DE2701452C2

DE2701452C2 - Verfahren zur Wiedergewinnung wenigstens einer Metallschicht aus mehrschichtigem Altmaterial

Info

Publication number: DE2701452C2
Application number: DE2701452A
Authority: DE
Inventors: Gerald Louis Northolt Middlesex Griffin; Anthony Dennis London Michael; John Albert South Harrow White
Original assignee: Glacier Metal Co Ltd
Current assignee: Federal Mogul Engineering Ltd
Priority date: 1977-01-14
Filing date: 1977-01-14
Publication date: 1984-06-28
Also published as: DE2701452A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiedergewinnung wenigstens einer Metallschicht aus einem aus mehreren verschiedenen Metallschichten bestehenden Altmaterial, insbesondere aus Stanzgittern aus Lagerwerkstoffen, bei dem das Altmaterial erhitzt und wiederholten Stoßen oder Schlägen ausgesetzt wird.

Mehrschichtige Lagerwerkstoffe werden häufig durch Plattieren verschiedener Metallschichten aufeinander hergestellt, weniger durch Sintern oder Legieren. Gleichwohl kann eine teuere zinnhaltige Metallschicht der Lager- bzw. Laufschicht nur dann wirtschaftlich wiedergewonnen werden, wenn sie von der Stützschicht vergleichsweise leicht und weitgehend vollständig getrennt werden kann.

Ks ist ein Verfahren bekannt (US-PS 27 04 249), bei dem eine Aluminiumlaufschichl von einer Stahlstülzschichl dadurch abgetrennt wird, daß zunächst eine spröde Eiscn-Ahiminiumschichl als Trennmittel zwischen der Stahl-Stiitzschicht und der Aluminiumlaiifschicht durch Erhitzung aiifelwa 5M" C über einen/.eil raum von etwa J Stunden gebildel wird, worauf das erhitzte Altmaterial in eine Drehtrommel gegeben wird, in welcher sich die hinreichend dicke Aluminiumlaufschicht vom Stahl-Stüt/.trägcr trennt. Dieses Trennver

fahren ist zeit- und energieaufwendig.

Es ist ferner ein Verfahren zur Abtrennung eines Metalls oder einer Metallegierung aus einem Verband mit anderen Metallen bekannt (US-PS 16 69 485), insbesondere zum Abtrennen eines Zinn-Blei-Lots, das zur Verbindung anderer Metallteile, z. B. aus Messing oder Kupfer dient, bei dem innerhalb einer Vorbehandlung des Altmaterials dieses Lot geschmolzen, durch Schütteln vom Rest abgetrennt und aus einem Erhitzungsgefaß dann entnommen wird. Dieses Prinzip des Schmelzens eines der beiden Metallbestandlcile eignet sich nicht für die Wiedergewinnung einer Metallschicht eines aus mehreren verschiedenen Metallschichten bestehenden Altmaterials, insbesondere mehrschichtigen

r· Lagermaterials, bei dem die Lagerschicht aus teurem Werkstoff, beispielsweise einer Aluminium-Zinn-Lcgierung oder einem Platin enthaltenden Lagerwerkstoff besteht.

Gleiches gilt auch für ein Verfahren zum Rückgewinncn von Metallen aus Metall-Schlacke-Gemischcn (DE-OS 23 12 235), bei dem das Gemisch auf einer Temperatur gehalten wird, bei welcher nur das Metall sich in zumindest einer plastischen Form, vorzugsweise jedoch in einer flüssigen Form, befindet, so daß dann mit einer Stoß- oder Schüttelbeanspruchung das rückzugewinnendc Metall aus dem Gemisch herausgetrieben wird. Auch dieses Verfahren ist energie- und zeitaufwendig, ohne daß eine vollständige Gewinnung des rückzugewinnenden Metalls sichergestellt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren dahingehend weilerzucniwickeln, daß eine, insbesondere teure Metallschicht mit nur geringen Kosten schnell und mit nahezu IOO%igcr Ausbeute wiedergewonnen werden kann.

3^r> Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das aus aneinandergrenzenden Metallschichten bcslehendc Altmaterial mit einer Stahlschichl, einer Zwischenschicht aus einer Aluminiumfolie und einer Schicht aus einer zinnhaltigen Legierung auf eine Tempcratur von wenigstens der Schmelztemperatur des Zinns aber unterhalb der Schmelztemperatur der zinnhaltigen Legierung nur solange erwärmt wird, daß das geschmolzene Zinn durch die Schicht aus Aluminiumfolie hindurchtritt, jedoch die Zeit zur Bildung einer AIuminiumstahllcgierungsschicht zwischen der Aluminiumfolienschicht und der Stahlschicht nicht ausreicht, und das Altmaterial im erhitzten Zustand den wiederholten Stoßen und Schlägen zur Erzielung der Trennung der Stahlschicht von der Aluminiumfolienschichi ausgesetzt wird.

Die Erhitzung des Allmaterials erfolgt zwcckmaßigerweise etwa 1 Stunde lang. Es genügt im allgemeinen, das Altmaterial im erhitzten Zustand während etwa 30 see den wiederholten Stoßen und Schlagen auszusetzen. Es kann auch wiederholt zur Erzeugung der mechanischen Stöße und Schläge geschüttelt werden oder mit mehreren aus verschiedenen Riehtungen einwirkenden Riihrorgancn gestoßen oder geschlagen weiden.

Es wurde überraschend gefunden, daß mit Hilfe des

ho erfindungsgemiißen Verfahrens die zu gewinnende AIuminium-Zinn-Laufschicht ausreichend leicht von der Stahl-Stiitzschicht getrennt werden kann, um die Wiedergewinnung wirtschaftlich in einer Wiedergewinnungsanlage betreiben /u können Diese Anlage kann

b5 so ausgelegt werden, daß die wiedergewonnene Laufschicht automatisch in die llerstellungsanlage ftir die Herstellung des mehrschichtigen I.ageiwerkstoffs zurückgeführt wird, ohne daß es dazu einer ständigen

27 Ol 452

Überwachung bedarf.

Das erfindungsgcniäße Verfahren hat besondere Bedeutung für Lager-Altmaterial. Es wird angenommen, daß die Trennung der Schichten bzw. das Aufreißen der Bindung eingeleitet wird durch die Erwärmung auf eine Temperatur, die hoch genug ist, um das Zinn zum Schmelzen zu bringen, da durch die wiederholten Stöße oder Schläge, während das Zinn noch geschmolzen oder angeschmolzen ist. die vollständige Trennung der Schichten leicht und ohne Schwierigkeiten erfolgt. Es wurde festgestellt, daß insbesondere Aluminium-Zinnl.egieruiigeii mit einem Zinngchall von wenigstens etwa 6% auf die Weise abgetrennt werden können. Die Abtrennung erfolgt loch sauberer und ausgeprägter, wenn tier /inngehalt höher, beispielsweise 20%. in der Aluminiiim-Zinn-Lcgicrung ist.

Der exakte Mechanismus, durch den die Trennung eingeleitet wird, ist noch nicht vollständig geklärt. Es mag sein, daß die erhöhte Temperatur Hufgrund der unterschiedlich starken Dehnung der beiden aneinandergrenzendcn Mctallschichten deren Trennung auszulösen hilf). Es kann aber auch möglich sein, daß eine spröde Aluminium-Eisen-Zwischenschicht sich im Bindungsbereich gebildet hat und diese durch die erfindungsgemäße Einwirkung zerstört wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf verschiedene Weise verwirklichen. Ein Ausführungsbeispiel ist anhand der Zeichnung näher erläutert, in der die Fig. 1 und 2 in der Draufsicht und in der Seitenansicht einen Behälter, in dem die Trennung vorgenommen werden kann, zeigt.

Das Verfahren wird anhand der Wiedergewinnung des Lagerwerkstoffes aus dem Stanzgitter eines mehrschichtigen Lagerwerkstoffbandes beschrieben, das aus einer Stahlstütz- oder Tragschicht besieht, auf die eine l.iigerschicht aus einer Aluminium-Zinn-Legierung mit 20% Zinnanteil unter Zwischenlage einer Reinaluminiumfolie walzplaitiert ist. Aus dem band- oder strcifenförmigcn mehrschichtigen Lagerwerkstoff sind Lagerrohlinge ausgestanzt worden, so daß ein Stanzgitter übrigblieb, das immer noch einen verhältnismäßig hohen Anteil der ursprünglichen Bandfläche aufweist.

Dieses Altmaterial in Form eines Stanzgitlers wird während einer Stunde in einem großen Behältnis, in den es. diesen teilweise ausfüllend, eingefüllt wurde, auf eine Temperatur von etwas über 200"C erhitzt. Die im einzelnen anzuwendende Temperatur hängt «on den zu trennenden Mctallschichten ab und wird im Einzelfall durch Routineversuche ermittelt. Sie wird im allgemeinen etwas über dem Schmelzpunkt des Zinns oder der einen der mehreren Mctallschichten liegen, jedoch niedriger als der Schmelzpunkt aller anderen Metallschichten sein.

Während sich das Altmateria! durch und durch erhitzt, beginnt das Zinn zu schmelzen und aus der Alumi- ■ niiim-Legierung auszutreten bzw. auszuschwitzen, um eine Schicht aus geschmolzenem Zinn auf der Stahl-Müizschicht zu bilden, die es ohne weiteres ermöglicht, während der anschließenden Stoß- oder Schlagbcanspruchung die Bindung ganz zu zerstören. Das Zinn kann offenbar durch schwache Bindungsstellen der Aluminiumfolie zum Siahlrücken durchbrechen, wobei die hierzu erlorderliche Zeil von der Dicke der Zwisehenfolie abhängt. Die Erhitzung des Altmaterials soll jedoch n;ich Möglichkeit nicht derart lang erfolgen, daß sich L'inc Aluminium-Eisen-Zwischenschicht im Bereich der ίίι-enze zwischen der Reinaltiitiiniumfolie und derStahl-•.nilzschicht bildet

Das Altmaterial muß natürlich nicht in einem Behältnis erhitzt werden. Während sich das Altmaterial jedoch auf einer über dem Schmelzpunkt des Zinns liegenden Temperatur befindet, wird es chargenweise in einen Behälicr 11 gefüllt, den es nur teilweise erfüllt. Im Behälter 11 ist ein Paar Rührwerke 12 vorgesehen, die in Gegenrichtung zueinander angetrieben werden und in Ab stand zueinander und parallel gelagert sind. Diese Rührwerke haben Rührwerks- oder Schlagarme 13, die stan· Ki dig Stücke des erhitzten mehrschichtigen Altmaterials schlagen und dadurch gleichzeitig bewirken, daß die Altmaterialstücke untereinander aufeinandertreffen. Durch diese Stoß- und/oder Schlagbeanspruchung werden die Schichten aller Ahmaierialstücke in einem Zeiti) raum von etwa 30 Sekunden vollständig voneinander gcirennt. Die so voneinander getrennten Metallschicht ten können dann, insbesondere mit Hilfe eines Förderbands 14, einem Magnetscheider zugeführt werden, der die Eisen- und Stahlteile aus dem Gemisch abtrennt und lediglich die Legierungsbestandteile zurückläßt, welche wieder einzuschmelzen sind und dazu automatisch der das Lagermaterial herstellenden Anlage zugeführt werden.

Eine weitere Altmaterialcharge kann in gleicher Weise in einem anderen Ofen od. dgl. erhitzt und dem Behälter automaiisch von Zeit zu Zeit zugeführt werden.

Andere Verfahren zur Stoß- oder Schlag- bzw. auch Prallbeanspruchung des erhitzten Altmaterials sehen vor, daß der Behalter vibriert oder geschüttelt wird, so daß die Teile dadurch einander stoßen und sich in die Metallkomponcnten trennen. Es ist schließlich möglich, den ganzen Behälter durch Hammerschläge in eine Schüttclbewegung zu versetzen.

Bei einer anderen Vorrichtung zur Durchführung des v, Verfahrens wird das Altmaterial mittels eines Förderbandes durch einen Tunnel geleitet, in dem es sowohl erhitzt als auch tier erforderlichen Stoß- oder Schlagbeanspruchung ausgesetzt wird, so daß die voneinander getrennten Metallschichten kontinuierlich am Auslaßende des Tunnels anfallen.

In beiden Fällen kann der Abfall im Behälter oder im Tunnel bzw. der Trennkammer mit eingemischten schweren Kugeln der Stoß- oder Schlagbeanspruchung ausgesetzt werden, die die Sto!'· oder Schlagbeanspru- »i chung auf die Altmaterialstücke zu übertragen und damit die Trennung zu bewirken helfen und die von der Nicht-Eiscnmetallschicht zusammen mit der übrigen Stützschicht abgetrennt und aus diesem Metall mit Hilfe eines Siebes ausgeschieden und in den Behälter oder die >o Trennkammer zurückgeführi werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

27 Ol 452 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Wiedergewinnung wenigstens einer Metallschicht aus einem aus mehreren verschiedenen Metallschichten bestehenden Altmaterial, insbesondere aus Stanzgittern aus Lagerwerkstoffen, bei dem das Altmaterial erhitzt und wiederholten Stoßen oder Schlägen ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus aneinandergrenzenden Metallschichten bestehendes Altmaterial mit einer Stahlschicht, einer Zwischenschicht aus einer Aluminiumfolie und einer Schicht aus einer zinnhaltigen Legierung auf eine Temperatur von wenigstens der Schmelztemperatur des Zinns aber unterhalb der Schmelztemperatur der zinnhaltigen Legierung nur so lange erwärmt wird, daß das geschmolzene Zinn durch die Schicht aus Aluminiumfolie hindurchtritt, jedoch die Zeit zur Bildung einer Aluminiumstahllegierungsschicht zwischen der Aluminiumfolienschicht und der Stahlschichl nicht ausreicht, und das Altmaterial im erhitzten Zustand den wiederholten Stoßen und Schlagen zur Erzielung der Trennung der Stahlschicht von der Aluminiumfolienschicht ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Altmaterial etwa 1 Stunde lang erhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Altmaterial im erhitzten Zustand während etwa 30 Sekunden den wiederholten Stoßen und Schlagen ausgesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Altmaterial wiederholt zur Erzeugung der mechanischen Stöße und Schläge geschüttelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Allmaterial mit mehreren aus verschiedenen Richtungen einwirkenden Rührorganen gestoßen oder geschlagen wird.