstücke pro Zeiteinheit möglich ist. Für die spektroskopische Analyse eines einzelnen Rohstoffstücks steht eine definierte Zeit zur Verfügung, die auch vom Anspruch an die Genauigkeit der Analyse und vom Zustand der Sekundärrohstoffoberfläche abhängt. Der Abstand der einzelnen Rohstoffstücke voneinander muss daher einer definierten Zeitbilanz folgen, die vom Sensorsystem, vom Zustand der Messobjekte und von der Messaufgabe selbst beschrieben wird. Daneben wird bei der Sortierung von Rohstoffstücken vor der eigentlichen spektroskopischen Analyse in der Regel auch Zeit für die Erfassung der Form und Lage des Rohstoffstücks und die Festlegung geeigneter Messpunkte auf dem Rohstoffstück, eine vorgeschaltete Ablation der Oberfläche zur Freilegung geeigneter Messpunkte und schließlich nach erfolgter spektroskopischer Analyse für die rechentechnische Auswertung der Analyse und die Zuführung der Rohstoffstücke zu einzelnen Sortierfraktionen benötigt. All diese Schritte machen eine präzise und nach betrieblicher Erfahrung vorwählbare Separation bzw. Vereinzelung der Rohstoffstücke erforderlich.
Auf der anderen Seite ist für einen hohen Durchsatz jedoch auch eine hohe Fördergeschwindigkeit der zu analysierenden Rohstoffstücke notwendig. Eine hinreichend hohe Fördergeschwindigkeit lässt sich mit Hilfe von Förderbändern erreichen, die gemäß Stand der Technik häufig mit einer Geschwindigkeit in einer Größenordnung von 3 m/s arbeiten, Förderbänder sind aber nicht dazu in der Lage, eine Vereinzelung der aufgebrachten Stücke vorzunehmen. Eine Vereinzelung in Förderrichtung und lateral dazu kann grundsätzlich mit Hilfe eines Schwingförderers vorgenommen werden. Die Fördergeschwindigkeit eines konventionellen Schwingförderers ist jedoch für den gewünschten hohen Durchsatz bei gleichzeitiger Forderung nach monoschichtiger Belegung des Förderbodens mit Sekundärrohstoffen und entsprechender Vereinzelung nicht ausreichend. Unter Schwingförderern werden erfindungsgemäß Schwingrinnen und Schüttelrutschen verstanden, welche sich dadurch voneinander unterscheiden, dass eine Schwingrinne im Gegensatz zu einer Schüttelrutsche auch eine vertikale Bewegungskomponente umfasst.
Gerade bei einer Analyse mit Hilfe von LIBS ist entscheidend, dass die Rohstoffstücke in den Strahlengang des Lasers eingebracht werden müssen, wobei aus messphysikalischen Gründen nur eine geringfügige laterale Auslenkung des Laserstrahls möglich ist. Die laterale Auslenkung sollte max. +/–150 mm betragen, da bei größeren Scanbreiten eine zu starke Streuung des emittierten Lichts zu beobachten ist.
Für eine effiziente und auch in wirtschaftlicher Hinsicht sinnvolle Analyse und Sortierung von Sekundärrohstoffstücken ist somit eine zuverlässige Vereinzelung der Rohstoffstücke in Monoschicht bei gleichzeitig hoher Fördergeschwindigkeit notwendig, verbunden mit einer Vermeidung zu starker seitlicher Abweichungen (in Förderrichtung betrachtet) der einzelnen Rohstoffstücke.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Förderung und Vereinzelung von Rohstoffstücken, welche einer spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung unterzogen werden, mit folgenden Schritten:

– Aufbringen und Fördern der Rohstoffstücke auf einem Schwingförderer
– Übergang der Rohstoffstücke auf ein Förderband
– spektroskopische Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke,

Das erfindungsgemäße Verfahren kombiniert somit die Vorteile eines Schwingförderers (zuverlässige Separierung der Rohstoffstücke) mit denen eines Förderbandes (hohe Fördergeschwindigkeit). Die Ausgestaltung des Schwingförderers in Form von gewölbten, ein Gefälle aufweisenden Rampen, hat sich dabei insofern als besonders vorteilhaft herausgestellt, als die durch den Schwingförderer herbeigeführte Vereinzelung der Rohstoffstücke auf dem Förderband nicht nur erhalten bleibt, sondern sich aufgrund des in der Regel zwischen Schwingförderer und Förderband vorliegenden Unterschieds der Fördergeschwindigkeiten weiter ausprägt. Zusätzlich sorgt die gewölbte Ausbildung der Rampen dafür, dass die Rohstoffstücke innerhalb einer vom Sensorsystem geforderten schmalen Förderspur auf das Förderband aufgebracht werden, wobei ggf. auch mehrere Förderspuren parallel zueinander in Förderrichtung verlaufen können. Mit anderen Worten sind die Rohstoffstücke innerhalb einer Förderspur so hintereinander angeordnet, dass eine problemlose Analyse der Zusammensetzung mit Hilfe eines Laserstrahls möglich ist und der Laserstrahl keine zu großen Auslenkungen erfahren muss. Der Übergang der Rohstoffstücke vom Schwingförderer auf das Förderband erfolgt automatisch, d.h. die Rohstoffstücke rutschen aufgrund des Gefälles der Rampen auf das Förderband.
Ggf. können zwischen den dem Förderband nächstkommenden Rampen und dem Förderband selbst noch geeignet geformte Leitbleche angeordnet sein, über die die Rohstoffstücke auf das Förderband übergehen, insbesondere auf das Förderband rutschen, um die Rohstoffstücke vom Schwingimpuls des Schwingförderers zu entkoppeln und so eine ruhige Übergabe auf das Förderband sicherzustellen. Hierzu sollten die Leitbleche in Richtung Förderband ein Gefälle aufweisen. Die Leitbleche können ebenfalls im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sein, wobei die Rohstoffstücke über die konkaven Seiten der Leitbleche auf das Förderband übergehen. Die Geschwindigkeit der Rohstoffstücke kann am Übergang durch entsprechende Neigung der Leitbleche weiter erhöht werden. Zusätzlich können auf den Leitblechen weitere, vertikal angeordnete Elemente angeordnet sein, die für eine seitliche Begrenzung des Förderstroms der Rohstoffstücke sorgen und die Rohstoffstücke in den ausgebildeten Förderspuren halten. Unter Leitblechen werden erfindungsgemäß beliebige Elemente verstanden, über die die Rohstoffstücke auf das Förderband rutschen können, unabhängig vom Material der Leitbleche. Ein Leitblech kann somit auch aus einem nichtmetallischen Material gefertigt sein.
Durch die Rampen und ihr Gefälle werden die Rohstoffstücke in der Regel deutlich beschleunigt. Typische Fördergeschwindigkeiten von gängigen Schwingförderern liegen in einer Größenordnung von 300 mm/s, von Förderbändern hingegen bei 3.000 mm/s; durch diese Geschwindigkeitsdifferenz um den Faktor 10 wird beim Übergang des Rohstoffstücks von der Schwingrinne auf das Förderband ein starker Impuls herbeigeführt, durch den das Rohstoffstück in Eigenbewegung gerät, die sich über eine lange Förderstrecke auswirkt. Insbesondere bei LIBS mit Vorablation muss das Stück aber sehr ruhig auf dem Förderband liegen. Erfindungsgemäß werden die Rohstoffstücke auf den Rampen bevorzugt um den Faktor 2, weiter bevorzugt um den Faktor 5 und noch weiter bevorzugt um den Faktor 10 beschleunigt. Die Erhöhung der Geschwindigkeit ermöglicht einen problemlosen Übergang vom Schwingförderer zum Förderband. Dies wiederum ermöglicht den Einsatz von kurzen Förderbändern, selbst bei hohen Fördergeschwindigkeiten, was sich positiv hinsichtlich der Baulänge und des Investitionsaufwands für die Anlage auswirkt. Zudem trägt die Beschleunigung in der Schwingrinne wesentlich mit zur Vereinzelung bei, weil sich die Lücken zwischen den einzelnen Rohstoffstücken vergrößern.
Ohne die Beschleunigung auf den Rampen ist das Auseinanderziehen der Rohstoffstücke nicht oder nur beschränkt möglich. Gerade bei Sekundärrohstoffen treten z. B. bei Stanzschrotten erhebliche Unterschiede in der Größe der Stücke auf. Dieser kann leicht einen Faktor 8 und mehr ausmachen. Bei zwingend erforderlicher Monolagigkeit der Rohstoffstücke zur Analyse ist ein Auseinanderziehen in ausreichendem Umfang nur über entsprechende Geschwindigkeitsdifferenzen möglich. Im erfindungsgemäßen Förder- und Vereinzelungssystem besteht zwischen Aufgabe der Rohstoffstücke auf den Schwingförderer und der Geschwindigkeit während des spektroskopischen Analysevorgangs ein einstellbarer Faktor von typischerweise 10 bis 20.
Bei Schwingförderern handelt es sich um mechanische Fördereinrichtungen für Schüttgüter unterschiedlicher Art, bei denen das zu transportierende Medium mittels Schwingungen bewegt wird. Ein typischer Schwingförderer in Form einer Schwingrinne weist eine Förderrinne auf, die sich zum Transport schräg nach oben in Förderrichtung und zurück bewegt, d. h. die Bewegung umfasst eine vertikale Komponente sowie eine horizontale Komponente in Förderrichtung. Auf diese Weise wird das Fördergut nach oben geworfen und trifft, nachdem sich die Förderrinne selbst zurückbewegt hat, in einem in Förderrichtung näher zum Austrittsende der Förderrinne liegenden Bereich wieder auf. Das am Eintrittsende auf die Förderrinne gebrachte Fördergut „ruckelt“ somit nach und nach in Richtung Austrittsende, indem es durch die Schwingungen stets etwas nach oben und in Richtung Austrittsende geworfen wird. Eine weitere Form des Schwingförderers ist die Schüttelrutsche, bei der sich im Gegensatz zur oben beschriebenen Schwingrinne die Förderrinne lediglich hin- und her bewegt, d. h. nur in der Horizontalen, aber ohne Vertikalkomponente. Es findet somit kein „Wurf“ des Förderguts statt, vielmehr rutscht dieses mit jeder Schwingung ein Stück weiter in Förderrichtung. Bei jeder Schwingung bewegt sich die Förderrinne zunächst in Förderrichtung, bevor sie am Ende dieser Bewegung ruckartig in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt wird. Aufgrund der Trägheit der Rohstoffstücke rutschen diese jeweils noch ein Stück weiter in Förderrichtung.
Der Einsatz von Schwingförderern, bei denen ein Wurfwinkel auftritt, welcher vorteilhafterweise einstellbar ist, zu Beginn der Vereinzelung ist auch insofern hilfreich, als miteinander lose verbundene, z. B. leicht verhakte Rohstoffstücke auf diese Weise voneinander getrennt werden können. Dieser Effekt wird durch die Neigung der Rampen verstärkt. Neigungswinkel und Wurfwinkel addieren sich derart, dass die Wurfhöhe des Rohstoffstücks steigt. Ggf. kann es ausreichend sein, die Vereinzelung lediglich so weit durchzuführen, dass jeweils nur wenige Rohstoffstücke zusammen vorliegen, d. h. es ist nicht in jedem Fall erforderlich, eine Vereinzelung in dem Sinne vorzunehmen, dass sämtliche Rohstoffstücke vollkommen separiert sind, auch wenn dies bevorzugt ist.
Idealerweise sollte in jeder Förderspur die laterale Varianz der Zentren der Rohstoffstücke max. 600 mm, bevorzugt max. 400 mm, weiter bevorzugt max. 300 mm betragen. Mit anderen Worten befinden sich die Brennpunkte des Lasers auf den Rohstoffstücken, an denen die Analyse der Zusammensetzung vorgenommen wird, innerhalb einer relativ engen, in Förderrichtung auf dem Förderband verlaufenden Bahn von max. 600, 400 oder 300 mm Breite. Dabei kann, je nach Größe der Rohstoffstücke, das Rohstoffstück auch seitlich über die Förderbahnen hinaus stehen, insbesondere wenn diese größer sind als ca. 30 cm. Die Stellen, an denen die Analyse der Zusammensetzung durchgeführt wird, sollten sich aber innerhalb einer vergleichsweise engen Förderspur befinden.
Darüber hinaus kann es sinnvoll sein, auf dem Schwingförderer mehrere Rampen hintereinander anzuordnen, wobei das Gefälle in Richtung Förderband zunimmt. Auf diese Weise kann die Geschwindigkeit der Rohstoffstücke vom Schwingförderer zum Förderband gezielt erhöht werden. Sofern mehrere Rampen hintereinander angeordnet sind, kann es ausreichend sein, wenn lediglich die dem Förderband nächstkommende Rampe gewölbt ausgebildet ist, um einen Übergang auf das Förderband in bestimmten Förderspuren herbeizuführen; dies kann jedoch auch für die weiteren Rampen zutreffen.
Idealerweise werden die Rohstoffstücke auf diese Weise auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die der Fördergeschwindigkeit des Förderbandes entspricht oder dieser zumindest nahekommt. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Rohstoffstücke durch eine plötzliche Beschleunigung beim Übergang auf das Förderband in eine unkontrollierte Bewegung eintreten, die die geordnete, zuvor durchgeführte Vereinzelung ganz oder teilweise wieder aufhebt. Von Vorteil ist, wenn die Rohstoffstücke auf der oder den Rampen sowie ggf. den Leitblechen auf eine Geschwindigkeit beschleunigt werden, die max. 50 %, weiter bevorzugt max. 40 %, max. 30 %, max. 20 % oder max. 10 % unterhalb der Fördergeschwindigkeit des Förderbandes liegt.
In manchen Fällen hat sich aber auch herausgestellt, dass die Geschwindigkeit der Rohstoffstücke beim Übergang auf das Förderband deutlich, z. B. um den Faktor 2 erhöht werden kann, ohne dass dies negative Auswirkungen auf die stabile Position des Rohstoffstücks hat. Zum Teil sorgt der Geschwindigkeitsunterschied für eine gewisse Bewegung der Rohstoffstücke, die jedoch nach kurzer Zeit wieder stabil innerhalb ihrer Förderspur auf dem Förderband liegen. Die Beschleunigung beim Übergang auf das Förderband führt zu einer Verstärkung der Vereinzelung und zu größeren Abständen zwischen den einzelnen Rohstoffstücken. Die Beschleunigung kann auch dazu genutzt werden, Förderbänder mit besonders hoher Geschwindigkeit zu verwenden, beispielsweise mit einer Fördergeschwindigkeit, die über den bislang im Stand der Technik üblichen 3 m/s liegen. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass eine Analyse der Zusammensetzung auch bei deutlich über derzeit im Stand der Technik üblichen Fördergeschwindigkeiten von 3 m/s möglich ist; auch Fördergeschwindigkeiten bis zu 7 m/s erlauben noch immer eine genaue Analyse der Zusammensetzung und eine anschließende Sortierung. Die Fördergeschwindigkeit des Förderbandes kann somit 3 bis 7, bevorzugt 4 bis 6, weiter bevorzugt 5 bis 6 m/s betragen. Von großem Vorteil für das erfindungsgemäße Verfahren ist aber ein ruhiger Lauf des Förderbandes mit geringen Bandlaufschwankungen.
Das beschriebene Förderungs- und Vereinzelungsverfahren wird bevorzugt in Kombination mit Laserspektroskopie, insbesondere der laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIBS) durchgeführt. Hierbei wird ein sehr kurzer, energiereicher Laserpuls auf die zu untersuchende Oberfläche fokussiert. Die dort stattfindende lokale starke Erhitzung des Materials führt zur Ausbildung eines lichtemittierenden Plasmas, wobei die Emission charakteristisch für das jeweilige Material ist. Dieses Verfahren eignet sich in besonderem Maße zur Analyse der Zusammensetzung von Sekundärrohstoffstücken. Gleichzeitig ist die Vereinzelung und genaue Erfassung der einzelnen Rohstoffstücke bei Anwendung von LIBS besonders wichtig, weil jedes einzelne Rohstoffstück in den Strahlengang des Lasers eingebracht werden muss, um eine belastbare Aussage über die Zusammensetzung zu erhalten. Im Gegensatz dazu ist die für die Messung notwendige Präzision bei anderen spektroskopischen Verfahren wie der Röntgenspektroskopie deutlich geringer, weil das zu bestrahlende Material großflächiger bestrahlt und die emittierte Strahlung großflächiger detektiert werden kann.
Zur sicheren Erfassung der einzelnen Rohstoffstücke kann ein Scanvorgang des Lasers vorgenommen werden, d. h. der Laserstrahl tastet verschiedene Bereiche des zu analysierenden Rohstoffstücks ab. Um eine hinreichend hohe Messgenauigkeit zu erreichen und auch kleine Legierungswerkstoffmengen < 500 ppm ermitteln zu können bzw. zur Limitierung des Fehlers auf diese Größenordnung darf dabei jedoch die Auslenkung des Laserstrahls aus der Hauptrichtung nicht zu groß werden und sollte nicht mehr als 150 mm betragen. Bei noch größeren Ablenkungen besteht die Gefahr, dass das emittierte Licht zu sehr streut und daher Fehlmessungen auftreten.
Durch das Spektrometer erfolgt eine Auswertung der atomaren Zusammensetzung der Rohstoffstücke. Zweckmäßigerweise schließt sich an die Analyse der Zusammensetzung eine automatisierte Sortierung der Rohstoffstücke an. Das System verfügt hierzu über eine Einrichtung zur Datenverarbeitung (Steuereinheit), die dafür sorgt, dass je nach Zusammensetzung ein Rohstoffstück in eine bestimmte Kategorie eingeordnet und in Abhängigkeit davon bestimmten Fraktionen zugeführt wird. Für jede Zielfraktion können bestimmte Vorgaben hinsichtlich Ober- und Untergrenzen einzelner Bestandteile gemacht werden, sodass die Steuereinheit des Systems jeweils eine Entscheidung darüber treffen kann, ob ein Rohstoffstück einer bestimmten Zielfraktion oder aber einer anderen Zielfraktion zugeordnet werden muss. Erfindungsgemäß sollte eine Analyse der Zusammensetzung zumindest eines Großteils der Rohstoffstücke und idealerweise jedes einzelnen Stücks durchgeführt werden, so dass selbst bei Vermischung von Fraktionen unterschiedlicher Herkunft eine genaue Sortierung erfolgen kann.
Die einzelnen Fraktionen können beispielsweise einzelnen Behältern oder auch voneinander getrennten Fördereinrichtungen zugeführt werden, die die Rohstoffstücke wiederum unterschiedlichen Verwendungen zuführen. Sinnvoll ist in diesem Zusammenhang typischerweise auch das Vorsehen einer Restfraktion, in welche solche Rohstoffstücke einsortiert werden, für die keine weitere sinnvolle Verwendung möglich ist oder die keine Analyse der Zusammensetzung zulassen. Die Sortierung kann auf unterschiedliche, grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannte Weise erfolgen, beispielsweise pneumatisch mit Hilfe gezielter Luftstöße, die die Rohstoffstücke in bestimmte Richtungen lenken, wie in der DE 100 29 951 A1 beschrieben. Ebenso sind aber rein mechanische Lösungen zur Ablenkung der Rohstoffstücke denkbar, beispielsweise Klappen, Greifvorrichtungen o. ä..
Um den Durchsatz der Anlage weiter zu steigern, können die Rohstoffstücke in der Weise auf das Förderband aufgebracht werden, dass sie in Förderrichtung mehrere Förderspuren ausbilden, die parallel zueinander in Förderrichtung verlaufen. In diesem Fall wird in jeder Förderspur eine Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke durchgeführt. Hierzu müssen in der Regel mehrere spektroskopische Geräte, insbesondere mehrere LIBS-Einheiten verwendet werden. Beim Vorsehen mehrerer Förderspuren ist von besonderer Bedeutung, dass jede einzelne Spur in ihrer Ausrichtung stabil bleibt und sich die Förderspuren insbesondere nicht kreuzen, d. h. ein einmal einer bestimmtem Förderspur zugeordnetes Rohstoffstück bis zur endgültigen Sortierung in dieser Förderspur verbleibt.
In den meisten Fällen ist es ausreichend, ein Förderband zu verwenden. Die Länge des Förderbandes bis zur spektroskopischen Erfassung beträgt in der Regel max. 5 bis 7 m. Es hat sich herausgestellt, dass mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens Rohstoffstücke unterschiedlicher Größe gefördert und vereinzelt werden können; die Kantenlänge der Rohstoffstücke kann bis zu 2 m, bevorzugt bis 1,5 m, weiter bevorzugt bis zu 1 m betragen. Die gleichzeitige Sortierung von Rohstoffstücken einer Kantenlänge von 1 m mit solchen einer Kantenlänge von lediglich 20 cm ist ohne Weiteres möglich.
Es ist jedoch auch möglich, zur Steigerung der Durchsatzrate nachgelagert nach dem ersten Förderband, auf das die Rohstoffstücke über die Rampe aufgebracht werden, ein oder mehrere weitere Förderbänder anzuordnen, die sukzessive die Fördergeschwindigkeit erhöhen. Erfindungsgemäß kann daher über weitere Förderbänder die Fördergeschwindigkeit auf eine Endfördergeschwindigkeit von 3–7 m/s, vorzugsweise 4–6 m/s, weiter bevorzugt 5–6 m/s gebracht werden. Eine sukzessive Erhöhung der Fördergeschwindigkeit vermindert das Risiko weiter, dass eine zu große Beschleunigung der Rohstoffstücke beim Auftreffen von der Rampe auf das Förderband zu unkontrollierten Bewegungen der Rohstoffstücke und damit zu einer Aufhebung der Vereinzelung führt.
Da die Rohstoffstücke zwischen einzelnen Sortiervorgängen erhebliche Unterschiede aufweisen können, ist es sinnvoll, den Schwingförderer hinsichtlich verschiedener Parameter einstellbar auszubilden. Insbesondere können diese auch während des laufenden Betriebs einstellbar sein, sodass der Benutzer bei Anwendung des Verfahrens auf eine neu zu sortierende Fraktion von Rohstoffstücken die Parameter unmittelbar so optimieren kann, dass eine gute Vereinzelung in Förderrichtung und ein Einsortieren in Förderspuren erfolgt. Einzustellende Parameter sind insbesondere die Schwingungsamplitude, die Schwingungsfrequenz, der Wurfwinkel sowie die Neigung der Rampen des Schwingförderers. Die Einstellbarkeit dieser Parameter hat sich als sehr vorteilhaft herausgestellt, weil unterschiedliche Rohstoffstücke bei unterschiedlichen Förderbedingungen im Schwingförderer eine optimale Förderung und Separierung erreichen. Ein erfahrener Bediener der Anlage kann unmittelbar erkennen, ob die Separierung in der gewünschten Weise verläuft oder ob Anpassungen der genannten Parameter notwendig sind. Von Vorteil ist es daher, wenn die Parameter beispielsweise von einem Steuerpult aus im laufenden Betrieb variiert werden können.
Typische Schwingungsfrequenzen des Schwingförderers liegen in einem Bereich zwischen 300 und 1.200 pro Minute, bevorzugt 500 bis 1.000 pro Minute. Der Wurfwinkel gegenüber der Horizontalen kann beispielsweise 10 bis 60° betragen. Das Gefälle der Rampen sollte vorzugsweise in einem Bereich zwischen 5 und 70°, bevorzugt in einem Bereich zwischen 10 und 45° liegen
Weitere Parameter, die ggf. einstellbar, insbesondere auch während des laufenden Betriebs einstellbar sein können, sind Parameter des Förderbandes, insbesondere die Fördergeschwindigkeit und ggf. die Form des Förderbandes. Die Form kann dabei von nach oben offen und flach bis zu in spitzem Winkel nach unten zulaufend sein. Die Einstellung der Parameter kann z. B. deshalb notwendig werden, weil stark verschmutzte Altschrotte mehr Zeit zur Bearbeitung, insbesondere zur Entfernung von Oberflächenschichten durch Ablation benötigen als Neuschrotte.
Zwecks Anpassung an das Fördergut kann es darüber hinaus sinnvoll sein, austauschbare Rampen und/oder Leitbleche vorzusehen. Je nach zu sortierenden Rohstoffstücken können daher unterschiedliche Rampen zum Einsatz kommen, die sich hinsichtlich Länge, Gefälle und/oder Wölbung unterscheiden. Beim Wechsel von einer bestimmten Art von Rohstoffstücken, beispielsweise relativ kleinen Rohstoffstücken mit einer Durchschnittskantenlänge von ca. 20 cm zu größeren Rohstoffstücken mit einer Kantenlänge von durchschnittlich ca. 80 cm kann auf diese Weise die Aufbringung der Rohstoffstücke auf das Förderband unter Beibehaltung der durch den Schwingförderer herbeigeführten Vereinzelung optimiert werden. In diesem Zusammenhang können die Rampen/Leitbleche auch hinsichtlich ihrer Breite an das Fördergut angepasst werden.
Ggf. können die Rampen und/oder die Leitbleche auch so ausgebildet sein, dass ihr Gefälle einstellbar ist, ohne dass ein Austausch der Rampen/Leitbleche stattfinden muss. Idealerweise kann das Gefälle während des laufenden Betriebs eingestellt werden. Auf diese Weise ist, ebenso wie bei der Einstellung entsprechender Parameter für den Schwingförderer oder das Förderband, eine Anpassung an das konkrete Fördergut möglich, um eine optimale Vereinzelung und Beibehaltung der Vereinzelung bis hin zur spektroskopischen Analyse zu erreichen.
Das Verfahren lässt sich prinzipiell auf beliebige Rohstoffstücke anwenden, in der Regel wird es sich aber um Sekundärrohstoffstücke handeln, die einer Wiederverwertung zugeführt werden. Es können jedoch, insbesondere zur Herbeiführung einer bestimmten Zielzusammensetzung, im Bedarfsfall auch nur oder vorwiegend Primärrohstoffstücke hinzugefügt werden. In der Regel handelt es sich um einschmelzbare Rohstoffe; idealerweise müssen diese nur noch eingeschmolzen werden, um eine Zielschmelze der gewünschten Zusammensetzung zu erhalten, sodass eine Beimischung weiterer Stoffe oder eine Entfernung von Stoffen aus der Schmelze nicht mehr oder allenfalls noch in sehr geringem Umfang notwendig ist, um einen neuen Werkstoff zu erzeugen.
Bei den Sekundärrohstoffen unterscheidet man darüber hinaus zwischen Neuschrotten und Altschrotten. Altschrotte sind solche, die bereits, unter Umständen über lange Zeiträume, verwendet wurden, beispielsweise aufzuarbeitende Autokarosserien bzw. der entsprechende Scheren- oder Schredderschrott. Neuschrotte sind solche, die bei der Herstellung von Bauteilen entstehen, beispielsweise die Reste eines Blechs, aus dem eine bestimmte Form ausgestanzt wurde. Besonders große Bedeutung hat die Wiederverwertung von Metallschrotten, insbesondere Stahlschrotten, darunter besonders verzinkten Stahlschrotten, da diese allein in der Automobilindustrie in erheblicher Menge anfallen und eine Wiederverwertung ohne vorherige Sortierung aufgrund der mittlerweile nahezu flächendeckenden Verwendung von verzinktem Stahl nicht ohne weiteres möglich wäre. Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren jedoch auch für andere Metallschrotte einsetzbar, zu nennen sind insbesondere Aluminium-, Kupfer-, Zink- und Titanschrotte. Denkbar ist auch der Einsatz beim Recycling von Kunststoffteilen oder Glas. Das erfindungsgemäße Verfahren kann im Rahmen einer Schrottaufarbeitung, wie in der DE 10 2012 015 812 A1 beschrieben, oder im Rahmen eines Assortierverfahrens ( DE 10 2012 024 816 A1 ) verwendet werden, bei dem Zielfraktionen wiederverwertbarer Rohstoffe mit bestimmten gewünschten Zusammensetzungen erzeugt werden. Auf die genannten Dokumente wird insofern Bezug genommen.
Je nach Größe der Rohstoffstücke kann es sinnvoll sein, diese vor der Analyse der Zusammensetzung zu zerkleinern, um sie besser handhabbar zu machen. Damit eine sinnvolle Analyse der Zusammensetzung möglich ist, ist eine gewisse Mindestgröße erforderlich. Da die Analyse häufig mit Hilfe eines Lasers durchgeführt wird, der einen Brennfleck von ca. 50 bis 400 µm Durchmesser aufweist, sollte die Mindestgröße der einzelnen Rohstoffstücke nicht unter 2 mm liegen, wobei unter Größe die Maße in den zwei Dimensionen der Auflagefläche, beispielsweise auf einem Förderband, verstanden werden, d. h. das Rohstoffstück sollte mindestens 2 mm lang und breit sein.
Vorteilhafterweise gilt die Größe für sämtliche Dimensionen einschließlich der Höhe. Zweckmäßig ist es, wenn die einzelnen Rohstoffstücke größer sind, beispielsweise eine Größe von mindestens 50 mm, bevorzugt mindestens 100 mm aufweisen. Auf der anderen Seite ist die Handhabung großflächiger, dünner Rohstoffstücke auch bei der Förderung schwierig, weshalb die Rohstoffstücke nach einem möglichen Zerkleinerungsschritt max. eine Größe von 2.000 mm aufweisen sollten. Bevorzugt ist eine max. Größe von einigen 100 mm. Der Zerkleinerungsschritt kann ggf. auch nach dem Schritt der Reinigung bzw. der Ablösung von Oberflächenbelägen durchgeführt werden.
Hilfreich ist es, wenn die Rohstoffstücke hinsichtlich ihrer Grundzusammensetzung, beispielsweise hinsichtlich des Basismaterials oder des Schichtsystems, oder auch hinsichtlich der Größe zumindest grob vorsortiert sind. Bei bekannter Grundzusammensetzung kann entschieden werden, ob eine Behandlung der Rohstoffstücke mit einer oder mehreren Flüssigkeiten zur Reinigung der Oberfläche und/oder zur Ablösung von Oberflächenbeschichtungen, d. h. ein Abbeizen notwendig ist, bevor das eigentliche erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Hier können unterschiedliche Vorgehensweisen sinnvoll sein, je nachdem, ob es sich z. B. um verzinkten, emaillierten oder mit einer Kunststoffbeschichtung versehenen Schrott oder um Kunststoffreste handelt. Beispielsweise können als Abbeizmittel zur Entfernung von organischen Beschichtungen organische Lösungsmittel wie aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, Chlorkohlenwasserstoffe, Alkohole, Glykolether, Dicarbonsäureester, Aceton usw. verwendet werden. Besonders häufig verwendet wird Methylenchlorid. Zur Entfernung einer Zinkschicht können Säuren oder Basen eingesetzt werden. Entsprechende Verfahren sind dem Fachmann bekannt. Zur weiteren Erhöhung der Effizienz können die zu behandelnden Rohstoffstücke zweckmäßigerweise vor Inkontaktbringen mit der Flüssigkeit mechanisch vorbehandelt, insbesondere zerkleinert, zerschreddert, aufgeraut und/oder in anderer Weise deformiert werden, um die Kontaktflächen zur Flüssigkeit zu vergrößern. Ggf. kann vor der Analyse noch eine Trocknung der mit der Flüssigkeit behandelten Stücke durchgeführt werden, um anhaftende Flüssigkeitsreste zu entfernen.
Da das Messergebnis bei der spektroskopischen Analyse durch Oberflächenbeschichtungen, An- bzw. Abreicherungen von Legierungselementen an der Oberfläche, Verunreinigungen auf der Oberfläche, anhaftende Ölschichten etc. verfälscht werden kann, kann es darüber hinaus sinnvoll sein, vor der eigentlichen Analyse der Zusammensetzung durch einen Laser Reinigungspulse zur Ablation auf die Rohstoffstücke einwirken zu lassen. Mit Hilfe der Reinigungspulse können Beschichtungen und Verunreinigungen der Oberfläche entfernt werden, sodass anschließend eine unverfälschte Analyse der Zusammensetzung möglich ist.
Um die Aussagekraft der durchgeführten Analyse zu erhöhen, können auch pro Rohstoffstück mehrere Stellen auf ihre Zusammensetzung analysiert werden, d. h. es muss an mehreren Stellen zunächst eine Einwirkung von Reinigungspulsen und anschließend eine Einwirkung von Analysepulsen erfolgen, um die jeweilige Zusammensetzung bestimmen zu können. Die Ergebnisse werden statistisch ausgewertet, anschließend wird in Abhängigkeit von der statistisch ermittelten Zusammensetzung die Sortierung durchgeführt.
Um die Stellen zu ermitteln, an denen eine spektroskopische Analyse der Zusammensetzung möglich ist, kann eine Bestimmung der Positionen der Rohstoffstücke sowie eine Bestimmung von räumlichen Informationen bezüglich der Rohstoffstücke durchgeführt werden. Als Ermittlung von räumlichen Informationen wird insbesondere die teilweise oder vollständige Ermittlung der Form der Rohstoffstücke verstanden. Dies dient der Vorbereitung der Analyse, insbesondere im Hinblick auf die Ermittlung geeigneter Messpunkte. Die Position ist insbesondere die Position des Rohstoffstücks auf der Transporteinrichtung.
Die Form, die Lage und die Topographie der einzelnen Rohstoffstücke können mit Hilfe einer der eigentlichen spektroskopischen Analyse vorgeschalteten Laserschnittkamera/Lichtschnittsensors bestimmt werden. Die Form- und Lagebestimmung erfordert eine zuverlässige Vereinzelungstechnologie wie hier beschrieben. Die Gewinnung von räumlichen Informationen zu den Rohstoffstücken ist auch über einen (gepulsten) Laser möglich, der parallel zur Transportrichtung eine Höhenlinie jedes Rohstoffstücks über die Lichtlaufzeit ermittelt. Dies dient dazu, bei Rohstoffstücken, die in sich oder von Stück zu Stück eine starke Höhendifferenz aufweisen, den nachfolgenden Analysevorgang so vorzubereiten, dass ein lichtoptisches Verfahren sich zur eigentlichen Messung genügend präzise fokussieren kann. Die erhaltenen räumlichen Informationen werden dazu verwendet, die Stellen festzulegen, an denen eine Analyse der Zusammensetzung im Folgeschritt stattfindet. Durch die Ermittlung der Höhenlinie wird die Taktzeit der Messvorgänge erhöht und die Messgenauigkeit gesteigert. Zudem wird so der Einfluss etwaiger Relativbewegungen der Rohstoffstücke relativ zur Transporteinrichtung messtechnisch weitgehend eliminiert.
Die Bestimmung der Position der Rohstoffstücke ist auch mit Hilfe eines 3D-Scanning-Schritts möglich, der auch dazu dienen kann, räumliche Informationen zu den Rohstoffstücken zu gewinnen. Es ist somit möglich, die Form der Rohstoffstücke zu erfassen. Die räumlichen Informationen zu den Rohstoffstücken, insbesondere die Form, wird automatisch daraufhin ausgewertet, an welchen Positionen eine spektroskopische Analyse problemlos möglich ist. Auf diese Weise kann die Analyse deutlich beschleunigt werden, da die Zahl nicht erfolgreicher Analyseschritte minimiert wird. 3D-Scanning-Technologien, zumeist mit Hilfe eines Lasers ausgeführt, sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und werden vielfältig eingesetzt, beispielsweise zur Bestimmung der Form von Zahnbögen, beim Rapid Prototyping etc.. Lediglich beispielhaft wird auf den Übersichtsartikel von W. R. Scott, G. Roth, ACM Computing Surveys, Vol. 35, 2003, S. 64–96 "View Planning for Automated Three-Dimensional Object Reconstruction and Inspection" verwiesen.
Anstatt Position und Form mit Hilfe von 3D-Scanning zu erfassen, sind auch andere Möglichkeiten denkbar. Beispielsweise kann die Position des Rohstoffstücks im Falle von Metallen durch elektromagnetische Induktion bestimmt werden. Hierzu können Spulen vorgesehen sein, beispielsweise unterhalb der Transporteinrichtung, die zusammen mit einem Kondensator einen Schwingkreis bilden, so dass die Position eines metallischen Rohstoffstücks elektronisch erfasst wird. Vorrichtungen, bei denen mit Hilfe von elektromagnetischer Induktion die Gegenwart eines metallischen Gegenstandes erfasst werden kann, sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die Ausbildung der Förderspuren anstatt durch gewölbte Rampen des Schwingförderers auch durch gewölbte Leitbleche erfolgen, welche zwischen dem Schwingförderer und dem Förderband angeordnet sind. Entsprechend betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Förderung und Vereinzelung von Rohstoffstücken, welche einer spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung unterzogen werden, mit folgenden Schritten:

– Aufbringen und Fördern der Rohstoffstücke auf einem Schwingförderer
– Übergabe der Rohstoffstücke auf ein Förderband und
– spektroskopische Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke,

Neben den erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung bzw. Anlage zur Durchführung eines entsprechenden Verfahrens. Entsprechend betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Förderung und Vereinzelung von Rohstoffstücken mit einem Schwingförderer, einem oder mehreren Förderbändern und Mitteln zur spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke, wobei auf dem Schwingförderer ein oder mehrere Rampen angeordnet sind, die vom Schwingförderer zum Förderband ein Gefälle aufweisen und die im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sind.
Alternativ betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zur Förderung und Vereinzelung von Rohstoffstücken mit einem Schwingförderer, einem oder mehreren Förderbändern und Mitteln zur spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke, wobei auf dem Schwingförderer ein oder mehrere Rampen angeordnet sind, die vom Schwingförderer zum Förderband ein Gefälle aufweisen, wobei zwischen den dem Förderband nächstkommenden Rampen und dem Förderband selbst Leitbleche angeordnet sind, die im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sind
Sämtliche Ausführungen, die im Rahmen der Erfindung zum Verfahren gemacht werden, gelten in gleicher Weise auch für die Vorrichtungen. Dies gilt insbesondere für sämtliche in Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Merkmale.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen:
1 Eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Seitenansicht;
2 eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Frontalansicht und
3 eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Draufsicht.
In 1 wird eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Seitenansicht dargestellt. Die Rohstoffstücke werden zunächst in einen als Vorratsbehälter dienenden Bunker 7 eingefüllt, von dem aus sie auf den Schwingförderer 1 übergehen. Um die Bewegung der Rohstoffstücke aus dem Bunker 7 auf den eigentlichen Schwingförderer 1 herbeizuführen, kann auch der Boden des Bunkers 7 selbst als Schwingförderer 1 ausgebildet sein. Der Schwingförderer 1 weist mindestens eine Rampe 4 auf mit einem Gefälle, wodurch die Rohstoffstücke während der Förderung deutlich beschleunigt werden. Unterhalb des Schwingförderers 1 ist der Schwingantrieb 2 angebracht, dessen Parameter (Frequenz, Wurfwinkel und Wurfamplitude) einstellbar sind. Durch die in dieser Darstellung nicht erkennbare Wölbung der Rampen 4 wird erreicht, dass die Rohstoffstücke Förderspuren 5 ausbilden. Beim Übergang der Rohstoffstücke vom Schwingförderer 1 auf das Förderband 3 werden die Förderspuren beibehalten.
In 2 ist eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Frontalansicht dargestellt, wobei insbesondere die Rampen 4 im Querschnitt dargestellt sind. Bei der hier gewählten Ausführungsform sind zwei Rampen 4 parallel zueinander angeordnet. Beide Rampen 4 weisen eine Wölbung auf, sodass sich zwei Förderspuren 5 ausbilden.
3 zeigt die Anlage in einer Draufsicht. Die Rohstoffstücke gehen vom Bunker 7 aus auf den Schwingförderer 1 über, wobei der Schwingförderer 1 in diesem Fall zwei Rampen 4 aufweist, die für die Ausbildung von zwei Förderspuren 5 sorgen. Der Übergang auf das Förderband 3 erfolgt über sich an den Schwingförderer 1 anschließende Leitbleche 6, die ein stärkeres Gefälle aufweisen als die Rampen 4 des Schwingförderers, wobei auf den Leitblechen 6 zusätzliche seitliche Bleche 8 angeordnet sind, die dafür sorgen, dass die Rohstoffstücke auch beim Übergang auf das Förderband 3 in ihrer Förderspur 5 bleiben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10029951 A1 [0025]
DE 102012015812 A1 [0035]
DE 102012024816 A1 [0035]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

W. R. Scott, G. Roth, ACM Computing Surveys, Vol. 35, 2003, S. 64–96 “View Planning for Automated Three-Dimensional Object Reconstruction and Inspection” [0043]

Claims

Verfahren zur Förderung und Vereinzelung von Rohstoffstücken, welche einer spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung unterzogen werden, mit folgenden Schritten: – Aufbringen und Fördern der Rohstoffstücke auf einem Schwingförderer (1) – Übergang der Rohstoffstücke auf ein Förderband (3) und – spektroskopische Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderung der Rohstoffstücke auf dem Schwingförderer (1) auf einer oder mehreren Rampen (4) erfolgt, die vom Schwingförderer (1) zum Förderband (3) ein Gefälle aufweisen und die im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sind, die Rohstoffstücke über die konkaven Seiten der Rampen (4) gefördert werden und ein oder mehrere in Förderrichtung verlaufende Förderspuren (5) ausbilden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schwingförderer (1) mehrere Rampen (4) hintereinander angeordnet sind, wobei das Gefälle in Richtung des Förderbandes (3) zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den dem Förderband (3) nächstkommenden Rampen (4) und dem Förderband (3) selbst Leitbleche (6) angeordnet sein, über die die Rohstoffstücke auf das Förderband (3) rutschen.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitbleche (6) im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sind und die Rohstoffstücke über die konkaven Seiten der Leitbleche (6) auf das Förderband (3) rutschen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohstoffstücke auf den Rampen (4) und Leitblechen (6) auf eine Geschwindigkeit beschleunigt werden, die max. 50 %, weiter bevorzugt max. 40 %, max. 30 %, max. 20 % oder max. 10 % unterhalb der Fördergeschwindigkeit des Förderbandes (3) liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke mit Hilfe der laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIBS) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der ermittelten Zusammensetzung eine automatisierte Sortierung der Rohstoffstücke erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohstoffstücke in der Weise auf das Förderband (3) aufgebracht werden, dass in jeder Förderspur (5) die laterale Varianz der Zentren der Rohstoffstücke max. 600 mm, bevorzugt max. 400 mm, weiter bevorzugt max. 300 mm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem ersten Förderband (3) ein oder mehrere weitere Förderbänder (3) angeordnet sind, auf denen die Fördergeschwindigkeit weiter erhöht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (3) oder eines der Förderbänder (3) eine Fördergeschwindigkeit von 3–7 m/s vorzugsweise 4–6 m/s, weiter bevorzugt 5–6 m/s erreicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingförderer (1) hinsichtlich Schwingungsamplitude, Schwingungsfrequenz, Wurfwinkel und/oder Neigung einstellbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampen (4) austauschbar sind.
Verfahren zur Förderung und Vereinzelung von Rohstoffstücken, welche einer spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung unterzogen werden, mit folgenden Schritten: – Aufbringen und Fördern der Rohstoffstücke auf einem Schwingförderer (1) – Übergang der Rohstoffstücke auf ein Förderband (3) und – spektroskopische Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderung der Rohstoffstücke auf dem Schwingförderer (1) auf einer oder mehreren Rampen (4) erfolgt, die vom Schwingförderer (1) zum Förderband (3) ein Gefälle aufweisen, wobei zwischen den dem Förderband (3) nächstkommenden Rampen (4) und dem Förderband (3) selbst Leitbleche (6) angeordnet sind, die Leitbleche (6) im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sind und die Rohstoffstücke über die konkaven Seiten der Leitbleche (6) auf das Förderband (3) rutschen und ein oder mehrere in Förderrichtung verlaufende Förderspuren (5) ausbilden.
Vorrichtung zur Förderung und Vereinzelung von Rohstoffstücken mit einem Schwingförderer (1), einem oder mehreren Förderbändern (3) und Mitteln zur spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schwingförderer (1) ein oder mehrere Rampen (4) angeordnet sind, die vom Schwingförderer (1) zum Förderband (3) ein Gefälle aufweisen und die im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sind.
Vorrichtung zur Förderung und Vereinzelung von Rohstoffstücken mit einem Schwingförderer (1), einem oder mehreren Förderbändern (3) und Mitteln zur spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schwingförderer (1) ein oder mehrere Rampen (4) angeordnet sind, die vom Schwingförderer (1) zum Förderband (3) ein Gefälle aufweisen, wobei zwischen den dem Förderband (3) nächstkommenden Rampen (4) und dem Förderband (3) selbst Leitbleche (6) angeordnet sind, die im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sind.