DE1496281C - Verfahren und Vorrichtung zur maschi nellen Wiedergewinnung der metallischen Teile und der aktiven Masse von Akkumula toren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur maschinellen. Wiedergewinnung der metallischen Teile und der aktiven Masse von Akkumulatoren durch mechanische Behandlung der Akkumulatorenbatterien oder deren Teilen und nachfolgendes Sieben.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, das aktive Material in reiner Form vollständig von den metallischen Teilen nicht mehr brauchbarer Akkumulatoren oder von deren Teilen abzutrennen.

Die meisten Akkumulatoren sind Bleiakkumulatoren. Das Verfahren.der Erfindung hat daher für diese seine besondere Bedeutung und es soll daher das Verfahren in seiner Anwendung auf Bleiakkumulatoren beschrieben werden.

Wie allgemein bekannt, bestehen Akkumulatorenbatterien ausschließlich des Elektrolyten, der vor dem Verfahren nach der Erfindung entfernt wird, ■ nus folgenden Bestandteilen:

1. Aus einem kastenförmig geformten Behälter, z. B. aus Hartgummi,

2. aus Plattengittern, bestehend aus einer Blei-Antimon-Legierung, die üblicherweise geringe Mengen anderer Legierungsbestandteile enthält,

3. aus elektrischen Verbindungsstücken aus Blei- as Antimon-Legierung, den Zellenverbindern und Polen,

die unter 2. und 3. genannten Teile werden im folgenden als »metallische Teile« bezeichnet,

4. aus aktiver Masse (Bleioxyd, Bleisulfat),

5. aus den Separatoren, die aus Holz, Glasfasern oder Kunstharzen bestehen können.

Die Wiedergewinnung des in den Batterien als aktive Masse und als metallische Teile vorhandenen Bleis erfolgt nach bekannten Verfahren:

a) durch direkte metallurgische Verarbeitung der Batterien an sich oder

b) durch Ausschmelzen lediglich des metallischen Bleis zur Abtrennung von der aktiven Masse,

c) auf teure manuelle Weise durch grobes Trennen der aktiven Masse und der metallischen Teile einerseits und der Bruchstücke der Behälter und der Separatoren andererseits, und anschließende metallurgische Behandlung der. aus aktiver Masse und den metallischen Teilen bestehenden Mischung.

Das Verfahren nach a) hat den Nachteil, daß nicht zerstörbare Substanzen, z. B. die Verbindungen der Erdalkalimetalle, die als Füllstoffe im Behälter vorhanden sind, den Schmelzofenprozeß verlangsamen, und daß der beträchtliche Schwefelgehalt der Behälter, wenn es sich um Hartgummi-Behälter handelt, durch Reaktion mit dem Blei zu Nebenprodukten führt.

Verfahren nach b) haben den Nachteil, daß sie einen großen apparativen Aufwand und viel Wartungsarbeit benötigen.

Die Verfahren nach c) weisen ungeachtet dessen, daß sie leichter durchzuführen sind, höhere Ausbeuten an Blei ergeben und einen geringeren Aufwand an Anlagen erfordern als die unter a) und b) genannten Verfahren, den Nachteil auf, daß sie einen großen Einsatz an Arbeitskräften erfordern.

Darüber hinaus wirkt sich nachteilig bei den Verfahren a) und c) die Tatsache aus, daß beim Schmelzen des Metalls eine Blei-Antimon-Legierung entsteht, die 2 bis 4% Antimon enthält. Denn diese Legierung kann einmal nicht zur Herstellung von Akkumulatorplatten verwendet werden, weil für diese eine Legierung mit 4 bis 8 °/o Antimon erforderlich ist, und zum anderen kann sie nicht zu Bleioxyd verarbeitet werden, weil Bleioxyd aus reinem Blei hergestellt wird.

Ferner ist nach der deutschen Patentschrift 1021691 ein Verfahren bekannt, bei dem Akkumulatorenschrott mechanisch aufgearbeitet wird. Der Schrott wird in einer Schleuderprallmühle zerkleinert und das dabei erhaltene Gut ausgesiebt. Vor dieser mechanischen Behandlung muß der Schrott nicht behandelt werden. Es ist auch nicht erforderlich, einzelne Bestandteile vorher auszulesen. Der Nachteil eines solchen Verfahrens besteht darin, daß die Schleuderprallmühle zum Betrieb wesentlich mehr Energie benötigt, als das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung. Die elektrisch angetriebene Schleuderprallmühle benötigt an elektrischer Arbeit 0,657 Kwh pro 100 kg des behandelten Materials.

Hingegen benötigt man für die Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Durchführung des Verfahrens nur ein Fünftel der genannten Energie. Dabei ist noch zu erwähnen, daß bei dem bekannten Verfahren nur Schrott verarbeitet wird im Gegensatz zur Erfindung, die weiter den sehr wichtigen Vorteil aufweist, daß ganze Akkumulatorenbatterien zerkleinert werden können, ohne aus diesen durch Vorbehandlungen erst den Schrott zu gewinnen, wie er nach dem Verfahren der erwähnten Patentschrift hergestellt werden muß.

Die Erfindung hilft den geschilderten Nachteilen ab. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß Akkumulatorenbatterien oder deren Teile durch eine Folge von Schlägen von definierter Intensität und Anzahl zu Bruchstücken zertrümmert werden, wobei die Intensität der Schläge vom Beginn des Verfahrens gegen dessen Ende abnimmt.

Die Schläge werden dadurch bewirkt, daß die Batterien oder deren Teile im freien Fall auf eine Wand auftreffen. Bei dieser mechanischen Behandlung erhält man die gesamte aktive Masse überwiegend als Pulver oder als feines Granulat. Die anderen Teile, z. B. die metallischen Teile, Hartgummi usw., fallen in Form wesentlich größerer Bruchstücke an; sie können daher leicht durch Sieben von der aktiven Masse abgetrennt werden.

Die Intensität der Schläge wird durch Veränderung der Höhe des freien Falls abgestuft. Es ist hierdurch möglich, eine unerwünschte, zu feine Zermahlung der metallischen und nichtmetallischen Teile zu vermeiden. Diese würden sonst durch die Sieböffnungen hindurchgehen und so die Reinheit der aktiven Masse vermindern. Wenn die Schläge, z. B. dadurch herbeigeführt werden, daß man die Batterien auf Wände fallen läßt, kann gegen das Ende des Verfahrens die Fallhöhe allmählich verringert werden, oder es kann durch Einbringen eines relativ weichen Materials oder durch Verwendung von weniger starren Wänden eine abgestufte Schlagintensität erreicht werden; gegebenenfalls können diese beiden, das Verfahren vorteilhaft gestaltenden Verfahrensschritte gemeinsam angewendet werden.

Zum Abtrennen der aktiven Masse ist es zweckmäßig, ein Sieb vorzusehen, das Öffnungen von mehr als 2 mm, vorzugsweise von etwa 20 mm, aufweist.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer rotie-

renden Trommel besteht, deren Achse derart gegen die Horizontale geneigt ist, daß eine Weiterbeförderung des Materials zur Auslaßöffnung stattfindet und die im Innern zur Achse parallele oder schwach geneigte Längsvorsprünge besitzt.

Eine Ausführungsform der Vorrichtung der Erfindung, wie sie schematisch in der Zeichnung dargestellt ist, wird im folgenden beschrieben.

Fig.l zeigt eine Seitenansicht der länglichen Trommel 1, z. T. im Schnitt aufgebrochen; Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt der Linie Y-Y der

Die Vorrichtung besteht aus der Trommel 1, deren Achse gegenüber der Horizontalen um etwa 2° gegen die Auslaßöffnung 2 geneigt ist. Die Batterien werden durch die Einfüllöffnung 3 eingebracht. Die Trommel besitzt an ihrer Außenseite zwei Ringe 4 und 5, die auf den Rollen 6 und 7 laufen. Diese beiden Rollen 6 und 7 werden durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben, um die Trommel zu drehen.

Die Trommel ist in ihrem Inneren mit Längsvorsprüngen B ausgestattet. Diese heben bei der Drehung . der Trommel die Batterien oder deren Teile hoch und lassen sie von praktisch konstanter Höhe nach unten auf die Wand der Trommel fallen. Ferner ist die Trommel mit einem Schneckengang 9, der aus flachen Stangen besteht, versehen. Die Stangen, die in der Nähe der Einfüllöffnung der Trommel beginnen, besitzen eine bestimmte Länge. Diese Schnecke erhöht die Geschwindigkeit des Weitertransportes des Guts, das in der Nähe der Einfüllöffnung der Trommel liegt. In der Wand der Trommel ist im Bereich des Auslaßendes ein Sieb angeordnet, dessen Maschen eine Größe zwischen 2 und 30 mm aufweisen. Es ist auch möglich, die Wand der Trommel unmittelbar mit entsprechenden Bohrungen zu versehen. Die Zahl der Schläge wird unter anderem bestimmt durch die Trommellänge und die Rotationsgeschwindigkeit, während die Schlagintensität eine Funktion des Trommeldurchmessers ist. Die Zahl der Schläge, die das Gut während seines gesamten Aufenthaltes in der Trommel erleidet, kann zwischen 20 und 100 schwanken.

Die Intensität der Schläge in der Vorrichtung kann auf verschiedene Art abgestuft werden. Zum Beispiel wird die Intensität schwächer, wenn die durch das zahlreiche Gut sich bildende Schicht in ihrer Stärke durch das Auslaßende der Trommel hin zunimmt.

Weiter kann man in der Trommel in entsprechender Form vorstehende Metallteile anordnen, oder man bildet die Trommel so aus, daß sie entlang ihrer Achse sich im Durchmesser verkleinert, so daß sie gegen die Auslaßöffnung hin die Form eines abgestumpften Kegels oder einer abgestumpften Pyramide ergibt.

Man kann auch darauf verzichten, die Trommel mit einer Neigung zur Horizontalen aufzustellen. Bei horizontaler Anordnung der Trommel bedarf es zur Unterstützung des Transportgutes noch zusatzlicher Mittel. So ist es möglich, Wasserstrahlen anzuwenden. Hierdurch wird gleichzeitig das Loslösen der aktiven Masse erleichtert. Mit der in den Fig.l und 2 schematisch dargestellten Vorrichtung, die einen Durchmesser von 2 Metern hat, erreicht man eine praktisch vollständige Abtrennung der pulveri- -— sierten aktiven Masse. Die durchschnittliche Größe der metallischen Teile und der Bruchstücke des Akkumulatorgehäuses (Hartgummi) liegt zwischen 4 und 12 cm; 8 cm Stärke herrschen vor.

Eine andere zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignete Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Förderband, das starre Bodenelemente aufweist und das zwischen zwei massiven verankerten Seitenwänden läuft. Während der Fortbewegung der auf dem Förderband gelagerten Batterien werden diese durch schwere Massen getroffen. Das Gewicht und die Fallhöhe dieser Massen werden einzeln oder gemeinsam im Verlauf des Zertrümmerungsvorgangs stufenweise verringert. Die Schlagfrequenz wird entsprechend der Laufgeschwindigkeit des Förderbandes so gehalten, daß jede Batterie oder deren Teile im Durchschnitt eine vorausbestimmte Anzahl von Schlägen entsprechender und verschiedener Intensität erhalten. Das zerkleinerte Gut wird zum Abtrennen der aktiven Masse anschließend einem Sieb zugeführt, dessen Öffnungen einen Durchmesser von 8 mm haben.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung läuft ebenfalls ein Förderband zwischen massiven Seitenwänden. Diese Wände sind unterteilt; sie können senkrecht zur Laufrichtung des Förderbandes hin und her bewegt werden. Während ihrer Fortbewegung werden die Batterien auf dem Förderband durch Schläge der beweglichen Segmente getroffen. Die Hin- und Herbewegung der Segmente ist entsprechend der Fortbewegungsgeschwindigkeit des Bandes eingestellt, so daß jede Batterie eine vorbestimmte Zahl von Schlägen erhält. Hierdurch werden die Gehäuse zertrümmert und die aktive Masse losgelöst und pulverisiert, worauf sie durch Sieben abgetrennt wird. Es ist auch möglich, den erfinderischen Gedanken dadurch zu erwirken, daß man eine Apparatur verwendet, die im wesentlichen aus einem Schwing- oder Schüttelsieb besteht, das durch bewegliche segmentierte Seitenwände — analog zu der vorher beschriebenen Vorrichtung — begrenzt ist. Das Zertrümmern der Batterien, das Zerkleinern und Pulverisieren der aktiven Masse erfolgt in ähnlicher Weise wie in dem vorher beschriebenen Beispiel, mit dem Unterschied, daß mit dieser Vorrichtung die Abtrennung der aktiven Masse während der Zerkleinerung erfolgt.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur maschinellen Wiedergewinnung der metallischen Teile und der aktiven Masse von Akkumulatoren durch mechanische Behandlung der Akkumulatorenbatterien oder deren Teilen und nachfolgendes Sieben, dadurch gekennzeichnet, daß Akkumulatorenbatterien oder deren Teile durch eine Folge von Schlägen von definierter Intensität und Anzahl zu Bruchstücken zertrümmert werden, wobei die Intensität der Schläge vom Beginn des Verfahrens gegen dessen Ende abnimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläge durch freien Fall der Batterien oder deren Teilen auf eine Wand bewirkt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der Schläge durch Veränderung der Höhe des freien Falls abgestuft wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung der Schlagintensität während des Ablaufes des Verfahrens die den ersten Schlagen nachfolgenden Aufschläge auf weniger starre Wände erfolgen. - ..

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagintensität durch Verminderung der Höhe des freien Falles und gleichzeitige Verwendung weniger starrer Wände, auf denen der Aufschlag erfolgt, verringert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abtrennen der aktiven Masse ein Sieb mit Öffnungen eines Durchmessers von mehr als 2 mm, vorzugsweise von etwa 20 mm, verwendet wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer rotierenden Trommel (1) besteht, deren Achse derart gegen die Horizontale geneigt ist, daß eine Weiterbeförderung des Materials zur Auslaßöffnung (2) stattfindet, und die im Innern zur Achse parallele oder schwach geneigte Längsvorsprünge (B) besitzt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis der kegelstumpf- oder pyramidenförmigen Trommel (1) an der Einlaßseite (3) liegt.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel innen mit vorstehenden Metallteilen ausgestattet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vorstehenden Metallteile nur in der ersten Abteilung der Trommel angebracht sind. ;

.11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel in der Nähe der Auslaßöffnung (2) mit Sieböffnungen eines Durchmessers von mehr als 2 mm, vorzugsweise von etwa 20 mm, versehen ist. -·-■■■.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwände der Trommel mit schneckenförmigen Rippen (9) versehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen