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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Fraktionierung von langgestreckte Gegenstände enthaltendem Abfall, insbesondere
zur Fraktionierung von Kabelmaterial enthaltendem Elektro- und/oder
Elektronikschrott.
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Die Erfindung betrifft ferner eine
Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens.
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Bei der stofflichen Verwertung von
Wertstoffe enthaltenden Abfällen,
wie Elektro- oder Elektronikschrott, müssen die Wertstoffe separiert
werden. Vorher muss jedoch die Separationsfähigkeit des Materialgemenges
hergestellt werden. Dies ist bei Anwesenheit von Kabelmaterialien,
die Verbunde aus Kupfer, anderen Metallen und Kunststoff darstellen,
sehr schwierig. Gerade die Kabelmaterialien bilden jedoch in Folge
ihrer hohen Metallanteile ein nicht unerhebliches Wertschöpfungspotential.
Andererseits ist für eine
Verwertung der Kunststoffe ein möglichst
geringer Metallanteil erforderlich.
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Bisher wurde die Separationsfähigkeit
von Elektronikschrott durch sehr intensive Zerkleinerung in Hammermühlen oder
mehrmaliges Durchlaufen von Prallmühlen etc. hergestellt. Nachteilig
dabei sind der sehr hohe Energiebedarf und der nicht vermeidbare
hohe Verschleiß sowie
die geringe Durchsatzleistung, was zu hohen Betriebskosten führt. Außerdem ist
in Folge des nicht vermeidbaren Abriebs, der mit der Staubfraktion
verloren geht, auch ein nicht unerheblicher Verlust an Metallausbeute
zu befürchten,
so dass sich insgesamt keine zufriedenstellende Wirtschaftlichkeit
ergibt.
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Hiervon ausgehend ist es daher die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zu schaffen, das bzw. die bei vergleichsweise geringem Energiebedarf
und Verschleiß eine hohe
Durchsatzleistung sowie geringe Verluste an Wertstoffausbeute ermöglichen.
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Der auf das Verfahren sich beziehende
Teil der Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
ein aus nur vorzerkleinertem Abfall bestehender Materialstrom durch
Wurfbeschleunigung transportiert und entmischt wird, dass die länglichen
Teilchen in Längsrichtung
ausgerichtet werden und dass nacheinander zunächst wenigstens eine Feinkornfraktion,
dann wenigstens eine Grobkornfranktion und schließlich wenigstens
eine die länglichen
Teilchen enthaltende Fraktion durch Siebung ausgeschleust werden
und dass am Schluss zusammenhängende
Materialanteile und übergroße Störstoffe über eine
Abwurfkante abgeworfen werden.
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Die zum Materialtransport eingesetzte
Wurfbeschleunigung führt
in vorteilhafter Weise gleichzeitig zu einer Entmischung des Materialstroms
inform einer Schichtung, wobei sich die kleineren Teilchen weiter
unten und die größeren Teilchen
weiter oben versammeln. Das Feinkorn wird dementsprechend in der
untersten Schicht versammelt. Darauf folgt eine Grobkornschicht.
Darauf liegen die länglichen
Teilchen und ganz oben befindet sich das trotz der Vorzerkleinerung
noch zusammenhängende
Material. Diese oberste Schicht kann einfach über eine Abwurfkante abgeworfen,
gesammelt und dem Prozess nochmals zugeführt werden. Das Feinkorn und
das Grobkorn können
abgesiebt werden. Infolge der Längsausrichtung
der länglichen
Teilchen gilt dies in vorteilhafter Weise auch für die länglichen Teilchen, wie Kabelabschnitte.
Jede der auf diese Weise gebildeten Fraktionen kann anschließend einem
für sie optimalen
Weiterverwertungsprozess unterzogen werden.
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Der auf die Vorrichtung gehende Teil
der Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass ein über
seiner Breite mit vorzerkleinertem Material beaufschlagbarer, als
Schwingtisch ausgebildeter Separationstisch vorgesehen ist, der über seiner
Breite mehrere, nebeneinander angeordnete Rinnen enthält, deren
Boden mit in Längsrichtung
hintereinander angeordneten Durchgangsöffnungen versehen ist, wobei über der
Länge des
Separationstisches verschiedene Durchgangsöffnungen mit in Transportrichtung
zunehmender lichter Weite vorgesehen sind und wobei das in Transportrichtung
vordere Ende der Oberseite der seitlichen Rinnenbegrenzungen eine Abwurfkante
bildet.
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Der Schwingtisch ergibt eine Wurfbeschleunigung
des aufgebrachten Guts, was einen Vorwärtstransport und gleichzeitig
eine Entmischung mit der gewünschten
Schichtung bewirkt. Die in Längsrichtung
verlaufenden Rinnen des Schwingtisches bewerkstelligen gleichzeitig
eine Längsausrichtung
der länglichen Teilchen,
so dass diese einfach über
eine zugeordnete, bodenseitige Durchgangsöffnung geeigneter Länge durch
Schwerkraft ausgeschleust werden können. Die seitlichen Begrenzungen
der Rinnen bilden in vorteilhafter Weise eine Auflage für noch zusammenhängende Materialanteile,
die am in Transportrichtung vorderen Ende gesondert abgeworfen werden.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen
ergeben daher eine sowohl für
die Vorrichtung als auch für
das zu fraktionierende Material schonende Arbeitsweise, wodurch
der Verschleiß reduziert und
die Materialausbeute erhöht
werden kann. Da die Nutzfraktionen ausgesiebt, das heißt durch Schwerkraftwirkung
ausgeschleust werden, bleibt auch der erforderliche Energiebedarf
vergleichsweise gering.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und
zweckmäßige Fortbildungen
der übergeordneten
Maßnahmen sind
in den Unteransprüchen
angegeben. So können die
dem Feinkorn und die dem Grobkorn jeweils zugeordneten Durchgangsöffnungen
als über
die Breite des Separationstisches durchgehende Schlitze ausgebildet
sein, was eine besonders einfache und kostengünstige Bauweise ergibt und
gleichzeitig eine leichte Reinigung der Durchgangsöffnungen
ermöglicht.
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Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin
bestehen, dass der Separationstisch eine Tischplatte enthält, über die
die Rinnen seitlich begrenzende, voneinander beabstandete Leisten
hinweggehen, die die in Transportrichtung vordere Kante der Tischplatte
mit einer der Länge
der den länglichen
Teilchen zugeordneten Durchgangsöffnungen zumindest
entsprechenden Länge überragen.
Diese Maßnahmen
ergeben eine besonders einfache und sinnfällige Bauweise. Die Durchgangsöffnungen
für Feinkorn
können
hier einfach als Schlitz bzw. Schlitze in die Tischplatte eingearbeitet
sein. Zur Bildung von Durchgangsöffnungen
für Grobkorn
kann der in Transportrichtung vorderen Kante der Tischplatte ein benachbartes
Trennblech zugeordnet sein, das von den im Anschluss an die Tischplatte
nach unten offenen Rinnen Durchgangsöffnungen für das Grobkorn abtrennt. Im
Anschluss an das Trennblech ergeben sich in Folge der fehlenden
Tischplatte die den länglichen
Teilchen zugeordneten Durchgangsöffnungen. Das
in Transportrichtung vordere Ende der Oberseite der Leiste bildet
eine Abwurfkante für
zusammenhängende
Materialteile, wie Gewölle
und dergleichen.
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Zweckmäßig kann das Trennblech in
Transportrichtung und gegenüber
der Unterseite der Leisten in vertikaler Richtung einstellbar sein.
Hierdurch lässt
sich die Größe der den
Grobkorn zugeordneten Durchgangsöffnungen
variieren.
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Eine andere vorteilhafte Maßnahme kann darin
bestehen, dass dem Separationstisch ein diesen beaufschlagender
Aufgabetisch vorgeordnet ist, der seinerseits mit vorzerkleinertem
Material beaufschlagt wird. Der Aufgabetisch bewirkt in vorteilhafter Weise
eine Vergleichmäßigung des
Materialstroms und dessen Verteilung über die ganze Breite.
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Eine weitere zweckmäßige Fortbildung
der übergeordneten
Maßnahmen
kann darin bestehen, dass ein mit einem Schwingantrieb verbundener Kasten
vorgesehen ist, der den Separationstisch und weitere, diesem zugeordnete,
einen Materialtransport bewirkende Einrichtungen enthält. Hierdurch wird
erreicht, dass für
sämtliche schwingenden
Organe nur ein Schwingantrieb benötigt wird, was eine einfache
und kompakte Bauweise ermöglicht.
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Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin
bestehen, dass den Durchgangsöffnungen Räumorgane
zugeordnet sind. Hierdurch wird auch im Langzeitbetrieb eine hohe
Betriebssicherheit und Störungsfreiheit
gewährleistet.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
und zweckmäßig Fortbildungen
der übergeordneten Maßnahmen
sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der
nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.
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In der nachstehend beschriebenen
Zeichnung zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
durch eine erfindungsgemäße Fraktioniervorrichtung,
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2 eine
Draufsicht auf die Anordnung gemäß 1,
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3 einen
Querschnitt durch den Separationstisch der Anordnung gemäß 1 und 2 geschnitten entlang der Linie III/III
in 2 und
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4 einen
Querschnitt durch den Separationstisch der Anordnung gemäß 1 und 2 geschnitten entlang der Linie IV/IV
in 2.
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Hauptanwendungsgebiet der Erfindung
ist die Fraktionierung von Elektro- und/oder Elektronikschrott,
der unter anderem auch Kabelmaterialien enthält. Ziel der Fraktionierung
ist, das anfallende Materialgemenge so aufzubereiten und in verschiedene
Fraktionen zu trennen, dass anschließend die hierin enthaltenen
Wertstoffe einfach und kostengünstig
separiert werden können.
Es soll also eine gute Separationsfähigkeit erreicht werden.
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Die der 1 zugrundeliegende Vorrichtung enthält einen
in einem Schwingkasten 1 aufgenommenen Separiertisch 2,
dem ein ebenfalls im Schwingkasten 1 aufgenommener Aufgabetisch 3 vorgeordnet
ist. Der hintere Bereich des Separationstisches 2 übergreift
einen nach unten geschlossenen Kanal 4 des Schwingtisches 1.
Dieser ist mit einem Schwing- bzw. Vibrationsantrieb 5 verbunden,
dessen Frequenz und Amplitude einstellbar sind. Die mit Hilfe des
Schwing- bzw. Vibrationsantriebs erzeugbare Schwingbewegung des
ganzen Schwingkastens 1 bewirkt eine Wurfbeschleunigung
des aufgebrachten Guts und damit einen entsprechenden Vorwärtstransport
bei gleichzeitiger Schichtung mit von unten nach oben zunehmender
Größe.
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Der zu fraktionierende Elektro- bzw.
Elektronikschrott wird in einer Verkleinerungseinrichtung 6, beispielsweise
einem Shredder oder einer Prallmühle,
so zerkleinert, dass ein gewünschter
Aufschlussgrad erreicht wird. Dieser ist im vorliegenden Fall bereits
erreicht, wenn das im Schrott vorhandene Kabelmaterial in weitgehend
längliche
Teile unterteilt ist, wobei ein Rest in Form von Gewölle etc. übrigbleiben kann.
Eine derartige Vorzerkleinerung ist beispielsweise bei einmaligem
Durchgang des zu zerkleinernden Elektro- bzw. Elektronikschrotts
durch eine Prallmühle
erreichbar. Selbstverständlich
fallen dabei neben länglichen
Kabelabschnitten und in Form von Gewölle oder dergleichen zusammenhängenden
Materialanteilen auch Feinkornanteile und Grobkornanteile an.
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Das in der genannten Weise vorzerkleinerte Material
gelangt, wie in 1 durch
einen vertikalen Richtungspfeil angedeutet ist, auf den Aufgabetisch 3 und
wird von diesem auf den nachgeordneten, etwa tiefer gelegten Separationstisch 2 abgeworfen,
dessen rückwärtiges Ende
das vordere Ende des Aufgabetisches 3 etwas untergreift.
Der Aufgabetisch 3 bewirkt dabei eine Vergleichmäßigung und
Verteilung des Massestroms über
die ganze Arbeitsbreite des Separationstisches 2.
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Dieser enthält eine Tischplatte 7, über die seitlich
voneinander beabstandete Leisten 8 hinweggehen, die über das
vordere Ende der Tischplatte 7 hinausragen. Die Leisten 8 begrenzen,
wie die 2 bis 4 zeigen, nebeneinander angeordnete,
in Längsrichtung
sich erstreckende Rinnen 9, die im Bereich der Tischplatte 7,
wie aus 3 ersichtlich
ist, durch diese bodenseitig begrenzt werden, und die im Bereich
des Überstands über die
Tischplatte 7, wie aus 4 ersichtlich
ist, nach unten über
ihrer Breite ganz oder jedenfalls teilweise offen sind. Die Leisten 8 können an
der Tischplatte 7 befestigt sein.
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Das auf den Separationstisch 2 aufgegebene
Gut wird durch die Schwingbewegung des Separationstisches 2,
wie durch eine horizontalen Richtungspfeil angedeutet ist, transportiert.
Dabei erfolgt gleichzeitig eine Entmischung inform einer Schichtung,
wobei die Teilchengröße von unten
nach oben zunimmt. Gleichzeitig erfolgt durch die Wirkung der Rinnen 9 eine
Ausrichtung der im aufgegebenen Gut vorhandenen, länglichen
Kabelabschnitte in Längsrichtung.
Zusammenhängende
Materialanteile, wie Gewölle
aus Drähten
und Litzen, sowie übergroße Störstoffe,
bleiben auf der Oberseite der Leisten 8 liegen und werden
dort weitertransportiert. Durch die genannte Schichtung innerhalb
der Rinnen 9 werden die Feinkornanteile ganz unten, d.h.
bodenseitig, versammelt. Darüber
befinden sich die Grobkornanteile, d.h. die kubischen und flächigen Teile.
Darüber
befinden sich die länglichen
Teile in Form von Kabelabschnitten. Gewölle etc. gelangen, wie schon
erwähnt, nicht
in die Rinnen 9 sondern werden auf der Oberseite der Leisten 8 abgefangen.
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Das Feinkorn wird im Bereich der
Tischplatte 7 ausgeschleust. Hierzu ist die Tischplatte 7,
die dem hinteren Bereich der Kanäle 9 bodenseitig
verschließt,
wie die 1 und 2 zeigen, mit wenigstens einem über ihre
Breite durchgehenden und dementsprechend alle Rinnen 9 querenden
Schlitz 10 versehen, dessen lichte Weite in Transportrichtung
der gewünschten
Feinkorngröße entspricht.
Das Feinkorn fällt,
wie aus 1 ersichtlich
ist, durch Schwerkraftwirkung in den unterhalb der Tischplatte vorgesehenen
Kanal 4 und wird in diesem aufgrund der Schwing- bzw. Vibrationsbewegung
des Schwingkastens 1 vorwärts bewegt. Die in Transportrichtung vordere
Kante des Bodens des Kanals 4 bildet eine Abwurfkante 11, über die
das ausgeschleuste Feinkorn in einen zugeordneten Sammelschacht 12 abgeworfen
wird. Selbstverständlich
wäre es
denkbar, im Bereich der Tischplatte 7 mehrere Schlitze 10 mit in
Transportrichtung zunehmender lichter Weite und mit zugeordnetem
Kanal und zugeordnetem Sammelschacht vorzusehen, um verschiedene
Feinkorngrößen auszuschleusen.
In der Regel genügt
jedoch eine Feinkorngröße. Im dargestellten
Beispiel sind zwei gleiche, in Transportrichtung hintereinander angeordnete
Schlitze 10 zur Feinkornausschleusung vorgesehen, die in
denselben Kanal 4 münden.
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Dem in Transportrichtung vorderen
Ende der Tischplatte 7 ist ein gegenüber der Unterkante der Leisten 8 nach
unten gerichtetes Trennblech 14 zugeordnet, das mit der
Vorderkante 13 der Tischplatte 7 über der
ganzen Breite des Separationstisches 2 zwischen den in
Transportrichtung über
die Tischplatte 7 hinauslaufenden Leisten 8 nach
unten offene Durchgangsöffnungen 15 begrenzt,
die praktisch ebenfalls einen über
die ganze Arbeitsbreite durchgehenden Schlitz bilden. Die in Transportrichtung
gesehene lichte Weite der Durchgangsöffnungen 15 ist so
bemessen, dass Grobkornanteile der gewünschten Größe durchfallen können. Das
Trennblech 14 ist zweckmäßig in vertikaler Richtung
und/oder in Transportrichtung einstellbar, wodurch sich die lichte
Weite der Durchgangsöffnungen 15 und
damit die Grobkorngröße einstellen
lassen. Unterhalb des durch die Durchgangsöffnungen 15 gebildeten, über die
Tischbreite durchgehenden Schlitzes befindet sich ein Schacht 16,
in den die Grobkornteile eingeworfen werden.
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Durch das Trennblech 14 werden
die durch die über
die Tischplatte 7 hinausragenden Abschnitte der Leisten 8 seitlich
begrenzten Schlitze in die den Grobkornanteilen zugeordneten Durchgangsöffnungen 15 und
in diesen in Transportrichtung nachgeordnete, längliche Durchgangsöffnung 16 unterteilt, durch
welche die länglichen
Kabelabschnitte, die innerhalb der Rinnen 9 bereits in
Längsrichtung
ausgerichtet sind, nach unten durchfallen können. Diese länglichen
Kabelabschnitte werden durch eine an das Trennblech 14 angesetzte
Rutsche 17 in einen zugeordneten Sammelschacht 18 geleitet.
Der Überstand
der Leisten 8 über
die in Transportrichtung vordere Tischkante 13 entspricht
zumindest der gewünschten
Länge der
länglichen
Kabelabschnitte zuzüglich
der lichten Weite der dem Grobkorn zugeordneten Durchgangsöffnungen
der Dicke des Trennblechs 14.
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Die Durchgangsöffnungen 15 und 16 sind
im dargestellten Beispiel auf der ganzen Breite zwischen zwei einander
benachbarten Leisten 8 offen. Es wäre aber auch denkbar, diese
Durchgangsöffnungen über ihrer
Breite teilweise zu verschließen. Hierzu
könnten
an die über
die Tischkante 13 überstehenden
Bereiche der Leisten 8 untere, einander zugewandte, einander
sich aber nicht berührende Flansche
angesetzt sein.
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Das auf der Oberseite der Leisten 8 liegenbleibende
zusammenhängende
Material inform von Gewölle
aus Drähten
und Litzen etc. bzw. in Form von übergroßen Störstoffen etc. wird, wie aus 1 erkennbar ist, auf der
Oberseite der Leisten 8 nach vorne transportiert und am
in Transportrichtung vorderen Ende der Leisten 8 über die
durch die dortige Endkante der Leisten 8 gebildete Abwurfkante 19 in einen
darunter sich befindenden, zugeordneten Sammelschacht 20 abgeworfen.
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Um eine hohe Störungsfreiheit zu gewährleisten
können
sämtlichen
Durchgangsöffnungen Räumorgane
zugeordnet sein, die eine Zwangsräumung ermöglichen, wie dies in 4 für die Durchgangsöffnungen 16 angedeutet
ist. Dabei ist unterhalb der Leisten 8 ein Rechen 21 vorgesehen,
der mit in die zugeordneten Durchgangsöffnungen 16 einführbaren
Räumstiften 22 versehen
ist. Der Rechen 21 ist zweckmäßig so bewegbar, dass die zugeordneten Durchgangsöffnungen 16 auf
ihrer ganzen Länge
und Breite geräumt
werden können. Ähnliche Räumeinrichtungen
können
den Durchgangsöffnungen 15 für Grobkorn
und den Durchgangsöffnungen 10 für Feinkorn
zugeordnet sein.
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Im dargestellten Beispiel werden
vier Fraktionen gebildet, nämlich
Feinkorn, Grobkorn, längliche Teile
und zusammenhängende
Materialbereiche. Selbstverständlich
wäre es
auch denkbar, noch mehr Fraktionen zu bilden, indem im Bereich der
Tischplatte 7 mehrere unterschiedliche Durchgangsöffnungen vorgesehen
und/oder mehrere hintereinander angeordnete Trennbleche vorgesehen
werden.