DE202022101293U1 - Ein System zur Entsorgung fester Abfälle und zur Metallgewinnung - Google Patents

Ein System zur Entsorgung fester Abfälle und zur Metallgewinnung Download PDF

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Abstract

Ein System zur Behandlung fester Abfälle und zur Gewinnung von Metallen, wobei das System Folgendes umfasst:
eine Hochgeschwindigkeits-Trennsäge zum Schneiden von Baustahlprofilen bei Fertigungsarbeiten, um Späne zu erzeugen;
eine magnetische Trenneinheit zum Trennen von Spänen von unerwünschten Materialien, einschließlich Bindung und Abrieb, wobei winzige an den Spänen haftende Teilchen durch Spülen der Späne mit Aceton gereinigt werden;
einem Vakuumofen zum Verdampfen flüchtiger Rückstände durch Erhitzen der Späne auf 100°C für 1-5 Stunden, um ein Ausgangsmaterial zu erzeugen; und
eine Matrize aus gehärtetem Stahl, die mit einer einachsigen hydraulischen Presse verbunden ist, um das Ausgangsmaterial in eine zylindrische Form zu pressen und so die Gewinnung des Grundmetalls oder der Legierung zu erleichtern.

Description

  • BEREICH DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Offenlegung bezieht sich auf ein System zur Verwaltung fester Abfälle und zur Metallgewinnung. Im Einzelnen erleichtert das System die Synthese, Charakterisierung und Nutzung von Metallpulver, das durch Schleifprozesse als Ausgangsmaterial für die Pulvermetallurgie erzeugt wird.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Man geht davon aus, dass die auf Schleifmittel basierenden Materialabtragungsverfahren so alt sind wie die Menschheit, da ihre Fußspuren bis in die Steinzeit zurückverfolgt werden können. Auch in der heutigen Zeit werden Schleifmittel auf unterschiedliche Weise und in verschiedenen Formen für verschiedene Zwecke der Materialentfernung eingesetzt. Das Schleifen ist eines der etablierten und bekannten spanabhebenden Verfahren im Bereich der Herstellung von Metallprodukten mit hoher Oberflächengüte. Der Mechanismus des Schleifens unterscheidet sich völlig von dem des Drehens, Fräsens und Bohrens. Daher sind die Morphologie, die Mikrostruktur und die chemische Zusammensetzung der Schleifspäne völlig unterschiedlich und werden im Allgemeinen als Späne bezeichnet und als Abfall betrachtet. Im Schleifprozess erfordert der Materialabtrag höhere spezifische Energien, die wiederum hohe Wärme erzeugen. Daher werden die beim Schleifen anfallenden Späne und die Oberfläche oft stark in Mitleidenschaft gezogen, was verschiedene Probleme aufwirft. Eines davon ist die Schwierigkeit, die Späne für die Gewinnung des Ausgangsmaterials zu recyceln, und ein großer Teil der Späne landet im Abfall. Zweitens haben die winzigen Späne eine große Oberfläche, was ihre Reaktion mit dem Sauerstoff und anderen Reaktionspartnern beschleunigt. Dies wiederum wirkt sich in dreifacher Hinsicht aus, nämlich durch Materialverlust, Umweltverschmutzung und höheren Energiebedarf. In diesem Zeitalter der vielfältigen Herausforderungen sind multifunktionale und vielseitige Ansätze sehr gefragt. Insbesondere für die Gesundheit von Lebewesen und die Umwelt im Allgemeinen erfordern Schwermetallabfälle die gebührende Aufmerksamkeit. Pulver aus Metallen, Karbiden, Oxiden, Nitriden und Boriden werden bei den Entwicklungen im Bereich des Rapid Prototyping und der Herstellung von Metallmatrizen sehr häufig eingesetzt. Die etablierten Verfahren der Pulverherstellung wie Gas-/Wasserzerstäubung, mechanisches Mahlen usw. sind sehr kompliziert und kostspielig. Jede kleine und mittlere Industrie kann sich die Kosten in zweistelliger Millionenhöhe für die Einrichtung herkömmlicher Metallpulverproduktionsanlagen nicht leisten.
  • Die Untersuchung des Spans ist ein wichtiges Thema, das zum Verständnis und zur Analyse der verborgenen Phänomene von Zerspanungsprozessen verwendet wird. Die Größe, Morphologie, Eigenschaften und Zusammensetzung der Späne hängen von den Prozessparametern, dem Werkzeug (Schleifscheibe) und der Werkstückspezifikation ab. Die kritische Beobachtung des Schleifprozesses ergab, dass die Späne, die beim Schleifen entstehen, als Schlitten im Abfall landen. Der Mechanismus des Schleifens bewirkt eine starke Verformung, die im Allgemeinen zu einer Erhöhung der Prozesstemperaturen bis zum Schmelzpunkt des Werkstückmaterials führt. Während des Schleifprozesses erhielten die ordnungsgemäß geformten kleinen Späne aufgrund der Oxidation während des Flugs in der Umgebung eine kugelförmige Gestalt. Die Form der heißen Späne wurde kugelförmig, nachdem sie bis nahe an ihre Schmelztemperatur erhitzt worden waren. Da dies in Gegenwart von Sauerstoff geschieht, wurde etwa die Hälfte der Späne in Oxid umgewandelt.
  • Die Morphologie, die Zusammensetzung, die mechanischen und physikalischen Eigenschaften der Schleifspäne ermöglichten jedoch eine erfolgreiche Wiederverwertung für die Entwicklung moderner Werkstoffe wie Metallmatrix-Verbundwerkstoffe. Die wichtigste Hypothese ist jedoch, dass mit kleinen Änderungen der gewöhnliche Schleifprozess zur Herstellung von Metall-/Übergangsmetallpulvern hybridisiert werden kann, während der primäre Schleifvorgang durchgeführt wird. Diese Perspektive wird sowohl für die Umwelt als auch für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens als vorteilhaft erachtet. Daher können Versuche durchgeführt werden, um zu untersuchen, inwieweit die erforderlichen Eigenschaften von Metallpulver als Ausgangsmaterial für die additive Fertigung und die Pulvermetallurgie erreicht werden können.
  • In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen wird deutlich, dass ein System für die Entsorgung fester Abfälle und die Metallgewinnung erforderlich ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Offenlegung zielt darauf ab, ein System zur Entsorgung fester Abfälle und zur Metallgewinnung für die Pulvermetallurgie bereitzustellen.
  • In einer Ausführungsform wird ein System zur Entsorgung fester Abfälle und zur Metallgewinnung offenbart. Das System umfasst eine Hochgeschwindigkeits-Trennsäge zum Schneiden von Baustahlabschnitten während der Fertigungsarbeiten, um Späne zu erzeugen. Das System umfasst ferner eine Magnetabscheideeinheit zum Trennen der Späne von unerwünschten Materialien, einschließlich Bindung und Abrieb, wobei winzige, an den Spänen haftende Partikel durch Spülen der Späne mit Aceton gereinigt werden. Das System umfasst ferner einen Vakuumofen zum Verdampfen flüchtiger Rückstände durch Erhitzen der Späne auf 100°C für 1-5 Stunden, um ein Ausgangsmaterial zu erzeugen. Das System umfasst außerdem eine Matrize aus gehärtetem Stahl, die mit einer einachsigen hydraulischen Presse verbunden ist, um das Ausgangsmaterial in eine zylindrische Form zu pressen und so die Gewinnung des Grundmetalls oder der Legierung zu erleichtern.
  • In einer anderen Ausführungsform wird die Schleifscheibe der Hochgeschwindigkeits-Trennsäge eingesetzt, um die Erzeugung heißer Partikel zu starten und aufrechtzuerhalten, wenn die Schleifscheibe entlang ihrer Mittellinie nach unten über den Baustahl bewegt wird.
  • In einer anderen Ausführungsform lässt man die heißen Partikel, die in Form von Funken von der Schleifscheibe abgesaugt werden, in einer Auffangwanne frei fallen und lässt sie vor dem Abscheidevorgang auf natürliche Weise auf Raumtemperatur abkühlen.
  • In einer anderen Ausführungsform wird das Ausgangsmaterial bei einem benutzerdefinierten Druck kompaktiert und gesintert, wobei die Sinterung der Grünlinge bei optimierter Temperatur in einer inerten Umgebung erfolgt.
  • In einer anderen Ausführungsform umfasst die magnetische Trenneinheit einen Elektromagneten, der die Späne von unerwünschten Materialien trennt.
  • Ziel der vorliegenden Offenbarung ist die Herstellung und Charakterisierung von Schleifspänen aus verschiedenen Stahlsorten, die als Ausgangsmaterial für die pulvermetallurgische Verarbeitung verwendet werden sollen.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Offenbarung ist die Synthese von Verbundwerkstoffen auf Schleifspänebasis und die intensive Charakterisierung der verschiedenen Schleifspäne auf Stahlbasis, um ihre Eignung für die Synthese von Verbundwerkstoffen zu untersuchen.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenlegung ist die Bewertung und Optimierung verschiedener Parameter, um ein besseres Verfahren zur Herstellung von Verbundwerkstoffen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften zu entwickeln.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein schnelles und kosteneffizientes System zur Entsorgung fester Abfälle und zur Metallgewinnung bereitzustellen.
  • Um die Vorteile und Merkmale der vorliegenden Offenbarung weiter zu verdeutlichen, wird eine genauere Beschreibung der Erfindung durch Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen davon, die in den beigefügten Figuren dargestellt ist. Es wird davon ausgegangen, dass diese Figuren nur typische Ausführungsformen der Erfindung darstellen und daher nicht als Einschränkung ihres Umfangs zu betrachten sind. Die Erfindung wird mit zusätzlicher Spezifität und Detail mit den begleitenden Figuren beschrieben und erklärt werden.
  • Figurenliste
  • Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden besser verstanden, wenn die folgende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren gelesen wird, in denen gleiche Zeichen gleiche Teile in den Figuren darstellen, wobei:
    • 1 ein Blockdiagramm eines Systems zur Behandlung fester Abfälle und zur Gewinnung von Metallen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
    • 2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Metallextraktion und zur Optimierung verschiedener Parameter, um ein besseres Verfahren zur Synthese von Verbundwerkstoffen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zu schaffen zeigt.
  • Der Fachmann wird verstehen, dass die Elemente in den Figuren der Einfachheit halber dargestellt sind und nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet wurden. Die Flussdiagramme veranschaulichen beispielsweise das Verfahren anhand der wichtigsten Schritte, um das Verständnis der Aspekte der vorliegenden Offenbarung zu verbessern. Darüber hinaus kann es sein, dass ein oder mehrere Bestandteile der Vorrichtung in den Figuren durch herkömmliche Symbole dargestellt sind, und dass die Figuren nur die spezifischen Details zeigen, die für das Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung relevant sind, um die Figuren nicht mit Details zu verdecken, die für Fachleute, die mit der vorliegenden Beschreibung vertraut sind, leicht erkennbar sind.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Zum besseren Verständnis der Grundsätze der Erfindung wird nun auf die in den Figuren dargestellte Ausführungsform Bezug genommen, und es wird eine spezifische Sprache zur Beschreibung derselben verwendet. Es versteht sich jedoch von selbst, dass damit keine Einschränkung des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist, wobei solche Änderungen und weitere Modifikationen des dargestellten Systems und solche weiteren Anwendungen der darin dargestellten Grundsätze der Erfindung in Betracht gezogen werden, wie sie einem Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung normalerweise einfallen würden.
  • Es versteht sich für den Fachmann von selbst, dass die vorstehende allgemeine Beschreibung und die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erläuternd für die Erfindung sind und diese nicht einschränken sollen.
  • Wenn in dieser Beschreibung von „einem Aspekt“, „einem anderen Aspekt“ oder ähnlichem die Rede ist, bedeutet dies, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten ist. Daher können sich die Ausdrücke „in einer Ausführungsform“, „in einer anderen Ausführungsform“ und ähnliche Ausdrücke in dieser Beschreibung alle auf dieselbe Ausführungsform beziehen, müssen es aber nicht.
  • Die Ausdrücke „umfasst“, „enthaltend“ oder andere Variationen davon sollen eine nicht ausschließliche Einbeziehung abdecken, so dass ein Verfahren oder eine Methode, die eine Liste von Schritten umfasst, nicht nur diese Schritte umfasst, sondern auch andere Schritte enthalten kann, die nicht ausdrücklich aufgeführt sind oder zu einem solchen Verfahren oder einer solchen Methode gehören. Ebenso schließen eine oder mehrere Vorrichtungen oder Teilsysteme oder Elemente oder Strukturen oder Komponenten, die mit „umfasst...a“ eingeleitet werden, nicht ohne weitere Einschränkungen die Existenz anderer Vorrichtungen oder anderer Teilsysteme oder anderer Elemente oder anderer Strukturen oder anderer Komponenten oder zusätzlicher Vorrichtungen oder zusätzlicher Teilsysteme oder zusätzlicher Elemente oder zusätzlicher Strukturen oder zusätzlicher Komponenten aus.
  • Sofern nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung, wie sie von einem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Erfindung gehört, allgemein verstanden wird. Das System, die Methoden und die Beispiele, die hier angegeben werden, dienen nur der Veranschaulichung und sind nicht als Einschränkung gedacht.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren im Detail beschrieben.
  • In 1 ist ein Blockdiagramm eines Systems zur Entsorgung fester Abfälle und zur Metallgewinnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Das System 100 umfasst eine Hochgeschwindigkeits-Trennsäge 102 zum Schneiden von Baustahlprofilen während der Fertigungsarbeiten, um Späne zu erzeugen.
  • In einer Ausführungsform ist eine magnetische Trenneinheit 104 mit der Hochgeschwindigkeits-Kappsäge 102 verbunden, um die Späne von unerwünschten Materialien, einschließlich Bindemittel und Abrieb, zu trennen, wobei winzige, an den Spänen haftende Partikel durch Spülen der Späne mit Aceton gereinigt werden.
  • In einer Ausführungsform schließt sich an die Magnetabscheideanlage 104 ein Vakuumofen 106 an, in dem flüchtige Rückstände durch Erhitzen der Späne auf 100°C für 1-5 Stunden verdampft werden, um ein Ausgangsmaterial zu erzeugen.
  • In einer Ausführungsform ist eine Matrize 108 aus gehärtetem Stahl mit einer einachsigen hydraulischen Presse 110 verbunden, um das Ausgangsmaterial in eine zylindrische Form zu pressen und so die Gewinnung des Grundmetalls oder der Legierung zu erleichtern.
  • In einer anderen Ausführungsform wird die Schleifscheibe der Hochgeschwindigkeits-Trennsäge 102 eingesetzt, um die Erzeugung heißer Partikel zu starten und aufrechtzuerhalten, wenn die Schleifscheibe entlang ihrer Mittellinie nach unten über den Baustahl bewegt wird.
  • In einer anderen Ausführungsform lässt man die heißen Partikel, die in Form von Funken von der Schleifscheibe abgesaugt werden, in einer Auffangwanne frei fallen und lässt sie vor dem Abscheidevorgang auf natürliche Weise auf Raumtemperatur abkühlen.
  • In einer anderen Ausführungsform wird das Ausgangsmaterial bei einem benutzerdefinierten Druck kompaktiert und gesintert, wobei die Sinterung der Grünlinge bei optimierter Temperatur in einer inerten Umgebung erfolgt.
  • In einer anderen Ausführungsform umfasst die magnetische Trenneinheit 104 einen Elektromagneten zur Trennung von Spänen und unerwünschten Materialien.
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Metallextraktion und zur Optimierung verschiedener Parameter, um ein besseres Verfahren zur Synthese von Verbundwerkstoffen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zu schaffen. Die strukturelle, rheologische, mikrostrukturelle und elementare Analyse der Schleifspäne wird als Indikator für ihre Eignung zur Verarbeitung durch den pulvermetallurgischen Prozess verwendet. Die rheologischen Eigenschaften der Späne werden anhand der Schüttdichte, der Klopfdichte, des Hausner-Verhältnisses, des Carr-Index, der Fließgeschwindigkeit und des Schüttwinkels ermittelt. Zur Validierung der vorläufigen Beobachtungen werden Rasterelektronenmikroskopie (SEM), energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDS) und Röntgenbeugung (XRD) zur Charakterisierung von GS eingesetzt. Anschließend wird das Ausgangsmaterial verdichtet und bei geeignetem Druck gesintert. Anschließend kann die Sinterung der Grünlinge bei optimaler Temperatur in einer inerten Umgebung erfolgen. Anschließend wird der synthetisierte Verbundwerkstoff charakterisiert, um seine verschiedenen mechanischen Eigenschaften zu bestimmen. Die Mikrohärte des Verbundwerkstoffs kann mit einem Vickers-Mikrohärteprüfgerät bewertet werden. An dem polierten Verbundwerkstoff werden mindestens fünf Eindringtests mit einer Last von 50 g und einer Dauer von 10 Sekunden durchgeführt. Der Durchschnitt von fünf solcher Eindringtests an verschiedenen Teilen des Verbundwerkstoffs wird für die Berechnung des Mikrohärtewerts herangezogen. Die gewonnenen Erkenntnisse werden für die Optimierung der Parameter verwendet, was wiederum eine Feinabstimmung der verschiedenen Inputs ermöglicht. Letztendlich zielt das Projekt darauf ab, den am besten geeigneten nachhaltigen Weg für die Synthese des Metallmatrix-Verbundwerkstoffs herauszufinden.
  • Herstellung und Vorbearbeitung von Spänen/Vormaterial:
  • Die Hochgeschwindigkeits-Trennsäge 102 wird häufig zum Schneiden von Baustahlprofilen bei Fertigungsarbeiten verwendet und erzeugt dabei heiße Metallpartikel, die als Späne bezeichnet werden. Für die Versuche wird eine in Indien hergestellte Schleifscheibe mit der Spezifikation A30R BF und den Maßen 355 mm x 3 mm x 25.4 mm verwendet. Das Alphabet „A“ steht für Aluminiumoxid-Schleifmittel, 30 für die mittlere Korngröße, „R“ für mittlere Härte und „BF“ für Bakelit und Glasfaserverstärkung. Um die Erzeugung heißer Partikel zu starten und aufrechtzuerhalten, bewegte sich die Schleifscheibe entlang ihrer Mittellinie nach unten über den Baustahl. Die heißen Partikel, die in Form von Funken von der Schleifscheibe kommen, können in einer Auffangschale frei fallen. Die heißen Partikel, die sich mit hohen Temperaturen und Geschwindigkeiten fortbewegen, können sich auf natürliche Weise auf Raumtemperatur abkühlen. Die Späne enthalten eine beträchtliche Anzahl unerwünschter Materialien wie Bindemittel und Abrieb, die während des Schneidvorgangs von der Schleifscheibe erfasst wurden. Die gesammelten Späne werden mit Hilfe der Magnetabscheidung von den unerwünschten Materialien getrennt. Die winzigen Partikel, die an den Spänen haften, werden durch Spülen der Späne mit Aceton gereinigt. Außerdem werden die anderen flüchtigen Rückstände durch einstündiges Erhitzen der Späne auf 100°C im Vakuumofen 106 verdampft.
  • Verdichtung und Sinterung von Schleifspänen:
  • Nach dem Spülen der Späne wird eine magnetische Trennung vorgenommen, um sicherzustellen, dass die Späne frei von unerwünschten Bestandteilen sind. Außerdem wird das Ausgangsmaterial mit Aceton gereinigt und anschließend drei Stunden lang bei 100 °C in einem Vakuum-Muffelofen getrocknet, damit alle flüchtigen Rückstände entfernt werden können. Nach der magnetischen Reinigung, Spülung und Erwärmung der Späne werden diese als Rohmaterial bezeichnet. Anschließend werden die Späne mit einer Matrize 108 aus gehärtetem Stahl und einer einachsigen hydraulischen Presse 110 bei einem optimierten Druck in eine zylindrische Form gepresst.
  • Das System erleichtert die Herstellung und Charakterisierung von Schleifspänen aus verschiedenen Stahlsorten, die als Ausgangsmaterial für die pulvermetallurgische Verarbeitung verwendet werden können. Über die Synthese von Verbundwerkstoffen auf Schleifspänebasis wird nur selten berichtet. Daher gibt es reichlich Möglichkeiten, die Synthese von Verbundwerkstoffen auf Schleifspänebasis zu erforschen. Intensive Charakterisierung der verschiedenen stahlbasierten Schleifspäne, um ihre Eignung für die Synthese von Verbundwerkstoffen zu untersuchen. Herstellung der Verbundwerkstoffe und ihre mechanische Charakterisierung, um ihre Eignung für industrielle Anwendungen zu bestimmen. Bewertung und Optimierung verschiedener Parameter, um ein besseres Verfahren zur Herstellung von Verbundwerkstoffen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften zu entwickeln.
  • In einer anderen Ausführungsform besitzt das Hochgeschwindigkeitsschleifverfahren die Fähigkeit, den Spänen Eigenschaften zu verleihen, die es ihnen ermöglichen, als Ausgangsmaterial für die additive Fertigung verwendet zu werden. Das vorgestellte System gilt als eine der Lösungen für die Entsorgung von festen Schleifspänen aus Stahl. Gründliche Untersuchungen der morphologischen, chemischen, elementaren und rheologischen Eigenschaften von Stahlschleifspänen könnten nützliche Ergebnisse zutage fördern. Die direkte Wiederverwertung von Schleifspänen als Ausgangsmaterial für die Pulvermetallurgie scheint eine mögliche Lösung zu sein, um die Energie zu sparen, die zum Schmelzen der Späne für die Gewinnung des Grundmetalls oder der Legierung erforderlich ist. Die aus Stahlspänen hergestellten Verbundwerkstoffe scheinen im Vergleich zu ihren Pendants optimale physikalisch-mechanische und tribologische Eigenschaften zu haben, was die Kosten und die Umweltbelastung betrifft.
  • In einer alternativen Ausführungsform können die chemischen, mikrostrukturellen und morphologischen Eigenschaften der Schleifspäne durch Optimierung der Schleifparameter in einer geeigneten Umgebung maßgeschneidert werden, wobei die Schleifspäne bzw. das Mahlgut zur Verbesserung der physikalisch-mechanischen Eigenschaften mit anderen geeigneten Matrizen verstärkt werden können.
  • Die Figuren und die vorangehende Beschreibung geben Beispiele für Ausführungsformen. Der Fachmann wird verstehen, dass eines oder mehrere der beschriebenen Elemente durchaus zu einem einzigen Funktionselement kombiniert werden können. Alternativ dazu können bestimmte Elemente in mehrere Funktionselemente aufgeteilt werden. Elemente aus einer Ausführungsform können einer anderen Ausführungsform hinzugefügt werden. So kann beispielsweise die Reihenfolge der hier beschriebenen Prozesse geändert werden und ist nicht auf die hier beschriebene Weise beschränkt. Außerdem müssen die Handlungen eines Flussdiagramms nicht in der gezeigten Reihenfolge ausgeführt werden; auch müssen nicht unbedingt alle Handlungen durchgeführt werden. Auch können die Handlungen, die nicht von anderen Handlungen abhängig sind, parallel zu den anderen Handlungen ausgeführt werden. Der Umfang der Ausführungsformen ist durch diese spezifischen Beispiele keineswegs begrenzt. Zahlreiche Variationen sind möglich, unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung explizit aufgeführt sind oder nicht, wie z. B. Unterschiede in der Struktur, den Abmessungen und der Verwendung von Materialien. Der Umfang der Ausführungsformen ist mindestens so groß wie in den folgenden Ansprüchen angegeben.
  • Vorteile, andere Vorzüge und Problemlösungen wurden oben im Hinblick auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben. Die Vorteile, Vorzüge, Problemlösungen und Komponenten, die dazu führen können, dass ein Vorteil, ein Nutzen oder eine Lösung auftritt oder ausgeprägter wird, sind jedoch nicht als kritisches, erforderliches oder wesentliches Merkmal oder Komponente eines oder aller Ansprüche zu verstehen.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Ein System zur Entsorgung fester Abfälle und zur Metallgewinnung
    102
    Hochgeschwindigkeits-Trennsäge
    104
    Magnetische Trenneinheit
    106
    Vakuum-Ofen
    108
    Matrize aus gehärtetem Stahl
    110
    Einachsige hydraulische Presse
    202
    Literaturübersicht
    204
    Auswahl von Werkstoffen und Schleifscheiben
    206
    Optimierung der Schleifparameter
    208
    Erzeugung von Schleifspänen als Ausgangsmaterial
    210
    Charakterisierung von Schleifspänen und Verbundwerkstoffen
    212
    Optimierung der Parameter des Verdichtungs- und Sinterungsprozesses
    214
    Verdichtung und Sinterung von Schleifspänen (Synthese von Verbundwerkstoffen)
    216
    Charakterisierung von Verbundwerkstoffen
    218
    Analyse der Daten
    220
    Validierung der Ergebnisse

Claims (5)

  1. Ein System zur Behandlung fester Abfälle und zur Gewinnung von Metallen, wobei das System Folgendes umfasst: eine Hochgeschwindigkeits-Trennsäge zum Schneiden von Baustahlprofilen bei Fertigungsarbeiten, um Späne zu erzeugen; eine magnetische Trenneinheit zum Trennen von Spänen von unerwünschten Materialien, einschließlich Bindung und Abrieb, wobei winzige an den Spänen haftende Teilchen durch Spülen der Späne mit Aceton gereinigt werden; einem Vakuumofen zum Verdampfen flüchtiger Rückstände durch Erhitzen der Späne auf 100°C für 1-5 Stunden, um ein Ausgangsmaterial zu erzeugen; und eine Matrize aus gehärtetem Stahl, die mit einer einachsigen hydraulischen Presse verbunden ist, um das Ausgangsmaterial in eine zylindrische Form zu pressen und so die Gewinnung des Grundmetalls oder der Legierung zu erleichtern.
  2. System nach Anspruch 1, wobei die Schleifscheibe der Hochgeschwindigkeits-Trennsäge eingesetzt wird, um die Erzeugung heißer Partikel zu starten und aufrechtzuerhalten, wenn die Schleifscheibe entlang ihrer Mittellinie nach unten über den Baustahl bewegt wird.
  3. System nach Anspruch 1, bei dem die von der Schleifscheibe in Form von Funken abgezogenen heißen Partikel in einer Auffangwanne frei fallen und vor dem Trennprozess auf natürliche Weise auf Raumtemperatur abkühlen können.
  4. System nach Anspruch 1, bei dem das Ausgangsmaterial bei einem benutzerdefinierten Druck kompaktiert und gesintert wird, wobei das Sintern der Grünlinge bei optimierter Temperatur in einer inerten Umgebung durchgeführt wird.
  5. System nach Anspruch 1, wobei die magnetische Trenneinheit einen Elektromagneten zum Trennen der Späne von unerwünschten Materialien umfasst.
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