DE4204926A1 - Verfahren zur entoelung von rueckstaenden aus der metallverarbeitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entölung von Rückständen aus der Metallbearbeitung, insbesondere von Spänen und Schlämmen, bei dem die Rückstände nach einer Vorbehandlung, bei der sie ohne Zugabe von Wasser mit einem Emulgator vermischt werden, in einem Waschprozeß unter Verwendung einer wäßrigen Spülflüssigkeit gewaschen werden, wobei das Öl in der Spülflüssigkeit emulgiert, und bei dem die Spülflüssigkeit vom gewaschenen Feststoff gut abgetrennt wird.

Ein Verfahren der angegebenen Art ist aus der WO 91/11 543 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden die vor­ behandelten Rückstände in einem Behälter mit der Spülflüssig­ keit vermischt und unter Rühren der Einwirkung von Ultra­ schall unterworfen. Durch die Einwirkung von Ultraschall bei gleichzeitigem Rühren konnte eine wirksame Entölung der Produktionsrückstände erreicht werden. Die Verweilzeit in den Rührreaktoren erwies sich jedoch als noch zu hoch.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art die Wirksamkeit des Waschvorgangs zu steigern und die Verweilzeit in der Waschstufe zu reduzieren.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Rückstände nach der Vorbehandlung ohne vorherige Wasser­ zugabe in einen Hochdruckwasserstrahl gegeben werden. Es hat sich überraschend gezeigt, daß durch die Einwirkung eines Hochdruckwasserstrahls selbst feinste Rückstandspartikel mit einem Durchmesser von 5 bis 50 µm von anhaftendem Öl gerei­ nigt werden, wobei das Öl in die wäßrige Phase übertragen wird und darin emulgiert. Die Verweilzeit des Waschguts in der Waschstufe, in der es der Einwirkung von Hochdruck­ wasserstrahlen unterliegt, konnte gegenüber dem eingangs genannten, bekannten Verfahren um den Faktor 10-20 verkürzt werden.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann das Waschgut mehrfach der Einwirkung eines Hochdruckwasserstrahls ausge­ setzt werden, wobei zwischen den einzelnen Waschstufen jeweils eine Entwässerung vorgesehen ist. Im Hochdruckwasser­ strahl kann weiterhin erfindungsgemäß eine geringe Menge eines Tensides beigegeben werden, um das Emulgieren der Öltröpfchen zu beschleunigen.

Gemäß einer Verfahrensvariante kann weiterhin vorgesehen sein, daß das vorbehandelte Rückstandsgut vor dem Eingeben in den Hochdruckwasserstrahl zunächst in einem Behälter unter Rühren mit einer wäßrigen Spülflüssigkeit gewaschen und anschließend entwässert wird. Der im Behälter befindlichen wäßrigen Spülflüssigkeit kann hierbei ebenfalls ein Tensid beigegeben werden. Nach dem Verlassen des Hochdruckwasser­ strahls wird der gereinigte Feststoff, beispielsweise durch Zentrifugieren, entwässert und getrocknet. Das so erhaltene, entölte Produkt kann beispielsweise durch erneutes Ein­ schmelzen wieder in einen Produktionsprozeß zurückgeführt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden an Hand zweier Beispiele näher beschrieben. Bei beiden Verfahrensbei­ spielen wurde ein ölbehafteter Stahlschleifschlamm mit einem Ölgehalt von 21% entölt. Zur Vorbehandlung wurde der Schleifschlamm zunächst in einem Mischer mit Emulgator vermischt. Die Weiterbehandlung erfolgte gemäß folgender Beispiele:

Beispiel 1

Das Mischprodukt wurde ohne Zusatz weiterer Stoffe in einen Hochdruckwasserstrahl mit einem Treibdruck zwischen 50 und 100 bar fallengelassen. Die hierbei entstandene Suspension wurde nach einer Verweilzeit von unter 10 Sekunden in einer Zentrifuge getrennt. Der gewonnene Feststoff wurde nochmals in einen Hochdruckwasserstahl gegeben und nach einer nochma­ ligen Verweilzeit von unter 10 Sekunden von der Spülflüssig­ keit getrennt und getrocknet. Dem Wasserstrahl wurden hierbei geringe Mengen von Tensid zugegeben. Nach der Trocknung hatte der gewonnene Schleifstaub einen Restgehalt an Öl von ca. 0,5%. Dieses Beispiel entspricht dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Verfahrensablauf.

Beispiel 2

Das Mischprodukt aus der Vorbehandlungsstufe wurde mit der zehnfachen Menge Wasser mit einem geringen Gehalt an Tensid ca. 1 Minute gerührt und dann zentrifugiert. Der auf diese Weise gewonnene Feststoff wurde dann in einen Hochdruck­ wasserstrahl gegeben und nach einer Verweilzeit von unter 10 Sekunden wurde der Feststoff aus der entstandenen Suspension getrennt und getrocknet. Nach der Trocknung ergab sich auch hier ein Restölgehalt von 0,4 bis 0,6%. Diesem Beispiel entspricht der im Fig. 2 dargestellte Verfahrensablauf.

Bei dem zweiten Beispiel überschreitet zwar die Verweilzeit des gesamten Waschvorgangs eine Minute. Es ergibt sich aber der Vorteil, daß das Prozeßwasser ohne Zwischenbehandlung im Gegenstrom geführt werden kann, indem das schwach ölbeladene Wasser, das aus der durch den Hochdruckwasserstrahl gebilde­ ten Suspension abgetrennt wird, in der ersten Waschstufe zum Beispiel zum Waschen durch Rühren eingesetzt wird.

Bei beiden geschilderten Verfahrensbeispielen kann das mit Öl beladene Wasser nach der Ableitung aus dem Waschprozeß gereinigt und danach in den Waschprozeß zurückgeleitet werden.

Die Beaufschlagung des Mischprodukts mit einem Hochdruck­ wasserstrahl kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung in einem Reaktor erfolgen, der aus einem langgestreckten Rohr besteht, in das an einem Ende aus einer dort angeordneten Düse ein Hochdruckwasserstrahl eintritt, dessen Durchmesser in einem Abstand von der Düse im wesentlichen den Innendurch­ messer des Rohres erreicht. Die Eintrittsöffnung am Ende des Rohres ist größer als der Außendurchmesser der Düse, so daß neben dem Wasserstrahl auch Luft in das Rohr eintreten kann. In einem Abstand von der Düse befindet sich seitlich an dem Rohr eine Einfüllöffnung, durch die das Mischprodukt aus ölbeladenen Rückständen und Emulgator bzw. der nach einer ersten Waschstufe entwässerte Feststoff in den Hochdruck­ wasserstrahl geleitet wird. Das zugeführte Material wird hierbei von dem mit hoher Strömungsgeschwindigkeit an der Einfüllöffnung vorbeischießenden Hochdruckwasserstrahl mitgerissen und dabei so stark verwirbelt, daß auch feinste Teilchen von dem daran anhaftenden Öl getrennt werden und das Öl in der wäßrigen Phase emulgiert. Auf der sich an die Einfüllöffnung anschließenden, durch das Rohr gebildeten Reaktionsstrecke verlangsamt sich die Strömungsgeschwin­ digkeit bei stark turbulenten Strömungsverhältnissen, die ebenfalls für eine wirksame Reinigung der Feststoffpartikel sorgen. Am Ende der Reaktionsstrecke, deren Länge aufgrund der herrschenden Strömungsverhältnisse einer Einwirkdauer von wenigen Sekunden entspricht, ist das Rohr abgebogen, um eine Strömungsberuhigung zu erreichen, und an eine Entwässerungs­ station angeschlossen. Der Waschprozeß wird dabei so gesteu­ ert, daß die das Rohrende verlassende Suspension einen Wassergehalt von etwa 80-90 Gewichtsprozent hat. Zur Errei­ chung längerer Verweilzeit in dem Reaktor kann es nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung zweckmäßig sein, hinter der Einfüllöffnung in einem Abstand voneinander durch in der Rohrwand angeordnete und in Strömungsrichtung geneigte Düsen noch weitere Hochdruckwasserstrahlen in das Rohr eintreten zu lassen.

In Fig. 3 ist der beschriebene Reaktor schematisch darge­ stellt. Der rohrförmige Reaktor ist mit 1, die den Hochdruck­ wasserstrahl erzeugende Düse mit 2, die Einfüllöffnung mit 3 und die Austrittsöffnung mit 4 bezeichnet.

Auch das Rühren des Waschguts in der ersten Waschstufe gemäß Beispiel 2 kann mit Hilfe eines Hochdruckwasserstrahls erfolgen, in dem dieser mit hoher Strömungsgeschwindigkeit in die in einem Behälter befindliche Waschflüssigkeit geleitet wird, um dort die erforderlichen Strömungsturbulenzen hervorzurufen.

Claims (11)

1. Verfahren zur Entölung von Rückständen aus der Metall­ bearbeitung, insbesondere von Spänen und Schlämmen, bei dem die Rückstände nach einer Vorbehandlung, bei der sie ohne Zugabe von Wasser mit einem Emulgator vermischt werden, in einem Waschprozeß unter Verwendung einer wäßrigen Spülflüssigkeit gewaschen werden, wobei das Öl in der Spülflüssigkeit emulgiert, und bei dem die Spülflüssigkeit vom gewaschenen Feststoffgut abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstände nach der Vorbehandlung ohne vorherige Wasserzugabe in einen Hochdruckwasserstrahl gegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbehandelten Rückstände in mehreren Waschstufen der Einwirkung eines Hochdruckwasserstrahls ausgesetzt werden, wobei zwischen den einzelnen Waschstufen eine Entwässerung des Waschguts durchgeführt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hochdruckwasserstrahl eine geringe Menge eines Tensids beigegeben wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbehandelten Rück­ stände vor dem Eingeben in einen Hochdruckwasserstrahl zunächst in einem Behälter unter Rühren mit einer wäßrigen Spülflüssigkeit gewaschen und anschließend entwässert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der wäßrigen Spülflüssigkeit ein Tensid zugesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstände nach dem Waschen entwässert und getrocknet werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Entwässern der Rück­ stände durch Zentrifugieren erfolgt.

8. Reaktor zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein langgestrecktes Rohr, in das an einem Ende aus einer dort angeordneten Düse ein Hochdruckwasserstrahl eintritt, dessen Strahldurchmesser in einem Abstand von der Düse im wesentlichen den Innendurchmesser des Rohres erreicht, und daß in einem Abstand von der Düse in der Wand des Rohres eine Einfüllöffnung vorgesehen ist, durch die das Waschgut in den Hochdruckwasserstrahl geleitet wird.

9. Reaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung am Ende des Rohres größer ist als der Außendurchmesser der Düse, und daß der Zwischenraum zwischen der Rohrwand und der Düse an eine Luftzuführung angeschlossen ist.

10. Reaktor nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das der Eintrittsöffnung entgegen­ gesetzte Rohrende abgebogen und an eine Entwässerungs­ station angeschlossen ist.

11. Reaktor nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß stromab der Einfüllöffnung in der Rohrwand in Strömungsrichtung geneigte Düsen zur Erzeugung von Hochdruckwasserstrahlen angeordnet sind.