DE3512965C2

DE3512965C2 -

Info

Publication number: DE3512965C2
Application number: DE19853512965
Authority: DE
Inventors: Heinrich 4048 Grevenbroich De Buzga; Heinz 5401 Wolken De Sauer
Original assignee: Bus Projekt 6000 Frankfurt De GmbH
Current assignee: CONALTEC CONSULTS FOR ALUMINIUM TECHNOLOGY GMBH, 5
Priority date: 1985-04-11
Filing date: 1985-04-11
Publication date: 1993-07-01
Also published as: DE3512965A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufberei tung von Schwerbestandteile enthaltendem, zerkleinerten Ab fallgut, insbesondere Kunststoffabfällen mit einem Anteil an Metall, wie z. B. Kabelabfällen.

Kunststoffabfälle können aufbereitet und als Rohstoff zu rückgewonnen werden, um erneut granuliert und in herkömm licher Weise weiterverarbeitet zu werden. Dabei kommt es entscheidend darauf an, daß der Kunststoff keine Verunrei nigungen, und insbesondere keine Schwerbestandteile wie z. B. Metalle enthält. Diese müssen ausgeschieden werden, um regranulierbaren Kunststoff zu erhalten, was aber für Abfallgut nach Art von Kabelabfällen bislang nicht in be friedigender Weise gelungen ist.

Kabelabfälle enthalten neben regranulierbarem Kunst stoff wie Polyäthylen (PE), Polyvinylchlorid (PVC) usw. einen Anteil an Kupfer, Glasfasern, Papier u. a. m. Man kann das Abfallgut vorbehandeln und insbesondere in einem Naßverfahren den Polyäthylenanteil abtrennen, da Polyäthylen auf Wasser aufschwimmt. Ferner kann man das Abfallgut auf konventionelle Weise entkupfern, wobei aber ein Restkupferanteil von ca. 2-5% verbleibt. Dieser stellt eine hochgradige Verunreinigung dar, und es ist völlig ausgeschlossen, die damit behaftete Kunststoff masse wieder als Rohstoff zu granulieren.

Aus der DE 29 11 640 A1 ist ein Verfahren bekanntgeworden, bei welchem das Isolationsmaterial von Metalleitern durch Abkühlen versprödet und danach von diesen abgetrennt wird. An gaben zur Auftrennung der Bestandteile finden sich in dieser Literaturstelle nicht.

In der (nachveröffentlichten) DE 34 10 961 A1 ist eine Vor gehensweise beschrieben, mit welcher die vorgenannte Mischung aufgetrennt werden kann. Metallische Anteile werden hierbei von den nichtmetallischen durch eine Vorfraktionierung in Form einer Sedimentation abgetrennt, anschließend wird der schwerere Austrag mittels einer Schichtströmung weiter aufgearbeitet.

Aufgabe der Erfindung ist es, demgegenüber ein wenig aufwen diges, großtechnisch problemlos durchführbares Verfahren zur Aufbereitung von Abfallgut und insbesondere Kabelabfällen anzugeben, bei dem das Metall in hoher Konzentration als Rohstoff zurückgewonnen wird, und bei dem zugleich eine von Metall bestandteilen praktisch freie Kunststoff-Fraktion erhalten wird, die erneut granuliert und weiterverarbeitet werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit Hilfe eines die Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden Verfahrens, vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.

Die Fliehkraftabscheidung wird hierbei bevorzugt dadurch durch geführt, daß man das in Wasser eingerührte Abfallgut mit hoher Geschwindigkeit radial in einen Hydrozyklin einspeist und von diesem kontinuierlich oder taktweise nach oben die leichte Fraktion und nach unten die schwere Fraktion abzieht.

Die schwere Fraktion kann anschließend eine zweite Trenn stufe durchlaufen, in der man schwimmfähige Bestandteile durch Aufschwemmen abtrennt. Das erhaltene Schwemmwasser kann mit der leichten Fraktion vereinigt werden, worauf man beide Komponenten vorzugsweise gemeinsam entwässert. Hierbei ist eine Abwasserrückgewinnung möglich, bei der man das Abwasser zurückführt und erneut zum Einrühren von Abfallgut verwendet.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient ein Hydrozyklon von spezieller, in den Ansprüchen näher gekennzeichneter Bauweise. Die daraus entnommene schwe re Fraktion kann auf einem Schrägförderband durch Ab schwemmen weiterbehandelt werden. Die Aufgabe auf das Schrägförderband erfolgt bevorzugt mit einem weitgehend unter Wasser stehenden Schneckenförderer, in dem die schwere Fraktion homogenisiert und fließfähig gehalten wird, und über eine Dosierwalze, mit der man eine beson ders gleichmäßige Verteilung auf dem Schrägförderband erzielt. Die dort abgeschwemmten Leichtbestandteile kön nen zusammen mit der leichten Fraktion des Hydrozyklons in einer Entwässerungsstation weiterbehandelt werden, die vorzugsweise die Form eines Schwingsiebs hat. Man erhält hier entwässertes Kunststoffgut mit einem hohen Grad an Reinheit, das als Rohstoff in der Kunststoff produktion granuliert, extrudiert usw. werden kann. Anderer seits fällt am oberen Ende des Schrägförderers eine ge reinigte, schwere Fraktion mit einem sehr hohen Metallge halt an, die ebenfalls für ein Recycling gut geeignet ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Teilweise schematisch zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfin dungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 als Einzelheit den darin verwendeten Hydro zyklon.

Fig. 1 zeigt links unten eine Einrührstation, die dazu dient, Abfallgut in Wasser einzurühren. Man erkennt einen nach oben offenen Bottich 10, der eine Becherform mit einem nach unten gewölbten Boden 12 aufweist. Am oberen Rand des Bottichs 10 ist ein Flansch 14 zur Anbringung eines Deckels angedeutet. Im Innern des Bottichs 10 befin det sich ein Rührwerk 16 das mit einem Motor 18 ange trieben wird. Der Bottich 10 wird von oben her mit Abfall gut 20 und Wasser 22 beschickt. Es handelt sich um zer kleinertes Abfallgut 20, das Schwerbestandteile enthält und vorzugsweise um Kunststoffabfälle mit einem Anteil an Metall, wie z. B. Kabelabfälle. Letztere werden vorent kupfert, bevor sie zu der Einrührstation gelangen. Sie ent halten dann noch einen Restkupferanteil von ca. 5%. Weiter hin sind in Kabelabfällen Kunststoffe wie z. B. Polyäthylen (PE), Polyvinylchlorid (PVC), Glasfasern, papierähnliche Be standteile und sonstige Verunreinigungen enthalten. Dieses Abfallgut wird in dem Bottich 10 mit Wasser zu einem pumpfähigen Gemenge verrührt, wobei der Wasser spiegel 24 dicht unterhalb der Oberkante des Bottichs 10 steht. Das Gemenge wird im Bodenbereich 12 des Bottichs abgezogen. In der entsprechenden Entnahmeleitung 26 liegt ein Ventil 27. Die Entnahmeleitung 26 führt an die Saug seite einer Pumpe 28, die das Gemenge unter Druck in einen Zyklon 30 fördert.

Der Zyklon 30 ist in Fig. 2 näher dargestellt. Er weist ein Gehäuse 32 auf, das mit seiner Längsachse vertikal orientiert ist. Das Gehäuse 32 hat einen kreiszylindrischen, oberen Gehäuseabschnitt 34 und einen daran ansetzenden, konisch sich verjüngenden unteren Gehäuseabschnitt 36. Die ser bildet an seiner Engstelle einen Auslaß 38, an dem mittig und axial ein nach unten abgehendes Auslaßrohr 40 ansetzt. Das Auslaßrohr 40 ist mit einem Schieber 42 ver schlossen.

Der zylindrische, obere Gehäuseabschnitt ist 3-5 mal, vorzugsweise ca. 4 mal höher als der untere konische Ge häuseabschnitt. Er wird oben durch einen Deckel 44 abge schlossen, durch den ein Tauchrohr 46 durchgeführt ist. Das Tauchrohr 46 ist koaxial auf der Längsmittelachse des Gehäuses 32 angeordnet. Es durchzieht den zylindri schen Gehäuseabschnitt 34, und es ragt in den konischen Gehäuseabschnitt 36 hinein, wo es im Abstand zu dem Aus laß 38 endet. Außerhalb des Zyklons 30 setzt sich das Tauchrohr 46 in einem U-förmigen Rohrkrümmer 48 fort.

Der Deckel 44 weist eine außermittig angeordnete, zweite Anschlußöffnung 50 auf, an die ein Rohrstutzen 52 führt. Weiterhin ist auf dem Umfang des zylindrischen Gehäuseab schnitts 34 im Bereich von dessen oberem Ende eine Einlaß öffnung 54 vorgesehen. Diese bildet die Mündung eines kreis zylindrischen Rohres 56, das tangential zu dem Zylinderman tel des Zyklons 30 orientiert ist. Durch dieses Rohr 56 wird das mit Wasser vermengte Abfallgut unter hoher Geschwin digkeit in den Zyklon 30 eingespeist.

Der Zyklon 30 trennt das Abfallgut durch Fliehkraftabschei dung in zwei Fraktionen, wobei er als Hydrozyklon mit Was ser als Trägermedium arbeitet. Das durch das Rohr 56 eintre tende Abfallgut-Wasser-Gemisch läuft im Innern des Gehäu ses 32 mit hoher Rotationsgeschwindigkeit um, wobei durch die Fliehkraftwirkung die schwereren Feststoffteilchen nach außen gedrängt werden, während sich im Zentrum des Ge häuses die leichten Bestandteile sammeln. Die Füllung sinkt durch Schwerkraftwirkung ab, wobei sich schließ lich die Schwerbestandteile spiralig längs der konischen Gehäusewand bewegen und nach unten durch den Auslaß 38 ausgetragen werden. Die leichten Bestandteile steigen in der Strömung auf, und sie werden durch die herrschen den Druckkräfte und dynamischen Kräfte durch das Tauch rohr 46 nach oben ausgetragen. Im Bereich des Auslasses 38 für die Schwerbestandteile bildet sich eine klumpenförmi ge Ansammlung von Feststoffen, eine sog. Trombe, die im Zentrum der Wirbelströmung liegt. Das Anwachsen der Trombe kann dadurch kontrolliert werden, daß man die schwere Frak tion mit einer entsprechenden Rate durch das Auslaßrohr 40 abzieht, um so mehr oder weniger stationäre Verhältnisse zu erzielen. Das Abziehen kann kontinuierlich erfolgen, in dem man den Schieber auf eine entsprechende lichte Weite der Auslaßöffnung einstellt. Doch ist auch ein taktweises Abziehen möglich, bei dem man den Schieber 42 in geeigneten Zeitabständen öffnet und schließt. Nicht zuletzt kann man in dem Auslaßrohr 40 zwei Schieber hintereinander anordnen, so daß diese eine Kammer abteilen, die sich füllt und bei Bedarf entleert wird.

Durch die Anschlußöffnung 50 in dem Deckel 44 kann zu sätzlich Wasser 22 in den Zyklon 30 eingespeist werden, um die Transportströmung aufrechtzuerhalten. Diese Was serzugabe empfiehlt sich insbesondere bei einem hohen Feststoffanteil der in den Zyklon 30 eintretenden Abfall gut-Wasser-Mischung. Sie ist nicht unbedingt erforderlich, und auch der entsprechende Anschluß 50, 52 kann gegebenen falls entfallen.

Zurückkommend auf Fig. 1, ist der Auslaß des Zyklons 30 für die schwere Fraktion über ein trichterförmig sich er weiterndes Anschlußteil 58 mit dem unteren Ende eines Schneckenförderers 60 verbunden. Der Schneckenförderer 60 übernimmt die in dem Zyklon 30 abgeschiedene schwere Frak tion und transportiert sie schräg nach oben. Er hat ein zylinderrohrförmiges Gehäuse 62, dessen unteres Ende mit einem Boden 64 verschlossen ist. Auf der Längsmittelachse des Gehäuses 62 ist eine Welle 66 drehbar gelagert, die mittels eines Motors 68 angetrieben wird. Die Welle 66 trägt eine schraubenförmige Transportbahn 70, die das Innere des Gehäuses 62 ausfüllt und als Förderschnecke wirkt. Über das Anschlußteil 58 in den Schneckenförderer 60 ge langendes Gut wird in dessen Längsrichtung schräg aufwärts transportiert und an einem Auslaß 72 abgegeben, der sich am anderen Ende des Schneckenförderers 60 an dessen Unter seite befindet.

Der Schneckenförderer 60 ist abgedichtet an den Zyklon 30 angeschlossen. Er übernimmt die mit Wasser aufgeschwemmte, schwere Fraktion, und sein Gehäuse 62 steht selbst weit gehend unter Wasser. Während der Förderbewegung wird das Gut erneut mit Wasser eingerührt, durchgemischt, homogeni siert und fließfähig gehalten. Der Auslaß 72 des Schnecken förderers 60 liegt oberhalb des Wasserspiegels, und vorzugs weise oberhalb eines gemeinsamen Wasserspiegels in Zyklon 30 und Schneckenförderer 60. Das aus dem Auslaß 72 austretende Gut ist dementsprechend breiig und teilentwässert.

Das Gut fällt über einen vertikalen Schacht 74 auf eine Dosierwalze 76, die oberhalb eines Schrägförderbands 78 angeordnet ist. Die Dosierwalze 76 dient dazu, das Gut in gleichmäßiger Verteilung auf das Schrägförderband 78 abzu laden. Die Dosierwalze 76 befindet sich in mittiger Anord nung unterhalb des Schachts 74. Sie weist eine rauhe Ober fläche auf, und kann insbesondere an der Oberfläche mit einer Verzahnung oder Zackenstruktur versehen sein, an der das aufgegebene Gut wenigstens zum Teil haftet. Im Abstand von der Oberfläche der Dosierwalze 76 befindet sich ein Abstreifer 80, der als Teil der Schachtwand gelenkig an geordnet ist und unter der Kraft einer Rückstellfeder 82 steht. Der Abstreifer 80 hält Gut in dem Schacht 74 ober halb der Dosierwalze 76 zurück und sorgt für eine gleich mäßige Schichtdicke auf der Dosierwalze 76, die wiederum zu einem stetigen Auftrag auf das Schrägförderband 78 führt.

Das Schrägförderband 78 weist zwei parallele Trume 84, 86 auf, die über Umlenkwalzen 88 geführt sind. Es dient dazu, in der schweren Fraktion noch enthaltene, schwimmfähige Bestandteile durch Aufschwemmen abzutrennen. Hierzu ist oberhalb der Dosierwalze 76 eine Sprühstation vorgesehen, an der Wasser 22 auf das obere Trum 84 aufgegeben wird. Pa rallel geschaltete Sprühleitungen der Sprühstation sind mit 90 bezeichnet, und darin liegende Ventile mit 92. Das Was ser läuft die schräge Ebene des Schrägförderbandes 78 herab, wobei es speziell leichtere Bestandteile als Kupfer mitnimmt. Das Schräg förderband 78 läuft im Gegenstrom bergauf. Es ergibt sich so eine lange Verweilzeit des aufliegenden Guts in dem Wasserstrom, durch die eine gründliche Waschung erzielt wird. Die abgetrennte leichte Fraktion läuft vom unteren Ende des Schrägförderbands 78 herab, und sie wird in einem Auffänger 94 gesammelt. Die schweren Bestandteile blei ben auf dem oberen Trum 84 des Schrägförderbands 78 lie gen, bis dieses die obere Umlenkwalze 88 erreicht, wo die schwere Restfraktion in einen Sammelbehälter 96 abge kippt wird. Diese Restfraktion enthält mit einem hohen Anreicherungsgrad Schwerbestandteile, insbesondere Kupfer und anderes Metall, das zurückgewonnen werden kann.

Die an dem Schrägförderband 78 anfallende leichte Fraktion wird mit der leichten Fraktion des Zyklons 30 vereinigt und zusammen in eine Entwässerungsstation 98 gegeben. Die Ent wässerungsstation kann beispielsweise ein Schwingsieb 100 enthalten, das schräg nach oben geneigt ist und in einer hin- und hergehenden oszillierenden Bewegung angetrieben wird. Das zu entwässernde Gut wird am unteren Ende des Schwingsiebs 100 aufgegeben. Die Festbestandteile wandern den Siebtisch herauf, und sie fallen am oberen Ende in einen Sammelbehälter 102 herab. Das Wasser kann durch die Maschen des Siebs nach unten ablaufen, wo es gesammelt und abgeführt wird. Man kann das Wasser - gegebenenfalls nach einer Klärung oder sonstigen Aufbereitung - an die Einrührstation zurück führen und zum erneuten Einrühren von Abfallgut verwenden, d. h. mit einem geschlossenen Wasserkreis arbeiten. Doch besteht auch die Möglichkeit, die Anlage mit Frischwasser zufuhr zu betreiben und das Abwasser in die Kanalisation zu geben, und nicht zuletzt lassen sich beide Bauformen kombinieren.

Neben der gezeigten, ein Schwingsieb 102 enthaltenden Ent wässerungsstation können auch andere Entwässerer zum Ein satz kommen, die beispielsweise eine rotierende Trommel, eine Schrägförderstrecke o. ä. enthalten.

Die in dem Sammelbehälter 102 anfallende, entwässerte leich te Fraktion besteht im Fall von Kabelabfällen oder ähnlichem Abfallgut aus von Schwerbestandteilen und insbesondere Metall befreitem, gereinigtem Kunststoff, der sich ausgezeichnet für eine Aufbereitung durch granulieren, extrudieren o. ä. eignet. Der Ausstoß der Anlage läßt sich in einfacher Weise über die Abzugsgeschwindigkeit regeln, mit der man die sich in dem Zy klon 30 bildende Schwerfraktionstrombe abbaut. Beginnt man an der Einrührstation mit vorentkupferten Kabelabfällen, die einen Restanteil von ca. 5% Kupfer enthalten, wobei Poly äthylen (PE) vorher entfernt sein kann, so erreicht man an dem Auslaß 38 des Zyklons 30 bereits einen Metallgehalt der schweren Fraktion von ca. 70%, und durch das an schließende Abschwemmen wird eine weitere Steigerung bis zu 99% er zielt. Der Metallgehalt der leichten Fraktion ist an dererseits so niedrig, daß die hohen, für die Aufberei tung von Kunststoffabfällen bestehenden Reinheitsanfor derungen erfüllt werden.

Liste der Bezugszeichen

10 Bottich
12 Boden
14 Flansch
16 Rührwerk
18 Motor
20 Abfallgut
22 Wasser
24 Wasserspiegel
26 Entnahmeleitung
27 Ventil
28 Pumpe
30 Zyklon
32 Gehäuse
34 zylindrischer Gehäuseabschnitt
36 konischer Gehäuseabschnitt
38 Auslaß
40 Auslaßrohr
42 Schieber
44 Deckel
46 Tauchrohr
48 Rohrkrümmer
50 Anschlußöffnung
52 Rohrstutzen
54 Einlaßöffnung
56 Rohr
58 Anschlußteil
60 Schneckenförderer
62 Gehäuse
64 Boden
66 Welle
68 Motor
70 Transportbahn
72 Auslaß
74 Schacht
76 Dosierwalze
78 Schrägförderband
80 Abstreifer
82 Rückstellfleder
84 oberes Trum
86 unteres Trum
88 Umlenkwalze
90 Sprühleitung
92 Ventil
94 Auffänger
96 Sammelbehälter
98 Entwässerungsstation
100 Schwingsieb
102 Sammelbehälter

Claims

1. Verfahren zur Aufbereitung von Schwerbestandteile enthalten dem, zerkleinertem Abfallgut, insbesondere Kunststoffabfällen mit einem Anteil an Metall, wobei man das Abfallgut in Wasser einrührt und durch Fliehkraftabscheidung in eine im wesentlichen Leichtbestandteile enthaltende, leichte Fraktion und eine im wesentlichen Schwerbestandteile enthaltende, schwere Fraktion trennt, und die Fraktionen separat weiterbehandelt, insbesondere entwässert und speichert, dadurch gekennzeichnet, daß man die schwere Fraktion auf ein Schrägförderband aufgibt und schwimmfähige Bestandteile durch Wasseraufgabe auf das Band abtrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schrägförderband mit Wasser besprüht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus der Fliehkraftabscheidung erhaltene schwere Fraktion über einen weitgehend unter Wasser stehenden Schneckenförderer auf das Schrägförderband aufgibt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das den Schneckenförderer verlassende Gut über eine Dosierwalze auf den Schrägförderer aufgegeben wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß man das vom Schrägförderband ablaufende Schwemm wasser mit der leichten Fraktion der Fliehkraftabscheidung vereinigt, gemeinsam entwässert und das Abwasser zum Einrühren von ungereinigtem Abfallgut von der Fliehkraftabscheidung verwendet.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 5, bestehend aus einem Hydrozyklon mit Eintrag (54) und Auslaß (35, 48) für die separierten schwereren und leichteren Fraktionen, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (38) mit einem Schrägförderband (78) verbunden ist, das von oben mit Wasser spülbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwi schen dem Auslaß (38) und dem Schrägförderband (78) ein mit Wasser flutbarer Schneckenförderer (60) angeordnet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Auslaß (72) des Schneckenförderers (60) und dem Schrägförderband (78) eine Dosierwalze (76) angeordnet ist, über die das auf das Schrägförderband (78) aufgegebene Gut verteilt wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der Hydrozyklon (30) ein auf der Längsmittel achse des Gehäuses (32) angeordnetes, bis in den konischen Gehäuseabschnitt (36) ragenden und im Abstand von dem Auslaß (38) für die schwere Fraktion endendes Tauchrohr (46) zum Abziehen der leichten Fraktion aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch eine Einrührstation mit einem von oben zu beschickenden Bottich (10), der ein Rührwerk (16) enthält und in seinem Bodenbereich eine Abzugöffnung aufweist, über die Gut ent nommen und mittels einer Pumpe (28) unter Druck in den Hydrozyklon (30) gefördert werden kann.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß das Schrägförderband (78) an seinem hinteren Ende einen Auffänger (94) für das Wasser und davon aufgenom mene Leichtbestandteile aufweist und daß vom Tauchrohr (46) und dem Auffänger (94) je eine Leitung zu einer Entwässer ungsstation (98), wie z. B. einem Schwingsieb (100) führt, von der aus das Wasser in die Einrührstation gegeben wird.