DE3510056C1 - Verfahren zur Gewinnung von Bindemittel aus mineralstoffhaltigen bituminösen Gemischen und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

• Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß es Bindemittel und Mineralstoffe in hochreiner Form liefert und eine wirtschaftliche Trennung beider Komponenten ermöglicht. In jeder der beiden Stufen des Verfahrens wird ein Lösungsmittel-Kreislauf gebildet, der nur nach der ersten Stufe über die Destillationseinrichtung führt, während nach der zweiten Stufe keine Destillation vorgenommen wird. Dies führt zu einem hohen Reinheitsgrad bei geringem Energieaufwand.
• Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Verwertung von Altasphalt, der beim Abtragen von Straßendecken anfällt. Mit dem Verfahren ist es möglich, aus dem Altasphalt die Bitumenmasse wiederzugewinnen, um sie zu neuem Asphalt zu verarbeiten. Mit dem Verfahren wird Bitumen von Mineralstoffen, die im Altasphalt enthalten sind, getrennt. Ein Vorteil besteht darin, daß aufwendige Separatoren, Zentrifugen und energieaufwendige Trocknungseinrichtungen nicht erforderlich sind.
• Die Mineralstoffe werden nach dem Entfernen der Bindemittellösung unter Zugabe einer Waschlösung gereinigt.
• Anschließend wird die die Mineralstoffe enthaltende Waschlösung aus dem Behälter entfernt. Das Trennen der Mineralstoffe aus der Waschlösung kann durch Sieben und Filtern und erforderlichenfalls anschließend durch zusätzliche Trocknung unter relativ geringem Energieeinsatz erfolgen.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können das Lösen des Bindemittels, das Abtrennen der Bindemittellösung von den Mineralstoffen und ggf. das Waschen der Mineralstoffe in demselben Behälter durchgeführt werden. Dies verringert den erforderlichen apparativen und auch den Energieeinsatz, weil bei eventueller Beheizung nur ein einziger Behälter zu beheizen ist.
• Das Lösen des Bindemittels erfolgt zweckmäßigerweise bei liegendem und um seine Längsachse rotierendem Behälter. Hierdurch wird der Einsatz von Rühreinrichtungen u. dgl. vermieden. Bei der Sedimentation der Mineralstoffe und bei Zuführung der Dichtetrennflüssigkeit steht der Behälter aufrecht, so daß keine neuerliche Durchmischung der zu trennenden Komponenten stattfindet.
• Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Hierzu ist ein Behälter vorgesehen, dessen Einlaß nacheinander mit einem Vorratsbehälter für Lösungsmittel und einem Vorratsbehälter für die Dichtetrennflüssigkeit verbindbar ist.
• Der Behälter weist an seinem oberen Ende einen Auslaß für die Bindemittellösung auf und sein Einlaß besteht aus mindestens einem Tauchrohr. Das Ableiten der Bindemittellösung erfolgt durch Einfüllen zusätzlicher Dichtetrennflüssigkeit, wobei die Bindemittellösung aus einer Überlauföffnung des Behälters abfließt. Durch das Tauchrohr hindurch wird die Dichtetrennflüssigkeit von unten her in den Behälter eingeführt, so daß sie die Bindemittellösung nicht passieren muß. Durch die von unten zuströmende Dichtetrennflüssigkeit werden Bitumenpartikel von den Mineralstoffen abgelöst, um anschließend in die Bindemittellösung hinein aufzuschwimmen.
• Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Fig.2 eine Darstellung des liegenden rotierenden Behälters in der Lösungsphase.
• Gemäß F i g. 1 ist ein im wesentlichen zylindrischer Behälter 10 vorgesehen, der an seinem oberen Ende eine durch einen Deckel 11 verschlossene Einfüllöffnung zum Einfüllen des vorzerkleinerten bituminösen Gemisches aufweist. Im Deckel 11, der den Behälter 10 dicht verschließt, befindet sich ein Auslaß 12 zum Abführen der Bindemittellösung (Bitumenlösung) zu einem Scheidetrichter 13. Der Behälter 10 weist einen weiteren Einlaß 14 auf, von dem ein Tauchrohr 15 senkrecht nach unten bis in die Nähe des Behälterbodens führt. Der Einlaß 14 ist mit einer Sammelleitung 16 verbunden, die mit den Auslässen der Vorratsbehälter 17, 18, 19 und 20 in Verbindung steht. Jeder Auslaß eines Vorratsbehälters 17 bis 20 weist ein Absperrventil 21 auf. Weitere Ventile 22 und 23 sind in der Absperrleitung 16 angeordnet. Der Vorratsbehälter 17 dient zur Aufnahme von belastetem Lösungsmittel, der Vorratsbehälter 18 für unbelastetes Lösungsmittel, der Vorratsbehälter 19 für Dichtetrennflüssigkeit und der Vorratsbehälter 20 für Waschflüssigkeit.
• Von dem Auslaß 12 des Behälters 10 führt eine ein Ventil 24 enthaltende Rückführleitung 25 zum Einlaß des Vorratsbehälters 17. Der Einlaß des Vorratsbehälters 18 ist über die Rückführleitung 26, die eine Pumpe 27 enthält, mit dem Destillat-Auslaß der Destilliereinrichtung 28 verbunden. Der Einlaß der Destilliereinrichtung 28 ist über das Ventil 29 an den Auslaß des Scheidetrichters 13 angeschlossen. Von diesem Auslaß zweigt eine das Ventil 30 enthaltende Ablaufleitung ab.
• Die oberen Enden der Vorratsbehälter 19 und 20 sind über je ein Ventil 30 bzw. 31 mit einer Saugpumpe 32 verbunden und außerdem über je ein Ventil 33 bzw. 34 an eine Saugleitung 35 angeschlossen, die über das Ventil 36 mit der Sammelleitung 16 verbunden ist.
• Wie F i g. 2 zeigt, kann der Behälter 10 auf Rollen 37 liegend bzw. schräg liegend angeordnet werden.
• Im folgenden wird die Betriebsweise der dargestellten Einrichtung beschrieben: Das bituminöse Gemisch wird in den Behälter 10, der eine Extraktionstrommel bildet, bei stillstehendem Behälter eingegeben. Dann wird aus einem der Vorratsbehälter 17 oder 18 durch die geöffneten Ventile 22 und 23 hindurch Lösungsmittel, z. B. Toluol, Trichlor, Benzol, leichtes Heizöl u. dgl. in den Behälter 10 eingegeben.
• Der Behälter 10 ist außerdem durch eine (nicht dargestellte) Heizvorrichtung beheizbar.
• Dann wird der Behälter 10 auf die Rollen 37 gelegt und in liegendem Zustand um seine Längsachse gedreht.
• Während dieser Drehung oder in einer zwischenzeitlichen Ruhephase, in der der Behälter aufrecht gestellt wird, wird aus dem Vorratsbehälter 19 Dichtetrennflüssigkeit in den Behälter 10 eingegeben. Die Dichtetrennflüssigkeit besteht z. B. aus einer 20%igen Kochsalzlösung. Bei liegendem und drehendem Behälter 10 schwimmt die Bindemittellösung (aus Lösungsmittel und Bindemittel) auf der Dichtetrennflüssigkeit auf.
• Der Behälter 10 wird in die in Fig.1 dargestellte senkrechte Position gebracht. Dabei setzen sich die Mineralstoffe 38 am Behälterboden ab. Darüber befindet sich die Dichtetrennflüssigkeit 39 und über dieser die Bindemittellösung 40. Nach einer gewissen Ruhezeit haben sich die in der Schwebe befindlichen Feinteile des Minerals sedimentiert, so daß durch Dekantieren die Trennung zwischen der Bindemittellösung 40 und der Dichtetrennflüssigkeit 39 erfolgt. Wird nun aus dem Vorratsbehälter 19 weitere Dichtetrennflüssigkeit zugeführt, während das den Auslaß 12 mit dem Scheidetrichter 13 verbindende Ventil 41 offen ist, dann wird Bindemittellösung 40 nach oben hin aus dem Behälter 40 ausgetrieben und dem Scheidetrichter 13 zugeführt. Am Boden des Scheidetrichters 13 setzt sich ein geringer Rest an Dichtetrennflüssigkeit 39 ab. Durch Öffnen des Ventils 30 wird dieser Rest in die Ablaufleitung hinein abgelassen. Danach wird das Ventil 30 geschlossen und Ventil 29 geöffnet, so daß die Bindemittellösung 40 aus dem Scheidetrichter 13 in die Destillationseinrichtung 28 fließt. Durch den Auslaß 42 wird das Bindemittel (Bitumen) abgeführt, während das Lösungsmittel die Destilliereinrichtung durch den Destillierauslaß 43 nach Kondensation verläßt. Das Lösungsmittel wird über die Rückführleitung 26 in den Vorratsbehälter 18 eingegeben.
• Danach wird aus dem Behälter 10 die Dichtetrennflüssigkeit 39 abgepumpt. Dies geschieht dadurch, daß bei geöffneten Ventilen 23,36,33 und 30 die Saugpumpe 32 Luft aus dem leeren Vorratsbehälter 19 ansaugt, so daß sich in der Saugleitung 35 und der Sammelleitung 16 ein Unterdruck einstellt, durch den die Dichtetrennflüssigkeit 39 aus dem Behälter 10 in den Vorratsbehälter 19 eingesaugt wird.
• Durch Öffnen der Ventile 22 und 23 wird anschließend Waschflüssigkeit in den Behälter 10 eingegeben, der außerdem nur noch die Mineralstoffe 38 enthält.
• Nach einem Waschvorgang, der bei liegend rotierendem Behälter 10 durchgeführt wird, und anschließender Sedimentation der Mineralstoffe, wird die Waschflüssigkeit 20 bei geöffneten Ventilen 23,22,31 und 34 von der Saugpumpe 32 wieder in den Vorratsbehälter 20 zurückgesaugt.
• Zu dem bis jetzt beschriebenen Verfahren wird prinzipiell nur einer der Vorratsbehälter für Lösungsmittel benötigt, beispielsweise der Vorratsbehälter 18. Bei dem zweistufigen Verfahren erfolgt zunächst die Trennung der Bestandteile des bituminösen Gemisches mit dem Lösungsmittel aus dem Vorratsbehälter 17. Hierbei laufen alle Phasen des Verfahrens in der oben beschriebenen Weise ab, mit Ausnahme des Waschvorganges, der zunächst nicht erforderlich ist. In den Behälter 10 wird erneut Lösungsmittel eingegeben, und zwar aus dem Vorratsbehälter 18. Nach entsprechender Agitation durch Drehen des liegenden Behälters 10 erfolgt das Auffüllen mit Dichtetrennflüssigkeit 39. Da sich jetzt nur noch relativ wenig Bindemittel im Behälter 10 befindet, ist die Bindemittellösung 40 nur schwach mit Bindemittel belastet. Bei dem zweiten Verfahrensschritt wird diese Bindemittellösung über das geöffnete Ventil 24 in den Vorratsbehälter 17 zurückgeführt. Erst anschließend an diesen zweiten Lösungsvorgang erfolgt das Waschen der Mineralstoffe mit Waschflüssigkeit 20.
• Wird anschließend eine neue Charge bituminösen Gemisches in den Behälter 10 eingegeben, dann wird die belastete Bindemittellösung aus dem Vorratsbehälter 17 zum Lösen während des ersten Verfahrensschrittes benutzt. Der Vorratsbehälter 18, der von der Destillationseinrichtung 28 stets reines Lösungsmittel erhält, wird immer nur für den zweiten Verfahrensschritt eingesetzt, bei dem die höchste Reinheitsstufe erreicht wird.
• Das oben anhand der Trennung von Asphaltbestandteilen beschriebene erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Trennung der Komponenten anderer Mischungen eingesetzt werden, beispielsweise von Teergemischen, kohlenwasserstoff-kontaminierten Böden, ölhaltigem Walzenzunder aus der Stahlverarbeitung u. dgl. Der Begriff »Bitumen« ist in diesem Sinne weitläufig zu verstehen.

Claims (10)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Gewinnung von Bindemittel aus mineralstoffhaltigen bituminösen Gemischen unter Verwendung eines Lösungsmittels, bei welchem die Mineralstoffe in einem Behälter durch Sedimentation von dem im Lösungsmittel gelösten Bindemittel getrennt werden, eine Abtrennung der Bindemittellösung von den Mineralstoffen durch eine Dichtetrennflüssigkeit erfolgt, auf der die Bindemittellösung aufschwimmt, und anschließend das Lösungsmittel durch Destillation entfernt wird, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h mindestens zwei einander erfolgende Verfahrensschritte, wobei in einem ersten Verfahrensschritt die Bindemittellösung abgeführt und destilliert, in einem zweiten Verfahrensschritt die beim ersten Verfahrensschritt abgetrennten Mineralstoffe durch erneutes Zuführen von Lösungsmittel und Dichtetrennflüssigkeit von restlichem Bindemittel befreit werden, und die bei dem zweiten Verfahrensschritt anfallende gering belastete Bindemittellösung bei dem nächstfolgenden ersten Verfahrensschritt ohne vorherige Destillation als Lösungsmittel benutzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mineralstoffe nach dem Entfernen der Bindemittellösung unter Zugabe einer Waschlösung gereinigt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösen des Bindemittels, das Abtrennen der Bindemittellösung von den Mineralstoffen und ggf. das Waschen der Mineralstoffe in demselben Behälter erfolgen.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösen des Bindemittels bei liegendem und um seine Längsachse rotierendem Behälter erfolgt.
5. 5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter (10) vorgesehen ist, dessen Einlaß (14) nacheinander mit einem Vorratsbehälter (17, 18) für Lösungsmittel und einem Vorratsbehälter (19) für die Dichtetrennflüssigkeit verbindbar ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) an seinem oberen Ende einen Auslaß (12) für die Bindemittellösung (40) aufweist.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (14) des Behälters mindestens ein Tauchrohr (15) aufweist.
8. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (12) des Behälters (10) über einen Schwerescheider (13) mit einer Destillationseinrichtung (28) verbunden ist.
9. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Destillat-Auslaß (43) der Destillationseinrichtung (28) mit mindestens einem Vorratsbehälter (18) für Lösungsmittel verbunden ist, von dem eine Leitung (16) zu dem Behälter (10) führt.
10. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchrohr (15) über Ventile (23, 22, 21) mit je einem Vorratsbehälter (19, 20) für Dichtetrennflüssigkeit (39) und Waschlösung (20) verbunden ist und daß an beide Behälter (19, 20) über Ventile (30, 31) eine Saugeinrichtung (32) angeschlossen ist.

    Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

    Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (US-PS 25 03 175) wird Asphalt verarbeitet, um Mineralstoffanteile, die größer sind als 10 llm abzusondern, während die kleineren Mineralstoffanteile und Tonmineralien im Endprodukt verbleiben sollen. Um die natürlicherweise im Asphalt enthaltenen Mineralstoffe in eine disperse Phase zu überführen, wird Wasser bzw. eine Salzlösung benutzt, wodurch der natürliche Wassergehalt des Asphalts angehoben wird, um einen größeren Anteil der Mineralstoffe zu benetzen und dispers aufzuschließen.

    Anschließend an die Bewässerung wird Lösungsmittel zugegeben, das eine bestimmte Schwere hat. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Schwere der resultierenden Bitumenlösung sich von derjenigen der wäßrigen Komponente der Wasser- oder Salzlösung unterscheidet, so daß die beiden Flüssigkeitsphasen in den Mineralstoffen dispergiert sind, durch eine Dichtetrennflüssigkeit getrennt werden können. Nach durchgeführter Trennung erfolgt die Wiedergewinnung des Lösungsmittels aus dem Bindemittel/Lösungsmittel-Gemisch durch Destillation.

    Das bekannte Verfahren ist ein einstufiges Verfahren, d. h. nach jedem Behandlungsvorgang muß das Lösungsmittel durch Destillation wiedergewonnen werden, was einen erheblichen Energieaufwand erfordert.

    Andererseits enthält dasjenige Material, das sich am Boden des Sedimentationsgefäßes abgesetzt hat, noch erhebliche Bindemittelanteile, so daß es nicht ohne Probleme entsorgt werden kann.

    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, mit dem eine vollkommenere Trennung der Mineralien von dem Bindemittel erfolgt, ohne daß hierfür ein wesentlicher zusätzlicher Energieaufwand erforderlich ist.

    Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

    Nach der Erfindung wird ein zweistufiges Verfahren durchgeführt, wobei eine Wiedergewinnung des Lösungsmittels durch Destillation nur nach dem ersten Verfahrensschritt erfolgt. Beim zweiten Verfahrensschritt, dem die sedimentierten Mineralien unterworfen werden, wird grundsätzlich frisches (bzw. durch Destillation gewonnenes) Lösungsmittel benutzt. Dieses Lösungsmittel, das bei dem zweiten Verfahrensschritt wegen der relativ geringen Bindemittelmengen nur schwach belastet wird, wird dem Behälter undestilliert zugeführt und bei dem nachfolgenden ersten Verfahrensschritt als Lösungsmittel in den Behälter eingegeben. Dasjenige Lösungsmittel, das für den zweiten Verfahrensschritt benutzt wird, welcher die Feinreinigungsstufe der Mineralstoffe bildet, wird bei dem nachfolgenden ersten Verfahrensschritt in verunreinigter Form wiederum als Lösungsmittel benutzt. Auf diese Weise ist es möglich, eine zweistufige Dichtetrennung durchzuführen und für beide Stufen nur einen einzigen Destillationsschritt zu verwenden.