DE19700269C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten und Vorbehandeln von Rohsand, insbesondere für dessen Einsatz als Zuschlagstoff für Mörtel oder Beton, für die Keramik- oder Glasindustrie oder für chemische Zwecke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ein Verfahren sowie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4 eine Vorrichtung zum Aufbereiten und Vorbehandeln von Rohsand, insbesondere für dessen Einsatz als Zuschlagstoff für Mörtel oder Beton, für die Keramik- oder Glasindustrie oder für chemische Zwecke.

Es sind unterschiedliche Verfahren zum Behandeln von Rohsand, je nach dessen Eigenschaften wie Körnung und Reinheit bekannt. Die einzelnen Behandlungsverfahren unterscheiden sich darüber hinaus von der petrographisch-mineralogischen Beurteilung des Rohsandes sowie mit Blick auf möglicherweise vorhandene be­ tonschädliche Bestandteile.

Bekannte Verfahren greifen auf Waschen des Sandes, z. B. zum Entfernen abschlämmbarer Bestandteile zurück. Waschverfahren sind jedoch insbesondere am Ort der Sandgewinnung, d. h. in Sandgruben nicht ganzjährig einsetzbar, da zumindest im Winterhalbjahr aufgrund der Frostgefahr verfahrensseitige Einschränkungen gegeben sind.

Darüber hinaus sind sogenannte Gegenstrom- oder Tandemgegen­ stromentfüllerer bekannt, welche dazu dienen, einen Förder­ strom zu entfüllen, d. h. ein Entstauben und/oder Entfernen von kleineren Partikeln aus dem Förderstrom vorzunehmen. In Schächte der Entfüllerer wird gegenläufig zum Förderstrom dosiert Luft eingeblasen, um die Verweilzeit des Rohsandes im Gerät zu erhöhen, wobei mit einem weiteren Gasstrom ein Austrag der zu entfernenden Partikel erfolgt. Das Prinzip der Entfüllerer besteht also darin, gegen den Fallstrom des Fördergutes dosiert Luftstrom einzublasen, der flugfähigen, durch Kaskaden aufgelockerten Staub in der Schwebe hält. Indem eine Entstaubungsanlage angeschlossen wird, kann der in der Schwebe befindliche Staub abgesaugt werden.

Die vorstehend kurz beschriebene Brechsandentfüllung ist jedoch nur dann mit Erfolg durchführbar, wenn der aufgegebene Rohsand über eine Feuchte von ≦ 2% verfügt. Eine derartige geringe Feuchte ist jedoch bei unmittelbar aus Sandgruben ge­ wonnenem Rohsand nur in äußerst seltenen Fällen gegeben, so daß bisher nur die Möglichkeit verblieb, das eingangs erwähnte Waschen des Sandes zur Reinigung anzuwenden.

Aus der europäischen Patentanmeldung 0 349 490 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Granulaten, beispielsweise Sand, bekannt. Dort wird nach dem Saugzugprin­ zip gearbeitet, indem eine einstellbare Menge Umgebungsluft angesaugt wird, die als Trägerluft für das Granulat dient und dieses zur Aufbereitungsvorrichtung fördert. Ein Teil der Trägerluft wird zum Ausscheiden von Fremdkörpern im Granulat genutzt. Granulat und Trägerluft strömen in einem sich etap­ penweise verbreiternden und dünner werdenden Gutstrom zu einer Staustelle, von welcher sie als Schleier herabrieseln. In der vorbekannten Anlage ist das Einstellen eines Unterdrucks notwendig, wodurch sich die Betreibungskosten in unerwünschtem Maße erhöhen.

Bekannt ist weiterhin das Aufgeben von Straßenbaustoffen in eine rotierende Trockentrommel, wobei die Baustoffe über ein Trennsieb innerhalb der Trockentrommel einem Heißluftstrom zur Entfernung von Feuchte ausgesetzt werden. Derartige Lösungen sind in der DE-PS 12 17 992 sowie in der europäischen Patent­ anmeldung 0 048 520 A1 gezeigt.

Ausgehend vom Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens zum Aufbereiten und Vorbehandeln von Rohsand, insbesondere für dessen Einsatz als Zuschlagstoff für Mörtel oder Beton anzugeben, das es gestattet, in kostengünstiger Weise ganzjährig in Gruben gewonnenen Rohsand auch höherer Feuchte einem kombinierten Trocknungs- und Reinigungsschritt zu unterziehen, so daß sowohl einerseits der vorbehandelte Rohsand bekannten Entfüllerern zugeführt werden kann und andererseits die Möglichkeit besteht, dem Rohsand eine gezielte Feuchte aufzuprägen, so daß dieser beispielsweise für den Transport geeignet ist.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt verfahrensseitig gemäß der Lehre des Patentanspruches 1 sowie vorrichtungs­ seitig mit einem Gegenstand nach den Merkmalen des Patentan­ spruches 4, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.

Der verfahrensseitige Grundgedanke der Erfindung besteht darin, den Rohsand, so wie er aus der Grube gewonnen wird, in eine rotierende Trockentrommel aufzugeben, wobei die Trommel über einen Kugelmühlabschnitt verfügt, um ein Vorzerkleinern je nach Korngröße des Rohsandes auszuführen sowie um anhaf­ tende Verschmutzungen zu lockern oder zu lösen. Über ein Trennsieb gelangt der so vorzerkleinerte Rohsand in einen weiteren Abschnitt der rotierenden Trockentrommel, wird dort über Mitnahmebleche bewegt und nahezu im freien Fall einem Heißluftstrom sowie einem gefächerten Sandstrahl ausgesetzt. Letztgenannte Behandlung dient dem Entfernen von Feuchte sowie dem Vorreinigen des Rohsandes. Über eine Ausgabe wird der so behandelte Rohsand entnommen. Ausgabeseitig wird verfahrens­ gemäß eine Feuchtebestimmung vorgenommen, um z. B. für den Fall, daß der getrocknete Sand transportiert werden soll, wieder Feuchte zuzuführen oder um festzustellen, ob ein aus­ reichender Trocknungsgrad vorliegt, so daß ausgabeseitig ent­ nommener Rohsand z. B. einem bekannten Entfüllerer zugeführt werden kann. Insgesamt ist der Reinheitsgrad entsprechend dem jeweiligen Einsatzfall des Zuschlagstoffes vorgebbar.

Gemäß einer Ausführungsform wird verfahrensseitig bezogen auf die Aufgabe der im Gegenstrom durch die Trockentrommel ge­ führten Luft über eine Filteranlage entnommen und zum geziel­ ten Befeuchten des ausgabeseitig erhaltenen Rohsandes einge­ setzt. Gleichzeitig kann der verfahrensgemäß behandelte Roh­ sand für ein Sandstrahlgebläse zur Erzeugung des gefächerten Sandstrahls verwendet werden.

Durch die kombinierte Anwendung eines Sandstrahls sowie Heiß­ luft wird innerhalb der Trockentrommel eine intensive Trock­ nung der Körner des Rohsandes vorgenommen, so daß sich Staub und Verschmutzungspartikel lösen können. Der eingebrachte Sandstrahl wechselwirkt mit den in der Trockentrommel befind­ lichen Rohsand-Körnern mit dem Ziel eines Absandelns und Reinigens, so daß in der Regel der ausgabeseitig erhaltene Rohsand bereits als Putzsand oder für die Verwendung in Mör­ teln geeignet ist.

Der der Filteranlage zugeführte Abluftstrom kann mit einer Wärmerückgewinnungsanlage oder -einrichtung verbunden sein, so daß die so erhaltene Abwärme zum Vorheizen der Trockentrommel nutzbar ist, wodurch sich die Wirtschaftlichkeit des Ver­ fahrens verbessert.

Besondere Vorteile der Erfindung liegen also darin, daß der vorgereinigte und getrocknete, aus dem Verfahren gewonnene Rohsand für die Sandstrahlbehandlung innerhalb der Trocken­ trommel einsetzbar ist und daß die im Gegenstrom entnommene feuchte Abluft nach Filterung zum ausgabeseitigen gesteuerten Anfeuchten des behandelten Rohsandes nutzbar ist.

Eine Einstellung der Feuchte des ausgabeseitig vorliegenden Rohsandes ist deshalb zweckmäßig und notwendig, da beispiels­ weise für Fertigmörtel oder zum Transport mittels Pumpen in z. B. Vorratssilos Sand mit einem hohen Trocknungsgrad, für Kfz-Transportzwecke aber Sand mit einer definierten Feuchte benötigt wird.

Vorrichtungsseitig wird von einer rotierenden Trockentrommel ausgegangen, die eine Aufgabeschütte, eine Kratzerkelle, eine Förderschnecke oder dergleichen aufweist, wobei letztere dem kontinuierlichen Beschicken der Trommel dienen.

Ein der Aufgabe nachgeordneter Abschnitt der Trommel ist als Kugelmühle ausgebildet, so daß Sand einer Korngröße von 4 mm oder größer vorzerkleinert werden kann. Auch dient die Be­ handlung in der Kugelmühle dem Lösen am Korn fest anhaftender Bestandteile. Die Kugelmühle verhindert darüber hinaus ein Verklumpen oder die Bildung von Cluster.

Die Trockentrommel weist einen von der Kugelmühle getrennten Reinigungs- bzw. weiteren Behandlungsraum auf, welcher rotierende Mitnahmebleche besitzt, die an der Innenseite der rotierenden Trommel befestigt sind, um den aufgegebenen Rohsand einem gefächerten Sandstrahl auszusetzen. Die Kugelmühle und der Reinigungsraum sind durch ein Sieb oder Mahlkörperrückhalteblech getrennt, so daß das aufgegebene Gut in den Reinigungsraum gelangt, die Mahlkörper jedoch zurück­ gehalten werden.

Der erwähnte gefächerte Sandstrahl wird vorzugsweise über ein an der Stirnseite der Trommel angeflanschtes Gebläse in den Reinigungsraum eingebracht. Darüber hinaus besitzt die Trockentrommel eine Heizeinrichtung sowie eine Ausgabe zum Entnehmen des behandelten Rohsandes. Die Heizeinrichtung kann beispielsweise ein Heizaggregat zum Einblasen von Heißluft sein. Alternativ besteht die Möglichkeit, Sandstrahlgebläse und Heizluftgebläse zu kombinieren.

Weiterhin wird gemäß einer Ausführungsform vorgeschlagen, über eine Verbindungs- und Dosiereinrichtung Rohsand, welcher der Ausgabe entnommen wurde, dem Sandstrahlgebläse zuzuführen, so daß weitgehend auf externe Strahlmittel verzichtet werden kann. Alternativ können Problemkörnungen mit z. B. starken Verschmutzungen ausgesiebt und über das Sandstrahlgebläse als Strahlmittel zugegeben werden, wodurch sich ein Reinigungseffekt dieser Sieblinie einstellt, da die Verschmutzungen ausgetragen werden.

Die im Gegenstrom durch die Trockentrommel geführte Luft gelangt auf eine Abgas-Filtereinrichtung, wobei die im Abgas enthaltene Feuchte zum gezielten Befeuchten des ausgabeseitig vorliegenden Rohsandes eingesetzt werden kann.

Dieses Befeuchten dient beispielsweise dem Zweck, Rohsand transportfähig zu machen. Durch die Zuführung feuchter Abluft in Verbindung mit der einstellbaren Verweildauer des Rohsandes in der Trockentrommel läßt sich die Feuchte des Rohsandes gezielt je nach Vorgaben einstellen. Das Filter kann mit einer Absauganlage zur Erzielung eines entsprechenden Unterdruckes zusammenwirken.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Trockentrommel mit einer wärmeisolierenden Umhausung umgeben, so daß ein energieoptimales Betreiben insbesondere mit Blick auf den Trocknungsvorgang gewährleistet ist. Zusätzlich kann eine Wärmerückgewinnungsanlage ausgangsseitig der Filterein­ richtung vorgesehen sein, wobei die erhaltene Wärmeenergie zum Vorwärmen der Trommel und/oder der dem Heizaggregat zuge­ führten Frischluft eingesetzt werden kann.

Erfindungsgemäß besteht die Möglichkeit, den an der Ausgabe erhaltenen vorbehandelten Rohsand einem bekannten Entfüllerer einer Siebanlage und/oder einem Zyklonsieb oder dergleichen zuzuführen, mit dem Ziel einer weiteren Reinigung oder Be­ handlung des Rohsandes je nach dessen letztendlich vorgese­ henem Verwendungszweck.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ganzjährig einsetzbar, da keinerlei frostgefährdete Materialien oder Stoffe, wie bei­ spielsweise beim Auswaschen von Verunreinigungen nötig sind. Darüber hinaus kann die Vorrichtung transportabel ausgebildet sein, z. B. durch Montage auf einem geeigneten Lastkraftwagen, so daß an unterschiedlichen Einsatzorten eine entsprechende Behandlung vorgenommen werden kann.

Alternativ können bei entsprechender Dimensionierung der Vorrichtung auch Schüttgüter mit einer von Sand abweichenden Konsistenz behandelt werden.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spieles und unter Zuhilfenahme einer Figur näher erläutert werden.

Die Figur zeigt hierbei eine prinzipielle Darstellung der Vorrichtung zum Aufbereiten und Vorbehandeln von Rohsand.

Eine rotierende Trockentrommel 1 weist eine Aufgabe 2 auf, die der Zuführung von Rohsand, symbolisiert mit der Pfeildarstel­ lung, dient. Die rotierende Trockentrommel 1 ist mit einem nicht gezeigten Antrieb verbunden und weist eine wärmeisolie­ rende Umhausung 3 auf.

An die Aufgabe 2 schließt sich eine Kugelmühle 4 an, welche eine vorgegebene Anzahl von Mahlkörpern 5, beispielsweise in Form von Stahl- oder keramischen Kugeln, aufweist.

Der in die Aufgabe 2 eingegebene Rohsand gelangt in die Ku­ gelmühle 4 und wird dort einer gezielten Zerkleinerung unter­ zogen. Bei dem Zerkleinerungsprozeß werden gleichzeitig fest anhaftende Verschmutzungen von den Körnern gelöst oder zumin­ dest gelockert. Ein Sieb 6 wirkt als Mahlkörperrückhalteblech, läßt jedoch den Rohsand in einen weiteren Abschnitt der Trockentrommel 1 gelangen. Der weitere Abschnitt, nachstehend als Reinigungsraum 7 bezeichnet, besitzt an der Innenumfangs­ seite angeordnete Mitnahmebleche, um den aufgegebenen Rohsand zu verwirbeln und um diesen sowohl einem Heißluft- als auch einem Sandstrahl auszusetzen.

Zu den letzt genannten Zwecken ist vorzugsweise an der Stirn­ seite in einem oberen Abschnitt der Reinigungstrommel 1 ein Sandstrahlgebläse 8 angeflanscht, welches einen breit gefä­ cherten Sandstrahl im Inneren des Reinigungsraumes 7 erzeugt. Darüber hinaus ist eine Heizeinrichtung 9, z. B. ein Heißluft­ gebläse so an der rotierenden Trockentrommel 1 befestigt, daß Heißluft die Trommel durchströmen und unter Mitnahme von Feuchte und Schmutzpartikeln über eine Ablufteinrichtung bzw. eine Filtereinrichtung 10 austreten kann.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Möglichkeit, Sandstrahlgebläse 8 und Heizeinrichtung 9 zu kombinieren und/oder an einer Ausgabe 11 entnommenen, behandelten Rohsand dem Sandstrahlgebläse 8 als Strahlmittel zuzuführen.

Die Filtereinrichtung 10 kann mit einer Wärmerückgewinnungs­ anlage 12 verbunden sein, so daß sich der Energiebedarf insbesondere für die Heizeinrichtung 9 reduziert. Weiterhin besteht über einen nicht gezeigten regelbaren Bypass die Möglichkeit, gereinigte, jedoch feuchtebelastete Abluft dem ausgabeseitig vorliegenden vorbehandelten Sand zuzuführen. Zweckmäßigerweise ist hierfür eine nicht gezeigte Sand- Befeuchtungskammer vorgesehen, so daß die gewünschte Feuchte­ einstellung vorgenommen werden kann.

Unterschiede im Feuchtigkeitsbedarf bestehen beispielsweise dann, wenn zum einen sehr trockener Sand für Fertigmörtel notwendig ist, zum anderen jedoch der Sand eine bestimmte Feuchte benötigt, um offen transportiert werden zu können.

Die mit dem vorstehenden Ausführungsbeispiel beschriebene Vorrichtung kann transportabel auf z. B. einem Lastkraftwagen montiert sein, so daß ein Einsatz an unterschiedlichen Sand­ gruben vor Ort möglich ist. Der an der Ausgabe 11 entnehmbare vorbehandelte und gereinigte Sand kann einem an sich bekannten Entfüllerer und/oder einer Siebanlage oder dergleichen zur weiteren Reinigung respektive Behandlung zugeführt werden.

Mittels der beschriebenen Vorrichtung gelingt es, Rohsand in einer Korngröße von bis zu 4 mm oder größer, der eine Feuchte im Bereich von 8 bis 20% aufweist, zu reinigen und auf eine Restfeuchte ≦ 2% zu überführen, so daß, wenn notwendig, der behandelte Rohsand unmittelbar einem Gegenstrom-Entfüllerer zugeführt werden kann.

Bezugszeichenliste

1

Trockentrommel

2

Aufgabe

3

wärmeisolierende Umhausung

4

Kugelmühle

5

Mahlkörper

6

Sieb

7

Reinigungsraum

8

Sandstrahlgebläse

9

Heizeinrichtung

10

Filtereinrichtung

11

Ausgabe

12

Wärmerückgewinnungsanlage

Claims (10)

1. Verfahren zum Aufbereiten und Vorbehandeln von Rohsand, insbesondere für dessen Einsatz als Zuschlagstoff für Mörtel oder Beton, für die Keramik- oder Glasindustrie oder für chemische Zwecke, gekennzeichnet durch Aufgeben des Rohsandes in eine rotierende Trockentrommel, wobei zunächst je nach Aufgabe-Korngröße und Verschmutzungs­ grad ein Kugelmahlschritt durchgeführt wird und anschließend über ein Trennsieb der vorzerkleinerte Rohsand innerhalb der Trockentrommel sowohl einem Heißluftstrom als auch einem gefächerten Sandstrahl zur Entfernung von Feuchte sowie zum Vorreinigen ausgesetzt wird, wobei der getrocknete und vorge­ reinigte Rohsand ausgabeseitig einer Feuchtebestimmung unter­ zogen wird, mit dem Ziel je nach Einsatzfall oder Verwen­ dungszweck des Rohsandes und/oder sich anschließendem Sieben und/oder Entfüllen den Trocknungsgrad zu erhöhen oder Feuchte zuzuführen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vorgereinigter und getrockneter, aus dem Verfahren gewonnener Rohsand für das Sandstrahlen eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gegenstrom entnommene feuchte Abluft nach Filterung zum ausgabeseitigen gesteuerten Anfeuchten des behandelten Rohsandes genutzt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine rotierende Trockentrommel (1) eine Aufgabe (2) auf­ weist, wobei in einen der Aufgabe (2) nachgeordneten Abschnitt der Trommel diese als Kugelmühle (4) ausgebildet ist, die Trommel (1) einen von der Kugelmühle (4) durch Sieb oder Mahlkörperrückhalteblech (6) getrennten Reinigungsraum (7) aufweist, welcher Mitnahmebleche aufweist, um den aufgegebenen Rohsand einem gefächerten Sandstrahl auszusetzen, wobei der Sandstrahl über ein an der Stirnseite der Trommel anflansch­ bares Gebläse (8) eingebracht wird, und daß die Trockentrommel (1) über eine Heizeinrichtung (9) sowie eine Ausgabe (11) verfügt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß über oder mittels dem Sandstrahlgebläse (8) der Trocken­ trommel (1) Heißluft zugeführt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Ausgabe (11) entnommener vorbehandelter Rohsand über eine Verbindungs- und Dosiereinrichtung dem Sandstrahl­ gebläse (8) als Strahlmittel zugeführt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gegenstrom durch die Trommel (1) geführte Luft auf eine Filtereinrichtung (10) gelangt, wobei über einen regel­ baren Bypass die gereinigte, feuchtebelastete Luft zu einer ausgabeseitig angeordneten Sand-Befeuchtungskammer geführt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockentrommel (1) mit einer wärmeisolierenden Umhausung (3) versehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Wärmerückgewinnungsanlage (12) ausgangs­ seitig der Filtereinrichtung (10) oder mit dieser zusammen­ wirkend vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabe (11) mit einem Entfüllerer, einer Siebanlage und/oder einem Zyklonsieb zur weiteren Reinigung und Behand­ lung des Rohsandes in Verbindung steht.