DE202023106530U1

DE202023106530U1 - Anordnung zur Aufbereitung von Bauschutt

Info

Publication number: DE202023106530U1
Application number: DE202023106530.9U
Authority: DE
Original assignee: AKW APPARATE VERFAHREN GmbH; AKW Apparate und Verfahren GmbH
Current assignee: AKW APPARATE VERFAHREN GmbH; AKW Apparate und Verfahren GmbH
Priority date: 2023-10-17
Filing date: 2023-11-08
Publication date: 2024-01-10
Anticipated expiration: 2033-11-09

Abstract

Anordnung zur Aufbereitung von Bauschutt zu dessen stofflicher Verwertung unter Erhalt unterschiedlicher Fraktionen mittels mechanischer Trennung, wobei Mittel zum Aufbrechen und Abtrennen von Grobfraktionen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwertrübetrenneinrichtung (1) vorgesehen ist, welche das zu trennende Feinfraktionsgemisch aufnimmt, Mittel zur Bereitstellung der Schwertrübe-Trägersuspension vorgesehen sind, ausgangsseitig der Schwertrübetrenneinrichtung (1) für jede der separierten Fraktionen ein Abtropfsieb (3; 4) zur Entwässerung zugeordnet ist, um Wasser und das die Dichte der Trägersuspension erhöhende Mittel zu gewinnen, welches sowohl im Kreislauf als auch als frische Schwertrübe auf die Schwertrübetrenneinrichtung (1) zurückgeführt ist, dem Abtropfsieb (3; 4) jeweils ein Bebrausesieb (7; 8) nachgeordnet ist, um restliche Trägersuspensionsmittel von den separierten Fraktionen zu entfernen, einer Magnettrenneinrichtung (11) das restliche Trägersuspensionsmittel enthaltende Bebrausewasser zugeführt ist, um dieses als Schwertrübeansatz wiederzugewinnen, wobei ein erstes der Bebrausungssiebe (7) eine Leichtstofffraktion (12) und ein zweites der Bebrausungssiebe (8) eine Schwergutfraktion, nämlich weitgehend reinen, aus dem Bauschutt gewonnenen Sand bereitstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Aufbereitung von Bauschutt zu dessen stofflicher Verwertung unter Erhalt unterschiedlicher Fraktionen mittels mechanischer Trennung, wobei Mittel zum Aufbereiten und Abtrennen von Grobfraktionen vorgesehen sind, gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der US 2023081205 A ist ein Verfahren zur Trennung von Komponenten aus gehärteten Betonabfall vorbekannt. Ziel ist es, einen recycelten Zement aus Bau- und Abbruchmaterialien zu erhalten, wobei zunächst mindestens eine Stufe der Zerkleinerung der Betonabfälle erfolgt. Das zerkleinerte Material wird dann einem Siebschritt unterzogen, um Material mit einer Korngröße von kleiner 1 mm abzutrennen. Über einen weiteren Siebschritt werden dann unterschiedliche granulometrische Fraktionen zwischen 150 µm und 1 mm erhalten. Im Anschluss erfolgt eine magnetische Abtrennung mittels Magnetabscheider. Nach einem Thermoaktivieren des in den vorangegangenen Schritten enthaltenen Materials wird wiederverwertbarer Zement bereitgestellt.
Bei dem Verfahren zur Trennung von Bauschutt gemäß WO 06033561 A1 wird dieser zunächst auf eine vorbestimmte Größe zerkleinert und in einem Behälter mit einer Flüssigkeit vermengt. Die Flüssigkeit weist ein spezifisches Referenzgewicht auf, das niedriger ist, als das des zu verwertenden Bauteiles, aber höher als das der übrigen Bestandteile, derart, dass nur das zurückzugewinnende Bauteil durch einen Niederschlag auf den Boden des Fällungsbehälters abscheidbar ist. Als Zugabemedium kommt Magnetitpulver, Ferrosiliziumpulver, Leichtglanzpulver oder ein Gemisch hiervon zum Einsatz.
Eine magnetische Trennung von Abfallmaterialien ist beispielsweise auch aus der EP 0 618 010 A1 vorbekannt. Nach der magnetischen Trennung kann eine Trennung mittels einer Siebvorrichtung, eine aerodynamische Trennung mittels eines Luftabscheiders, aber auch eine Trennung auf der Basis eines Trennprozesses stattfinden, welcher im Wesentlichen darin besteht, die noch zu trennenden Materialien in ein Medium zu geben, das Medium zu bewegen und die schwimmenden und sinkenden Bestandteile getrennt aus dem Medium zu entfernen.
Die vorstehend genannte Methode ist damit ein Schwertrübetrennungsverfahren, welches auf der unterschiedlichen Dichte der zu trennenden Stoffe beruht.
Die Schwertrübetrennung ist eine besondere Form des Schwimm-/Sink-Verfahrens.
Unter einer Schwertrübe versteht man eine Suspension aus Wasser und feinen Schwerststoffpartikeln, deren Dichte durch Veränderung des Verhältnisses von Wasser zu Schwerststoff einstellbar ist.
Wird dann das zu trennende Gemisch in die Schwertrübe gegeben, schwimmen die spezifisch leichteren Stoffe auf. Schwerere Stoffe sinken ab. Je nachdem, welche Stoffe als Schwimmgut bzw. Sinkgut getrennt entfernt werden können, erfolgt eine variable Dichtewahl der Schwertrübe. Wichtig ist, dass die Trübe in Bewegung gehalten wird, damit die Schwerstoffpartikel sich nicht am Boden des Behälters absetzen. Hierzu kann das Wasser nach Art eines Aufstromsortierers von unten nach oben durch einen entsprechenden Behälter strömen.
Die Schwertrübetrennung ist aus dem Bereich der Erzverarbeitung hinlänglich bekannt, wobei diesbezüglich auf das Verfahren zur Schwertrübeaufbereitung von Gemischen aus Materialien mit unterschiedlichen Dichten gemäß DE 32 38 676 C2 verwiesen sei.
Bekanntermaßen ist die Aufbereitung von Abfällen im Hinblick auf deren Heterogenität eine sehr schwierige Aufgabe in der mechanischen Verfahrenstechnik.
Die für die Bundesrepublik Deutschland kürzlich verabschiedete Mantelverordnung sieht eine Verwertung von Bauschutt vor. Das jährliche Aufkommen in Deutschland ist hier auf ca. 250 Millionen Tonnen zu schätzen.
Bekannte, vielfach trockene, aber auch nasse Aufbereitungsverfahren sind in der Lage, eine Verwertung gröberer Fraktionen von Bauschutt vorzusehen.
Bis dato bleibt jedoch der Sandanteil im Bereich einer Korngröße von kleiner 4 bzw. kleiner 2 mm unberücksichtigt, da es bisher keine wirtschaftliche Möglichkeit gibt, derartige Fraktionen wieder in eine hochwertige, wiederverwendbare Sandfraktion zu überführen.
Ein Hauptproblem ist hier u.a. die Entfernung von Ziegel, Gips, Ton und dergleichen, die zum einen porös sind und gegebenenfalls auch störende Sulfate enthalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine neuartige Anordnung vorzustellen, welche es ermöglicht, eine Recycling-Sandqualität zu erzeugen, die insbesondere für eine Verwendung in der Betonherstellung geeignet ist.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit der Anordnung gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 1 bzw. deren neuartiger Verwendung, das heißt dem neuartigen Einsatz beim Recycling von Bauschutt zur Gewinnung einer hochqualitativen Sandfraktion.
Es wird demnach von einer Anordnung zur Aufbereitung von Bauschutt zu dessen stofflicher Verwertung ausgegangen, wobei unterschiedliche Fraktionen erhalten werden sollen. Es findet das Prinzip der mechanischen Trennung statt, wobei Mittel zum Aufbrechen und Abtrennen von Grobfraktionen vorgesehen sind.
Erfindungsgemäß ist eine Schwertrübe-Trenneinrichtung vorgesehen, in welche das zu trennende, im Vorausschritt bereitgestellte Feinfraktionsgemisch gelangt.
Weiterhin sind Mittel zur Bereitstellung der Schwersttrübe-Trägersuspension vorgesehen.
Ausgangsseitig der Schwertrübe-Trenneinrichtung ist für jede der separierten Fraktionen ein Abtropfsieb zur Entwässerung zugeordnet, um Wasser und das die Dichte der Trägersuspension erhöhende Mittel zu gewinnen, welches dann als frische Schwertrübe auf die Schwertrübe-Trenneinrichtung zurückgeführt ist.
Den Abtropfsieben ist jeweils ein Bebrausesieb nachgeordnet, um restliche Trägersuspensionsmittel von den separierten Fraktionen zu entfernen.
Das restliche Trägersuspensionsmittel enthaltende Brausewasser wird dann einer Magnettrenneinrichtung zugeführt, um dieses zum Schwertrübeeinsatz wieder zu gewinnen.
Ein erstes der Bebrausungssiebe stellt eine Leichtstofffraktion und ein zweites der Bebrausungssiebe eine Schwergutfraktion bereit, nämlich weitgehend reinen, aus dem aufgegebenen Bauschutt gewonnenen Sand.
Der Sand der Schwergutfraktion weist eine Körnung von im Bereich ≤ 4 mm bis ≤ 2 mm auf.
Die Magnettrenneinrichtung ist als Magnettrommel ausgebildet und als ferromagnetisches Mittel kommt Ferrosilizium oder Magnetit mit einer Korngröße von unter 80-100 µm zum Einsatz.
Der Magnettrenneinrichtung, insbesondere der Magnettrommel, ist ein Eindicker zur Feinststoffabtrennung nachgeordnet.
Die abgetrennte Leichtstofffraktion enthält abgeriebenen Sand, Ton, Ziegel, Gips und gegebenenfalls Sulfate enthaltende Stoffe.
Die Schwertrübetrenneinrichtung arbeitet mit dem Prinzip der Zentrifugalkaftabscheidung und kann bspw. als Hydrozyklonanordnung, das heißt Hydrozyklon-basiert ausgebildet werden.
Die vorgesehenen Abtropfsiebe stehen flüssigkeitsseitig mit einem ersten Auffangbehälter in Verbindung.
Die Bebrausesiebe führen auf einen gemeinsamen, zweiten Auffangbehälter, welcher über eine Pumpe mit der Magnettrenneinrichtung in Verbindung steht.
Die Schwertrübetrenneinrichtung weist einen Sinkgutaustrag und einen Schwimmgutaustrag für die jeweilige Feinfraktion auf.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines beispielhaften Anlageschemas näher erläutert werden.
Das Anlageschema gemäß der Figur stellt die wesentlichsten Komponenten der erfindungsgemäßen Anordnung dar, wobei auf die Darstellung von Ventilen, Mess- und Kontrollvorrichtungen, Steuerungen und dergleichen aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet wurde.
Das Prinzip der hier vorgestellten Bauschuttaufbereitung mit dem Ziel der Wiedergewinnung von Sand mit hoher Qualität beruht auf der Dichtetrennung mittels Schwertrübesuspension. Hierbei wird einer Suspension ein schweres, feines Material zugesetzt und so die Dichte der Trägersuspension signifikant erhöht.
Bewährt haben sich hierbei Ferrosilizium bzw. Magnetit mit Partikeldichten ≥ 5 g/cm³ und einer Korngröße von unter 80 bzw. unter 100 µm.
Neben ihrer hohen Dichte weisen diese Stoffe die Eigenschaft auf, dass sie ferromagnetisch sind und sich so mittels Magnettrommeln aus der Suspension wieder zur Aufbereitung entfernen lassen.
Aufgrund der hohen Dichte besteht die Gefahr, dass die entsprechenden Partikel sedimentieren. Insofern ist bei der Schwertrübeaufbereitung das Einhalten einer gewissen Turbulenz erforderlich. Einsetzbar sind hier bspw. angepasste Hydrozyklone bzw. hydrozyklonähnliche Apparate, die mit einem geringeren Druck arbeiten und anlagenseitig schräg aufgestellt werden. Nach der Separierung wird das Material einer Entwässerung unterzogen, so dass nur Wasser mit einem großen Teil des feinen Ferrosiliziums abgetrennt und der Aufbereitung wieder zuführbar ist.
Auf einem nächsten Sieb bzw. einem folgenden Siebabschnitt wird das Material bebraust, um restliches Ferrosilizium abzutrennen.
Da hierbei die Suspension einer starken Verdünnung unterliegt, folgt in einer nächsten Anordnungsbaugruppe eine Abtrennung des Ferrosiliziums aus dem Wasser mittels Magnettrenneinrichtung, insbesondere einer Magnettrommel. Hieraus wird dann neue Schwertrübe für das Verfahren angesetzt.
Das Wasser enthält außerdem noch einen nennenswerten Feinanteil von abgeriebenem Sand, Ton, Ziegel und dergleichen. Dieser Anteil wird in einem Eindicker abgetrennt. Das Wasser wird rezirkulierend verwendet.
Gemäß der Darstellung nach 1 wird der Schwertrübetrenneinrichtung 1, die über eine Aufgabe 2 verfügt, das zu trennende Gemisch zugeführt. Der jeweilige Austrag der Schwertrübetrenneinrichtung 1 steht mit einem ersten Abtropfsieb 3 und einem zweiten Abtropfsieb 4 in Verbindung.
Die Abtropfsiebe 3 und 4 stehen flüssigkeitsseitig mit einem ersten Auffangbehälter 5 in Verbindung.
Über eine erste Pump 6 wird Schwertrübe, verunreinigt mit vom Aufgabematerial abgeriebenen Feinstoffen, in einem internen Kreislauf wieder der Schwertrübetrenneinrichtung 1 zugeführt. Diesem Kreislauf wird auch ein Teil der verunreinigten Schwertrübe entnommen (Ausschleusung) und der Magnettrommel 11 und Schwertrübe-Aufbereitung 15 zugeführt, um eine Anreicherung an Feinanteilen im Kreislauf über Gebühr zu verhindern.
Die aus den Abtropfsieben 3 bzw. 4 enthaltenen Fraktionen werden im jeweiligen Bebrausesieb 7 bzw. 8 einer Behandlung unterzogen, um restliche Trägersuspensionsmittel von den separierten Fraktionen zu entfernen.
Die Bebrausesiebe 7 und 8 führen wiederum auf ein gemeinsames, zweites Auffangbehälter 9. Dieses steht über eine zweite Pumpe 10 mit einer Magnettrenneinrichtung in Form einer Magnettrommel 11 in Verbindung.
Das Bebrausesieb 7 liefert eine Leichtstofffraktion 12, wobei das Bebrausesieb 8 eine Schwergutfraktion 13 bereitstellt. Der Magnettrenneinrichtung bzw. der Magnettrommel 11 ist ein Eindicker zur Feinststoffabtrennung nachgeordnet. Mittels Magnettrommel 11 gewonnener Feststoff wird zur Schwertrübeaufbereitung, das heißt zur Bereitstellung frischer Schwertrübe verwendet.
Die Schwertrübetrenneinrichtung 1 arbeitet auf Basis von Zentrifugalkräften und kann daher u.a. Hydrozyklon-basiert ausgeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2023081205 A [0002]
WO 06033561 A1 [0003]
EP 0618010 A1 [0004]
DE 3238676 C2 [0009]

Claims

Anordnung zur Aufbereitung von Bauschutt zu dessen stofflicher Verwertung unter Erhalt unterschiedlicher Fraktionen mittels mechanischer Trennung, wobei Mittel zum Aufbrechen und Abtrennen von Grobfraktionen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwertrübetrenneinrichtung (1) vorgesehen ist, welche das zu trennende Feinfraktionsgemisch aufnimmt, Mittel zur Bereitstellung der Schwertrübe-Trägersuspension vorgesehen sind, ausgangsseitig der Schwertrübetrenneinrichtung (1) für jede der separierten Fraktionen ein Abtropfsieb (3; 4) zur Entwässerung zugeordnet ist, um Wasser und das die Dichte der Trägersuspension erhöhende Mittel zu gewinnen, welches sowohl im Kreislauf als auch als frische Schwertrübe auf die Schwertrübetrenneinrichtung (1) zurückgeführt ist, dem Abtropfsieb (3; 4) jeweils ein Bebrausesieb (7; 8) nachgeordnet ist, um restliche Trägersuspensionsmittel von den separierten Fraktionen zu entfernen, einer Magnettrenneinrichtung (11) das restliche Trägersuspensionsmittel enthaltende Bebrausewasser zugeführt ist, um dieses als Schwertrübeansatz wiederzugewinnen, wobei ein erstes der Bebrausungssiebe (7) eine Leichtstofffraktion (12) und ein zweites der Bebrausungssiebe (8) eine Schwergutfraktion, nämlich weitgehend reinen, aus dem Bauschutt gewonnenen Sand bereitstellt.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sand der Schwergutfraktion eine Körnung im Bereich von ≤ 4 bis ≤ 2 mm aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnettrenneinrichtung (11) als Magnettrommel ausgebildet ist und das Schwertrübemittel Ferrosilizium oder Magnetit mit einer Korngröße von unter 80-100 µm ist.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnettrenneinrichtung (11) ein Eindicker (14) zur Feinststoffabtrennung nachgeordnet ist.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die abgetrennte Leichtstofffraktion abgeriebenen Sand, Ton, Ziegel, Gips oder dergleichen, gegebenenfalls Sulfate enthaltende Stoffe aufweist.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwertrübetrenneinrichtung Hydrozyklon-basiert ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtropfsiebe (3; 4) flüssigkeitsseitig mit einem ersten Auffangbehälter (5) in Verbindung stehen.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchschläge der Bebrausungssiebe (7; 8) auf einen gemeinsamen, zweiten Auffangbehälter (9) führen, welcher über eine Pumpe (10) mit der Magnettrenneinrichtung (11) in Verbindung steht.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwertrübetrenneinrichtung (1) einen Siebgutaustrag und einen Schwimmgutaustrag für die jeweilige Feinfraktion aufweist.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Schwertrübe aus dem Kreislauf der Magnettrommel (11) und der Schwertrübe-Aufbereitung (15) zugeführt wird.