DE19755629A1 - Verfahren zur Aufbereitung der Shredderleichtfraktion aus Shredderanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung der Shredderleichtfrak­ tion, die nach den Zerkleinern von Autowracks, sogenannter "weißer Ware" und/oder leichtem Mischschrott in Shredderanlagen anfällt. Bei der soge­ nannten "weißen Ware" handelt es sich um gebrauchte Kühlschränke, Herde, Waschmaschinen und ähnliche Haushaltsgeräte.

Bei der Verarbeitung von leichtem Mischschrott, weißer Ware und insbeson­ dere Altautos in Shredderanlagen entsteht neben Stahlschrott und einer nichteisenmetallreichen Fraktion die sogenannte Shredderleichtfraktion, die auch Shreddermüll, Shredderleichtmüll, Fluff oder Shredderrückstand genannt wird.

Diese Shredderleichtfraktion ist ein sehr heterogenes Stoffgemisch, beste­ hend aus Kunststoffen, Elastomeren, Textilien, Glas, Keramik, Holz, Eisen- und Nichteisenmetallen, deren qualitative und quantitative Zusammen­ setzung in Abhängigkeit vom verarbeiteten Shredderinputmaterial sehr starken Schwankungen unterworfen ist.

Die Shredderleichtfraktion wird aufgrund der darin enthaltenen polyzy­ klischen, aromatischen Kohlenwasserstoffe und polychlorierten Biphenylen als besonders überwachungsbedürftiger Abfall eingestuft, wobei in erster Priorität eine Beseitigung und bei Ermangelung einer solchen Beseitigungs­ möglichkeit in zweiter Priorität eine Deponierung zugelassen ist.

Da es bislang im industriellen Maßstab keine wirtschaftlichen Verwertungs- und Entsorgungsmöglichkeiten für die Shredderleichtfraktion gibt, darf dieses Material noch unbehandelt auf Hausmülldeponien abgelagert werden. Dies ist heute weitgehend Stand der Technik und im Rahmen einer durch die TA Siedlungsabfall eingeräumten, zeitlich begrenzten Übergangszeit bis zum Jahre 2005 gestattet. Um die Shredderleichtfraktion zu minimieren, haben der Verband der Automobilindustrie und weitere beteiligte Unternehmen der Recyclingwirtschaft gegenüber der Bundesregierung eine freiwillige Selbst­ verpflichtungserklärung abgegeben, die besagt, daß die Deponierung von Shredderleichtfraktion bis zum Jahre 2015 schrittweise von 15 Gewichts­ prozenten auf 5 Gewichtsprozente verringert werden soll. Zur Zeit fallen bei der Verarbeitung von Mischschrott und Altkarossen rund 20 bis 30 Gewichtsprozent Shredderleichtfraktion an.

Für die Aufbereitung von Shredderleichtfraktion wird derzeit weder in Deutschland noch in Europa eine alle spezifischen Anforderungen an eine Verwertung erfüllende Anlagentechnik angeboten. Es werden lediglich ein­ zelne Anlagenkomponenten zu den Verfahrensschritten Zerkleinern, Klassie­ ren (Sieben, Sichten, Setzen) und Sortieren (Elektrosortieren, Wirbelstrom­ scheider, Magnetscheider) angeboten. Die richtige Kombination geeigneter Komponenten und die optimale Maschineneinstellung für die einzelnen Kom­ ponenten sind jedoch noch weitgehend Gegenstand der Forschung und Entwicklung. Deshalb gibt es zur Zeit noch keine großtechnisch verifizierten Anlagen, die es ermöglichen, auf wirtschaftlich vertretbare Weise die stoff­ lichen Bestandteile der in großen Mengen anfallenden Shredderleichtfraktion qualitätsgesichert für eine stoffliche oder energetische Verwertung bereit­ zustellen.

Ein besonderes technisches Problem liegt darin, die in der Shredderleicht­ fraktion enthaltenen, zur Verfilzung neigenden Materialzusammenschlüsse, bestehend aus Schaumstoffstückchen, Textilfasern und Fäden sowie Draht- und Kabelresten mit eingeschlossenen oder verbundenen Partikeln aus Eisen, Ne-Metallen, Glas, Kunststoff, Lack, Bitumen, Unterbodenschutz, Schmutz etc. so aufzuschließen, daß sich die einzelnen Materialien in ausreichendem Maße voneinander trennen lassen. Ein solches zur Verfilzung neigendes Gewölle entzieht sich nämlich weitgehend den in der Aufbereitungstechnik üblichen Aufschlußmaßnahmen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein großtechnisch einsetzbares Auf­ bereitungsverfahren zu schaffen, das diesen besonderen Schwierigkeiten bei der Aufbereitung von Shredderleichtfraktion Rechnung trägt und es möglich macht, die Shredderfraktion soweit in ihre stofflichen Bestandteile zu zer­ legen, daß die einzelnen Bestandteile einer stofflichen und/oder energeti­ schen Verwertung zugänglich sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die Kombination der nach­ folgend aufgeführten Verfahrensmerkmale vor:

• a) Die Shredderleichtfraktion wird zunächst in einer Vorabsiebung in einen Feingutstrom und einen Grobgutstrom unterteilt;
• b) der Feingutstrom der Vorabsiebung wird einer Feintrennstufe zuge­ führt und dort in Metallpartikel und Shreddersand getrennt;
• c) der Grobgutstrom der Vorabsiebung wird einer Zerkleinerungsstufe mit Prall- und/oder Schneidbeanspruchung zugeführt und in einer Nach­ siebstufe in einen Grobgutsiebrückstand und einen Grobgutsiebdurch­ gang getrennt;
• d) der Grobgutsiebdurchgang der Nachsiebstufe wird dem Feingutstrom der Vorabsiebung zugegeben;
• e) der Grobgutsiebrückstand der Nachsiebstufe wird durch Querstrom­ windsichtung in eine Windsichterschwerfraktion und eine Windsichter­ leichtfraktion aufgetrennt;
• f) die Windsichterleichtfraktion wird in einer Mühle zermahlen und anschließend einer Flugstoff-Feintrennstufe zugeführt, in der die Flug­ stoffe und enthaltenen Metalle voneinander getrennt werden;
• g) die Windsichterschwerfraktion wird in einer Schneidmühle weiter zer­ kleinert und abschließend in einer Kunststoff-Feintrennstufe in Kunst­ stoffgranulat und Metallfraktion aufgetrennt.

Beim Verfahren gemäß der Erfindung werden durch die aufgezeigte, beson­ dere Abfolge bestimmter Verfahrensschritten aus der oben erwähnten komplexen Shredderleichtfraktion durch Zerkleinern und Trennen drei Werk­ stoff-Fraktionen erzeugt, und zwar im wesentlichen Inertstoffe, Metalle und Kunststoffe.

Dabei macht sich das Verfahren gemäß der Erfindung bei der Vorabsiebung und der Nachabsiebung zunutze, daß die Kunststoffe meistens größere Aggregate bilden, die im Siebüberlauf verbleiben. Der Siebdurchgang besteht demgegenüber im wesentlichen aus feinteiligen Mineralien und metallischen Partikeln, welche mit den Kunststoff-Aggregaten nicht unmittelbar ver­ bunden oder verhakt sind.

Bei der gemäß der Erfindung abschließend vorgeschlagenen Querstromsich­ tung des Grobgutstromes werden im wesentlichen die spezifisch leichteren organischen Werkstoffanteile, vor allem Textilfaser, Schaumstoff, Papier und Folien abgetrennt. Die verbleibende Windsichterschwerfraktion enthält demgegenüber die wesentlich schwereren Kunststoff- oder Metallteilchen oder Drähte, die nicht abgesiebt wurden.

Entsprechend den besonderen Eigenschaften der Windsichter-Leichtfraktion, wird diese in einer Mühle zermahlen und anschließend einer Flugstoff-Fein­ trennstufe zugeführt, in der die Metalle von den verbleibenden Flugstoffen getrennt werden. Demgegenüber wird die Windsichterschwerfraktion in einer Schneidmühle weiter zerkleinert. In einer nachgeschalteten Kunststoff-Fein­ trennstufe werden die Metalle von den Kunststoffen abgetrennt.

Im Ergebnis erhält man durch das Verfahren gemäß der Erfindung:

• - "Shreddersand", der im wesentlichen aus ausgeschleusten Inertmateria­ lien, wie Glas, Sand, Schmutz etc. besteht und beispielsweise als Ver­ satzgut zur Verfüllung von Hohlräumen im Bergbau verwendet werden kann;
• - "Shreddergranulat", welches im wesentlichen aus Kunststoffgranulat besteht, welches beispielsweise als Reduktionsmittel im Hochofen einge­ setzt werden kann oder als Energieträger in der Zementindustrie;
• - "Shredderflusen", bestehend aus flugfähigen Leichtstoffen, die vorzugs­ weise als Zusatz bei der Entwässerung und Konditionierung von Klär­ schlamm verwendet werden können;
• - "Metallgranulat", bestehend im wesentlichen aus abgetrenntem Eisen, Kupfer und Aluminium.

Eine zweckmäßige weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Feintrennstufen jeweils Siebmaschinen zur Klassierung in unterschiedliche Kornklassen und zur Sortierung innerhalb jeder Kornklasse nachgeschaltete Luftsetzherde aufweisen. Die vor der Sortierung auf den Luftsetzherden vor­ genommene Klassierung in unterschiedliche Kornklassen führt zu einer deut­ lich besseren Trennung nach der stofflichen Beschaffenheit in den Luftsetz­ herden.

Weiterhin werden beim Verfahren gemäß der Erfindung zweckmäßig für alle Siebvorgänge Schwingsiebe mit Langlöchern verwendet. Auf solchen Schwingsieben mit Langlöchern gelingt besonders gut die Ausschleusung von körnigen Materialien aus den oben angesprochenen verfilzten Aggrega­ ten, ohne daß eine Verstopfungsgefahr besteht.

Weiterhin ist vorgesehen, daß nach der Vorabsiebung im Grobgutstrom ein Magnetabscheider zum Abscheiden der magnetischen Bestandteile vor­ gesehen ist. Ein solcher Magnetabscheider entzieht dem Materialstrom die ferromagnetischen Bestandteile, d. h. also meistens Eisen und Stahl, die die nachfolgende Aufbereitung aufgrund ihrer Beschaffenheit stören würden. Diese ferromagnetischen Materialien werden in den Stahlrecyclingprozeß zurückgeführt.

Der beim Verfahren gemäß der Erfindung verwendete Windsichter arbeitet nach dem Querstromprinzip. Querstrom-Windsichter sind besonders gut geeignet, die spezifisch leichten Shredder-Flugstoffe abzuscheiden. Hier­ durch wird die Erzeugung einer pneumatisch förderfähigen Organic-Fraktion sichergestellt.

Vorzugsweise erfolgt die Vorabsiebung mit einer Siebmaschenweite von etwa 12 bis 15 mm und die Nachsiebung mit einer Siebmaschenweite von 2 bis 4 mm. Es hat sich herausgestellt, daß bei diesen Siebmaschenweiten die Materialströme optimal getrennt werden.

Der Feingutstrom der Vorabscheidung und der Grobgutsiebdurchgang aus der Nachsiebstufe werden vor der Aufgabe auf die Luftherde in vier Korn­ klassen von 0 bis 2 mm, 2 bis 4 mm, 4 bis 8 mm und 8 bis 15 mm aufge­ trennt. Nach dieser Auftrennung arbeiten die nachgeschalteten Luftherde optimal.

Ähnlich werden die Windsichterleichtfraktion bzw. die Windsichterschwer­ fraktion nach ihrer Mahlung bzw. Zerkleinerung vor der Aufgabe auf die Luftsetzherde jeweils in zwei Kornklassen von 0 bis 2 mm und von 2 bis 4 mm aufgetrennt, so daß auch hier die anschließende Sortierung in den Luftsetzherden optimal arbeitet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der beige­ fügten Zeichnung näher erläutert, in der ein Fließdiagramm des Aufberei­ tungsverfahrens gemäß der Erfindung dargestellt ist.

Die aufgegebene Shredderleichtfraktion 1 wird zunächst einer Vorab­ siebung 2 unterzogen, die vorzugsweise in einer Siebmaschine mit hohen Beschleunigungskräften, bevorzugt in einem Spannmattensieb oder Lang­ loch-Schwingsieb erfolgt. Die Vorabsiebung 2 arbeitet mit einer Sieb­ maschenweite von 15 mm. Bei dieser Vorabsiebung 2 wird die Shredder­ leichtfraktion in einen Feingutstrom (Siebdurchgang) und einen Grobgutstrom (Siebüberlauf) unterteilt. Dabei besteht der Feingutstrom im wesentlichen aus anorganischen Komponenten und der Grobgutstrom aus verfilzten Aggregaten aus einer Vielzahl von organischen Werkstoffen.

Der Feingutstrom der Vorabsiebung 2 wird in einer Feingut-Trennstufe 3 in eine Metallfraktion und anorganischen Shreddersand getrennt. Die Feingut- Trennstufe 3 umfaßt eine Siebmaschine 4, die mehrere Schwingsiebdecks aufweist und den Feingutstrom in vier Kornklassen unterteilt, nämlich 0 bis 2 mm, 2 bis 4 mm, 4 bis 8 mm und 8 bis 15 mm. Jede einzelne Kornklasse wird anschließend einem Luftsetzherd 5 zugeführt und dort auf­ getrennt in eine Inertfraktion (Shreddersand) und eine Metallfraktion (Fe, Al, Cu).

Der Grobgutstrom der Vorabsiebung 2 wird zunächst einer Magnetabschei­ dung 6 zugeführt, in der ferromagnetische Materialien (Eisenfraktion) ausge­ schleust werden. Anschließend wird der Grobgutstrom einer Zerkleinerungs­ stufe 7 zugeführt, die mit einer Prall- und Schneidbeanspruchung arbeitet. Anschließend wird der so zerkleinerte Grobgutstrom einer Nachsiebstufe 8 zugeführt, die mit einem Langloch-Langloch-Schwingsieb arbeitet, welches eine Maschenweite von 2 bis 4 mm hat. Der zerkleinerte Grobgutstrom wird in einen Grobgutsiebdurchgang und einen Grobgutsiebrückstand unterteilt. Der Grobgutsiebdurchgang besteht im wesentlichen aus Shreddersand und Metallgranulat und kann deshalb dem Feingutstrom der Vorabsiebung zugegeben werden und zusammen mit diesem in der Feingut-Trennstufe 3 aufbereitet werden.

Der Grobgutsiebrückstand aus der Nachsiebung wird anschließend in einem Querstrom-Windsichter 9 in eine Windsichterleichtfraktion und eine Wind­ sichterschwerfraktion aufgetrennt. Die Windsichterleichtfraktion enthält im wesentlichen Schaumstoffstücke, Textilfäden, Papier und weitere flugfähige Anteile, denen noch immer Metallreste in Form von dünnen Drähten oder dergleichen anhängen. Um auch diese Metallreste noch zurückzugewinnen, wird die Windsichterleichtfraktion in einer Mühle 10 reibend vermahlen, anschließend in einer Siebmaschine 11 mit Langlochschwingsieben in zwei Kornfraktionen von 0 bis 2 mm und 2 bis 4 mm unterteilt und abschließend über zwei Luftsetzherde 12 geführt. Hierdurch erhält man Metallgranulat und eine metallfreie Flugstofffraktion, die beispielsweise als Konditio­ nierungsmittel für Klärschlamm verwendet werden kann.

Dabei werden die metallfreien Flugstoffe dem Klärschlamm untergemischt. Beim Auspressen des Klärschlamms bilden die Flugstoffe Durchtrittswege für das zu entfernende Wasser. Ebenfalls erfolgt durch den Einbau der Flug­ stoffanteile eine Heizwerterhöhung auf den Heizwert ein guten Braunkohle. Das so erzeugte Flugstoff/Klärschlammgemisch ist lager-, transport- und dosierfähig und damit hervorragend als Brennstoffsubstitut in Heizkraft­ werken, Zementdrehrohröfen sowie zur Stützfeuerung bei der Verbrennung geeignet. Weiterhin ist es durch die Beimischung von Flugstoffen zum Klär­ schlamm möglich, einen Teil der Chemikalien bei der Klärschlammkonditio­ nierung zu ersetzen, ggf. die Klärschlammstabilisierung überflüssig zu machen, durch das Wasserbindevermögen die Nachkonditionierung von entwässertem Klärschlamm zu ersetzen und die Klärschlammtrocknung überflüssig zu machen.

Die Windsichterschwerfraktion, die im wesentlichen Hartkunststoffteile und Reste von Kabeln und Drähten enthält, wird in einer Schneidemühle oder Prallmühle 13 weiter zerkleinert und anschließend in einer Siebmaschine 14 in zwei Kornklassen 0 bis 2 mm und 2 bis 4 mm unterteilt. Das so vorberei­ tete Material wird abschließend auf zwei Luftsetzherde 15 aufgegeben und dort wiederum in zwei Fraktionen unterteilt, nämlich einerseits in Kunst­ stoffgranulat und Metallgranulat, bestehend aus Eisen, Aluminium und Kupfer. Das Kunststoffgranulat ist insbesondere für den Einsatz im Hoch­ ofen als Reduktionsmittel oder als Energielieferant beim Brennen von Zement geeignet. Die Metalle können in den Sekundärrohstoff-Kreislauf zurückgeführt werden.

Claims (12)

1. Verfahren zur Aufbereitung der Shredderleichtfraktion aus Shredderanlagen, die insbesondere Automobilschrott, weiße Ware und Mischschrott verarbeiten, gekennzeichnet durch die Kombination der nachfolgend aufgeführten Merkmale:

• a) Die Shredderleichtfraktion wird zunächst einer Vorabsiebung (2) in einen Feingutstrom und einen Grobgutstrom unterteilt;
• b) der Feingutstrom der Vorabsiebung (2) wird einer Feingut-Trenn­ stufe (3) zugeführt und dort in Metalle und Shreddersand getrennt,
• c) der Grobgutstrom der Vorabsiebung (2) wird einer Zerkleinerungs­ stufe (7) mit Prall- und Schneidbeanspruchung zugeführt und in einer Nachsiebstufe (8) in einen Grobgutsiebdurchgang und einen Grobgutsiebrückstand getrennt;
• d) der Grobgutsiebdurchgang der Nachsiebstufe (8) wird dem Fein­ gutstrom der Vorabsiebung (2) zugegeben;
• e) der Grobgutsiebrückstand der Nachsiebstufe (8) wird durch Quer­ strom-Windsichtung (9) in eine Windsichterschwerfraktion und eine Windsichterleichtfraktion aufgetrennt;
• f) die Windsichterleichtfraktion wird in einer Mühle (10) zermahlen und anschließend einer Flugstoff-Feintrennstufe (11, 12) zuge­ führt, in der die Flugstoffe und enthaltenen Metalle voneinander getrennt werden;
• g) die Windsichterschwerfraktion wird in einer Schneidmühle (13) weiter zerkleinert und abschließend in einer Kunststoff-Feintrenn­ stufe (14, 15) in Kunststoffgranulat und Metallfraktion aufge­ trennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feintrennstufen jeweils Siebmaschinen zur Klassierung in unterschiedliche Kornklassen und zur Sortierung innerhalb jeder Kornklasse nachgeschaltete Luftsetzherde aufweisen.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für alle Siebvorgänge Schwingsiebe mit Langlöchern verwen­ det werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Vorabsiebung (2) und der Nachsiebstufe (8) ein Magnet­ abscheider (6) zum Abscheiden der magnetischen Bestandteile vorgesehen ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Windsichtung (9) ein Querstrom-Windsichter verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorabsiebung (2) mit einer Siebmaschenweite von 12 bis 15 mm erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nachsiebung (8) mit einer Siebmaschenweite von 2 bis 4 mm erfolgt.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Feingutstrom der Vorabsiebung (2) und der Grobsieb­ durchgang der Nachsiebung (8) vor Aufgabe auf die Luftsetzherde (5) in verschiedene Kornklassen von 0 bis 2 mm, von 2 bis 4 mm, von 4 bis 8 mm und von 8 bis 15 mm aufgetrennt werden.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Windsichterleichtfraktion bzw. die Windsichterschwerfrak­ tion nach ihrer Mahlung bzw. Zerkleinerung vor Aufgabe auf die Luftsetz­ herde (12, 15) jeweils in zwei Kornklassen von 0 bis 2 mm und 2 bis 4 mm aufgetrennt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Shreddersand-Fraktion erzeugt wird, die als Zusatzstoff bei der Verfüllung von Bergwerkhohlräumen verwendbar ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flugstoff-Fraktion erzeugt wird, die als Konditionierungsmittel für Klär­ schlamm zur Herstellung eines lager-, transport- und dosierfähigen Brenn­ stoffes einsetzbar ist.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flugstoff-Fraktion und Granulatfraktion erzeugt wird, die als Reduktions­ mittel im Hochmittel oder Kupolofen, als Substitut für fossile Brennstoffe im Drehrohrofen zur Zement- und Kalkherstellung, in Heizkraftwerken sowie zur Stützung bei Verbrennungsprozessen einsetzbar ist.