DE2550958A1

DE2550958A1 - Verfahren zur altmaterialaufbereitung

Info

Publication number: DE2550958A1
Application number: DE19752550958
Authority: DE
Inventors: Robert Gilmore Hall
Original assignee: BOC International Ltd
Current assignee: BOC Group Ltd
Priority date: 1974-11-15
Filing date: 1975-11-13
Publication date: 1976-05-20
Also published as: AU8664075A; AU504852B2; GB1534506A

Description

PATH

DlPL. ING. R. HOLSEB so λ υ α η β υπό-

W. 777

Augsburg, den 12. November 1975

ßOC International Limited, Hammersmith House, London V/6

England

Verfahren zur Altmaterialaufbereitung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Altmaterialaufbereitung, insbesondere zur Zerkleinerung von Altmaterial«

Es besteht ein steigender Bedarf an Anlagen zur Zerkleinerung von Schrott, da diese Aufbereitung die nachfolgende Wiedergewinnung von Metall aus dem Schrott

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erleichtert» In gleicher V/eise besteht ein zunehmendes Interesse an der Wiedergewinnung von Gummi aus Reifen,,

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Wiedergewinnung von Metall aus verschrotteten Maschinen, Geräten, und Elektroartikeln. Bei diesem Schrott handelt es sich beispielsweise um Kraftfahrzeuge, Kühlschränke, Waschmaschinen, Konservendosen,- Elektromotoren, Getriebe, Generatoren, Wechselstrommaschinen, Anlassermotoren und elektrische Schaltungen wie beispielsweise gedruckte Schaltungsplatten, die beschädigt oder zerstört sind oder veraltet oder aus einem anderen Grund außer Gebrauch gekommen sind_e Die Erfindung bezieht sich außerdem auf die Wiedergewinnung von Gummi aus Gegenständen auf Gummibasis wie beispielsweise Reifen, und auf die Wiedergewinnung von Kunststoffen aus Kunststoffgegenstände^

Es ist bekannt, daß bei ausreichender Absenkung der Temperaturen von Altmaterialien unter Normaltemperatur gewisse, bei Normaltemperatur zähe und dehnbare Bestandteile spröde werden. Insbesondere können Kunststoffe, Gummi, Stahl und Zink auf diese Weise versprödet werden. Die Versprödung setzt die Energie herab, die zur Zerkleinerung dieser Altmaterialien verbraucht wird₀ Wenn die Altmaterialien sowohl Stahl als auch Metalle, wie beispielsweise Kupfer, enthalten, ermöglicht es die Absenkung der Altmaterialtemperatur

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auf einen Wert, bei welchem der Stahl spröde ist, jedoch das Kupfer in seinem normalen zähen Zustand verbleibt, und die nachfolgende Zerkleinerung des Altmaterials außerdem, das Kupfer vom Stahl zu trennen. Ein weiterer Vorteil der Abkühlung von stahlhaltigem Altmaterial auf eine Temperatur, bei welcher der Stahl spröde ist, liegt darin, daß die nachfolgende Zerkleinerung ein Produkt hoher Qualität ergibt, welches in den meisten Fällen nur einen kleinen Anteil an Verunreinigungen, wie beispielsweise Kupfer und nichtmetallischen Substanzen, enthält und frei fließfähig ist.

Zur Absenkung der Altmaterialtemperatur werden verschiedene Methoden verwendet» Ein bevorzugtes Verfahren ist die Abkühlung mittels einer kryogenen Flüssigkeit, wie beispielsweise fl.ssigem Stickstoff,, Bei bereits vorgeschlagen, mit kryogenen Flüssigkeiten zur Abkühlung der Altmaterialien arbeitenden Verfahren wird das Altmaterial durch einen Tunnel oder einen Turm geführt, in Vielehen die kryogene Flüssigkeit hineingesprüht wird. Damit nicht ein übermäßig großer Anteil der Kühlwirkung der kryogenen Flüssigkeit vergeudet wird, wird der Flüssigkeitsdampf gezwungen, über eine große Oberfläche des durch den Tunnel oder den Turm hindurchgeführten Altmaterials zu strömen. Ein derartiges Kühlsystem erfordert die kontinuierliche Zuführung von Altmaterial in den Tunnel oder Turm. Oftmals reicht aber die angelieferte Altmaterial-

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menge nicht aus, um die Kühlanlage kontinuierlich zu beschicken, Darüberhinaus ist ein kontinuierlicher Betrieb einer solcher Kühlanlage nur dann wirtschaftlich, wenn ein ausreichender Markt für die aus dem Schrott wiedergewonnenen, hochreinen Metalle vorhanden ist_e

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Altmaterialaufbereitung, insbesondere zur Schrottaufbereitung, so auszubilden, daß das Altmaterial chargenweise abgekühlt werden und die Anlage zur Zerkleinerung des Altmaterials mit der größtmöglichen Wirtschaftlichkeit betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch folgende Verfahrensschritte gelöst:

a) Herabsetzung der Temperatur des Altmaterials in einer geschlossenen isolierten Kammer durch Einleiten von kryogener Flüssigkeit oder kaltem Gas bis auf eine Temperatur, bei welcher mindestens ein Teil des Altmaterials spröde wird, und

b) Herausnehmen des Altmaterials aus der Kammer und mechanisches Zerkleinern des mindestens teilweise spröden Altmaterials.

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Besteht das Altmaterial hauptsächlich oder ganz aus stählernen Gegenständen oder aus sowohl Stahl als auch bei Temperaturen unter - l40°C zäh bleibendes Metall enthaltenden Gegenständen, so wird die Altmaterialtemperatur in der Kammer vorzugsweise auf einen Wert im Bereich von

- 6O⁰C bis - l4O°C herabgesetzt. Bei einer in diesem Bereich liegenden Temperatur sind nichtmetallische Substanzen wie Kunststoffe, Gummi, Teer und Bindemittel sowie Stahl brüchig, während nicht ferromagnetische Metalle wie beispielsweise Kupfer und Aluminium zäh bleiben.

Bei Altmaterial auf Gummibasis wird die Temperatur vorzugsweise auf einen Wert im Bereich von - 20° C bis

- 100⁰C herabgesetzt. Bei Kunststoff-Altmaterialien wird die Temperatur vorzugsweise auf einen Wert im Bereich von

- 20°C bis - 8O⁰C vermindert.

Als kryogene Flüssigkeit wird vorzugsweise flüssiger Stickstoff verwendet. Stattdessen können jedoch auch andere kryogene Flüssigkeiten wie beispielsweise flüssiges Methan, flüssiges Argon oder flüssige Luft Anwendung finden.

Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es wünschenswert, den Kälteinhalt der kryogenen Flüssigkeit oder des kalten Gases in der Kammer optimal auszunutzen.

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Es ist daher eine Steuerung wünschenswert, die über die Geschwindigkeit, mit welcher die erforderliche Temperatur herbeigeführt wird, und die Wirksamkeit, mit welcher die Kälte des Stickstoffes oder der anderen kryogenen Flüssigkeit oder des kalten Gases ausgenützt wird, ausgeübt wird. Beispielsweise kann die Temperatur in der Kammer überwacht werden, während die kryogene Flüssigkeit kontinuierlich in die Kammer eingeleitet wird, und die Einleitung derkryogenen Flüssigkeit kann unterbrochen werden, wenn die Temperatur in der Kammer auf einen gewählten Wert abgefallen ist. Damit zutreffende Temperaturmeßergebnisse erhalten werden, wird das sich aus der kryogenen Flüssigkeit bildende kalte Gas vorzugsweise mittels eines Gebläses in der Kammer zirkuliert.

Die Verwendung eines Gebläses zur Gaszirkulation in der Kammer als Teil des Temperatursteuersystems ist jedoch nicht unbedingt notwendig,, Stattdessen können gewünschtenfalls gesteuerte Mengen kryogener Flüssigkeit in gewählten Intervallen in die Kammer eingeleitet werden, bis ein Temperaturfühler anzeigt, daß die gewünschte Temperatur erreicht worden ist.

Das zu kühlende Altmaterial wird vorzugsweise in Behälter, beispielsweise Kübel, gefüllt, die dann in die Kammer einge-

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bracht werden. Das Fassungsvermögen der Kübel ist vorzugsweise so groß, daß sie die größtmögliche Altmaterialmenge aufnehmen können, die jeweils auf ein Mal ohne Gefahr der überlastung von der Zerkleinerungsmaschine verarbeitet werden kann. Eine Zerkleinerungsmaschine mit einer Leistung von 250 PS kann beispielsweise mit einer als Materialmenge von 68O kg beschickt werden.

Außerdem ist das Passungsvermögen jedes Kübels vorzugsweise so groß, daß er auch große Gegenstände wie beispielsweise Elektromotoren oder Untersetzungsgetriebe aufnehmen kann. Wenn größere Gegenstände, beispielsweise Kraftfahrzeugrahmen, zerkleinert werden sollen, kann zunächst beispielsweise durch Pressen eine Größenverringerung vorgenommen werden.

Die Kammer weist vorzugsweise eine Größe auf, welche die Aufnahme mehrerer Kübel ermöglichte Die Kammer ist vorzugsweise in doppelwandiger Konstruktion ausgeführt und der Zwischenraum zwischen den beiden Wänden ist mit Isoliermaterial wie beispielsweise geschäumtem Polyurethan oder Glasfasern ausgefüllte Die Innenwand besteht vorzugsweise aus rostfreiem Stahl oder Aluminium, da diese Metalle bei den in der Kammer erzeugten niedrigen Temperaturen nicht brüchig werden. Die Außenwand kann ebenfalls aus rostfreiem

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Stahl oder Aluminium oder alternativ dazu aus Flußstahl hergestellt sein.

Es kann eine Anzahl verschiedener Konstruktionen für die Kammer gewählt werden, wobei ein leichter Zugang in das Kammerinnere möglich ist. Beispielsweise kann die Kammerdeckwand oder mindestens eine Seitenwand angelenkt sein»

Nachdem das Altmaterial die gewünschte Untertemperatur erreicht hat, wird die Kammer geöffnet und der Kübel wird herausgehoben und sein Inhalt in die Zerkleinerungsmaschine •ausgeleert. Zum Herausheben der Kübel aus der Kammer kann beispielsweise ein Kran benützt werden. Die Kammer wird vorzugsweise jeweils sofort wieder geschlossen, nachdem ein Kübel herausgehoben worden ist. Alternativ dazu kann der Behälter über der Einfüllöffnung der Zerkleinerungsmaschine angeordnet sein und jeweils gekippt werden, so daß sein Inhalt in die Zerkleinerungsmaschine hineinfällt. Das Entleeren der Kammer sollte so vorgenommen werden, daß die niedrige Temperatur in der Kammer bestehen bleibt. Falls notwendig, kann dazu zusätzliche kryogene Flüssigkeit in die Kammer eingeleitet werden.

Das gekühlte Altmaterial kann durch Zermahlen oder durch Zerschlagen mit einem schweren Werkzeug, beispielsweise

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einem Hammer, zerkleinert werden. Dazu können herkömmliche Maschinen Anwendung finden. Das Zuführen des Altmaterials in die Zerkleinerungsmaschine wird erleichtert, wenn die Maschine einen Aufgabetrichter aufweist.

Die Zerkleinerungsmaschine ist vorzugsweise eine umlaufende Hammermühle. Wenn bei der Verarbeitung von Gegenständen wie Generatoren und Änlassermotoren ein versprödeter Eisenkern von Kupferwicklungen getrennt werden soll, wird die Hammermühle mit einer Drehzahl von 800 ü/min bis 1500 ü/min betrieben. Vorzugsweise weist die Hammermühle ein einstellbares Austraggitter auf, durch welches die Metallbruchstücke aus der Mühle herausgelangen können. Zur Verarbeitung von Gegenständen wie Generatoren und Anlassermotoren werden die ßitterstäbe vorzugsweise auf einen Abstand von 25 mm bis 100 mm eingestellt, je nach der Größe des Generators oder Anlassermotors« Wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Wiedergewinnung von Stahl beispielsweise aus verschrotteten Waschmaschinen, zur Wiedergewinnung von Gummi aus Gegenständen auf Gummibasis, oder zur Wiedergewinnung von Kunststoff aus Kunststoffgegenständen benützt, kann es wünschenswert sein, das Gitter auf einen anderen Gitterstababstand einzustellen,,

Grundsätzlich können Bruchstücke von verschiedenen

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unterschiedlichen Materialen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, wobei die genaue Zusammensetzung dieser Bruchstücke von der Natur des jeweils zugeführten Altmaterials abhängig Ist, Besteht zugeführter Schrott aus Eisenmetallen zusammen mit verschiedenen nichtmetallischen Substanzen, so können die ßisenmetailstücke in einem Magnetabscheider von den übrigen zerkleinerten Materialien getrennt werden. Besteht zugeführter Schrott sowohl aus Nichtelsenmetallen, wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium, welche bei Temperaturen, bei denen Stahl brüchig ist, ihre Zähigkeit beibehalten, als auch aus Eisenmetallen, sind in den Bruchstücken im allgemeinen auch Bruchstücke enthalten, die sowohl das Elsenmetall als auch das Mlchteisenmetall enthalten» Beispiele solcher Schrottgegenstände sind Elektromotoren, Dynamomaschinen, Wechselstromgeneratoren, Untersetzungsgetriebe und elektronische Schalteinrichtungen, die Kupfer oder Messing enthalten.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das beschriebene Verfahren zum Zwecke der Verwendbarkeit zur Trennung von Schrott In Elsenmetalle und Nichteisenmetalle weitergebildet, indem der Schrott, der Stahl oder andere Eisenmetalle und Nichteisenmetalle enthält, welch letztere noch bei Temperaturen zäh bleiben, bei welchen Stahl bzw» Eisenmetalle brüchig werden, nach dem Zerkleinern in Bruch-

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stücke, die Stahl- bzw«, Eisenmetailstücke mit darin eingeschlossenen Wichteisenmetallen enthalten (oder umgekehrt), derart granuliert wird, daß der Stahl bzw«, das Eisenmetall vom Nichteisenmetall getrennt wird«,

Das Absenken der Temperaturen des Schrottes bei der ersteren Zerkleinerung erfolgt vorzugsweise nach dem weiter oben beschriebenen Verfahren,,

Das Granulieren der Metallbruchstücke kann durch Mahlen oder durch Zerschlagen mittels eines Hammers oder eines anderen schweren Werkzeugs erfolgen. Gewünschtenfalls kann eine kryogene Flüssigkeit oder kalter Dampf einer solchen Flüssigkeit vor der weiteren Zerkleinerung der Bruchstücke mit diesen in Berührung gebracht werden. Nach dem Granulieren kann der Schrott einem Magnetabscheider zugeführt werden, der die Stahlstückchen bzw. die Eisenmetallstückchen heraussortiert. Das Heraussortieren irgendwelcher nichtmetallischer Bestandteile aus dem verbleibenden Nichteisenmetall kann entweder von Hand oder vorzugsweise in einem Luftabscheider erfolgen.

Wenn der Schrott Gegenstände enthält, die hauptsächlich aus Stahl oder anderem Eisenmetall bestehen, so kann der Schrott zunächst in sowohl Stahl bzw. Eisenmetall

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als auch Nichteisenmetalle enthaltende Gegenstände und in im wesentlichen aus Stahl bzw„ Eisenmetall bestehende Gegenstände sortiert werden. Die sowohl Stahl als auch Nichteisenmetall enthaltenden Gegenstände können dann nach dem eben beschriebenen weitergebildeten Verfahren verarbeitet werden« Während eines Zeitraums, während welchem keine sowohl Eisenais auch Nichteisenmetalle enthaltende Gegenstände zerkleinert werden, können die im wesentlichen aus Stahl bzw. Eisenmetall bestehenden Gegenstände vorzugsweise bei Umgebungstemperatur zerkleinert werden. Dies ermöglicht eine gute Ausnützung der Zerkleinerungsmas chine.

Bei der Verarbeitung von Reifen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dient die Zerkleinerung der Trennung des Gummis von Stahleinlagen in den Reifen. Ein weiterer Granulierungsschritt kann jedoch zur Trennung von Fasern, beispielsweise Nylonfasern, vom Gummi erforderlich sein.

Die Erfindung bietet eine Anzahl von Vorteilen. Die Versprödung von Schrott durch Berührung mit kryogener Flüssigkeit ermöglicht die Gewinnung von Metall hoher Reinheit« Darüberhinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Verarbeitung einer breiten Vielfalt von verschiedenen Arten von Schrott Anwendung finden. Da die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Kammer die Benützung teurer Tunnels

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vermeidet, durch welche der Schrott hindurchgeführt und in Berührung mit kaltem Strömungsmittel gebracht werden muß, ist ihr Bau unter verhältnismäßig niedrigen Kosten möglich, Darüberhinaus kann diese Kammer bei schon vorhandenen Schrott verarbeitungsanlagen hinzugebaut werden.

Der Kältebehandlungsschritt kann je nach dem relativen Bedarf an hochreinem Metall und weniger reinem Metall bei der Verarbeitung mancher SchrottChargen weggelassen werden. Folglich kann die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Anlage wirtschaftlich betrieben werden, ohne eine die Nachfrage übersteigende Menge an hochreinem Schrottmetall zu erzeugen. Ferner kann die Temperaturabsenkung des Schrottmetalles nachts vorgenommen werden, wodurch es möglich ist, die Zerkleinerungsanlage während des Tages voll auszulasten.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Funktionsschema einer

Anlage zur Verarbeitung von Eisenschrott nach dem Verfahren gemäß der Erfindung,

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Pig, 2 ein Punktionsschema einer Anlage

zur Verarbeitung von Eisenschrott und Nichteisenschrott nach dem er findungs gemäßen Verfahren,

Pig, 3 ein Schaltschema eines Steuer

kreises zur Steuerung der Einleitung kryogener Flüssigkeit in die Kühlkammer,

Pig. 4 ein Sehaltschema einer anderen

Ausführungsform eines Steuerkreises zur Steuerung der Einleitung kryogener Flüssigkeit in die Kühlkammer, und

Pig, 5 eine schematische Darstellung der

Kühlkammer,

Gemäß Fig. 1 der Zeichnungen wird Schrott von einem Schrotthaufen 2 entnommen, der hauptsächlich aus Eisenmetall wie Flußstahl oder anderem Stahl besteht, das bei einer Temperatur im Bereich von - 60 C bis - l40°C spröde wird. Dieser Schrott wird in nicht dargestellte Kübel eingefüllt, die dann in eine Kühlkammer 4 eingebracht werden, in welche

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flüssiger Stickstoff eingesprüht wird_B In dieser Kühlkammer wird die Schrottemperatur auf einen Wert im Bereich von - 100 C bis - 120°C herabgesetzt. Sodann wird die Kühlkammer 4 geöffnet und der Inhalt jedes Kübels wird in eine Zerkleinerungsvorrichtung 6 eingefüllt. Dabei bleibt die Kühlkammertemperatur im Bereich von - IQO⁰C bis - 120⁰C und, falls notwendig, wird dazu weiterer flüssiger Stickstoff eingesprüht.

Die Absenkung der Schrottemperatur versprödet den Stahl und verschiedene nichtmetallische Bestandteile und erleichtert dadurch die Zerkleinerung des Schrottes in der Zerkleinerungsvorrichtung 6. Das zerkleinerte Schrottmaterial gelangt aus der Zerkleinerungsvorrichtung 6 in einen Magnetabscheider 8, der beispielsweise einen beweglichen Arm aufweist, an welchem ein Elektromagnet angeordnet ist. Dieser Arm wird über die Schrottstücke geführt und der Elektromagnet nimmt dabei die Eisenmetallstücke auf und läßt nichtmetallisches Material zurück.

Der so erzeugte Schrottstahl weist eine hohe Reinheit auf und besitzt gute Pließeigenschaften. Falls der Markt für diesen Schrottstahl hoher Qualität begrenzt ist, kann es vorteilhaft sein, einigen Schrott bei Umgebungstemperatur zu zerkleinern. Wenn die Kühlkammer ein Temperatursteuersystem aufweist, welches die automatische Absenkung der

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Schrottemperatur auf einen gewählten Wert ermöglicht, kann die Schrottabkühlung bei Nacht erfolgen. Nachdem dieser abgekühlte Schrott zerkleinert worden ist, können weitere Schrottchargen bei Umgebungstemperatur zerkleinert werden, während eine weitere Charge abgekühlt wird. Ein typischer Schrottverarbeitungsstundenplan könnte etwa folgende Gestalt haben:

1«, Tag, 1-7.00 Uhr bis 18.00 Uhr Beschicken der Kühlkammer 4

mit Schrott und Einleitung der Temperaturabsenkung;

1. Tag, 18.00 Uhr bis

2. Tag, 7.00 Uhr automatisch gesteuerte Ab

senkung der Schrottemperatur;

2. Tag, 7.00 Uhr bis 8.00 Uhr Zerkleinerung des kalten

spröden Schrottes;

2. Tag, 8.00 Uhr bis 9.00 Uhr Wiederbeschickung der Kühlkammer 4 mit Schrott;

2. Tag, 8.00 Uhr bis 16.00 Uhr Zerkleinerung weiterer Schrottchargen bei Umgebungstemperatur, während gleichzeitig eine automatisch gesteuerte Absenkung

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der Schrottemperatur in der Kühlkammer 4 stattfindet;

2. Tag, 16.00 Uhr bis 17.00 Uhr Zerkleinerung des zwischen

9,00 Uhr und 16.00 Uhr gekühlten Schrottes;

2. Tag, 17.00 Uhr bis 18.00 Uhr Wiederbeschickung der Kühlkammer k mit Schrott zur Kühlung während der Nacht.

Beim Arbeiten nach diesem Stundenplan ist die Zerkleinerungsvorrichtung 6 vollständig ausgelastet.

In Fig. 2 der Zeichnungen ist eine Anlage dargestellt, die in der Lage ist, sowohl hauptsächlich aus Eisenmetall bestehenden Schrott als auch einen hohen Anteil an Nichteisenmetall wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium enthaltenden Schrott zu verarbeiten. Angelieferter Schrott wird sortiert und das hauptsächlich aus Eisenmetall bestehende Material wird auf einem Haufen 10 gelagert, während das einen hohen Gehalt an Nichteisenmetall wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium enthaltende Material auf einem Haufen 12 gelagert wird. Soll der einen großen Gehalt an Nichteisenmetallen aufweisende Schrott verarbeitet werden, so werden vom Haufen

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genommene Chargen in nicht dargestellte Kübel eingefüllt, die sodann in eine Kühlkammer 14 eingebracht werden. Sodann wird flüssiger Stickstoff in die Kühlkammer eingesprüht, um die Temperatur des darin befindlichen Schrottes auf einen Wert im Bereich von - 10O⁰C bis - 120⁰C herabzusetzen. Nach Beendigung dieser Abkühlung wird die Kühlkammer geöffnet und jeder Kübel wird mittels eines Kranes 16 herausgehoben und in eine Zerkleinerungsvorrichtung 18 entleert. Während dieses Vorgangs wird die Temperatur in der Kammer 14 weiterhin im Bereich von - 100⁰C bis - 120°C gehalten, wozu, falls notwendig, weiterer flüssiger Stickstoff in die Kammer eingesprüht wird.

Zerkleinerter Schrott aus der Zerkleinerungsvorrichtung wird zu einer Halde 22 befördert, von wo aus der Schrott zwecks weiterer Zerkleinerung einer Granulierungsvorrichtung 24 zugeführt wird» Die Behandlung in der Granulierungsvorrichtung bewirkt eine Trennung des zähen Kupfers oder Aluminiums von dem versprödeten Stahl. Die so gewonnenen Schrottstückchen werden einem Magnetabscheider 26 zugeführt, in welchem die Eisenmetallstückchen abgeschieden werden. Die verbleibenden Schrotteilchen werden einem Luftabscheider 28 zugeführt, in welchem das verbleibende Nichteisenmetall von nichtmetallischem Material getrennt wird.

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Wenn hauptsächlich aus Eisenmetall bestehender Schrott aufbereitet werden soll, so werden die SchrottChargen vom Haufen 10 in die Zerkleinerungsvorrichtung 18 eingebracht, in welcher sie bei Umgebungstemperatur zerkleinert werden» Die aus der Zerkleinerungsvorrichtung kommenden Schrottstückchen gelangen in einen Magnetabscheider 20, in welchem die Eisenmetallstücke von nichtmetallischem Material getrennt werden.

Die Zeiträume, während welcher einerseits der hauptsächlich aus Eisenmetall bestehende Schrott und andererseits der einen hohen Anteil an Nichteisenmetall enthaltende Schrott verarbeitet wird, kann entsprechend der relativen Größen der Vorratshaufen 10 und 12 gewählt werden. Obwohl es möglich ist, eine einzige Anlage nur mit Schrott zu beschicken, der einen hohen Gehalt an Nichteisenmetallen wie beispielsweise Kupfer aufweist, dürfte es schwierig sein, eine ausreichende Menge derartigen Schrottes zu erhalten, um die Kosten einer solchen Anlage zu rechtfertigen. Wie in Fig. 2 dargestellte Anlage kann jedoch voll ausgelastet werden, indem Eisenschrott bei Umgebungstemperatur verarbeitet wird, wenn keine ausreichende Menge an Nichteisenmetall enthaltendem Schrott vorhanden ist· Ein typischer Betriebsstundenplan für den Betrieb der in Fig. dargestellten Anlage kann folgende Gestalt haben:

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1. Tag, 17.00 Uhr bis 18.00 Uhr Beschicken der Kühlkammer

mit einem hohen Anteil an Nichteisenmetall enthaltendem Schrott und Einstellen für Nachtkühlung;

2. Tag, 7„00 Uhr bis 8.00 Uhr Verarbeiten des gekühlten

Schrottes in der Zerkleinerungsvorrichtung 18;

2. Tag, 8.00 .Uhr bis 17,00 Uhr a) Zerkleinern von Eisenschrott vom Vorratshaufen und

b) Granulieren des zerkleinerten, Nichteisenmetalle enthaltenden Schrottes in der Granulierungs vorrichtung und Trennen in seine Bestandteile in den Abscheidern 26 und 28.

In Fig. 3 ist ein Schaltschema zur Steuerung der Zufuhr von flüssigem Stickstoff in eine Kühlkammer für Anlagen nach den Fig. 1 und 2 dargestellt. Aus einem vakuumisolierten

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behälter 34 wird flüssiger Stickstoff in das Innere einer Kühlkammer 30 zugeführt. Eine im Inneren der Kammer 30 angeordnete Sprühvorrichtung 38 steht über eine mit Ventilen versehene Leitung 36 mit den Behältern 34 in Verbindung.

In die Leitung 3β sind ein Durchflußsteuerventil 46 (oder Meßventil), ein elektromagnetisches Temperatursteuerventil 42 und ein elektromagnetisches Zeitsteuerventil 48 geschaltet. Das Durchflußsteuerventil 46 ist so einstellbar, daß flüssiger Stickstoff mit einer gewählten Menge pro Zeiteinheit in die Kammer eingeleitet wird. Das Zeitsteuerventil 48 steht mit einem Zeitgeber 50 in Verbindung, der so voreinstellbar ist, daß das Ventil 48 geschlossen wird, nachdem es während einer ersten gewählten Zeitspanne geöffnet war, und daß es wieder geöffnet wird, nachdem es während einer gewählten zweiten Zeitspanne geschlossen war. Durch geeignete Einstellung des Durchflußsteuerventils 46 werden also in gewählten Zeitintervallen jeweils gewählte Mengen an flüssigem Stickstoff in die Kammer 30 eingeleitet. Dadurch wird eine Vergeudung des kalten flüssigen Stickstoffs verhindert und die Temperatur des Schrottes in den in der Kammer 30 befindlichen Kübeln 32 wird während einer längeren Zeitspanne stetig herabgesetzt» Nachdem die Schrottemperatur in den Kübeln auf einen gewählten Wert abgefallen ist, erzeugt ein Temperaturfühler 44 ein Signal, welches über ein Relais 40 die

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Schließung des Temperatursteuerventils 42 bewirkt. Steigt die gemessene Temperatur über einen zweiten gewählten Wert an, so gelangt über das Relais ein Öffnungsbefehl an das Ventil 42.

Eine andere Ausführungsform einer Einrichtung zur Steuerung der Einleitung des flüssigen Stickstoffs in die Kühlkammer ist in Fig. 4 dargestellt. Hierbei sind die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 3 zur Bezeichnung gleicher Teile verwendet,, Bei der in Fig. 4 dargestellten Einrichtung fehlen das Zeitsteuerventil 48 und der Zeitgeber 50 und der flüssige Stickstoff wird kontinuierlich in die Kühlkammer 30 eingeleitet. In der Kammer 30 sind Gebläse 54 angeordnet, welche einen Temperaturausgleich innerhalb der Kammer bewirken.

Der Temperaturfühler 44 steht in der Kammer 30 mit dem kalten Gas in Berührung, und wenn die Temperatur dieses Gases auf einen gexfählten Wert abgefallen ist, wird ein Signal erzeugt, welches das Relais 40 veranlaßt, das Ventil 42 zu schließen und dadurch die Zufuhr von flüssigem Stockstoff in die Kühlkammer 30 zu unterbinden. Aus der Kühlkammer kann Gas durch einen Auslaß 56 abgelassen werden.

Die Konstruktion der Kühlkammer ist in Fig« 5 dargestellt, Die Kammer ist kastenförmig und weist Außenwände

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und Innenwände 62 aus rostfreiem Stahl auf. Der Raum zwischen den Innen- und Außenwänden ist mit Polyurethanschaum 64 ausgefüllt. Die Deckwand und eine Seitenwand der Kammer sind in nicht dargestellter V/eise angelenkt, um den leichten Zugang in das Kammerinnere zu ermöglichen.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Altmaterialaufbereitung, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Herabsetzung der Temperatur des Altmaterials in einer geschlossenen isolierten Kammer durch Einleiten von kryogener Flüssigkeit oder kaltem Gas bis auf eine Temperatur bei welcher mindestens ein Teil des Altmaterials spröde wird, und

b) Herausnehmen des Altmaterials aus der Kammer und mechanisches Zerkleinern des mindestens teilweise spröden Altmaterials,,

2, Verfahren nach Anspruch 1 zur Aufbereitung von Altmaterial, welches hauptsächlich oder vollständig entweder aus Stahlschrott oder aus sowohl Stahl als auch Metall, welches bei Temperaturen unterhalb von - 12O°C zäh bleibt, enthaltenden Schrott zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Schrottes auf einen Wert von - 6O°C bis - l4O°C herabgesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Aufbereitung von Altmaterial, welches hauptsächlich oder vollständig aus Gummi-

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schrott zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Altmaterialtemperatur auf einen Wert von - 50 C bis - 100⁰C herabgesetzt wird.

4„ Verfahren nach Anspruch 1 zur Aufbereitung von Altmaterial, welches hauptsächlich oder vollständig aus Kunststoff artikeln besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Altmaterialtemperatur auf einen Viert von - 20⁰C bis - 80⁰C herabgesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kryogene Flüssigkeit flüssiger Stickstoff ist»

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die kryogene Flüssigkeit in die Kammer eingesprüht wird und die Temperatur in der Kammer überwacht wird und daß die Einleitung der kryogenen Flüssigkeit abgebrochen wird, nachdem die Temperatur auf einen gewählten Wert abgesunken ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zirkulation des aus der kryogenen Flüssigkeit entstehenden Dampfes in der Kammer ein Gebläse Anwendung findete

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8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in gewählten Zeitintervallen jeweils gesteuerte Mengen von kryogener Flüssigkeit in die Kammer eingeleitet werden, bis ein Temperaturfühler anzeigt, daß die gewünschte Temperatur erreicht worden ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Altmaterial in Behälter gefüllt wird, welche dann in die Kammer eingebracht werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine dopρeIwandige, mit zwischen den beiden Wänden angeordnetem Isoliermaterial isolierte Kammer verwendet wird,

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kammer mit angelenkter Deck- oder Seitenwand verwendet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Altmaterialbehälter mittels eines Kranes mit Altmaterial gefüllt werden,

13a Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das versprödete Altmaterial durch Mahlen

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oder Zerschlagen mit einem schweren Werkzeug zerkleinert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das versprödete Altmaterial in einer umlaufenden Hammermühle zerkleinert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hammermühle mit einer Drehzahl von 8OO U/min bis 15OO U/min betrieben wird.

. 16. Verfahren nach Anspruch Ik oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit der Hammermühle ein einstellbares Gitter verwendet wird, durch welches die Bruchstücke des Altmaterials aus der Mühle herausgelangen können, und daß die Gitterstäbe auf einen Abstand im Bereich von 25 mm bis 100 mm eingestellt werden.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß während eines Zeitraumes, während welchem zwar eine AItmaterialeharge in der Kammer gekühlt wird, jedoch keine gekühlte Charge für die Zerkleinerung bereit steht, Altmaterial zerkleinert wird, welches nicht zuvor mittels kryogener Flüssigkeit versprödet worden ist, ·

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18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1,2 oder 5 bis zur Aufbereitung von Schrott, der sowohl Stahl oder anderes Eisenmetall und Wichteisenmetall enthält, welch letzteres bei Temperaturen, bei denen Stahl oder anderes Eisenmetall spröde wird, noch zäh bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Zerkleinern entstandenen Schrottstücke aus Eisenmetall mit darin eingeschlossenem Nichteisenmetall (oder umgekehrt) granuliert werden, so daß das Eisenmetall vom Nichteisenmetall getrennt wird.

19* Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulieren durch Mahlen der Schrottstücke oder durch Zerschlagen mit einem Hammer oder einem anderen schweren Werkzeug erfolgt.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrottstücke vor dem Granulieren mit kryogener Flüssigkeit oder daraus entstandenem kalten Dampf in Berührung gebracht werden.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche l8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das beim Granulieren entstandene Granulat in einem Magnetabscheider in Eisen- und.Nichteisenbestandteile getrennt wird.

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22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrott vor der Aufbereitung in Eisenschrott, der im wesentlichen nur Stahl und Eisenmetall enthält, und Nichteisenmetall enthaltenden Schrott sortiert wird, welch letzterer sowohl Eisenmetall als auch Nichteisenmetall enthält, und daß der Nichteisenmetall enthaltende Schrott in der genannten Vieise aufbereitet und jeweils während Zeiträumen, während welchen kein Nichteisenmetall enthaltender Schrott zerkleinert wird, der Eisenschrott zerkleinert wird.

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