DE3109448A1

DE3109448A1 - Verfahren und anlage zur gewinnung von kunststoff-freien bleiprodukten aus altakkumulatoren

Info

Publication number: DE3109448A1
Application number: DE19813109448
Authority: DE
Inventors: Akbar Dr.-Ing. Dr. 5000 Köln Farahmand
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1981-03-12
Filing date: 1981-03-12
Publication date: 1982-11-04
Also published as: GB2094669A; NL8200967A

Description

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Anlage zum Patentgesuch der

Klöckner-Humboldt-Deutz

Aktiengesellschaft

vom 9.März ig8i"

Verfahren und Anlage zur Gewinnung von kunststoffreien Bleiprodukten aus Altakkumulatoren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung des Bleianteils aus verbrauchten Altakkumulatoren, die zunächst zerkleinert werden, das zerkleinerte Gut klassiert und das dabei anfallende Grob-Mischgut in Schwertrübe suspendiert mittels Schwimm-Sink-Scheidung in spezifisch schwere Bleianteile und spezifisch leichte Kunststoffanteile geschieden wird, während das bei der Klassierung anfallende Fein-Mischgut in gröberen und feineren bleihaltigen Schlamm getrennt wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

Der Rückgewinnung von Blei aus verbrauchten Akkumulatoren kommt im Hinblick darauf, daß fast AO % der Welt-Blei-Erzeugung für die Herstellung von Fahrzeug- und Industrieakkumulatoren verwendet wird, eine große wirtschaftliche Bedeutung zu. Bevor zur Wiedergewinnung des Bleis die Altakkumulatoren in geeigneten metallurgischen öfen eingesetzt werden, werden in der Regel durch mechanische Aufbereitung aus den Altakkumulatoren die

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bleihaltigen Komponenten wie metallisches Blei, Bleioxid und Bleisulfat als Wertprodukte gewonnen und von dem Akkumulatoren-Gehäusematerial sowie von den innerhalb der Akkumulatoren befindlichen Separatoren abgetrennt. Das Akkumulatoren-Gehausematerial besteht häufig aus Hartgummi, Polystyrol, Polyaethylen oder Polypropylen, während die Separatoren im wesentlichen aus PVC (Polyvenylchlorid) oder aus Hartpapier bestehen. In dieser Patentanmeldung werden die Materialien der Akkumulatorengehäuse sowie der Separatoren zusammengefaßt als "Kunststoffe·· bezeichnet.

Bei einem bekannten mechanischen Verfahren zur Aufbereitung von Altakkus (DE-PS 1 533 129) werden die Akkus von Säure entleert und mittels Walzenbrecher und Prallbrecher zerkleinert. Die zerkleinerten Akkus werden auf einem Sieb · in Grob-Mischgut von ca. 80 bis 5 mm und in Fein-Mischgut von 0 bis 5 mm klassiert. Das Grob-Mischgut wird als Siebüberlauf einem Schwertrübe-Schwimm-Sink-Scheider, nämlich einem Hubradscheider zugeführt, der das Grob-Mischgut in spezifisch schwere Bleianteile und spezifisch leichte Kunststoffanteile trennt;, während das Fein-Mischgut als Siebdurchgang zusammen mit Siebwaschwasser einem Spiralklassierer zugeleitet wird, der das Fein-Mischgut in gröberes bleihaltiges Produkt von ca. 0,5 bis 5 mm Korngröße und in feineren bleihaltigen Schlamm 0,5 mm trennt. Das gröbere bleihaltige Produkt

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0,5 bis 5 mm macht anteilmäßig etwa 35 Gew.-95 des gesamten durch die Aufbereitungsanlage durchgesetzten Materials aus, und es besteht zu ca. 75 % aus Bleianteilen und zu ca. 5 % aus Kunststoffanteilen, das heißt, es handelt sich um ein Mischprodukt.

Dieses blei- und kunststoffhaltige Mischprodukt wurde bis ~v jetzt entweder zusammen mit dem als Filterkuchen

anfallenden feinen Schlamm geröstet und dem Möller eines nachfolgenden Schachtofens beigemischt oder mit dem metallischen Bleiprodukt zusammen einem Kurztrommelofen aufgegeben und zu Blei verarbeitet. Bei dieser notwendigen

pyrometallurgischen Weiterverarbeitung ist es nachteilig, daß die als Mischprodukt bezeichnete gröbere Bleischlammfraktion von 0,5 bis 5 mm mindestens 5 % Kunststoffanteile enthält, weil diese bei der Verbrennung in den Abgasen Schwefel- und Chlorverbindungen verursachen, die chemisch gebunden und entfernt und aus Umweltschutzgründen nicht mehr ins Freie gelassen werden dürfen. Der apparative Aufwand dafür kann so hoch werden, daß er die Wirtschaftlichkeit der Akkuschrottaufbereitung mit Wiedergewinnung der Wertstoffe Blei einerseits und Kunststoffe andererseits beeinträchtigt.

Um bei der Akkuschrottaufbereitung auch aus dem Mischprodukt die Kunststoffanteile abzutrennen, ist es bekannt, das als

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Siebdurchgang von O bis ca. 7 mm das Waschsieb verlassende Fein-Mischgut nicht einem Spiralklassierer, sondern einem Hydrozyklon zuzuleiten, in dem das Fein-Mischgut in Suspension mit Umlaufwasser in spezifisch schwere Bleianteile und leichte Kunststoffbestandteile getrennt wird (DE-OS 27 26 361). Jedoch vergrößert der Hydrozyklon die Bauhöhe der Aufbereitungsganlage, die beim Hydrozyklon anfallenden Produkte haben trotz Nachentwässerung auf einem Entwässerungssieb eine wesentlich höhere Feuchtigkeit als beim Spiralklassierer, so daß dann, wenn der aus Bleioxid und Bleisulfat bestehende Bleischlamm der, pyrometallurgischen Weiterverarbeitung zugeführt wird, die Verarbeitung des sehr feuchten Produkts energieaufwendig ist. Außerdem,kann bei der Verwendung eines Hydrozyklons \ die Gefahr der Anreicherung des feinen Bleischlamms im Kreislauf bestehen. Ferner bedarf das Aufpumpen des vom Waschsieb kommenden Fein-Mischguts auf den Hydrozyklon zu , dessen sicherem Betrieb einer besonderen Regelung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zur Aufbereitung von Altakkumulatoren der DE-PS 1 533 129 aufbereitungstechnisch und apparatetechnisch mit einfachen Mitteln weiter auszugestalten, und zwar durch Erzeugung eines Bleiprodukts von ca. 0,5 bis 5 mm, der kunststoffrei ist, so daß bei der pyrometallurgischen Weiterverarbeitung dieses Bleiprodukts keine schädlichen Schwefel- und

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Chlorverbindungen auftreten können, ohne zur Abtrennung der Kunststoffanteile vom Bleischlamm einen Hydrozyklon zu verwenden.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie die erfindungsgemäße Anlage zur Durchführung des Verfahrens sind in den Unteransprüchen und Nebenansprüchen angegeben.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Fein-Mischgut, so wie es mit einer Korngröße von 0 bis etwa 5 bzw. 7 mm aus der Klassierung herauskommt, in einem besonderen Spiralsortierer in Schwertrübe suspendiert in spezifisch schweres kunststoffreies Bleiprodukt und in spezifisch leichte Kunststoffanteile sortiert. Der Spiralsortierer wird mit einer Schwertrübe der Dichte von etwa 1,5 bis 1,7 g/cm betrieben, so daß die im Bleischlamm mitgfcführten Kunststoffanteile im Trog des Spiralsortierers aufschwimmen, während das Bleiprodukt selbst absinkt und von einem Förderorgan wie zum Beispiel Förderschnecke ausgetragen wird. Die im Trog des Spiralsortierers aufgeschwommenen Kunststoffanteile laufen mit Hilfe eines ober dem Trog angebrachten rotierenden Paddels gemeinsam rrfit^; der im Kreislauf geführten

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Schwertrübe ab. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird also ein spiralklassiererähnliches Aggregat erstmalig und in erster Linie als Naßsortiervorrichtung bzw. Schwertrübe-Schwimm-Sink-Scheideanlage genutzt, was bisher nicht möglich war. In jedem Fall ist das vom Spiralsortierer ausgetragene Bleiprodukt mit einer Korngröße von etwa 0,5 bis 5 bzw. 7 mm kunststoffrei und im Vergleich zu einem von einem Hydrozyklon abgezogenen Bleischlamm viel trockener, so daß dieses Bleiprodukt ohne Schwierigkeiten in einem nachgeschalteten pyrometallurgischen Aggregat weiterbehandelt werden kann. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich also nicht nur die gröberen Bieistücke 5 bis ca. 80 mm (Bleigitter und Polköpfe), sondern auch der Bleischlamm 0,5 bis 5 mm (Bleioxid und Bleisulfat) ohne Gefährdung der Umwelt pyrometallurgisch weiterbehandeln, so daß nicht die wirtschaftlich unvertretbare Notwendigkeit besteht, kunststoffhaltigen Bleischlamm wegen Einhaltung von strengen Umweltschutzbedinguhgen ungenutzt auf Halde legen zu müssen.

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

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Die Zeichnung zeigt das Fließbild des erfindungsgemäßen Verfahrens. Altakkumulatoren werden mit einem Ladegerät von einer Deponie 11, in welcher sie bereits durch mehrfaches Umsetzen und Umschichten größtenteils aufgebrochen und.dabei zumindest von einem erheblichen Teil des Säureinhalts befreit wurden, in eine Aufgaberinne und auf ein Steigband 13 gefördert, von dem das Gut einer Zerkleinerungsmaschine 14 zugeführt wird, im Ausführungsbeispiel einer Rotorschere, in der die Akkumulatorenteile durch eine Vielzahl ineinandergreifender, langsam rotierender Scherplatten eingezogen und auf eine der Spaltweite zwischen den Scherplatten entsprechende Größe, beispielsweise auf 80 mm zerkleinert werden. Das zerkleinerte Gut gelangt über einen weiteren Gurtförderer 15 auf ein Klassiersieb 16 mit Wasserbrauseeinrichtung 17. Entsprechend einer Maschenweite des Siebs 16 von beispielsweise 7,5 mm ergibt sich als Siebüberlauf ein Grob-Mischgut 7 bis 80 mm, welches über Leitung 18 einem Schwertrübe-Hubradscheider 19 zugeführt wird. Der Schwertrübe-Hubradscheider 19 arbeitet im Schwimm-Sink-Verfahren, und die aufgeschwommenen Kunststoffanteile werden zusammen mit der Trübe über Leitung 20 einem Entwässerungssieb 21 zugeleitet, dort von Schwertrübe getrennt und gelangen über Leitung 22 zur Deponie 23, während getrennt davon die spezifisch schweren Bleianteile

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über Leitungen 24 und 25 dem Entwässerungss-ieb 21 zugeleitet, dort von Schwertrübe befreit urtö über Leitung 26 zur Deponie 27 (Bleigitter und Polköpfe 7 bis 80 mm) gelangen. Als Schwertrübe für den Hubradscheider 19 wird Dicktrübe mit einer Dichte von ca. 1,8 bis 1,9 g/cm³ (entspricht bis 1200 g Blei pro I) verwendet, die über Leitung 28 nach unten vom Entwässerungssieb 21 abgezogen, in einem Behälter 29 aufgefangen und von einer Pumpe 30 über Leitung 31 dem Hubradscheider 19 zugeleitet wird. Die Dünntrübe fließt vom Entwässerungssieb"21 über Leitung 32, Behälter 33 und Pumpe 34 ab.

Der Siebdurchgang des Klassiersiebs 16 wird als .Fein-Mischgut 0 bis ca. 7 mm zusammen mit Brausewasser über Leitung 35 dem vergleichsweise großen Trog 36 eines Spiralsortierers 37 zugeleitet, der das Fein-Mischgut in Schwertrübe suspendiert in spezifisch schweres kunststoffreies Bleiprodukt 0,5 bis 7 mm und in spezifisch leichte Kunststoffanteile sortiert. In den Trog 36 des Spiralsortierers 37 mündet zusätzlich zur. Leitung 35 eine Schwertrübezuleitung 38 ein. Im Trog 36 wird die Schwertrübedichte auf etwa 1,5 bis 1,7 g/cm³ eingestellt, damit die im Fein-Mischgut 35 enthaltenen Kunststoffanteile gut aufschwimmen. Die aufgeschwommenen Kunststoffanteile werden mit Hilfe der über dem Trog 36 angebrachten

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rotierenden Paddel 38, 39 gemeinsam mit der abfließenden Schwertrübe über Leitung 40 einem Sieb 41 zugeführt und bei ca. 0,8 mm klassiert. Während die Schwertrübe durch das Sieb 41 durchläuft und über Leitung 42 in einen Eindicker 43 gelangt, werden die Kunststoffanteile als Siebüberlauf über Leitung 44 der Kunststoffdeponie 23 zugeschlagen. Der Eindickerunterlauf 45 gelangt über ~\ Pumpe 46 und Leitung 47 zu einem Schlammfilter 48 und von dort zu einer Deponie 49 von feinem Bleischlamm 0,8 mm; andererseits wird der Eindickerunterlauf 45 im Kreislauf über Regelventil 50 und Leitungen 51 und 38 in den Trog des Spiralsortierers 37 zurückgeführt.

Damit die im Trog 316 des Spiralsortierers aufgeschwommenen Kunststoffanteile nicht von der nach oben fördernden Förderschnecke 52 des Spiralsortierers 37 erfaßt werden, ist in Nähe der Förderschnecke 52 ein in die Schwertrübeoberfläche eintauchendes Wehr 53 angeordnet. Dadurch gelangt nur, das zum Boden des Trogs 36 abgesunkene spezifisch schwerere Bleiprodukt zur Förderschnecke, die das Bleiprodukt kunststoffrei über Leitung 54 zur Deponie 55 fördert. Der Boden des Spiralsortierers 37 kann in einem Bereich oberhalb des Schwertrübespiegels mit einem Schwingungserzeuger bzw. Rüttler 56 zur noch besseren Entwässerung des von der Transportschnecke 52 nach oben transportierten Sinkguts (das heißt, kunststoffreies Bleiprodukt) in Verbindung stehen.

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Um im Spiralsortierer 37 die Schwertrübedichte von etwa 1,5 bis 1,7 g/cm zu halten, wäre eine

Bleioxid-Bleisulfat-Konzentration von nur 500 bis 850 g/l erforderlich. Da der Eindickerunterlauf 45 eine Bleischlammkonzentration von bis zu 1000 g/l erreicht, würde eine direkte Zudosierung der entsprechenden Menge des Eindickerunterlaufs in Vermischung mit dem Srausewasser der Brauseeinrichtung 17 die erforderliche Schwertrübedichte ergeben. Sollte das Fein-Mischgut 35 durch zu viel Brausewasser zu stark verdünnt seih, um im Spiralklassierer 37 die erforderliche Schwertrübedichte _t von 1,5 bis 1,7 zu erzielen, kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung Dicktrübe 28.mit.ca* 1,8 bis . 1,9 g/cm³ dem Schwertrübekreislauf des Spiralsortierers zudosiert werden. Daher ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Schwertrübekreislauf 51, 38 des Spiralsortierers 37 mit dem Dicktrübekreislauf 28, 31 des Hubradscheiders 19 über eine Verbindungsleitung verbunden, die ein Regelventil 57 aufweist. Der Eindickerüberlauf wird über Pumpe 58, Regelventil 59 und Leitung 60 abgezogen und kann als Brausewasser für die Wasserbrauseeinrichtung 17 verwendet werden.

Claims

β ft m a ft # 1981 "#" " "K-H-D Chr/ho· H 81/12 Patentansprüche

1. Verfahren zur Gewinnung des Bleianteils aus verbrauchten Altakkumulatoren, die zunächst zerkleinert werden, das zerkleinerte Gut klassiert und das dabei anfallende Grob-Mischgut in Schwertrübe suspendiert mittels Schwimm-Sink-Scheidung in spezifisch schwere Bleianteile und spezifisch leichte Kunststoffanteile geschieden wird, während das bei der Klassierung anfallende Fein-Mischgut in gröberen und feineren bleihaltigen Schlamm getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Fein-Mischgut in einem Spiralsortierer in Schwertrübe suspendiert in spezifisch schweres kunststoffreies Bleiprodukt und in spezifisch leichte Kunststoffanteile sortiert wird.

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Spiralsortierer abgezogene Schwertrübe nach Abtrennung der aufgeschwommenen Kunststoffanteile einem Eindicker zugeführt wird, dessen Unterlauf als Schwertrübemedium im Kreislauf zum Spiralsortierer zurückgeführt wird.

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trübedichte im Spiralsortierer in Abhängigkeit der Menge des im Kreislauf zurückgeführten Eindickerunterlaufs und/oder des mit dem Fein-Mischgut mitgeführten Waschwassers auf etwa 1,5 bis 1,7 g/cm³ eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schwertrübekreislauf des Spiralsortierers zur Sortierung des Fein-Mischguts der Dicktrübekreislauf (Dichte etwa 1,8 bis 1,9 g/cm ) der

Schwimm-Sink-Scheidung zur Sortierung des Grob-Mischguts anschließbar ist und daß Dicktrübe dem Spiralsotierer zur Erhöhung von dessen Trübedichte zudosierbar ist.

5. Anlage zur Gewinnung von kunststoffreien Bleiprodukten aus Altakkumulatoren, mit einer Zerkleinerungsvorrichtung, einer Klassiervorrichtung für die Akkubruchstücke zur Erzeugung eines Grob-Mischguts und eines Fein-Mischguts, mit einer Schwertrübe-Schwimm-Sink-Scheidevorrichtung zur Trennung des Grob-Mischguts in spezifisch schwere Bleianteile und spezifisch leichte Kunststoffanteile und mit einem Spiralsotierer zur Trennung des Fein-Mischguts in gröberen und feineren bleihaltigen Produkten, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralsortierer (37) mit seinem vergleichsweise großen Trog (36) mit der Zuleitung (35) des

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von der Klassiereinrichtung (16) kommenden Fein-Mischguts und zusätzlich dazu mit einer Schwertrubezuleitung (38) verbunden ist, wobei der Spiralsortierer (37) im Bodenbereich ein Förderorgan (52) zum Transport des kunststoffreien Bleiprodukt-Sinkguts zu einer Austragsöffnung und gegenüberliegend am oberen Randbereich des Trogs ein Austragsorgan (38, 39) zum Austrag des Schwimmguts und der Schwertrübe aufweist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichet, daß an der Oberfläche des Trogs (36) des Spiralsortierers (37) zwischen dem als rotierendes Paddel (38, 39) ausgebildeten Austragsorgan für das Schwimmgut und der für das Sinkgut dienenden Austragsschnecke (52) in deren Nähe ein in die Schwertrübeoberflache eintauchendes Wehr (53) angeordnet ist.

7. Anlage nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der überlauf des Spiralsortierers (37) mit einem Sieb (41) und dessen Durchgangsleitung (42) mit einem Eindicker (43) verbunden ist, dessen Unterlauf (45) einerseits im Kreislauf zum Trog (36) des Spiralsortierers (37) zurückgeführt ist und andererseits zu einem Schlammfilter (48) führt, während der · Siebüberlauf (44) alle ausgeschiedenen Kunststoffanteile enthält.

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8. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichent, daß der Boden des Spiralsortierers in einem Bereich oberhalb des Trübespiegels mit einem Schwingungserzeuger (56) zur Entwässerung des von der Transportschnecke (52) nach oben transportierten Sinkguts in Verbindung steht.

9. Anlage nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwertrübekreislauf (28, 31) der Schwimm-Sink-Scheidevorrichtung (19) zur Trennung des Grob-Mischguts und der Schwertrübekreislauf (51, 38) des Spiralsortierers (37) zur Trennung des Fein-Mischguts (35) durch eine Verbindungsleitung miteinander verbunden sind, die ein Regelventil (57) aufweist.