DE10334646B4

DE10334646B4 - Verfahren und Anlage zur Aufbereitung der Shredderleichtfraktion aus der Zerkleinerung von Schrotten und metallhaltigen Abfällen

Info

Publication number: DE10334646B4
Application number: DE2003134646
Authority: DE
Inventors: Gert Prof. Dr.-Ing. habil. Schubert; Hans-Georg Dr.-Ing. Jäckel; Volker Grunert
Original assignee: Srw Sachsische Recyclingwerke GmbH; SRW SAECHSISCHE RECYCLINGWERKE
Current assignee: Srw Metalfloat 04579 Espenhain De GmbH
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2003-07-28
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2023-07-29
Also published as: DE10334646A1

Abstract

Verfahren zur Aufbereitung einer Shredderleichtfraktion aus der Zerkleinerung von Schrotten und metallhaltigen Abfällen, insbesondere Fahrzeugkarossen, wobei die Shredderleichtfraktion im Anfallzustand die Prozesse Zerkleinerung, Klassierung und Aerostromsortierung durchläuft, wobei die spröden, mineralischen Komponenten des Aufgabegutes, wie z.B. Glas, Keramik, Beton, Ziegel, Sand, durch eine selektive Prallbeanspruchung vollständig in das Feingut und die mittels Prallbeanspruchung weitestgehend unzerkleinerbaren Bestandteile, wie z.B. Kunststoff, Gummi, Metalle, in gröberen Stückgrößenklassen ausgebracht werden, und die groben Klassierprodukte einer 1. und einer 2. Siebmaschine zur Gewinnung der Metallinhalte und der organischen Bestandteile einer Aerostromsortierung unterzogen werden, wobei das Feingut der 1. Siebmaschine einer nachgeschalteten 2. Siebmaschine aufgegeben wird, die feinen Klassierprodukte der 2. Siebmaschine zur Gewinnung der Metallinhalte und der mineralischen Bestandteile Aeroherden zugeführt werden und das Schwergut einer Magnetscheidung unterzogen wird.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß Anspruch 1 ein Verfahren zur Aufbereitung der Shredderleichtfraktion aus der Zerkleinerung von Schrotten und metallhaltigen Abfällen und gemäß Anspruch 9 eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8.
Die Erfindung ist geeignet zur Aufbereitung von Shredderleichtfraktion aus der Zerkleinerung von Schrotten und metallhaltigen Abfällen, insbesondere Fahrzeugkarossen, zum Zwecke der Erzeugung verwertbarer Produktströme, z. B. eines für die Immobilisierung geeigneten mineralischen Feingutes, eines aus organischen Bestandteilen bestehenden Produktes und eines die Metalle enthaltenden metallreichen Produktes.
Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo im Rahmen der Aufbereitung der Shredderleichtfraktion zu hohe Metallgehalte und/oder zu große Gehalte an organischen Bestandteilen die Deponiefähigkeit der Shredderleichtfraktion verhindern.

Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik erfolgt die Aufbereitung der Schrotte und metallhaltigen Abfälle, insbesondere der Fahrzeugkarossen, nach der Entfernung der Betriebsstoffe mit Hilfe der verfahrenstechnischen Grundprozesse Aufschlusszerkleinerung und Klassierung. Für die Aufschlußzerkleinerung hat sich der Hammerreißer (Shredder) bewährt, der ein weitestgehend aufgeschlossen vorliegendes Zerkleinerungsprodukt liefert. Dieses wird nachfolgend mittels Aerostromsortierung (z. B. Zick-Zack-Sichter; Drehtrommelsichter) von den relativ leichten Bestandteilen (Leichtgut) befreit, wobei dieses Produkt im allgemeinen als Shredderleichtfraktion bezeichnet wird. Das gleichzeitig entstehende Schwergut wird anschließend zur Abtrennung der ferromagnetischen Bestandteile (Stahl, Gusseisen) einer Magnetscheidung unterzogen, die als unmagnetisches Produkt die sogenannte Shredderschwerfraktion (NE-Metall-Vorkonzentrat) liefert.

Während das Stahlprodukt ohne Einschränkungen sofort vollständig metallurgisch verwertbar ist, erfordert die Shredderschwerfraktion zur Rückgewinnung des vergleichsweise hohen NE-Metallinhaltes nach ihrer Klassierung eine z.T. mehrstufige Sortierung. Die Shredderleichtfraktion, die aus mineralischen und organischen Bestandteilen sowie aus Metallen besteht, wird bisher deponiert.

Um die hohen Deponiekosten der Shredderbetreiber zu reduzieren, sind verschiedene Verfahren bekannt, aus Shredderrückständen rohstofflich bzw. energetisch verwertbare Bestandteile in nennenswerten Anteilen abzutrennen.

In EP 0 884 107 A2 wird vorgeschlagen, die SLF mittels der Grundprozesse Zerkleinern, Klassieren und Sortieren in eine metallfreie, energetisch verwertbare Fraktion > 20 mm zu überführen. Das Dokument beschreibt ein Verfahren, dessen Ziel es ist, die NE-Metalle aufzuschließen und zu verkugeln, um ihre Sortierung zu ermöglichen bzw. zu erleichtern. Bei derartigen Prozessen ist bekannt, daß eine vollständige Zerkleinerung der spröden mineralischen Komponenten und nur eine geringfügige Zerkleinerung organischen Bestandteile erfolgt, was die nachfolgende aufwendige Sortierung erleichtern soll. Untersuchungen an den Rohstoffen, die durch das vorliegende Verfahren aufbereitet werden sollen, haben allerdings gezeigt, daß die Aufbereitung der Shredderleichtfraktion durch derartige Verfahren nicht immer zufriedenstellend lösbar ist. In Rotorprallmühlen findet bei technisch üblichen Durchsätzen wegen der hohen Anteile an organischen Komponenten im Aufgabegut praktisch keine Zerkleinerung der mineralischen Bestandteile statt. Auch kommt es bei den in den Stoffen auftretenden Wassergehalten der Shredderleichtfraktion > 10 bis 15 % in der Zerkleinerungsmaschine nicht mehr zu einer Auflösung der sekundär gebildeten Verfilzungen und zur Ablösung der feinkörnigen Anhaftungen. Bei höheren Wassergehalten, die insbesondere in den Wintermonaten auftreten können, ist der Betrieb der Anlage entsprechend des vorgeschlagenen Verfahrens so nicht möglich. Verfahren und Anlagen zur Aufbereitung von Shredderleichtfraktionen müssen allerdings zu allen Jahreszeiten bei vergleichsweise geringem technischem Aufwand zuverlässig und gut arbeiten.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine entsprechende Anlage zu entwickeln, mit denen die Shredderleichtfraktion mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand so aufbereitet werden kann, dass ein für die Immobilisierung geeignetes mineralisches Feingut sowie ein metallarmes organisches Produkt entsteht und der Metallinhalt in einem verwertbaren Metallprodukt angereichert wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs und eine entsprechende Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8 mit den Merkmalen nach Anspruch 9 gelöst.

Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass zur Aufbereitung der SLF ein Zerkleinerungsprozess auf der Basis einer selektiven Prallbeanspruchung sowie Klassier- und Sortierprozesse eingesetzt werden.

Das Aufgabegut (Stückgrößenklasse z.B. 0 ... 300 mm) ist zunächst im Rahmen einer selektiven Zerkleinerung so zu beanspruchen, dass die spröden mineralischen Komponenten wie z.B. Glas, Keramik, Beton, Ziegel, Sand bei einer nachfolgenden Siebklassierung vollständig in das Feingut, und die mittels Prallbeanspruchung weitestgehend unzerkleinerbaren restlichen Bestandteile wie z.B. Kunststoff, Gummi, Metalle in gröberen Stückgrößenklassen ausgebracht werden. Vorteilhaft ist es, wenn das Feingut die Stückgrößenklasse < 2 mm aufweist und die unzerkleinerten oder unzerkleinerbaren restlichen Bestandteile die Stückgrößen 2 – 20 mm und > 20 mm bilden.

Nachfolgend werden die Klassierprodukte, z. B: Stückgrößenklassen 2 – 20 mm und > 20 mm einer Aerostromsortierung mittels Zick-Zack-Sichter unterzogen und die Stückgrößenklasse < 2 mm einer Direktsortierung mittels Aeroherd unterzogen.

Der vor der Siebklassierung mittels Spannwellensiebmaschine angeordneten Prozeß der selektiven Zerkleinerung ist mit Hilfe einer Prallzerkleinerungsmaschine, vorzugsweise einer Vertikal-Prallmühle, durchzuführen.

Der Metallinhalt des Feingutes < 2 mm ist durch eine Dichtesortierung mittels Aeroherd, abzutrennen, so dass ein weitestgehend metallfreies, mineralisches Produkt entsteht, welches für die Immobilisierung geeignet ist.

Hinsichtlich der weiteren Verarbeitung der beiden anderen Sortierprodukte 2 – 20 mm und > 20 mm besteht die Möglichkeit einer Aerostromsortierung mittels Querstrom-, Gegenstrom- oder beide Sichtprinzipien verwendende Sichter. Hierbei wird das Aufgabegut so in Sinkgeschwindigkeitsklassen zerlegt, dass jeweils ein metallreiches Schwergut SG und 3 bzw. 4 metallarme Leichtgüter (LG) LG1 bis LG3 bzw. LG4 entstehen. Die Leichtgüter bestehen fast ausschließlich aus organischen Bestandteilen, wobei die Produkte LG1 und LG2 insbesondere aus Fasern, Schaumstoffen, Folien und Holz sowie LG3, ggf. LG4 aus stückigen Kunststoffen und Gummi gebildet werden. Ausgehend von der unterschiedlichen Zusammensetzung der entstehenden Produkte bieten sich verschiedene Verwertungsmöglichkeiten (rohstoffliche oder energetische Verwertung, Herstellung sortenreiner Kunststoffgranulate, Mischkunststoffgranulate für Hochöfen u. v. a.) an, die eine gezielte weitere Aufbereitung der durch Aerostromsortierung erzeugten organischen Produkte erfordern.

Weiterhin wird die vorgenannte Aufgabe durch eine entsprechende Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8 gelöst. Die Anlage zeichnet sich dadurch aus, dass entsprechende Mittel vorhanden sind, die Shredderleichtfraktion (SLF) im Anfallzustand zu zerkleinern und in zwei, vorzugsweise 3 Stückgrößenklassen zu klassieren, wobei die spröden, mineralischen Komponenten des Aufgabegutes (wie z.B. Glas, Keramik, Beton, Ziegel, Sand) durch die selektive Prallbeanspruchung, z.B. in einer Vertikalprallmühle, vollständig in das Feingut, vorzugsweise die Stückgrößenklasse < 2 mm, und die mittels Prallbeanspruchung weitestgehend unzerkleinerbaren Bestandteile (wie z.B. Kunststoff, Gummi, Metalle) vorzugsweise in den Stückgrößenklassen 2 – 20 mm bzw. > 20 mm ausgebracht werden, und die Klassierprodukte zur Gewinnung der Metallinhalte einer Sortierung mittels Magnetscheidung und Aeroherden (Feingut < 2 mm) bzw. einer Aerostromsortierung (Sichtung der Stückgrößenklassen 2...20 mm und > 20 mm) unterzogen werden.

Im Folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und einer Figur näher erläutert:
1 zeigt ein Aufbereitungsverfahren; bei dem ein Aufgabegut, im vorliegenden Fall die Shredderleichtfaktion aus der Zerkleinerung von Schrotten und metallhaltigen Abfällen von Fahrzeugkarossen der Stückgröße 0...300 mm, aufbereitet wird.
Das Material wird zunächst mittels eines Kastenbeschickers 1 der Prallzerkleinerungsmaschine 3 aufgegeben. Sind im Aufgabegutstrom noch sicherheitsrelevante Massivteile, dickwandige Metallstücke, vorhanden, so werden diese mit Hilfe eines Schwerteilauslesers 2 abgetrennt. Im Beanspruchungsraum der Vertikalprallmühle 3 erfolgt die selektive Zerkleinerung im vorliegenden Fall der mineralischen Komponenten der Shredderleichtfraktion, während die Komponenten mit überwiegend zähem Stoffverhalten durch die Prallbeanspruchung nicht bzw. nur geringfügig zerkleinert werden. Die mineralischen Komponenten reichern sich im Feingut < 2 mm an.
Das Zerkleinerungsprodukt wird anschließend einer Siebklassierung mittels einer Spannwellensiebmaschine 4 unterzogen, wobei zunächst bei einer Siebmaschenweite von (18 × 30) mm² ein Grobgut > 20 mm (Masseanteil ca. 15..20 %) sowie ein Zwischenprodukt < 20 mm entsteht. Letzteres wird zur Abtrennung des Feingutanteiles < 2 mm einer zweiten Spannwellensiebmaschine 5 mit einer Siebmaschenweite von (3 × 10) mm² zugeführt, wodurch neben dem mineralreichen Feingut (Masseanteil ca. 50 %) eine Stückgrößenklasse 2...20 mm (Masseanteil ca. 30 ... 35 %) entsteht.
Mit den Stückgrößenklassen 2...20 mm und > 20 mm wird nachfolgend eine Aerostromsortierung mittels mehrstufig angeordneter Zick-Zack-Sichter 6 durchgeführt, wobei durch unterschiedliche Luftgeschwindigkeiten in den einzelnen Sichtstufen zwei aus Fasern, Schaumstoffen, Folien und Holz bestehende Produkte, ein bzw. zwei vor allem aus stückigen Kunststoffen und Gummi bestehende Produkte sowie ein metallreiches Produkt entstehen. Die weitere Aufbereitung der metallreichen Produkte (SG) erfolgt in den bereits vorhandenen Anlagen zur Aufbereitung der Shredderschwerfraktion. Die nachfolgende Aufbereitung der fast ausschließlich aus organischen Bestandteilen bestehenden Produkte LG1, LG2, LG3, ggf. LG4 wird den jeweiligen potentiellen Einsatzgebieten (rohstoffliche bzw. energetische Verwertung, Herstellung sortenreiner Kunststoffprodukte, Mischkunststoffgranulate für Hochöfen u.a.) angepasst.
Für die weitere Aufbereitung der Stückgrößenklasse < 2 mm werden Aeroherde 8 genutzt. Das dabei entstehende Leichtgut sowie das Staubprodukt gelangen zur Immobilisierung, während das Schwergut einem Magnetscheider zugeführt wird. Letzterer erzeugt ein Fe-Konzentrat, das im Hochofen eingesetzt werden kann sowie ein NE-metallreiches Produkt, das entweder direkt verkauft werden kann oder noch angereichert werden muss.

1: Aufgabevorrichtung/Kastenbeschicker
2: Schwerteilausleser
3: Prallzerkleinerungsmaschine
4: Siebmaschine/Spannwellen-Siebmaschine
5: Siebmaschine/Spannwellen-Siebmaschine zur Siebung des
: Zwischenproduktes
6: Aerostromsortierer/Zick-Zack-Sichter
7
8: Aeroherd/Luftherd
9: Magnetscheider
10: SG metallreiches Produkt
11: LG1, LG2 Produkt aus Fasern, Schaumstoffen, Folien, Holz, u. a.
12: SG3 Produkt aus stückigem Kunststoff und Gummi
13: LG4 Produkt aus stückigem Kunststoff und Gummi

Claims

Verfahren zur Aufbereitung einer Shredderleichtfraktion aus der Zerkleinerung von Schrotten und metallhaltigen Abfällen, insbesondere Fahrzeugkarossen, wobei die Shredderleichtfraktion im Anfallzustand die Prozesse Zerkleinerung, Klassierung und Aerostromsortierung durchläuft, wobei die spröden, mineralischen Komponenten des Aufgabegutes, wie z.B. Glas, Keramik, Beton, Ziegel, Sand, durch eine selektive Prallbeanspruchung vollständig in das Feingut und die mittels Prallbeanspruchung weitestgehend unzerkleinerbaren Bestandteile, wie z.B. Kunststoff, Gummi, Metalle, in gröberen Stückgrößenklassen ausgebracht werden, und die groben Klassierprodukte einer 1. und einer 2. Siebmaschine zur Gewinnung der Metallinhalte und der organischen Bestandteile einer Aerostromsortierung unterzogen werden, wobei das Feingut der 1. Siebmaschine einer nachgeschalteten 2. Siebmaschine aufgegeben wird, die feinen Klassierprodukte der 2. Siebmaschine zur Gewinnung der Metallinhalte und der mineralischen Bestandteile Aeroherden zugeführt werden und das Schwergut einer Magnetscheidung unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Feingut der Prallbeanspruchung die Stückgröße < 2 mm aufweist.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die überwiegend unzerkleinerbaren Bestandteile der Prallbeanspruchung eine Stückgröße von 2 – 20 mm und < 20 mm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die selektive Prallbeanspruchung der Shredderleichtfraktion im Anfallzustand mittels einer Prallzerkleinerungsmaschine erfolgt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennung des Feingutes < 2 mm mittels einer Siebmaschine vorzugsweise nach der Abtrennung des Grobgutes, z.B. der Stückgrößenklasse > 20 mm mittels einer weiteren Siebmaschine, erfolgt, wobei gleichzeitig die Stückgrößenklasse 2 – 20 mm entsteht.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Feingut < 2 mm zur Gewinnung des Metallinhaltes sowie zur Erzeugung eines immobilisierbaren mineralischen Produktes zunächst mittels Aeroherden sortiert und das entstehende Schwergut nachfolgend mittels Magnetscheidung in ein Fe-Konzentrat und ein NE-metallhaltiges Produkt getrennt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gröberen Klassierprodukte, vorzugsweise die Stückgrößenklassen 2 – 20 mm und > 20 mm, mittels einer 3- bzw. 4-stufigen Aerostromsortierung, vorzugsweise mittels eines Zick-Zack-Sichters, so in Sinkgeschwindigkeitsklassen zerlegt werden, dass 3 bis 4 metallarme, weitestgehend aus organischen Bestandteilen bestehende Leichtgüter (LG1 bis LG3 bzw. LG4) sowie ein metallreiches Schwergut (SG) entstehen.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftgeschwindigkeiten in den Sichtstufen der Sichteranlage für die Herstellung der 3 bzw. 4 Leichtgüter so gewählt werden, daß 2 Produkte (LG1 und LG2) entstehen, die aus Fasern, Schaumstoffen, Folien und Holz bestehen, sowie 1 bzw. 2 Produkte (LG3 bzw. LG4), die vor allem stückige Kunststoffe und Gummi enthalten.
Anlage zur Durchführung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch – eine Aufgabevorrichtung mit nachgeschalteter Prallzerkleinerungsmaschine (3), der eine Siebmaschine (4) nachgeschaltet ist, die ein Grob- und eine Zwischensiebprodukt erzeugt – wobei das Zwischenprodukt einer weiteren Siebmaschine (5) aufgegeben wird, und – das Grobgut einem Aerostromsortierer (6) aufgegeben wird, bei dem in den einzelnen Sortierstufen Produkte aus stückigem Kunststoff und Gummi (LG3), aus Fasern, Schaumstoff, Folien, Holz, u.a. (LG1, LG2), und ein metallreiches Produkt (SG) entstehen, – das Feingut der Siebmaschine (5) auf Aeroherden (8) weiter in ein Leichtgut, Staubprodukt und ein Schwergut aufbereitet wird, – wobei das Schwergut einem Magnetscheider (9) aufgegeben wird, der ein Fe – Konzentrat und eine NE – metallhaltiges Produkt abscheidet, und – das Grobgut der Siebmaschine (5) einem Aerostromsortierer aufgegeben wird, der ein metallreiches Produkt (SG), zwei Produkte aus Fasern, Schaumstoff, Folien, Holz, u. a. (LG1, LG2) und gegebenenfalls zwei Produkte aus stückigem Kunststoff und Gummi (LG3, ggf. LG4) abtrennt.
Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallzerkleinerungsmaschine (3) ein Schwerteilausleser (2) zum Auslesen dickwandiger Metallstücke vorgeschaltet ist.
Anlage nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabeeinheit (1) einen Kastenbeschicker darstellt.
Anlage nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet dass die Prallzerkleinerungsmaschine (3) eine vertikale Prallmühle darstellt.
Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebmaschine (4, 5) eine Spannwellensiebmaschine darstellt.
Anlage nach den Ansprüchen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Aerostromsortierer (6) einen mehrstufig angeordneten Zick-Zack-Sichter darstellt.
Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Aerostromsortierer (6) einen drei- oder vierstufigen Zick-Zack-Sichter darstellt.