-
Verfahren zur Wiedergewinnung von Aluminium aus isolierten Aluminiumleitungsdraht-Abfällen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wiedergewinnung von
Aluminium aus isolierten Aluminiumleitungsdraht-Abfällen.
-
Zur Zeit werden zur Isolierung von Aluminiumleitungen für verschiedene
Zwecke in der Elektroindustrie Gummi, Neopren, Polyvinylchlorid, Polyäthylen und
andere Arten von elastomeren und polymeren Substanzen verwendet. Wie bei den meisten
Herstellungsverfahren ergibt sich auch bei der Fabrikation von isolierten Leitungen
ein gewisser Anfall an unbrauchbarem Abfallmaterial. Ebenso ergibt sich Abfallmaterial
bei der Installation durch Beschädigung während der Installation und beim Betrieb
elektrischer Anlagen, bei denen diese isolierten Leitungen verwendet werden. Der
wachsende Anfall von Schrott aus Aluminiumleitungsdraht, der auf die wachsende Verwendung
desselben und auch auf Beschädigung bereits im Gebrauch befindlicher Leitungen zurückzuführen
ist, bildete für die Industrie ein erhebliches Problem, weil ein Verfahren zur Wiedergewinnung
des Leitungsdrahtes aus dem Abfall fehlte. Zur Herabsetzung der Kosten wäre dies
besonders erwünscht und würde auch einen weiteren Anlaß zum vermehrten Gebrauch
von Aluminiumleitungsdraht bieten.
-
Im allgemeinen findet man Abfall von isoliertem Leitungsdraht in Form
von losen Drähten, Kabeln, verwirrten Wicklungen und Ballen. Obwohl die Entfernung
der Isolierung aus Massen, z. B. Ballen von Leitungsdrahtabfällen aus Aluminium
zur Wiedergewinnung solcher Drähte schon immer wünschenswert war, war es bei den
bisherigen Verfahren nicht möglich, dies in praktischer und wirksamer Weise zu erreichen.
Ein Verfahren, das zur Entfernung der Isolierung von Leitungsdraht vorgeschlagen
wurde, besteht im Abstreifen von den einzelnen Leitungen. Dabei wird jede Leitung
einzeln behandelt, was schon bei losen Leitungsdrähten ein kostspieliges Verfahren
ist. Bei Ballen, verwirrten Wicklungen und Kabeln, bei denen der Abfall vor der
Behandlung erst in einzelne Drähte aufgetrennt werden müßte, ist ein solches Verfahren
völlig unbefriedigend.
-
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht es, die
bisher bei der Aluminiumrückgewinnung aus isolierten Aluminiumleitungsdraht-Abfällen
aufgetretenen Schwierigkeiten zu überwinden und die Wiedergewinnung des Aluminiums
in praktischer, wirksamer und befriedigender Weise durchzuführen.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnet sich dadurch, daß die
Aluminiumleitungsdraht-Abfälle kontinuierlich durch einen Verbrennungsraum geführt
werden, wobei das Isoliermaterial nach Eintritt in den Verbrennungsraum entzündet
wird und die Durchgangsgeschwindigkeit und die Verbrennung so aufeinander eingestellt
werden, daß das Isoliermaterial verbrennt, ohne daß das Aluminium schmilzt und daß
nach Austritt aus dem Verbrennungsraum der Rückstand des verbrannten Isoliermaterials
mechanisch vom Aluminium abgetrennt wird.
-
Man kann die isolierten Aluminiumleitungsdraht-Abfälle in Stücken
von 10 bis 46 cm Länge oder auch in Form von Ballen in den Verbrennungsraum einführen,
wobei die Dichte der Ballen unterhalb 0,53 g/cm3, vorzugsweise unterhalb 0,40 g/em3,
liegen kann.
-
Die Verbrennung des Isoliermaterials kann man vorzugsweise in einem
in bekannter Weise geneigten Drehrohrofen oder auch auf einem Wanderrost durchführen.
-
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man auch Aluminium aus Abfällen
von isolierten Aluminiumkabeln mit einem Eisenmetallkern rückgewinnen, indem man
diese Abfälle in kurzen Stücken in den Verbrennungsraum bringt und nach Austritt
aus dem Verbrennungsraum das Eisenmetall vom Aluminium abtrennt, und zwar vorzugsweise
magnetisch oder durch Schmelzen des Aluminiums und Abgießen vom Eisenmetall.
Es
soll nunmehr an Hand der Zeichnungen die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
näher erläutert werden.
-
Fig. 1 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer üblichen
rotierenden Heizvorrichtung, wie sie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
verwendet wird. Einzelne Teile sind bei ihr aus Gründen der Klarheit weggelassen;
Fig. 2 ist im größeren Maßstab ein Querschnitt der rotierenden Heizvorrichtung der
Fig. 1 entlang der Linie 2-2 von Fig. 1; Fi&3 ist in größerem Maßstab ein Querschnitt
durch den Fülltrichter von Fig. 1 entlang der Linie 3-3 von Fig. 1; Fig. 4 ist eine
Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer anderen Vorrichtung zur Ausführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung eines Wanderrostes und eines Saugzuges,
in der einzelne Teile zur besseren Übersicht weggelassen sind.
-
Die wesentlichen Teile des in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Drehrohrofens
sind die folgenden: Ein Trichter 41 dient zur Beschickung einer Fördervorrichtung,
bestehend aus einem Förderband 32 mit Hebeschaufeln 33, welches über die Tragrollen
34 und 35 läuft. Unterhalb der oberen Tragrolle 34 ist eine Schurre 26 angebracht,
welche in den röhrenförmigen Mantel l des eigentlichen Drehrohrofens führt. Der
röhrenförmige Mantel 1 kann mit Schaufeln oder Flügeln 2 versehen sein, die im gleichmäßigen
Abstand auf den inneren Umfang des Mantels 1 und parallel zu seiner Achse angebracht
sind. Der Mantel 1, welcher mehrere Grad gegen die Horizontale geneigt ist, kann
an seinem oberen und unteren Ende je einen Mantelring 3 auf seinem äußeren Umfang
tragen. Diese Mantelringe sind auf Rollenpaaren 6 derart gelagert, daß der mittels
eines Motors angetriebene Mantel 1 sich frei um seine Achse drehen kann, ohne daß
er sich in Achsrichtung verschiebt.
-
Am unteren Ende des röhrenförmigen Mantels 1 befindet sich ein unten
offenes Gehäuse 44, welches einen Brenner 47 (Öl, Gas usw.) trägt. Dieser Brenner
47 liegt so, daß seine Flamme unmittelbar axial durch den röhrenförmigen Mantel
1 gerichtet ist und auf diese Weise das darin enthaltene Material erhitzt.
-
Unter der unteren Öffnung des Gehäuses 44 kann ein geeigneter Behälter
angebracht werden, der das behandelte Material aufnimmt. Wenn erwünscht, kann zusätzlich
an dieser Stelle auch ein Schüttelsieb vorgesehen werden, um eine vollständige Trennung
des verbrannten Isolierrückstandes von dem Metalldraht zu gewährleisten.
-
Zur Verarbeitung von Kabelabfällen mit einem Eisenmetallkern können
geeignete Vorrichtungen angewandt werden, um das Eisenmetall vom Aluminium zu trennen.
Eine solche Vorrichtung kann aus einem mit Hebeschaufeln versehenen Förderband 48
bestehen, welches über die Rollen 58 und 59 geführt wird. Unmittelbar unter dem
Abladeende des Förderbandes 48 kann eine magnetische Trennungsvorrichtung angebracht
werden, z. B. die magnetischen Rollen 54 und 55, welche in entgegengesetztem Uhrzeigersinn
angetrieben werden. Hierbei fällt das Eisenmetall in den Behälter 53, während sich
das Aluminium im Behälter 52 sammelt.
-
Es kann wünschenswert sein, den röhrenförmigen Mantel 1 mit feuerfestem
Material auszukleiden, weil sich bei der Verbrennung der Isolierung eine beträchtliche
Wärme entwickelt. Auf diese Weise können die Heizkosten herabgesetzt werden.
-
Mit der in den Fig.1, 2 und 3 dargestellten rotierenden Heizvorrichtung
wird das erfindungsgemäße Verfahren folgendermaßen durchgeführt: Der isolierte Abfalldraht
wird in den Trichter 41 geworfen und mittels des Förderbandes 32 über die Schurre
26 in den röhrenförmigen Mantel 1 geleitet, in welchem der Abfalldraht durch den
Brenner 47 entzündet wird. Obwohl der Brenner, wie in Fig. 1 dargestellt, im Gehäuse
44 am Auslaßende des Mantels 1 angebracht ist, kann er auch am Einlaßende des Mantels
1 angebracht werden. Wenn das Isoliermaterial einmal angebrannt ist, so brennt es
ohne Wärmezufuhr von außen weiter. Bei Anlaufenlassen der Apparatur wird man dem
Brenner 47 viel Brennstoff zuführen. Hat aber das Isoliermaterial zu brennen begonnen,
so kann der Brenner 47 entsprechend gedrosselt werden. Die Durchsatzgeschwindigkeit
und -menge des den Mantel 1 passierenden Materials wird so eingestellt, daß das
Material durch die rotierende Heizvorrichtung, ohne zu schmelzen, hindurchgeht,
während die Isolierung vollständig verbrennt. Dies wird z. B. durch Regulierung
der Zubringegeschwindigkeit sowie durch Veränderung der Länge, des Durchmessers,
des Neigungswinkels und der Rotationsgeschwindigkeit des Mantels 1 erreicht. Die
günstigsten Bedingungen können in jedem Einzelfall leicht empirisch durch Versuche
ermittelt werden. Nach Passieren des Mantels 1 gelangt der behandelte Draht durch
die untere Öffnung des Gehäuses 44 entweder direkt in einen Behälter oder zum Weitertransport
auf ein Förderband. Es kann zweckmäßig sein, die Drahtmassen in kurze Stücke, z.
B. von 10 bis 46 cm Länge zu zerschneiden oder zu zerhacken, bevor sie in
die rotierende Heizvorrichtung gelangen. Dies ist besonders bei der Aufarbeitung
von Aluminiumkabelabfällen mit Eisenmetallkem von Nutzen, wo die Trennung des Eisenmetalls
vom Aluminium mit magnetischen Mitteln bewirkt wird, wobei man sich des Förderbandes
48 in Verbindung mit den magnetischen Rollen 54 und 55 bedienen kann.
-
Eine andere Vorrichtung, mit welcher das erfindungsgemäße Verfahren
durchgeführt werden kann, ist in Fig.4 dargestellt. Sie besteht aus einem Wanderrost,
einer über diesem befindlichen Zündvorrichtung und einem nach abwärts gerichteten
Sog. Die wesentlichen Teile dieser Anlage sind die folgenden: Eine in sich geschlossene
Schienenbahn setzt sich zusammen aus dem oberen horizontalen Schienenelement 126,
dem halbkreisförmigen Schienenelement 127, dem unteren, schräg angebrachten Schienenelement
133 und dem halbkreisförmigen Schienenelement 134. Auf dieser Schienenbahn
ist eine Kette von Rostelementen 135 angeordnet, welche durch die Antriebsvorrichtung
145, 146 in Umlauf gesetzt wird. Jedes Rostelement weist ein Plattengußstück mit
offenem Boden auf, welcher mit Rostgliedern 138 versehen ist.
-
Unterhalb des horizontalen Schienenelementes 126 befindet sich die
Ansaugkammer 110, welche aus den schrägen Wänden 111, den Seitenwänden 112 und der
Bodenplatte 113 gebildet wird. Das Oberteil der Ansaugkammer 110 ist offen und unmittelbar
unterhalb der Rostelemente 135 angeordnet. Am Boden der Ansaugkammer 110 sind Reinigungstüren
114 angebracht. Auf einer Saugkammerseite befindet sich eine
Rohrleitung
115, an welche eine Absaugvorrichtung od. dgl. angeschlossen wird.
-
Oberhalb der Rostelemente 135, am vorderen Ende der Saugkammer 110,
befindet sich die Zündvorrichtung 116, welche dazu dient, die Beschickung an ihrer
Oberfläche in Brand zu setzen. Die Zündvorrichtung 116 weist eine Feuerkammer oder
einen geeigneten Brenner auf, welcher mit beliebigem Brennmaterial gespeist werden
kann.
-
Man kann die Verbrennung in dieser Anlage steuern, indem man den Sog
in der Saugkammer 110 reguliert und die Wanderungsgeschwindigkeit der Rostelemente
135 über die Saugkammer 110 durch Regelung der Antriebsvorrichtung 145, 146
variiert.
-
Mit dem in Fig.4 dargestellten Wanderrost läßt sich das erfindungsgemäße
Verfahren wie folgt ausführen: Die Abfalldrahtmengen werden zunächst rechts von
der Zündvorrichtung 116 auf die Rostelemente
135 gelegt. Die Beschickung
kann in Form zerhackter Drahtstücke, großer verwickelter Drahtmassen, Drahtballen
oder -rollen erfolgen. Sobald die mit Abfalldraht beschickten Rostelemente 135 auf
ihrem Weg nach links unter die Zündvorrichtung 116 gelangen, wird die Verbrennung
des Isoliermaterials eingeleitet. Diese setzt sich unter der Wirkung des durch die
Saugkammer 110 verursachten, nach unten gerichteten Sogs innerhalb der Charge fort.
Die Verbrennungsprodukte werden durch die Leitung 115 abgesaugt. Die Wandergeschwindigkeit
des Rostes wird so eingestellt, daß das Isoliermaterial vollständig verbrannt ist,
wenn jedes Rostelement 135 das gegenüberliegende Ende der Saugkammer
110
erreicht hat, wobei das Drahtmaterial nicht oder nur geringfügig
| Versuch Gesamtdichte Draht- |
| Nr. Chargenart etwa beschickung Bemerkungen |
| kg/m-" kg/m2 je Stunde |
| 1 lose 320 537 Verbrannter Isolationsrückstand fiel beim Austragen |
| des Drahtes vom Rost |
| 2 lose 192 464 Verbrannter Isolationsrückstand fiel beim Austragen |
| des Drahtes vom Rost |
| 3 Ballen 400 337 Verbrannter Isolationsrückstand fiel beim
Austragen |
| des Drahtes vom Rost |
| 4 Ballen 529 377 Verbrannter Isolationsrückstand wurde beim
Aufstoßen |
| des Ballens entfernt |
| 5 Ballen 673 337 Verbrannter Isolationsrückstand war selbst
bei wieder- |
| holtem Aufstoßen schwierig zu entfernen |
| 6 Ballen 721 337 Verbrannter Isolationsrückstand konnte nur
in den |
| äußeren Lagen des Drahtes nach wiederholtem Auf- |
| stoßen entfernt werden |
Wie aus der obigen Tabelle ersichtlich, war der Grad der Entfernung des verkohlten
Rückstandes vom Abfalldraht unmittelbar von der Dichte der Beschickung abhängig.
Bei losem Draht wurde der Rückstand leicht durch Abladen der Drahtcharge von den
Rostelementen und durch den Stoß auf den Fußboden entfernt. Draht in Ballenform
mit einer Ballendichte von 400 kg/m3 wurde im wesentlichen im selben Ausmaß wie
loser Draht gereinigt.
-
Im Versuch Nr. 4 wurde isolierter Draht auf eine Ballendichte von
529 kg/m3 gebracht. Die zusätzliche anschmilzt. Im Bereich des halbkreisförmigen
Schienenelements 127 kippen die Rostelemente durch ihre Schwere, werden umgedreht
und entladen ihre Last. Es hat sich herausgestellt, daß das Fallenlassen des behandelten
Drahtes vom Rostelement auf den Fußboden oftmals ausreicht, um den gesamten Rückstand
des verbrannten Isoliermaterials abzuschütteln. Der Abfalldraht ist dann zur Beschickung
eines Schmelzofens fertig. In gewissen Fällen, z. B. bei dichten Abfalldrahtballen,
kann man jedoch den be, handelten Draht über ein geeignetes Schüttelsieb, beispielsweise
über ein Sieb aus Lochplatten oder Drahtgeflecht führen, wodurch die Trennung des
verkohlten Rückstandes vom Draht gewährleistet ist und der Draht dann eingeschmolzen
werden kann.
-
Die in Fig. 4 dargestellte Anlage ist auch zur Aufarbeitung von Aluminiumkabelabfällen
mit einer Eisenmetallverstärkung geeignet. Wenn der Draht in Form kurzer Stücke
aufgearbeitet wird, kann man den behandelten Draht über eine magnetische Trennvorrichtung
führen, welche der in Fig. 1 dargestellten ähnlich ist.
-
Im folgenden sind verschiedene Versuche wiedergegeben, welche unter
Verwendung eines Wanderrostes durchgeführt wurden.
-
Das verwendete Gerät hatte 61 cm breite Roste und eine 2,74 m lange
Ansaugkammer. Es wurde mit Neopren isolierter Aluminiumleitungsdraht behandelt,
und zwar sowohl Stücke losen Drahtes als auch Ballen. Dieser Drahtabfall bestand
aus Draht von verschiedenartiger Dicke in massiver Form und in Litzen. Ein Sog von
etwa 25 bis 76 mm Wassersäule wurde angewendet. Es wurden sechs Versuche durchgeführt.
Die erhaltenen Werte sind in der folgenden Tabelle verzeichnet. Zusammenballung
erforderte mehrere Stöße, wie durch Aufstoßen auf eine Betonfläche, ehe der Rückstand
herausgeschüttelt werden konnte. Nach solchen Stößen war der Ballen rein und zur
Beschickung in einen Schrottschmelzofen geeignet. Die Dichte der Ballen bei den
Versuchen Nr. 5 und 6 erwies sich als zu groß. Obwohl die Isolierung sogar im Innern
des Ballens vollständig verkohlt war, erwies es sich doch als schwierig, alle Rückstände
aus den Ballen des Versuches Nr. 5 selbst nach wiederholtem Aufstoßen auf eine Betonfläche
zu entfernen. Beim Versuch Nr.6
konnten nur die äußeren Drahtschichten
selbst nach zahlreichen Stößen auf eine Betonfläche vom Rückstand gereinigt werden.
Die Wandergeschwindigkeit des Rostes und der nach unten gelenkte Sog wurden so eingestellt,
daß die ganze Isolierung vollständig verbrannt wurde, wobei außer bei einem sehr
kleinen Teil des in nächster Nähe der Zündung vorbeigeführten Drahtes kein Schmelzen
eintrat. Diese Wandergeschwindigkeit änderte sich in Übereinstimmung mit der Dichte
des behandelten Materials.
-
Es ist also ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung ein einfaches
und doch wirksames Verfahren zur Wiedergewinnung von Aluminium aus isolierten Aluminiumleitungsdraht-Abfällen
bietet. Natürlich kann man zur Durchführung der Erfindung auch andere Drehrohröfen
und Wanderrostöfen verwenden, wenn auch die vorliegende Erfindung nur unter Bezugnahme
auf besondere Formen von Drehrohröfen oder Wanderrostöfen beschrieben worden ist.