DE2635201A1

DE2635201A1 - Verfahren und vorrichtung zur wiedergewinnung von metall aus abfaellen, insbesondere zur wiedergewinnung des grundmetalls aus isolierdrahtabfaellen

Info

Publication number: DE2635201A1
Application number: DE19762635201
Authority: DE
Inventors: James Herbert Weet
Original assignee: Dart Industries Inc
Current assignee: Dart Industries Inc
Priority date: 1975-08-05
Filing date: 1976-08-05
Publication date: 1977-02-10
Also published as: GB1531060A; FR2320620A1; CA1086506A; US4022638A; JPS5220304A; DE2635201C3; DE2635201B2

Description

PATENTANWÄLTE

DlpWng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK CHpl.-lng. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL

281134 β FRANKFURTAM MAIN

TELEFON (0611)

287014 CR. ESCHENHEIMER STRASSE 39

Da/ki RC-1375-M450

30. Juli 1976

DAR! INDUSTRIES INC. 8480 Beverly Boulevard

Los Angeles, California 90048 USA

Verfahren und Vorrichtung zur Wiedergewinnung von Metall aus Abfällen, insbesondere zur Wiedergewinnung des Grundmetails aus Isolierdrahtabfällen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein kommerziell anwendbares Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Wiedergewinnung von Metall, insbesondere des Grundmetallgehalts aus Drahtabfällen für die weitere Verwendung. Eine Phase der Erfindung befaSt sich mit eisern kritisch gesteuerten Verfahren zur Wiedergewinnung des Grundmetallgehalts aus metallbeschichtetera Drahtabfall in im wesentlichen reinem und blankem Zustand sowie eventuell auch der Wiedergewinnung des Be-

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sohiehtungsmetalls, nachdem es vom Grundmetall gelöst wurde.

Es wurden schon verschiedene Wege zur Aufbereitung von Abfall aus isoliertem elektrischen Draht beschritten, von denen jedoch keiner in kommerziellem Maßstab anwendbar oder zu kontinuierlichem, voll integriertem Betrieb geeignet ist derart, daß das Grundmetall im wesentlichen vollständig und in Form von im wesentlichem reinem, nicht oxydiertem blanken Metall wiedergewonnen wird. Bei Bemühungen, eine Lösung dieses Problems zu finden, ist zu beachten, daß dabei sowohl eine anhaftende isolierende Umhüllung aus Kunststoff als auch ein molekularartig anhaftender Metallüberzug unterhalb des Kunststoffs um das Grundmetall herum zu berücksichtigen sind.

Ein vorbekannter Vorschlag beruht auf dem Bemühen, die Isolation durch Verbrennen zu beseitigen, aber hierbei entsteht ein ökologisches Problem der Luftverschmutzung, wenn von einem typischen Kunststoff, wie PYC oder Polyäthylen, ausgegangen wird. Die Beseitigung kann relativ einfach sein, wo der Drahtabfall nur nichteisen Grundmetall mit einem Kunststoffüberzug aufweist, aber wird außerordentlich kompliziert, wenn, wie gewöhnlich, der Draht aus Grundmetall mit einem anderen Nichteisenmetall, wie etwa Blei, Zinn oder eine Legierung derselben, überzogen ist. Bei dieser Gegebenheit muß der Forderung nach wirksamer vollständiger Beseitigung des Metallüberzugs ohne Vergeudung oder Beschädigung des Grundmetalls, wie etwa Kupfer oder Aluminium, Rechnung getragen werden. Es besteht daher ein Bedarf an der Schaffung eines integrierten, kontinuierlichen Systems bzw. Verfahrens, das sich von einem unökonomischen, chargenweisen Vorgehen unterscheidet, um die gewünschten Ergebnisse wirksam und in kommerziellem Maßstab mit hohem Durchsatz zu erzielen. Das ehargenwe'ise Vorgehen, das bisher erforderlich war, steht einer wirtschaftlichen, kostendeckenden Durchführbarkeit bei

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Versuchen, den Metallgehalt aus Drahtabfällen zurückzugewinnen, entgegen.

Ein Ziel der Erfindung ist es daher, eine Lösung des Problems einer wirtschaftlich praktikablen Durchführung der Wiedergewinnung von Metairbestandteilen aus Metallüberzüge aufweisenden Drahtabfällen oder dergleichen anzugeben.

Weiter bezweckt die Erfindung, die Darlegung kritischer Paktoren, welche die kontinuierliche Wiedergewinnung des Anteils an Grundraetall bzw. Kernmetall aus Drahtabfall in industriellem Maßstab ermöglichen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die kontinuierliche Rückgewinnung sowohl des Grundmetalls als auch des Überzugsmetalls aus Drahtabfällen, die außerdem isoliert sein können.

Auch bezweckt die Erfindung die Wiedergewinnung des Grundmetalls, wie etwa Kupfer oder Aluminium, mit einer im wesentlichen dem Gütegrad No. 1 entsprechenden Reinheit aus Abfall von elektrischen Drähten oder Kabeln.

Ein Ziel der Erfindung liegt auch in der Angabe weiterer kritischer Daten zur Lösung des vorliegenden Problems.

Bei den Bemühungen zur Lösung des Problems und zur Schaffung eines praktikablen Verfahrens zur Wiedergewinnung eines Mlchteisen-Grundmetalls, wie Kupfer oder Aluminium, und wahlweise zur Wiedergewinnung eines Nichteisen-Überzugmetalls, wie Zinn, Blei oder eine Legierung daraus, in kontinuierlichem Verfahren mit hohem Durchsatz ohne wesentlichem oder mit nur minimalem Verlust an Grundmetall, wurde der Verwendung verschiedener chemischer Abstreiflösungen und den !Temperaturanforderungen, um das Oberzugsmetall wirksam zu beseitigen, Beachtung geschenkt. Weiter war zu beachten, daß normalerweise ein er-

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heblicher Anteil an Kunststoffisolation vorhanden ist und "beseitigt werden muß. Vom Gesichtspunkt der voll wirksamen und sau'beren Beseitigung des Überzugmetalls und der Ausscheidung von mehr als zulässigem (2 fi) Rückstand an Kunststoff wurden verschiedene chemische Lösungen und Temperaturen untersucht, jeweils im Hinblick auf Anpassung ihrer Verwendung an einen kontinuierlichen Aufbereitungsvorgang, im Unterschied zn der üblichen chargenweisen Bearbeitung.

Ein alkalinisches Verfahren, wie es in der US-PS 2 891 881 offenbart ist, wurde für unbrauchbar befunden, insbesondere wegen der erforderlichen, relativ hohen .Temperaturen in der Gegend von 675 bis 775° F (355° bis 415⁰C). Es wurde nämlich gefunden, daß eine solche Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes von einem Überzug aus Zinn oder Blei oder deren Legierungen für das Grundmetall schädlich ist, selbst dann, wenn eine indirekte Beheizung verwendet wird. Angestrebt wurde vielmehr, ein Grundmetall zu erhalten, das verhältnismäßig blank und rein ist und dessen Metallkörper nicht mit Überzugsmaterial legiert, korrodiert oder zu beachtlichem Anteil verloren ist.

Es wurde gefunden, daß eine Lösung organischer oder anorganischer Säure erfolgreich verwendet werden konnte, und daß gewöhnliche anorganische Säuren, wie Salpetersäure, Salzsäure oder Schwefelsäure, brauchbar sind, wenn sie mit einem Salz des G-rundmetalls verwendet werden, um eine relativ hohe lonenkonzentration in der Lösung zu haben. Bas Salz vermindert die Reaktionsbereitschaft der Säure in bezug auf das Grundmetall. Die besten Ergebnisse wurden mit einer relativ einfachen wässrigen Lösung, die Schwefelsäure und Kupfersulfat enthält, bei Erwärmung ia Bereich von etwa 60 bis 80° G erzielt. Eine solche Lösung mit 200 bis 220 g/l von Schwefelsäure und Kupfersulfat als ionisierendes SaIs in einer Menge Ton 50 bis 75 g/l ergab sich als äußerst wirksam zur Besei-

tigung von legierungsiTberzügen aus Blei und Zinn. Der Gewichtsverlust des Kupfer-Grundmetalls war praktisch null, nämlich weniger als 0,1 ^, und das gewonnene Grundmetall hatte eine blanke Kupferoberflache, wie man sie "bei neuen Wasserleitungsrohren und Klempnerbeschlägen findet. Ein noch blankeres Grundmetall ergab sich durch einen weiteren Zusatz, wie Wasserstoffperoxyd in einer Menge von 4 bis 6 g/l, p-Phenolschwefelsäure in einer Menge von 1 g/l und Benzotriazol in einer Menge von 1 g/l mit der gleichen Menge an Schwefelsäure und Kupfersulfat, wie oben angegeben, und einer !Demperatur von etwa 45 bis 60° C. Obwohl das Kupferßrundmetall äußerst blank in der Erscheinung war, ergab sich ein Gewichtsverlust von 5,4 fi, was etwa der Durchschnitt bei der Verwendung von Wasser stoffperoxyd ist. Es kann angenommen werden, daß die Auflösung des Grundmetalls auf der Bildung eines unlöslichen Stannioxyds an der Oberfläche beruht, das durch Lösung des Grundmetalls und Spülung des Salzes von der Oberfläche beseitigt werden muß.

Nachdem die Entscheidung über eine geeignete Behandlungslösung gefunden war, war es weiter erforderlich, ein Verfahren zu entwickeln, in dem die lösung in einem kontinuierlichen Reihensystem wirksam gemacht werden konnte. Es wurde zunächst beschlossen, den Drahtabfall zu zerkleinern oder in kleine Stückchen zu zerschneiden, um den Draht so weit als möglich vom Kunststoffüberzug zu befreien und das verbleibende Material wirksam dahingehend zu behandeln, daß der Nichteisen-Metallüberzug im wesentlichen ganz abgestreift wird, und das Nichteisen-Grundmetall in relativ blankem Zustand zurückgewonnen wird. In dieser Hinsicht wurde gefunden, daß nach einer vorausgehenden Herbasetzung des Kunststoffanteils auf nicht mehr als 2 Vol.-# und nach Beseitigung magnetischer Anteile ein voll wirksames Abstreifen durch Lösen des Hiohteisen-Überzugsmetalls dadurch erhalten werden kann, daß das Material aus zerkleinerten Stückchen oder leuchen unter

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Vibration der Abstreifwirkung einer wässrigen chemischen Lösung zugeführt und unterzogen wird. Die Art der Anwendung der wässrigen chemischen Lösung ist wichtig, um eine im wesentlichen Tollständige und einheitliche ATd streif wirkung auf die überzogenen Stückchen von Grundmetall auszuüben und außerdem den verbleibenden Kunststoffanteil zu zerstören. Bei einem solchen Vorgang sollte der im Material verbliebene, chemisch zu behandelnde Kunststoffanteil weitgehend, auf weniger als etwa 2 YoI.-#, verringert sein, um zu verhindern, daß er die chemische Reaktion blockiert, die erforderlich ist, um das Fichteisen-Überzugmaterial im wesentlichen vollständig von den Grundmetallstückchen zu entfernen.

Als nächster Schritt bei der Erfindung wurde gefunden, daß es erforderlich ist, für eine Gegenströmung der Abstreif- bzw. chemischen Lösung während einer kontinuierlichen Vorwärtsförderung des Materials zu sorgen, und daß dies praktisch nur durch Aufwärtsförderung des Materials unter Vibrationswirkung erfolgen könne, während die wässrige chemische Lösung direkt abwärts gegen den ankommenden Materialstrom und durch dessen Zwischenräume hindurch bewegt wird. Um dies in einem kontinuierlichen Reihenprozeß bei voller und wirksamer Behandlung des Materials zu erreichen, wurde gefunden, daß eine Aktivierung des Materials durch vertikale Vibration äußerst zweckmäßig ist. Untersuchungen wurden daher an Einheiten mit sogenannten Heberspiralen durchgeführt, die Verwendung finden, wie es beispielsweise in der US-PS 2 744 066 beschrieben ist, um festes Material mit Flüssigkeiten zu behandeln, zwecks Erzielung eines Ionenaustausches zwischen einer zu behandelnden Flüssigkeit und einem Kunststoff als Behandlungsmittel. Es ergab sich jedoch entgegen der Lehre dieser Patentschrift, daß eine schraubenförmige Schale aus Maschendrah-t für das I2 vorliegenden Fall zu behandelnde Material und die Art der erforderlichen Reaktion vollkommen ungeeignet war.

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Um zum Beispiel eine kontinuierliche Bearbeitung bei maximaler Lösung und Beseitigung von Kunststoffüberzug an Drahtstückchen zu erzielen, ist die Verwendung eines Ausgangsmaterials erforderlich, das durch Zerkleinerung von Drahtabfall in Stückchen von höchstens etwa 0,375 Zoll (9,525 mm) und vorzugsweise im Bereich von 0,25 -0,125 Zoll (6,35 + 3,175 mm) und innerhalb eines Bereichs von Durchmessern von etwa 0,0048 bis 0,25 Zoll (0,122 bis 6,35 mm) erhalten wird. Bei Verwendung eines derart zerkleinerten Materials wurde gefunden, daß die Stückchen die lendenz haben, in die öffnungen des Gitters zu fallen, diese zu verstopfen und mit dem Gitter eine mattenartige Schicht zu bilden, so daß sich eine untere Lage von Material ergibt, die als Dämpfung und Verzögerung für die angetriebene Aufwärtsbewegung der oberen Lage des Materials wirkt. Auch vom Standpunkt der gewünschten Gegenströmung der Behandlungsflüssigkeit ergaben sich Schwierigkeiten hinsichtlich einer vollständigen Mischung der Behandlungslösung mit den kleinen Metallstückchen sowie ihres Durchtritts durch die verstopften öffnungen des Gitters. Diese Schwierigkeit veranlaßte umfangreiche Untersuchungen darüber, ob es überhaupt möglich sei, die gewünschte Vorwärtsbewegung, insbesondere einer feuchten Masse kleiner Stückchen unter Vibrationsantrieb, zu erreichen, und zwar derart, daß eine vollständige und wirksame Vermischung und Reaktion einer abwärts sich bewegenden Behandlungsflüssigkeit im Gegenstrom durch die gesamte Ausdehnung eines Materialsbettes und seine Dicke erreicht wird.

Nach erfolglosen Bemühungen, einen wirksamen Abstreifvorgang unter Verwendung von Maechengitter unterschiedlicher Größen und auch nicht-durchbrochener Böden für die schraubenförmige Schale zu. verwenden, wurJ.3 schließlich gefunden, daß mit Hilfe von Reihen enger, in Abstand voneinander befindlicher Schlitze oder Spalte, wie sie beispielsweise durch Schrägstanzen der Schalenwand in Richtung der gewünschten Material-

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förderung herstellbar sind, das Problem eines geeigneten Schalentyps lösen könne. Eine solche Konstruktion in Verbindung mit kämmenden Zinken gestattet einen kontinuierlichen Vorschub des Materials, ohne daß dieses eine untere, verstopfende, mattenartige Materialschicht bildet und vermindert ein Durchsickern von Material mit der unter Schwerkraftwirkung abwärts fließenden Behandlungsflüssigkeit auf ein Minimum. Vorwärts gebogene oder geneigte, aufwärts sich erstreckende Zinken ermöglichen, daß die ganze Schichtdicke des durch Vibration angeregten Materialbettes unter Aufrechterhaltung eines lockeren, nicht-verfilzten Zustandes über die gesarate Schichtdicke gefördert wird, und zwar derart, daß eine im wesentlichen vollständige Flüssigkeits-Gegenströmung zu dem und durch das Bett der Materialströmung hindurch ohne wesentlichen Materialverlust durch die Schlitze hindurch aufrechterhalten wird. Ss wurde auch gefunden, daß für maximalen Betriebswirkungsgrad die Schlitze in Querreihen zur Schale mit gegenseitigem Abstand vor- und rückwärts und mit Lockerungszinken verwendet werden sollten, die abwechselnd und gegeneinander versetzt an der Oberfläche der Schale angebracht sind und sich von ungeschlitzten !Seilen des Bodens derselben aus erstrecken.

Ss wurde gefunden, daß dem aufzubereitenden Material durch Verwendung eines ähnlichen Vibrationshebers, dessen Schale in schraubenartigen Windungen verläuft und beispielsweise durch ein Paar elektrisch angetriebener, entgegengesetzter Exzenter betätigt wird, ausreichende Zentrifugalkräfte mitgeteilt werden können, um den Vibrationsheber als Trockenseparator zu verwenden. Die SDrockenseparation wird angewendet, um das Material in eine äußere, schwerere Bestandteile enthaltende Strömung und eine innere, leichtere Bestandteile enthaltende Strömung aufzuteilen, um die metallhaltigen Stückchen zu konzentrieren, bevor das chemische Abstreifen angewendet wird. Bei dieser Art der Verwendung eines

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Vibrationshebers wird eine Schale verwendet, die einen durchgehenden, geschlossenen Boden aufweist, aber gleichfalls mit Karamzinken und seitlichen Flügeln oder Leitblechen versehen ist. Die Leitbleche sind so angeordnet und geformt, daß sie schwerere Materialteile,durch welche leichtere niedergehalten werden könnten, abstreifen, um so die leichteren Bestandteile frei zu geben und deren Bewegung einwärts zur zentralen Säule der Einheit nicht zu behindern. Gleichzeitig wird dadurch die Einwärtsbewegung und Zurückhaltung der leichteren Bestandteile gefördert, um damit die Auswärtsbewegung der schwereren Bestandteile unter Zentrifugalwirkung zu erleichtern.

Was die Verwendung einer wässrigen, chemischen Abstreiflösung anbelangt, wurde gefunden, daß sie zweckmäßigerweise nicht nur dazu verwendet zu werden braucht, um einen Überzug aus Zinn, Blei oder einer Legierung derselben ohne Legieren des Grundmetalls zu beseitigen, sondern um zusätzlich auch andere fllchteisen-Überzugsmetalle, wie Antimon, Cadmium, Silber und Molybdän oder deren Legierungen von einem H-Lchteisen-Grundtnetall, wie Kupfer oder Aluminium, zu entfernen.

Es wurde als äußerst vorteilhaft befunden, das aufzubereitende Material als ein aufwärtsströmendes Bett gleichförmiger Dicke übör der Schale aufrecht zu erhalten. Eine optimale Dicke des Bettes sollte innerhalb eines Maximums von etwa 2,5 cm oder 0,98 Zoll liegen; etwa 1 bis 1,5 cm wird als vorteilhafter Betriebsbereich angesehen. Obgleich einheitliche Dicke des Bettes für die Verfahrensstufe der Irockenseparation wünschenswert ist, ist sie für die Verfahrensstufe des Kaßabstreifens besonders wichtig.

Zusammenfassend wurde festgestellt, daß bei Ausführung der Erfindung es erforderlich ist, aus dem Abfallmaterial den Anteil des zur Isolierung verwendeten Kunststoffs (falls

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solcher vorhanden) weitgehendst und kontinuierlich zu beseitigen. Dies erfolgt beim Abfall-material in trockenem Zustand durch Anwendung einer vibrationsbetätigten, aufwärtsgehenden, schraubenförmigen Strömung unter Zentrifugalwirkung. Pur maximalen Wirkungsgrad ist es wünschenswert, zunächst andere Fremdraetalle, wie Eisen, durch Magnetwirkung abzutrennen.Es wurde gefunden, daß es für eine wirksame und kontinuierliche chemische Beseitigung von Überzugraaterial wesentlich ist, während das aufzubereitende Material in Form relativ kleiner Stückchen oder Partikel in relativ lockerem Zustand angetrieben und im Gegenstrom relativ zu einer wässrigen, chemischen Abstreiflösung gefördert wird. Eine solche Lösung wird mit dem Überzugmetall voll reagierend, aber derart gewählt, daß sie das Grundmetall in den Stückchen oder Partikeln nicht angreift.

Die Grundmetall Stückchen werden unmittelbar in reiner Metallform zurückgewonnen. Sie können entwässert, gespült, getrocknet und gelagert oder für unmittelbare Wiederverwendung verpackt werden. Das in der Lösung gelöste Überzugmetall wird einem Tank oder Bad zugeführt, wo dieses Metall sich absetzen oder ausgefällt und gefiltert werden kann, wie in 3?ig. 1A und 1B gezeigt, oder gemäß einem geeigneten anderen Verfahren, wie es beispielsweise in der US-PS 3,764,503 offenbart ist, und zwar in solcher Weise, daß die verbleibende Lösung mit den erforderlichen Chemikalien angereichert und dann erneut in der ITaßstufe des Verfahrens verwendet werden kann.

Eine kritische Stufe des Verfahrens liegt in der Art und Weise, wie das Metallstückchen geeigneter Größe enthaltende Material als angetriebene Strömung von im wesentlichen gleichförmiger Dicke unter kontinuierlicher Vibrationsbewegung aufwärts fortschreitend einer Gegenströmung aus wässriger chemischer Lösung derart ausgesetzt wird, daß alle Stückchen

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oder Partikel des Materials mit ihren Oberflächenbereichen dieser Lösung im wesentlichen vollständig ausgesetzt und von ihr abgestreift werden. Die Steuerung des Ionenanteils des Grundmetalls in der Lösung, die eine Säurelösung sein kann, vorzugsweise Schwefel-und/oder Salzsäuren, erfolgt in der Weise, daß die Oberfläche des Grundmetalls gereinigt, aber nicht oxydiert oder angefressen wird. Es ist wichtig, daß die Steuerung der Materialbewegung während der Anwendung der Reaktionslösung derart erfolgt, daß das Material von der Lösung durchströmt* aber die normale Tendenz des Materials zu klumpen oder zusammenzuballen, während der Bewegung nicht zur Auswirkung kommt.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigen:

Fig. 1A und

1B eine schematische Darstellung eines typischen,

die Erfindung verwendenden Verfahrens bzw. Systems zur kontinuierlichen Aufbereitung von Drahtabfall-Material zum Abstreifen und, gewünschtenfalls, Wiedergewinnen von Nicht eisen-Überzugmetall mittels einer chemischen Abstreif-Lösung und vor allem zur Wiedergewinnung des Hichteisen-Grundmetalls in metallischer Form;

■ *

Pig. 2 bis

20 zeigen, nacheinander, zu behandelnden Drahtabfall,

«erkleinerte Stückchen von Kunststoff und metallbeschichtetem Draht aus Grundmetall, metallbeeohlohtete GrundmetallStückchen und vollbehandelte Stückchen des Grundmetalls aus Kupfer;

Pig. 3 eine Seitenansicht einer vibrations-betätigten Vorrichtungseinheit, in der das Material nach oben gefördert wird, wie sie speziell zur Behandlung von trockenem Material und zum !Trennen

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dieses Materials in einen äußeren Anteil von größerem spezifischen Gewicht und einen inneren Anteil von geringerem spezifischen Gewicht verwendet wird, insbesondere, um in einem zerkleinerten Material den Anteil an Kunststoff wenigstens herabzusetzen;

Flg. 4 abgebrochen eine Draufsicht auf die Einheit der Pig. 3;

Fig. 5 vergrößert eine Teilansicht des oberen Teils der Fig. 3, von der Abgabeseite her gesehen, wobei insbesondere innere Teile bzw. Elemente und die zweifachtAbgabeeinrichtung der Vorrichtung gezeigt sind,und wobei zur klareren Darstellung das Rahmenwerk und ein äußeres Gehäuse weggelassen sind;

Fig. 5A eine Seitenansicht ähnlich der Fig. 5 und in gleichem Maßstab, welche jedoch die einfache Abgabeeinrichtung einer abgewandelten Vibrationseinheit der Fig· 6 zeigt;

Fig. 6 einen Vertikalschnitt im Maßstab der Fig. 5, der eine abgewandelte Vibrations-Fördereinheit zeigt, die allgemein in Aufbau und Antriebsweise der Einheit nach Fig. 3 und 4- entspricht, wobei jedoch hler eine Einheit gezeigt ist, die für eine Naßbehandlungsstufe des Systems der Fig. 1A und 1B dient;

Flg. 7 eine Draufsicht auf die Einheit der Fig. 3 in gleichem Maßstab, jedoch teilweise weggebrochen, um die Verwendung von Kammzinken und Leitschaufeln in einem Irockenbehandlungsteil des Systems der Fig. 1A und 1B zu zeigen;

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Pig· 7A vergrößert eine Draufsicht auf den oberen Teil der Fig. 6, etwa entsprechend der Pig. 7, jedoch mit Einrichtung zur Einfachabgabe in einer Naß-"behandlungseinheit;

Pig. 8 einen Horizontalschnitt nach der Linie VIII-VIII der Pig. 6 in gleichem Maßstab;

Pig. 9 stark vergrößert einen Teil der Pig. 8 in Draufsicht auf einen Teil der schraubenförmigen Schale, wobei Einzelheiten der Anwendung von Schlitzreihen und Kammzinken gezeigt sind, sowie der Leitschaufeln, die bei der Schale für Baßbehandlung gemäß Pig. 5A, 6 und 7A verwendet werden können, weil die Leitschaufeln für eine Trockeneinheit wichtig, aber bei einer sogenannten Maßeinheit entbehrlich sind;

Pig, 10 weiter vergrößert einen Schnitt nach der Linie X-X der Pig. 9;

Pig. 11 im Maßstab der Pig. 10 einen Schnitt nach der Linie XI-XI der Pig. 9;

Pig. 12 im Maßstab der Pig. 10 einen Schnitt nach der Linie XII-XII der Pig. 9;

Pig. 13 im Maßstab der Pig. 10 einen dieser entsprechenden Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform für indirekte Anwendung von Dampfhitze zum Trocknen von in Vibration befindlichen Metallstückchen ;

Pig. 13A eine schematische und abgebrochene Darstellung

einer Einrichtung, mit der die Schale der Pig. mit Dampf für die Trocknung versorgt werden kann; 609886/092 6

Fig. 14 eine Seitenansicht einer im wesentlichen horizontal sich erstreckenden, vibrations-betätigten Fördereinrichtung, die dazu verwendet werden kann, eine wässrige Lösung, die von aus einer Haßstufe kommendem Material mitgeführt wird, abzuschütteln, bevor dieses gespült und getrocknet wird;

Fig. 15 eine der Fig. 14 ähnliche Ansicht einer Fördereinrichtung, die zum Beseitigen von Staub von getrockneten G-rundmetallstückchen geeignet ist; diese Einrichtung unterscheidet sich von der nach Fig. 14 durch die Lage des Vibrationsteils und einer zusätzlichen Luftzuleitung; diese Fördereinrichtung kann auch ohne die Luftzuleitung und mit einem Saugtrichter in einem erfindungsgemäßen System dazu verwendet werden, zu behandelndes Material glei förmig und kontinuierlich zuzuführen; und

Fig. 16 eine Draufsicht auf die Luftzuleitung der Fig. 15.

Fig. 1A und 1B zeigen ein praktisches System, bei dem die Prinzipien der Erfindung verwendet sind. Zunächst wird gemäß Fig. 1A Drahtabfall etwa in Form von isoliertem, überzogenem Kupfer- oder Aluminiumdraht einem Zerkleinerer A zugeführt, der das Material auf die erforderliche Stückchengröße bzw. Drahtlängen zerkleinert und einen erheblichen Anteil des KunststoffÜberzugs abtrennt. Die verschiedenen Verfahrensstufen werden kontinuierlich und in Reihe durchgeführt. In der nächsten Stufe wird das zerkleinerte Material durch einen üblichen magnetischen Separator hindurchgeführt, der eisenhaltige oder sonstige cagnetische Bestandteile abtrennt. Das verbleibende Material gelangt dann zu einer sogenannten

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Fülltrichten-Fördereinheit C, die einen Fördertrichter und

einen horizontalen Rüttelförderer aufweist. Diese kombinierte Einheit "bewirkt die kontinuierliche Förderung einer einheitlichen Menge des Materials in das System von Trockenseparatoren, das mit einer Separatoreinheit D "beginnt (vgl. auch 3 und 4).

Aus der Einheit !D strömt der äußere oder gewichtsmäßig schwerere Anteil der Stückchen des Materials längs einer Leitung a zum Boden einer dritten Separator einheit F. Andererseits strömt der leichtere Anteil entlang einer Leitung b zum Boden einer zweiten Separatoreinheit E. Der schwerere Anteil aus der Einheit E wird über eine Leitung c dem Fülltrichter C rückgeführt, während der leichtere Anteil über eine Leitung d einem zweiten Zerkleinerer J zugeführt wird. In dem Zerkleinerer J werden die leichteren Anteile weiter zerkleinert und dann an einen Schwerkraftseparator E abgegeben, um einen maximalen Anteil der Kunststoffisolierung ssu beseitigen. Der Schwerkraftseparator K kann von der Bauart mit Yibrationsbett sein, wie er z, B. in Fig. 14 gezeigt ist. Der schwerere und mit Metallstückchen angereicherte Anteil verläßt den Separator E über die Leitung c, die ihn zum Saugtrichter C zurückführt, von wo er erneut zu den Separatoren D, E und F gelangt.

Die leichteren Anteile aus der Einheit F gelangen über die Leitung ο zurück zur ersten Einheit D. Die schwereren Anteile dagegen gehen über eine Leitung e zu einer zweiten Irichter- und Förder einheit G von gleicher Bauart, wie die Einheit C. Das der Einheit G- zugeführte Material hat einen minimalen Kunst stoff gehalt von weniger als 2 YoI ·-£ und wird einheitlich dem Boden einer ersten Naßbehandlungs-Einheit H zugeführt. Eino solche Einheit ist in Fig. 6 gezeigt· Der Einheit H ebenso wie einer zweiten solchen Einheit I wird über eine Leitung f und Ventile 40 eine

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wässrige chemische Behandlungslösung zugeführt, und zwar gemäß Pig. 6 über eine Hauptleitung 41 mit Sprühdüsen 42, 42a und 42b (die in Pig. 1A schematisch als f,, f„ und fgezeichnet sind). Wie in Pig. 6 gezeigt, wird die wässrige Lösung vorzugsweise in die Zwischenräume zwischen den Windungen der schraubenartigen Schale 20 mit Abstand von deren oberem Ende, der etwa ein Drittel Abstand von oben betragen kann, zugeführt. Die lösung wird von einer Gruppe mit vertikalem, gegenseitigem Abstand angeordneter Düsen 42, 42a und 42b zwischen die Windungen der Schale 20 gesprüht, wodurch unter Schwerkraftwirkung eine Gegenströmung der Behandlungslösung an vertikal mit Abstand übereinanderliegenden Stellen der Schale 20 erfolgt.

Nach Anwendung der Behandlungslösung innerhalb der Einheit H wird das Material in die zweite Naßeinheit I eingeführt und darin diese Yerfahrensstufe wiederholt, um ein im wesentlichen vollständiges und gleichförmiges Beseitigen oder Abstreifen des Nichteisen-Metallüberzugs von den im Material enthaltenen Grundmetallstückchen zu erzielen. Die verwendete Behandlungslösung wird, wie angezeigt, über eine Leitung g vom Boden jeder der beiden Einheiten H und I abgezogen und einem Behandlungs- und Schlammsammeltank L zugeführt. In dem lank L kann der beseitigte und in Lösung gegangene Metalltiberzug als ausgefällter Oxydschlamm gesammelt werden. Der wässrige Anteil wird vom oberen Bereich des Tanks L über eine Leitung i abgeführt und kann, wie in Pig. 1B gezeigt, an einen Aufbereitungstank M abgegeben werden. Eine pH-Probe kann dazu verwendet werden, die zur Aufbereitung erforderliche Säuremenge usw. festzustellen. Die aufbereitete wässrige Lösung wird dann über die Leitung f, unterstützt durch eine Pumpe P₁ wisder an die Ka^tsliandlungsstufe zurückgeleitet.

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Das von der Einheit I abgegebene Material, das durch die Behandlungslösung von Kunststoffresten befreit wurde und jetzt im wesentlichen aus Grundmetallstückchen besteht, wird über eine Leitung h der sogenannten Entwasserungseinheit M" zugeführt. Die Einheit N kann von konventioneller Bauart sein oder von dem Typ,der in Pig. 14 dargestellt ist. Die Grundmetallstückchen werden der Einheit N kontinuierlich entnommen

und dem unteren Bereich einer Spüleinheit O zugeleitet,- die

gleichfalls als Vibrationseinheit schraubenförmiger Bauart ausgebildet sein kann, wie beispielsweise in Pig. 6 gezeigt, lediglich mit dem Unterschied, daß Wasser von oben, statt seitlich eingeführt und über die ganze schraubenförmige Schalenlänge in Gegenströmung zum Spülen verwendet wird. Ton der Einheit O geht das Material an eine zweite Entwasserungseinheit P, die von der gleichen allgemeinen Bauart, wie die Einheit N sein kann. In der Einheit P wird der Hauptanteil des von der Einheit O aus mitgeführten Wassers beseitigt.

Das entwässerte Material wird dann einer Trockeneinheit Q im unteren Bereich zugeführt, die gleichfalls als elektromotorische yibrationseinheit und von derselben generellen Bauart, wie in Pig. 6 gezeigt, dargestellt ist, jedoch mit dem Unterschied, daß die Schale die spezielle Ausbildung gemäß Pig. 15 hat. Dampf wird über eine Leitung j dem unteren Ende der Schale 20^f (Pig. 13) in der in Pig. 13A gezeigten Weise über ein Ventil 28, eine DampfSammelleitung 29 und eine fächerförmige Gruppe von Rohrelementen 1 bis 7 zugeführt. Die Rohrelemente liefern den Dampf unmittelbar von der Sammelleitung 29 an die Dampfmantelkanäle 1 bis 7, die sich über die ganze Länge der Schale 20^f erstrecken. Abgekühlter Dampf und Kondensat werden aus der Einheit Q über eine Leitung k entfernt und können einem Dc-pfiessel für erneute Erhitzung und Wiederverwendung zugeführt werden.

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Das nunmehr trockene Material an Grundmetallstückchen, das vom oberen Ende der Einheit Q abgegeben wird, wird dann einer Einheit R zur Staubbeseitigung zugeführt, die von beliebiger üblicher Bauart sein kann." Hierzu wird auch auf die in Pig. 15 und 16 gezeigte Einheit verwiesen. Nach dem Schmutz und Staub beseitigt wurden, werden die nunmehr sauberen und blanken Grundmetallstückchen, wie Kupfer- oder Aluminiummetall, laufend an Behälter auf einem Tisch S abgegeben zwecks Lagerung, Versand und Wiederverwendung. Die solchermaßen behandelten und erhaltenen Grundmetallstückchen sind zu etwa 99,99 1* rein und von Gütegrad Ko. 1.

Die zur Durchführung der Erfindung verwendete Apparatur kann von konventionellen Vorrichtungen ausgehend den Erfordernissen der Erfindung entsprechend ausgeführt werden. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die Firmen Detrex Chemical Industries,Inc. und Syntron Division of FMC Corporation verschiedene Arten von Ausrüstungen zur Materialbehandlung und Vibrationsförderung herstellen. So kann eine Einheit mit schraubenartigem Förderer von generell handelsüblicher Bauweise, was die Aktivation anbelangt, der Erfindung entsprechend der Ausführung gemäß den beigefügten Zeichnungen angepaßt werden. Zum Beispiel kann eine schraubenartige Schale aus rostfreiem Stahl in einem elektrisch angetriebenen Vibrationsförderer verwendet, aber derart abgeändert werden, daß sie längs der einzelnen Etagen oder Windungen eine im wesentlichen flache bzw. ebene Bodenwand aufweist mit, wie gezeigt, nach außen und oben geneigtem Randflansch 21; daß die Anzahl der Windungen auf vorzugsweise etwa 15 bis 18 erhöht wird; und daß weiter über durchbrochene Bereiche oder Schlitze 22 Strömungswege geschaffen werden, mit Kammzinken 23 und Schaufeln oder Leitblechen 25, wie beispielsweise in den Zeichnungen gezeigt ist. Zur Schwingungserzeugung für die Vibrationsförderung können jedoch konventionelle !eile verwendet werden.

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In Pig. 3 und 4 ist "beispielsweise ein solchermaßen ausgebildeter Vibrationsförderer aufrechter Bauart gezeigt mit einem vertikalen Stützrahmen 10 und einem oberen Rahmen 11. Ein Motorpaar ist einstellbar gelagert, um Exzenter anzutreiben (Einheit 14). Die Vibration erzeugende Einheit 14 und ein vibrierender Sekundärrahmen 12 sind am oberen Rahmen 11 flexibel mittels flexibler pneumatischer Stützen 13 angebracht. Die Motoren der Vibrationseinheit 14 sind in bekannter Weise hinsichtlich ihrer Winkellage einstellbar gelagert und werden mit einer Drehzahl von optimal etwa 1800 verwendet, die jedoch innerhalb des Bereiches von etwa 900 bis 3000 liegen kann. Wie gezeigt, ist das untere Ende des Sekundärrahmens 12 über eine elastische Manschette 15b mit einem oberen Halsteil eines äußeren Gehäuses 15 verbunden, welches vertikal übereinander angeordnete Gewindegänge einer schraubenförmigen Schale 20 umschließt.

Die Schale 20 erstreckt sich längs einer zentralen zylindrischen Säule 16 und ist an dieser befestigt, wobei das obere Ende der Säule 16 unmittelbar von dem Sekundärrahmen 12 für Vibration getragen wird. Das untere Ende 15a des Gehäuses 15 ist als Sammelbecken für eventuell abtropfende Flüssigkeit oder sonstiges leicht konisch ausgebildet und hat einen Drainagenippel 19. Der Nippel 19 dient als Auslaß im Falle eine Einheit, wie sie in Fig. 6 gezeigt wird, mit einer wässrigen Behandlungslösung beschickt wird. Das Gehäuse 15 ist von Füßen 17 abgestützt, die flexibel mit unmittelbar auf dem Boden abgestützten Füßen 17a verbunden sind.

Bei der Iroekeneinheit gemäß Fig. 3 und 4 erfolgt die Beschickung über eine abwärts geneigte Förderleitung 30 an einen in vertikaler Ric.li.uung etv/asvergrößerten Bodenteil 31 der schraubenförmigen Schale 20. Wenn die Einheit gemäß Fig. 3 und 4 für Trockentrennung (entsprechend den Einheiten

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D und F der Pig. 1A) verwendet wird, dann können die "beiden getrennten Materialteile über abwärts geneigte Ableitungen 35 und 36 abgegeben werden. Einzelheiten hierzu ergeben sich auch aus Pig. 5 und 7. Dort ist ein oberer kreisförmiger Plansch 18a von der zentralen Säule 16 ausgehend gezeigt, der die Aufwärtsbewegung des Materials begrenzt. Eine mittlere Wand 32 zwischen Abgabekanälen 33 und 34 dient zum Aufrechterhalten der Trennung zwischen schwereren und leichteren Bestandteilen, die dann an die Ableitungen 35 und 36 weiter gegeben werden.

Pig. 6 zeigt die Verbindung der einzelnen Windungen der Schale 20 im gewünschten gegenseitigen vertikalen Abstand durch über den UiDfang verteilte vertikale Streben 18. Wie gezeigt, kann eine dieser Streben 18 zur Lagerung des durch ein Rohr 41 dargestellten Sprühkopfes für die Behandlungslösung dienen.

Pig. 8, 9, 10, 11 und 12 verdeutlichen Aufbau, lagerung und Verwendung einer schraubenförmigen Schale, wie die Schale Pig. 10 zeigt, daß der Boden der Schale 20 einen ebenen Querschnitt hat, daß seine innere Kante an der zentralen Säule befestigt ist, und daß seine äußere Kante durch einen aufwärts und auswärts geneigten Plansch 21 begrenzt ist. Reihen von

Luken oder Schlitzen 22, mit_ gegenseitigem Abstand in'Quer-

^richtung und" innerhalb" jeder Reih'e Aufeinander ausgerichtet, '_"sih"cl vorgesehen, Und die "einzelnen Reihen _'_ _ sind mit gegenseitigem Abstand über die Länge des Bodens der Schale 20 verteilt, wobei dieser Abstand größer ist als der Abstand zwischen den einzelnen Schlitzen einer Reihe. Besonders vorteilhaft ist es, wie in Pig. 12 gezeigt, jedem Schlitz 22 eine nach unten versetzte Abbiegung oder Lasche zuzuordnen, um einea eventuellen Cv.irlckspülen des Materials unter der Einwirkung der im Gegenstrom sich bewegenden Behandlungslösung wirksam zu begegnen.

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Bei der in Fig. 13 gezeigten abgewandelten Ausführung der Schale 20', die in einer Trockeneinheit, wie sie in Fig. 1B als Einheit Q gezeigt ist, verwendet werden kann, liegt dem Boden der Schale 20' eine gewellte Platte 26 auf, an die der auswärts gerichtete sHetliche Plansch 21· anschließt. Bei dieser Ausführung sind die Zinken 23 in den ebenen Bereichen zwischen benachbarten, im Querschnitt etwa halbkreisförmigen Wellen angebracht, wobei diese Wellen 1 bis 7 die Kanäle eines Heiz- bzw. Dampfmantels bilden. Es sei hier bemerkt, daß bei der !Drockentrennung die Zinken 23 verwendet werden sollten, während die Verwendung von Schaufeln oder leitblechen 25 wahlweise ist. Die Schlitze 22 entfallen.

Die Zinken 23 (Fig. 11 und 12) werden von schlanken, aufrechten Streifen gebildet, die etwa in ihrer Mitte aufwärts und vorwärts gebogen sind, also in Förderrichtung des Materials aufwärts geneigt. Bei einer typischen Anordnung mit einem Abstand von 2 oder 3 Zoll zwischen benachbarten Reihen von Schlitzen können die Zinken 23 eine Gesamtlänge von etwa 3 Zoll haben. Die Zinken 23 sind, wie gezeigt, auf den Gewindegängen der Schale 20 etwa durch Schweißung befestigt, und zwar in Querreihen mit gegenseitigem Abstand. Wie aus Fig. 9 und 12 hervorgeht, erstreckt sich jede zweite Reihe von Zinken 23 über einer Reihe von Schlitzen 22 und ist derart gegenüber den dazwischen liegenden Zinkenreihen gestaffelt, daß deren Zinken 23 sich in den Zwischenräumen zwischen einer Reihe von Schlitzen 22 befinden. Wie weiter in der Zeichnung gezeigt ist, sind Zinken 23 nur für jede dritte bzw. zweite Reihe von Schlitzen 22 vorgesehen. Jeder Schlitz 22 ist, wie erwähnt, gemäß Fig. 12, etwa durch Stanzen oder Pressen, vorzugsweise so ausgebildet, daß der Schlitzeingang verengt und vertieft liegt, und die vordere Kante sich mit einer Aufwärtsneigung zur ebenen Oberfläche des Zodens der Schale 20 erstreckt. Durch Beschränkung der Schlitzweite auf etwa 0,031 Zoll (0,79 mm) und durch die gezeigte Gestaltung läßt sich das Rückspülen des Aggregates erheblich beschränken, so daß es unterhalb eines

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Maximums von 10 ^ liegt, obgleich gefunden wurde, daß auch eine Rückspülung von 40 $> der Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht entgegensteht. Hierzu ist zu beachten, daß rückgespültes Material in einem (nicht gezeigten) Filter gesammelt werden kann, das in die Leitung g,die zum dem Tank führt, eingeschaltet werden kann, oder es kann auch auf einem Sieh gesammelt werden, das im Tank L unterhalt seines Auslasses und oberhalb seines Schlamm ansammelnden unteren Bereiches anzubringen wäre. Wenn auf dem Filter oder Sieb genügend Material mit Grundmetall angesammelt ist, kann es der Einheit G (Fig. 1A) wieder zugeführt werden.

Bei einer beispielsweisen Ausführungsforra wurde eine schraubenförmige Schale 20 mit etwa 15 bis 18 Windungen für Trockenseparation als Einheit gemäß D oder für Heibehandlung als Einheit gemäß H verwendet. Eine radiale bzw. Querneigung des Bodens der Schale 20 vom äußeren Flansch 21 zur zentralen Säule 16 von etwa 7+2 ° wurde als brauchbar befunden, um eine im wesentlichen gleichförmige Tiefe des Materialbettes während der Aufwärtsbewegung vom Boden bis zum oberen Gewindegang der Schale zu gewährleisten. Eine Neigung von etwa 20° gegenüber der Vertikalen für das die Vibration induzierende Motorenpaar wurde bei einer Drehzahl von etwa 1800 als zufriedenstellend festgestellt. Bei Verwendung als Maßeinheit wie H, bei der Reihen von Schlitzen 22 und Zinken 23 am Boden der Schale 20 vorgesehen sind, wurde eine Anordnung als zufriedenstellend festgestellt, wo die Schlitze etwa 75 τ> Beheg des Bodens der Schale einnehmen und 25 % von durchgehenden Bodenbereichen gebildet sind. Dabei ergab sich ein Außendurchmesser der Schale 20 von etwa 4 bis 6 Fuß (1,2 bis 1,9m) gleichfalls als befriedigend.

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Bei Verwendung einer Einheit wie D für Iio.ckenseparation sind, wie bereits gesagt, die Schlitze 22 weggelassen, aber Zinken 23, Seitenflansche und Leifbleche 25 vorgesehen. Die Leit-"bleche 25 sind, wie in Pig. 9 und 10 gezeigt, so gelagert, daß sie sich, vom äußeren Plansch 21 "bzw. 21 * aus einwärts in Richtung auf die zentrale Säule 16 mit Vorwärtsneigung um etwa 30° erstrecken. Jedes Leitblech 25 ist außerdem von seiner oberen Kante aus um etwa 30° gegenüber der Vertikalen abgebogen und sein Abstand vom nächstfolgenden Leitblech kann etwa
betragen.

kann etwa 90° in Umfangsrichtung der Schale 20 bzw. 20'

Was die Maßbehandlungseinheiten, wie H und I der Pig. 1A anbetrifft, so ist hier eine ziemlich hohe Ionenkonzentration des Grundmetalls vorgesehen, z. B. durch Verwendung von Kupfersulfat, wenn Kupfer das Grundmetall ist, und Schwefelsäure zum chemischen Abstreifen verwendet wird. Zum Beispiel wurde gefunden, daß eine Lösung mit etwa 10 bis 25 % Schwefelsäure und etwa 10 bis 25 # Kupfersulfat, beides Volumenprozent, zum Abstreifen von Nichteisen-Überzugm e tall geeignet ist, wie etwa einer Legierung von Zinn und Blei von einem Grundmetallkupfer, unter Verwendung von Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Die in den Pig. 14, 15 und 16 dargestellten, als vibrationsbetätigte Materialfördereinrichtungen 50 und 50· bezeichneten Vorrichtungen weisen je einen Stützrahmen 51 bzw. 51 · aus Metall auf, weiter ein rückwärts geneigtes Bett 52 bzw. 52* für die Materialaufnahme und einen mit dem Bett in Wirkverbindung stehenden, durch einen Elektromotor angetriebenen Vibration erzeugenden Teil 54 bzw. 54^f Jedes Bett 52, 52· weist eine Reihe in Vorort sr ichtung sich überlappender, Material tragender und fördernder, durch Vibration betätigter vorwärts und aufwärts geneigter Platten 53 bzw. 53' auf.

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Jedes Bett 52, 52' ist durch Federstreben 55» 55^f an seinem Rahmen 51, 51' elastisch getragen und abgestützt. Eine rückwärts geneigte Platte 56, 56* erstreckt sich unterhalb des Bettes 52, 52', um eventuell herabfallendes Material aufzufangen. Bei der in Pig. 15 und 16 gezeigten Einheit kann Staub durch Saugdüsen 58 und eine Sammelleitung 57 entfernt werden. Eine übliche (nicht gezeigte) motorisch angetriebene Saugpumpe kann mit der Sammelleitung 57 verbunden sein.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es wichtig, zunächst den Kunststoffgehalt auf nicht mehr als 2 Vol.-# hinsichtlich des sogenannten "freien" Kunststoff-Isoliermaterials herabzusetzen. Dieses freie Kunststoffmaterial ist dasjenige, das mechanisch von dem Metalldraht getrennt wurde und das auf physikalischem Wege als erste Stufe beim Verfahren zur Konzentration des Trockenmetallgehaltes im Material entfernt wurde.

Bei Demonstrationsläufen hat das Verfahren eine Wiedergewinnung von Kupfer ergeben, die etwa 99,99 i° rein ist, von einer Ausgangsmenge von 800 engl. Pfund (etwa 320 kg) von Kupferdrahtabfall der Firma Western Eelectric, Qualitätsklasse 4,15, wobei es sich um Fabrikationsausschuß von festem Draht eines ' Dickenbereieh.es von etwa 18 bis 24 Gauge^ mit Kunststoffüberzügen von Polyvinylchlorid und Polyäthylen handelt. Der Drahtausschuß wurde zunächst zerkleinert und dann gewaschen, bevor sein Gehalt analysiert wurde. Eine Gruppe von 5 Proben ergab Durchschnittswerte von 2,96 g/kg oder annähernd 3000 Teile je Million an Zinnüberzug und etwa 74,8 mg/kg oder etwa 75 Teile je Million an Bleiüberzug. Diese beiden Metalle sind die Hauptverschmutzungen und am schwierigsten zu beseitigen bei den !Bemühungen, ein i*i wesentlichen reines Kupfer zu erhalten. Die Draht- und Kabelindustrie hat sehr genaue Kriterien für Kupfer, das als für die Wiederverwendung zur Kabelherstellung geeignet betrachtet wird. Dies bedeutet, daß das Kupfer weniger als 25 Teile je Million an Zinn und

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weniger als 5 Teile je Million an Blei enthalten soll. Soweit "bekannt, ist das erfindungsgemäße Verfahren das einzige, das bisher in der Lage ist, diesen Anforderungen zu entsprechen.

Drei Probemengen von einem Reaktionsdurchlauf (Pig. 1A und 1B) des vorstehend beschriebenen Fabrikationsausschusses der Western Electric wurden mit Wasser gespült und anschließend noch mit Benzotriazol. Die Vorteile der Benzotriazol-Spülung sind in US-PS 3,457,219 beschrieben. Die in der nachstehenden Tabelle angeführten Restanteile an Zinn und Blei in den erhaltenen KupferStückchen wurden festgestellt, wobei jeder Wert einen Durchschnitt aus drei Analysen des Gehalts von drei einzelnen Probemengen darstellt, die in willkürlichen Zeitabständen am Ausgangsende des Durchlaufs entnommen wurden:

Nr. Sn (Zinn) Pb (Blei)

1. 24,7 mg/kg · 4,4 mg/kg

2. 24,7 mg/kg 4,6 mg/kg

3. 21,3 mg/kg 4,8 mg/kg

Vorstehende Zahlen zeigen, daß der Restgehalt an den beiden als Verschmutzung zu betrachtenden Metallen vom Standpunkt der Wiedergewinnung von Kupfer aus minimal und dieses 99,99 ί> rein ist. Die Bedeutung der Erfindung wird weiter durch die Tatsache unterstrichen, daß der gesamte, bei der Draht- und Kabelherstellung anfallende, kupferhaltige Ausschuß im Jahr in den Vereinigten Staaten etwa 1/2 bis 3/4 Milliarden engl. Pfund (0,22 bis 0,33 Milliarden kg) beträgt. Diesbezüglich kann die Drahtherstellung im Durchschnitt etwa 15 ^ Ausschuß ergeben. _ Ansprüche -

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Claims

Dart Industries Inc. RC-1375-M450 JO&U \

Los Angeles, CaI.90048

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Widergewinnung von Metall, wie Kupfer oder Alumium aus Metalldraht mit einem Überzug aus einem anderen Metall, wie Zinn, Blei oder einer Legierung derselben sowie einer Kunst stoff umhüllung, dadurch gekennzeichnet , daß der Draht zunächst zu einem Material zerkleinert wird, das relativ kurze Metallstückchen von nicht mehr als ungefähr 0,375" Länge und Durchmessern im Bereich von etwa 0,0048 bis 0,25" enthält, daß freigewordener Kunststoff aus diesem Material beseitigt wird bis auf einen Kunst st off anteil von nicht mehr als etwa 2 Vol. -96, daß darauf das· verbleibende Material in Gestalt eines aktivierten Bettes von im wesentlichen gleichförmiger Dicke längs eines schraubenförmigen Weges unter Vibrationswirkung aufwärts gefördert wird, während es einer wässrigen chemischen Lösung im Gegenstrom zu dem Materialbett und abwärts ge- ₍ richtet ausgesetzt wird und während die Lösung mit dem Überzug-metall zu dessen Beseitigung von dem Grundmetall der Stückchen zur Reaktion gebracht wird, wobei die Lösung einen chemischen Gehalt hat, der wirksam mit dem Überzugmetall reagiert, während seine Reaktivität bezüglich des Grundmetalls der Stückchen höchstens minimal ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke des aktivierten Betts von Material während seiner Aufwärtsbewegung auf nicht mehr als etwa 1" gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der chemische Gehalt der wässrigen Lösung eine Säure ist, deren Einwirkung auf das Grunaaetall dadurch aui ein Minimum gebracht wird, dass eine relativ hohe Ionenkonzentration des Grundmetalls in der Lösung während ihrer Einwirkung auf das Materialbett aufrechterhalten wird.

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,4· Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß längs des Weges der Aufwärtsbewegung des Materialbetts vorspringende Zinken angebracht werden, um eine Vermattung bzw. Verfilzung der MetallStückchen zu verhindern.

5· Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Materialbetts schmale, querverlaufende Öffnungen von etwa 0,031" Breite vorgesehen werden, daß dem Materialbett längs des schraubenförmigen Weges eine Abwärtsneigung radial nach innen, beispielsweise von etwa 7_t& - 2° gegeben wird und daß die wässrige chemische Lösung in Gegenströmung ab-

Ge

wärts durch einen/windegang des Materialbetts und die darunter befindlichen engen Öffnungen hindurch auf und durch das Materialbett und die darunter befindlichen engen Öffnungen nachfolgender tieferer Gewindegänge des schraubenförmigen Weges geleitet wird, während der Aufwärtsbewegung des Materials.

6. Verfahren zur Wiedergewinnung eines Nichteisengrundmetalls aus Metalldraht, der einen Nichteisenüberzug aus einem anderen Metall trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht zunächst in ein Material zerkleinert wird, das relativ kurze Längen von überzogenen Metallstückchen enthält, deren Länge nicht größer ist, als etwa o,375ⁿ und Durchmesser im Bereich von etwa 0,0048 bis 0,25", daß von diesem Material in trockenem Zustand ein maximaler Anteil an nichtmetallischen Bestandteilen entfernt und der Metallgehalt konzentriert wird, daß danach das verbleibende Material in Form einer durch Vibration erregten Strömung von im wesentlichen gleichförmiger Dicke längs eines aufwärts gerichteten schraubenförmigen Weges gefördert wird, daß eine wässrige chemische Lösung, die wirksam mit dem Überzugmetall reagiert, auf die einzelnen Stückchen von überzogenem Metall in der aufwärts gerichteten schraubenförmigen Materialströ-

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mung zur Einwirkung gebracht wird, daß man die Lösung mit dem Uberzugmetall reagieren läßt und dieses von den Metallstückchen entfernt, daß eine relativ hohe Ionenkonzentration des Grundmetalls in der Lösung aufrechterhalten wird, um das ■ Grundmetall der Stückchen zu schützen, und daß schließlich vom oberen Ende des schraubenförmigen Weges Grundmetallstückchen, deren Überzug entfernt wurde, entnommen und einem Spül- und Trocknungsvorgang unterzogen werden, um reine Grundmetallstückchen zurückzugewinnen,

7. Verfahren nach Anspruch 6, ddurch gekennzeichnet , daß während der Aufwärtsbewegung der Metallstückchen längs des schraubenförmigen Weges dieses Material als Bett von im wesentlichen gleicher Dicke aufrechterhalten wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Bett während seiner Aufwärtsbewegung in einer Dicke von maximal etwa 1" gehalten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß die im wesentlichen gleiche Dicke des Betts innerhalb eines optimalen Bereichs von etwa 0,4 bis 0,6" während der Aufwärtsbewegung der Metallstückchen gehalten wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6.-9» dadurch gekennzeichnet , daß das Material längs des Vegesseiner Aufwärtsbewegung durchgekämmt wird und daß die Metallstückchen längs des Weges in lockerem Zustand gehalten werden.

11« Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mittels nach oben vorspringender Zinken durchgekämmt wird, die längs des Aufwärtsweges der Metallstückchen in gestaffelter Anordnung vorgesehen sind.

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12. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Material längs einer schraubenförmigen Schale aufwärtsbewegt wird, die mit Abstand in Längsrichtung Reihen von Querschlitzen aufweist, wobei das Material über die Schlitze aufwärtsbewegt wird, während die wässrige chemische Lösung durch die Schlitze und über die Metallstückchen über eine Strecke abwärts bewegt wird, die wenigstens etwa die Hälfte der vertikalen Erstreckung der Schale ausmacht.

13.Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf das in Aufwärtsbewegung befindliche Material periodisch einwärts gerichteter seitlicher Druck ausgeübt wird, um kleinere Stückchen des Materials, die sich unterhalb von größeren befinden, zu lösen.

14. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallanteil des trockenen Materials dadurch konzentriert wird, daß das Material unter Vibrationseinwirkung als kontinuierlicher Strom längs eines schraubenförmigen Weges aufwärts bewegt wird, daß die leichteren Anteile von den schwereren während der Aufwärtsbewegung des trocknen Materials dadurch getrennt werden, daß sie unter Zentrifugalwirkung nach außen bewegt werden, und daß die leichteren Anteile als innere Strömung und die schwereren Anteile als äußere Strömung vom oberen Ende des schraubenförmigen Weges abgenommen werden.

15. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß bei der Aufwärtsbewegung des Materials längs seines schraubenförmigen Weges eine Vibration von etwa 900 - 1 800 Schwingungen pro Minute verwendet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß als chemisch reagierender Bestandteil der wässrigen Lösung eine anorganische Säure der Gruppe, die aus Salpetersäure, Schwefelsäure und Salzsäure besteht, ver-

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wendet wird, daß in der wässrigen Lösung eine ausreichende Menge eines Salzes des Grundmetalls verwendet wird, um das Grundmetall während der Beseitigung des Überzugmetalls zu schützen.

17. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der wässrigen chemischen Lösung, die der Beseitigung des Überzugmetalls dient, etwa 10 - 25 Vol.-96 Schwefelsäure und etwa 10-25 Vol.-# Kupfersulfat verwendet werden.

18· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der schraubenförmige Weg der Aufwärtsbewegung des Materials sich aus etwa 12-18 Gewindegängen zusammensetzt, wobei das darin befindliche Materialbett eine diametrale Er Streckung von etwa 4-6 Fuß hat und wobei eine Dicke des Bettes bis maximal etwa 1" aufrechterhalten wird.

19. Kontinuierliches Gesamtverfahren zur Wiedergewinnung von Nichteisen-Grundmetall aus elektrischem Draht mit einem überzug aus einem anderen Metall und mit einer Kunststoffbeschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht zunächst zu einem Material zerkleinert wird, das relativ kurze Stückchen mit Kunststoff und Überzugmaterial von etwa 0,25- 0,125" Länge innerhalb eines Dickenbereichs von etwa 0,0048 bis 0,25 Durchmesser enthält, worauf vorab alle magnetischen Bestandteile von dem Materal abgetrennt werden; daß das verbleibende Material gleichförmig und kontinuierlich durch ein System von Einheiten für Trockenseparation hindurchgeführt wird, in deren jeder das Material unter Vibrationseinwirkung und Zentrifugalwirkung als kontinuierlicher Strom längs eines schraubenförmigen Weges aufwärtsbewegt wird, an dessen oberen Ende leichtere Teilchen vom inneren Bereich des Weges und schwerere Teilchen vom äußeren Bereich des Weges abgenommen werden; daß ein Teil der leichteren Teilchen erneut zerkleinert und nach Schwer-

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kraftabtrennung von Kunststofftelichen erneut mit anderen leichteren Anteilen durch das System geführt wird, bis das verbleibende Material weniger als 2 Vol.-?6 an freiem Kunststoff enthält; daß das verbleibende Material als kontinuierliche Strömung in ein System von Einheiten für Naßbehandlung gegeben und durch diese Einheiten hindurchgeführt wird, in deren jeder das verbleibende, im wesentlichen metallbezogene Metallstückchen enthaltende Material unter Vibrationseinwirkung als kontinuierliche Strömung längs eines schraubenförmigen Weges aufwärts geführt wird; daß eine wässrige chemische Lösung, die wirksam zur Auflösung des Überzugmetalls mit diesem reagiert durch Aufsprühen auf das Material während seiner Aufwärtsbewegung in den Naßeinheiten, und zwar wesentlich oberhalb des unteren Endes des schraubenförmigen Weges aufgesprüht wird, wobei die Lösung in abwärts gerichteter Gegenströmung durch das weiterhin unter Vibrationseinwirkung stehende und zur Vermeidung von Verfilzung durchkämmte Material bewegt wird; daß das Überzugmetall der Metallstückchen von der wässrigen Lösung angegriffen und in dieser gelöst wird, während das Grundmetall der Stückchen geschützt wird; daß die Lösung mit dem darin gelösten Überzugmetall entfernt und dieses Überzugmetall aus der Lösung zurückgewonnen wird;_: daß darauf die Lösung konditioniert und erneut innerhalb der Naßeinheiten verwendet wird; daß das Stückchenmaterial den Naßbehandlungseinheiten entnommen, gespült, entwässert und getrocknet wird, wobei das Spülen dadurch erfolgt, daß das Material längs eines schraubenförmigen Weges unter Vibrationswirkung aufwärtsbewegt wird, während Wasser im Gegenstrom abwärts durch das sich aufwärtsbewegende Material geführt wird, während das Trocknen dadurch erfolgt, daß das entwässerte Material längs eines schraubenförmigen Weges unter Vibrationswirkung aufwärtsgeführt und dabei indirekt der Einwirkung von Heizdampf ausgesetzt wird; und daß schließlich das getrocknete Material entstaubt und die verbleibenden reinen Grundmetallstückchen einer Sammelstelle zugeführt werden·

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20· Vorrichtung zum. Behandeln eines Materials, das mit Kunststoff und M etal#iberzogene kleine Metallstückchen enthält, gekennzeichnet durch eine aufwärts sich erstreckende und abwärts geneigte schraubenförmige Schale (20) mit einer Anzahl aufeinander folgender Gewindegänge, die mit einer Bodenwand und flanschartigen seitlichen Begrenzungen (16,21) eine kanalförmige Bahn für aufwärts sich bewegendes Material bilden, wobei motorisch angetriebene Vibrationsmittel (14) an dem einen Ende der Schale (20) gelagert sind, um dieser eine Vibrationsbewegung für rüttelnde Aufwärtsbewegung darauf befindlichen Materials zu erteilen, wobei die Schale (20) weiter in Querrichtung sich erstreckende Reihen von Schlitzen (22) in gegenseitigem Abstand längs der Gewindegänge für den Durchgang eines Mediums in Gegenströmung während der Aufwärtsbewegung des Materials längs der Schale aufweist,und wobei aufwärts vorspringende Lockerungszinken (23) für das Material in gegenseitigem Abstand längs der Schale (20) und in Zusammenwirkung mit den Schlitzen (22) vorgesehen sind.

21· Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinken (23) vorwärts und aufwärts geneigt an der Schale (20) befestigt und in Längsrichtung ihrer Schraubenform gestaffelt angeordnet sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß Leitbleche (25) an der Schale (20) von einem äußeren. Seitenflansch (21) derselben unter einem Winkel von etwa 30° einwärts sich erstreckend gelagert sind und daß diese Leitbleche mit einem gegenseitigen Abstand von etwa 90° in Längsrichtung der schraubenförmigen Schale (2C) vorgesehen sind.

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23. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schlitz (22) von einer abwärts und rückwärts geneigten Vorderkante, die von der Schale (20) gebogen bzw. ausgestanzt ist, begrenzt ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Schlitz (22) eine schmale Öffnung von etwa 0,031" Breite in Längsrichtung der Schale (20) hat und daß eine Gruppe von quer zur Schale sich erstreckenden solchen Schlitzen eine Querreihe bildet.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20-24, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige Schale (20) annähernd über ihre ganze Länge von außen nach innen eine Neigung von 7-2° aufweist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihen von Schlitzen (22) in gegenseitigen Abständen von etwa 2-3" angeordnet sind und daß die Zinken (23) etwa 3" Länge haben und etwa zur Hälfte ihrer Länge von der Schale (20) weg nach vorn abgebogen sind,

27. Vorrichtung zum Konditionieren eines Materials, das kleine Metallstückchen enthält, gekennzeichnet durch eine aufwärts gerichtete Rahmenstruktur (10,11) mit einer zentralen Säule (16), eine um die Säule (16) herum vom unteren Ende des Rahmens aufwärts sich erstreckende schraubenförmige Schale (20), die längs des Rahmens eine Anzahl aufeinanderfolgender Gewindegänge bildet,motorisch angetriebene Vibrationsmittel (14), die am Rahmen gelagert und in Wirkverbindung mit der Schale (20) sind, um diese zum Aufwärtsfördern des Materials in Vibration zu versetzen, und durch einen Dampunantel (26) längs der Schale (20) zum lieizen und Trocknen von auf der Schale (20) aufwärtsbewegbarem Material.

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23. Vorrichtung für Trockenseparation eines Materials, das kleine Stückchen von Isoliermaterial aus Kunststoff und Stückchen von Metalldraht enthält, gekennzeichnet durch eine aufwärts sich erstreckende Rahmenstruktur (10,11) mit einer zentralen Säule (16) und einer um diese herum sich vom unteren Ende des Rahmens her aufwärts erstreckenden schraubenförmigen Schale (20), die eine Anzahl aufeinanderfolgende Gewindegänge enthält; motorisch angetriebene Vibrationsmittel (14) an dem einen Ende des Rahmens, die in Wirkverbindung mit der Schale (20) stehen, um diese zur Förderung des Materials als aufwärts sich bewegende Strömung in Vibration zu versetzen, unter Trennung schwerer und leichterer Bestandteile des Materials unter Zentrifugalwirkung, wobei die Schale (20) einen im wesentlichen ebenen Boden hat mit einer Einwärtsneigung von etwa 7-2° gegenüber der Horizontalen und einen nach oben und außen geneigten äußeren Flansch (21) aufweist sowie eine Anzahl von Kammzinken (23), die mit ihren Basisteilen an der Oberseite des Schalenb'odens in gestaffelter Anordnung längs der Schraubenform befestigt und von dieser Oberseite nach vorn geneigt vorstehen, um auf der Schale (20) befindliches Material in lose durchgekämmtem Zustand zu erhalten, und wobei Leitbleche (25) in Abständen längs des Außenflansches (21) diesem gegenüber unter einem Winkel von etwa 30° nach innen vorstehend über der Oberseite des Schalenbodens gelagert und gegenüber der Senkrechten um etwa 30° einwärts gebogen sind, um einen oberen Anteil des unter Vibration aufwärts sich bewegenden Materials auf der Schale (20) zu erfassen und dadurch darunter befindliche leichtere Anteile freizumachen und deren Einwärtsbewegung unter Zentrifugalwirkung zur zentralen Säule (16) hin zu unterstützen, und wobei am oberen Ende der Schale (20) Austrageinrichtungen (33i34) zur getrennten Abgabe der schwereren und der leichteren Anteile des Materials vorgesehgifs^id.

Pat!

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