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Vorrichtung und Verfahren für die Aufbereitung von Restbeton
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und Bearbeitungsabfällen in der mineralischen Industrie Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren, Restbeton in Transportbeton- sowie
in Fertigteilwerken und Betrieben mit Abfall von mineralischen und anderen Stoffen
die im wesentlichen schwerer als Wasser sind, etwa Schleifschlamm in der Terrazoindustrie,
so aufzuarbeiten, daß einerseits die Feststoffe und andererseits das Spülwasser
wieder neuer Verwendung zugeführt werden können.
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Besprochen wird die Neuerung am Beispiel einer Restbetonaufbereitung,
weil hier durch den noch aktiven Zementschlamm die größeren Probleme auftreten.
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Es sind zahlreiche Restbetonaufbereitungsanlagen bekannt, die mit
mehr oder weniger gutem Ergebnis arbeiten.
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In diesem Zusammenhang wird auf die Darstellung des Standes der Technik
in der Anmeldung P 26 47 130. 7 verwiesen, sowie auf diese Anmeldung selbst.
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Die Probleme, die bei der Restbetonaufbereitung auftreten, sind folgende:
1. Trennung der Grobstoffe Kies/Sand vom Zementleim so, daß der abgeschwemmte Zementleim
die Wascheinheit in Trommel- oder Siebform nicht zusetzt, d. h. arbeitsunfähig macht,
andererseits eine ausreichende Standzeit der evtl. eingesetzten engmaschigen Siebe
für die Feinststofftrennung 'V = 0, 3 mm erreicht wird.
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2. Transport und Konzentrationseinstellung des Feinststoff/Was sergemisches
so, daß bei Wiederverwendung der Feinststoffe in neuen Betonmis chungen die Schlamm-Eigenfeu
chte konstant und gering ist und bei der Anmachwasser-Zugabe berücksichtigt werden
kann.
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3. Lagerung aller Stoffe so, daß der Weitertransport ökonomisch bleibt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eine Abwandlung der Vorrichtung
nach P 26 47 130. 7 und der Zusatzanmeldung Nr.
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Während dort der Haupt-Schutzanspruch abgestellt ist auf eine Baueinheit,
in der Elemente für die Hochförderung des gesamten zu trennenden Gutes, Zuteilung,
Trennung der Grobteile zwischen 2 bis 4 und 32 mm, der Feinststoffe zwischen etwa
0, 3 und 2 bis 4 mm und der Feinststoffe zwischen 0 bis etwa 0, 3 mm in einem Klärsilo
zu einer einzigen Baueinheit zusammengefaßt sind, bezieht sich die Neuerung im wesentlichen
auf eine andere Zuordnung der Elemente, damit auch auf einen anderen Verfahrensablauf.
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Während also nach P 26 47 130. 7 alle Stoffe in einem Aufzug-Sammel-Fördergefäß
nach oben geführt werden, um von oben nach unten in die Bestandteile getrennt zu
werden, ist nun vorgesehen, den Aufzug vor der Materialtrennung auszuschalten.
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Damit ist eine einzige transportable Baueinheit aller Elemente nicht
mehr möglich; es werden aber einige andere Vorteile erreicht, nämlich: 1. Total
überfahrbarer, vergrößerter Waschplatz möglich.
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2. Einsatz eines beliebigen Hochfördermittels für die Grobstoffe auf
Halde oder in Silos. Evtl. Einsatz von beim Kunden vorhandenen Elementen möglich.
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3. Entfall eines Verteilers über der Siebeinrichtung, da die Restbetonaufgabe
im allgemeinen nicht so plötzlich erfolgt wie bei einer Bes chickerlö sung.
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4. Einsatzmöglichkeit bekannter und evtl. vorhandener Klärsilos oder
Absetzbecken.
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Nachdem die von einem Zyklon unten abgegebenen Feststoffe einen er"
höhten Wasseranteil enthalten, besteht eine weitere Aufgabe der Erfindung darin,
diesen Schlamm vor der Übergabe in einen Betonmischer auf einen Konstantwert zu
entwässern, beispielsweise auf 10, 15 oder 20 % des Schlamm- (Feinststoff-)Gewichtes.
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Damit ist einwandfrei bei der Programmierung einer Betonmischung ein
bestimmter Feststoffanteil bei der Sand- und Mischwasserzugabe zu berücksichtigen,
so daß nicht mehr eine Veränderung des ursprünglich vorgegebenen W/Z-Wertes eintritt
durch wechselnden und hohen Wasserwert bei der Feinststoff-Was ser - (Schlamm-)
Zugabe.
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Die Verbindung der räurrtich voneinander getrennten Vorrichtungen
für die Heraustrennung der Grobteile samt Sammelbehälter und Förderpumpe für Fein-
und/oder Feinststoffe von der Uberflur- oder Unterflur-Feintrenneinrichtung bestehend
aus Absetz- und Klärsilo oder -Becken erfolgt mittels jeweils leicht an die örtlichen
Verhältnisse anpaßbaren Rohrleitungen.
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Es sind häufig Absetz- und Klärbecken in Transportbetonwerken vorhanden
und die erfindungsgemäße Grobteiltrenneinheit kann, samt Hochfördermittel für die
Grobteile, in ein derartiges Becken eingesenkt werden.
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Im Normalfall - abendliche Auswaschung der Transportbetonmischer oder
des Mischers einer Mischanlage - wird das Auswaschgut in kleinen Mengen gleichmäßig
zugegeben, etwa 150 1 Feststoffe + 200 1 Wasser innerhalb 1 min. Diese Leistung
kann von der Vibrationssiebanlage leicht verarbeitet werden, ohne einen über dem
Vibrationssieb angeordneten Sammelbehälter mit Zuteilerorgan.
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In manchen Einsatzfällen fällt aber plötzlich eine größere Menge Auswaschgut
an - etwa, wenn ein voller Transportmischer mit 6 m3 Beton zurückkommt.
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Dann hat es sich als vorteilhaft erwiesen, der Siebanlage einen Sammelpuffer
mit Zuteiler vorzuschalten, um zu erreichen, daß die Siebanlage gleichmäßig beschickt
und damit die Qualität des ausgewaschenen Gutes gesichert wird.
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Der Einsatz von Überflur-Absetz- und Klärsilos ermöglicht die Anordnung
der Feinstoff/Feinststofftrennung mittels Zyklon über dem Silo.
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Der Zyklon kann aber auch unten mit der Grobtrenneinrichtung eine
Einheit bilden. In diesem Falle sind nur die Feinstanteile nach oben zu fördern,
wofür eine weniger leistungsfähige Pumpe ausreicht.
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Die Anordnung des Zyklons auf der Seite der Grobtrennung ist auf jeden
Fall dort angezeigt, wo ein oder mehrere hintereinandergeschaltete Unterflur-Absetz-
oder Klärbecken vorgesehen sind, denn in diesem Fall wird ein eigenes Fördermittel
für den Zyklon-Unterlauf auf Halde oder in einen Silo gespart.
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Zur Förderung von wiederverwendbarem Feinststoff (Schlamm) durch Pumpen
über Rohrleitungen ist naturgemäß ein größerer Wasseranteil erforderlich. Die Wassermenge
ist abhängig von der Füllhöhe des
Schlammes in einem Silo oder Absetzbecken,
also vom hydrostatischen Druck der Feinststoffe vor der Ansaugöffnung der Förderpumpe.
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Bei der Wiederverarbeitung des Schlammes in Betonmischungen muß aber
der Wasseranteil konstant und kleinstmöglich sein Erfindungsgemäß wird diese Forderung
erfüllt durch die Zwischenschaltung eines Entwässerungselementes zwischen Förderrohrende
und Mischer.
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Bekannte Mittel sind Entwässerungsschnecken, Vibrorinnen oder Filterpressen.
Die Abgabemenge muß regelbar und automatisierbar sein.
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2 Möglichkeiten werden im Beschreibungsteil dargestellt.
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Im einen Fall handelt es sich um eine bekannte Vibro-Entwässerungsrinne,
mit der eine bestimmte Menge laufzeitabhängig zu dosieren ist.
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Zweckmäßigerweise wird die Förderschichthöhe durch ein Streichblech
eingestellt.
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Im anderen Falle fördert eine Förderschnecke bei voreinstellbarer
Umdrehungszahl eine bestimmte Menge ab.
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Der erfindungsmäßige Aufbau der Vorrichtungsteile zur Erfüllung des
Verfahrensablaufes ermöglicht weitgehende werkseitige Vormontage Von eben noch transportfähigen
Baueinheiten, Funktionsprobeläufe beim Hersteller und damit weitgehende Reduzierung
der Baustellen- Montageko sten.
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Die Hochförderung der Grobteile und der Feinteile (Siebüberlauf und
gegebenenfalls Zyklonunterlauf) auf Halde oder in Silos ist mit bekannten und nicht
weiter beschriebenen Mitteln erreichbar.
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Auch auf die Art und Weise der Abförderung der Feinststoffe 0/0, 3
mm in einen Betonmi s che r bzw. eine zwischengeschaltete Entwässerungseinrichtung
oder in einen Container wird, da bekannt, nicht weiter eingegangen.
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Es ist nicht weiter zu erklären, daß die Bodenfläche eines Waschplatzes
mit Blechen fortgesetzt wird, welche die obere Einlaufkante einer Siebanlage oder
einer über der Siebanlage angeordneten Sammel-Puffer-und Zuteileinrichtung übergreifen,
wie auch nicht weiter darauf eingegangen wird, daß und wie eine Trennbarkeit zwischen
Siebanlage und dieser vorgeschalteten Sammel-Puffer- und Zuteileinrichtung vorgesehen
ist.
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Der Schutzanspruch der Erfindung ist also darauf gerichtet, einerseits
auf kleinstem Raum eine hochleistungsfähige Vibrations-G robtrenneinri chtung mit
Sammler und T ranspo rteinri chtung für den Siebdurchgang (Fein- und Geinststoffe)
und wahlweise mit Trenneinrichtung der Fein- und Feinststoffe mittels Zyklon samt
Sprühwasserpumpe mit Sprühanlage sowie einer überfahrbaren Abdeckplatte mit Aufgabeöffnung
oder vor ges chalte r Sammler-Puffer- und Zuteileinrichtung zu einer funktionsfähigen,
vormontierten Baueinheit zu vereinigen, andererseits die einem Mischer zuzuführende
Feinststoffmenge zwischen Förderleitung und Mischer auf einen konstanten Wasserwert
einzustellen, wobei als Feinststoff-Absetz- und Kläreinrichtung eine vorhandene
Unterflur- Beckenau sführung oder ein tlberflur-Silo einsetzbar ist und das Überflur-Silo
Begrenzungsteil und Wandhalterung einer Böschungsdeponie der Grob- und Feinstoffe
darstellt. Zu diesem Zweck kann ein Hochfördermittel, etwa ein Becherwerk
mit
dem Silo eine transportable Baueinheit bilden, um den Gesamtplatzbedarf auf das
äußerste zu reduzieren.
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Dabei ist es möglich, die Baueinheit zur Grob- und Feinstofftrennung
mit Oberkante auf Flurhöhe oder über Flur einzustellen.
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Im folgenden werden Vorrichtungs- und Verfahrensbeispiele an Hand
von 12 Abbildungen dargestellt, sie zeigen: Fig. 1 Die Unterflur-Grobtrenneinrichtung
mit Rundsieb und Fördereinrichtung des Siebdurchganges ohne Feinstoff-Trennung durch
Zyklon, als Baueinheit im Schnitt und Fig. 2 in der Draufsicht, jeweils mit verschiedenen
Hochfördermitteln für die Grob-und evtl. Feinstoffe strichpunktiert dargestellt.
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Fig. 3 Dieselbe Grotirenneinrichtung, jedoch mit Linearsieb, Fördereinrichtung
für Feinstoffe einschließlich Feinstoff-Trennzyklon als eine Baueinheit im Schnitt
und Fig. 4 in der Draufsicht.
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Fig. 5 Dieselbe Grobtrenneinrichtung mit übergebautem Sammel-Puffer-Behälter
und Zuteiler als Baueinheit im Schnitt und Fig. 6 in der Draufsicht.
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Fig. 7 eine Schlamm-Entwässerungs- und Dosiereinrichtung auf Vibrations
rinnenbasis, Fig. 8 eine Schlamm-Entwässerungs- und Dosiereinrichtung auf der Basis
einer Entwisserungschnecke,
Fig. 9 ein tSberflur-Absetz- und Klärsilo
mit übergebautem Zyklon im Schnitt, Fig. 10 eine Zuordnung der Grobteil/Feinteiltrennung
mit Becherwerkshochförderung zu einem tßberflur-Absetz- und Klärsilo auf kleinstem
Raum, Fig. 11 ein Unterflur-Schlammabsetzbecken mit Rührwerk, Schlammpumpe in einen
Container fördernd, Fig. 12 dasselbe mit Schlammförderung in einen Mischer über
eine Entwässerungseinrichtung.
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In Fig. 1 und 2 ist auf einem Stützgestell 1 über Schwingmetallelementen
2 das Rund sie 3 mit Unterlaufwanne 4 und Unwuchtrüttler 5 gelagert.
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Der Auslauf 6 des Sieb-Oberlaufes ragt seitlich heraus.
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Über dem Sieb ist die Abdeckplatte 7 mit Durchtritts-Gitterrost 8
angeordnet und mit dem Stützgestell 1 verschraubt.
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Das Stützgestell kann in Form eines Blech-Zylindermantels oder entsprechend
versteiften Stützfüßen gebaut sein.
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Das Sieb hat eine Maschenweite von 2 - 4 mm. Damit ist es einerseits
ausreichend widerstandsfähig gegen Großkorn bis 32 mm, andererseits setzt es sich
durch Grenzkorn und Zementleim nicht zu.
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Der Sieb-Unterlauf wird in einem Pufferbehälter 10 aufgefangen, über
Leitung 11 einer verschleißfesten Zentrifugalpumpe 12 zugeführt und durch die Förderleitung
13 über einen Zyklon in ein Klärsilo Fig. 9 gefördert. Diese Sammel- und Fördereinrichtung
ist fest mit dem Gestellteil verbunden, die Hochförderleitung ist zwekcmäßigerweise
Bestandteil des Silos.
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Zwischen Abdeckplatte 7 und Sieb 3 ist eine Wasser-Sprüheinrichtung
14 angeordnet, die mit Klärwasser aus dem Klärsilo gespeist wird.
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Die Abförderung des Sieb-Überlaufes wird durch Bänder 18 oder Becherwerk
19 oder evtl. einen Aufzug in die Deponie gefördert.
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Anstelle eines Rundsiebes (auch melsieb bezeichnet) ist nach Fig.
3 und 4 ein Linear-Schwingsieb einsetzbar. Hier sind die gleichen Teilebezeichnungen
verwendet wie bei Fig. 1 und 2.
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Nach Fig. 1 und 2 ist der Trennzyklon nicht Bestandteil der Grobteiltrennung
sondern befindet sich auf der Seite der Feinstofftrennung, nämlich über dem Klärsilo.
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Nach Fig. 3 und 4 wird, wenn anstelle eines Überflur-Klärsilos ein
Unterflur-Klärbecken zum Einsatz kommt, ist der Zyklon bei der Grobteiltrennung
so angeordnet, daß der Zyklon-Unterlauf mit den Grobstoffen abgefördert werden kann.
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Für Einsatzfälle mit pro Zeiteinheit stark wechselnder Aufgabemenge
ist es vorteilhaft, über dem Sieb einen Sammelbehälter 20 mit motorisch angetriebenem
Zuteilorgan 21 vorzuschalten, Fig. 5 und 6.
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Ein solcher Behälter kann 1 - 2 m3 Feststoffe und Wasser aufnehmen
und über eine Dosieröffnung 22 gleichmäßig auf das Sieb 3 abgeben.
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Zweckmäßigerweise wird der Sammelbehälter-Zuteiler als in sich betriebsfertige
Baueinheit auf das Siebgestell aufsetzbar gestaltet, wobei die Abdeckplatte 7 mit
Aufgaberost 8 über dieser Baueinheit angeordnet werden.
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Die Förderelemente 23 des Zuteilers sind an Armen 24 beweglich gelagert
und werden durch den Strömungsdruck mit der Gummiunterkante gegen den Boden 25 gedrückt.
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Die Fig. 7 zeigt eine Förderrinne im Schnitt, bestehend aus Rinnentrog
30 mit Unwuchtvibrator 31, elastischer Aufhängung 32 , Wasserüberlauf 33 , oberem
Abstreichblech 34. Mit 13 i st das Feinststoff-Zulaufrohr bezeichnet.
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Die auf die Rinne geförderte Menge ist auf die Rinnenförderleistung
abgestimmt. Auf diese Weise wird innerhalb von ca. 10 sec oder weniger als der Hälfte
der Normmischzeit eine maximale Menge von bis 0, 5 % des Nennfüllgewichts eines
Mischers zudosiert, was bei einem 1 m3-Mischer max. 12 kg/10 sec oder 4320 kg/std
direkt in den Mischraum abgegebener und eingemischter Feinststoffmenge entspricht.
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Eine andere Entwässerungs- und Aufgabeart ist beispielsweise in Fig.
8 in Form einer Entwässerungsschnecke 38 dargestellt. Jede Umdrehung fördert eine
bestimmte Menge aus. Hier hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Füllung am Abend
zu entleeren, was über den Schieber 39 erfolgen kann. Weiter ist die Schnelldemontage
der Schneckenwelle durch einlegen in Wellen-Mitnehmer vorgesehen (zeichnerisch nicht
dargestellt ).
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In beiden Fällen sind Leistungsveränderungen durch Neigungsänderung
möglich und kommen die Einschaltimpulse vom Mischer. Das ausgesonderte Wasser wird
in das Absetz-Klärbecken zurückgeführt.
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Vorteilhaft ist die Anordnung der Entwässerungsrinne direkt über dem
Mischer so, daß die Fallhöhe und damit die Nachlaufmenge geringstmöglich wird.
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In Fig. 9 und 10 sind der Siloaußenmantel mit 40 , der Innen zylinder
mit 41 , Reinwasserüberlauf 42 , Schlamm-Rührwerk 23, Austragorgan 44 gekennzeichnet.
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Über dem Silo ist der Zyklon 45 so angeordnet, daß die Feinstoffabgabe
~ 0, 3 - 4 mm außerhalb des Silomantels entweder direkt oder indirekt auf die Deponie
46 erfolgt, während die Feinststoffe 0 - 0, 3 mm über den Überlauf mit Rohrleitung
47 und den Verteiler 48 in den Innenzylinder 41 des Klärsilos gelangen.
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Wird der Zyklon geneigt aufgebaut, erübrigt sich ein Zwischenfördermittel,
um über den Silo-Außenmantel hinaus zufördern. Als Zwischenfördermittel kann aber
eine Förderschnecke oder eine Förder-/Entwässerungsrinne 49 zum Einsatz kommen.
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Das Schlamm-Rührwerk 43 läuft kontinuierlich, während das Abförderorgan
44, etwa als Exzenter-Schneckenpumpe ausgeführt, nach vorgegebenen Zeiten arbeitet.
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Wird die Grobteil-Deponie als Böschungsdeponie ausgeführt, dann ist
es zweckmäßig, entlang des Silomantels Halteprofile 54 für die Deponie-Begrenzungswände
anzubringen.
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Erfolgt die Schlammabgabe in Container, etwa nach Gebrauchsmuster
dann wird das überlaufende Wasser mittels Pumpe 55, Leitung 56 in den Verteiler
48 zugeführt.
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Es ist alternativ natürlich auch die Schlamm-Zuförderung in eine Mischanlage
57 möglich, Fig. 12.
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Als Zwischenfördermittel zwischen G robt rennteil und Grobteildeponie
ist in Fig. 1 - 6 ein Förderband 18 dargestellt. Der Gesamtplatzbedarf ist damit
groß. Nach der Draufsicht Fig. 10 können aber Grobtrennteil und Klärsilo bei Einsatz
eines Becherwerkes 19 dicht aneinandergestellt werden. Dabei kann es zweckmäßig
sein, das Becherwerk in das Silo zu integrieren. Dadurch können Gewicht für die
Stützkonstruktion und Transport- sowie Montagekosten gespart werden.
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Eine Alternative zu der Überflur-Kläranlage ist die Unterflur-Kläranlage
Fig. 11 und 12, jeweils für Feinststoff-Abgabe in Container 58 oder in eine Mischanlage
57 . Hier hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Feinststoffe ~ 0, 3 - 4 mm in
den Siebüberlauf einmünden zu lassen, um diese Feinststoffe mit den Grobstoffen
in eine gemeinsame Deponie fördern zu können. Damit wird ein eigenes Fördermittel
für die Feinststoffe entbehrlich. Der Feinststoff-Zulauf (Schlamm) 0 - 0, 3 mm wird
über Förderleitung 13 in das Becken zugeführt. Es entsteht ein Feinststoffpegel
60 . Der Feinststoff wird durch Rührwerk 61 in Bewegung gehalten und mittels Pumpe
62 weitergefördert. Das Reinwasser kann mittels Pumpe 63 und Rohrleitung 64 zur
Wiederverwendung am Waschplatz geführt werden.