DE4219044A1 - Verfahren zur Rückgewinnung der Einsatzmaterialien von kompakten Leuchtstofflampen - Google Patents
Verfahren zur Rückgewinnung der Einsatzmaterialien von kompakten LeuchtstofflampenInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Rückgewinnung der
Einsatzmaterialien von kompakten Niederdruckentladungslampen durch
schrittweises Zerlegen der Lampen und der getrennten Erfassung von
Quecksilber, Leuchtstoff, Glasbruch, Kunststoffteilen,
Elektronikschrott und Sockelhülsenmetall.
Es ist bekannt, daß die Allgebrauchslampen mit Edison-E27 bzw.
Bajonettsockel B22 in immer größeren Maße durch energiesparende
kompakte Niederdruckentladungslampen in Haushalt und Industrie
ersetzt werden. Mit dieser großen Verbreitung treten Probleme in
der umweltgerechten Entsorgung auf, da diese Lampen nicht nur
Quecksilber als toxikologische Substanz, sondern auch je nach
Lampentyp verschieden schädigenden Elektronikschrott durch das
Vorschaltgerät enthalten. Zur Begegnung dieses Umweltproblems und
zur ökonomisch sinnvollen Rückführung der Einsatzmaterialien, ist
es notwendig, die kompakten Niederdruckentladungslampen zu
recyclen.
Lampen ähnlichen Aufbaus wie z. B. sogenannte Doppelrohrlampen
haben in ihrer Zusammensetzung gleiche bzw. ähnliche Elemente wie
die kompakten Niederdruckentladungslampen. U. U. ist kein
Vorschaltgerät, sondern nur der Glimmzünder und Kondensator, am
Lampenkörper angebracht.
Die geometrischen Abmessungen sind z. T. erheblich verschieden.
Gemeinsam ist das Prinzip des Entladungsgefäßes und ein genormter
Sockel aus verschiedenen Materialien.
Sogar Allgebrauchslampen bieten mit ihrem relativ großen
Kolbenglas und dem Metallsockel ökonomische Gründe zur
Wiederaufbereitung. Hinzu kommt die Umweltbelastung durch das
Bleiglas im Lampenfuß.
Es sind verschiedene Verfahren zur Wiederaufbereitung von
stabförmigen Leuchtstofflampen bekannt. Einige Verfahren
beschreiben auch die Möglichkeit für Leuchtstofflampen beliebiger
Form.
So beschreibt DE 40 30 732 ein Verfahren zum Recyclen von
Leuchtstofflampen und Lampenbruch gemäß dem die Leuchtstofflampen
beliebiger Form über einen Brecher geschickt, zerkleinert und
siebgetrommelt werden. Dieses Verfahren vermischt in der letzten
Siebstufe Glasstaub und Leuchtstoff, außerdem wird das wesentlich
komplizierter aufgebaute Gebilde der hier betrachteten Lampe nicht
berücksichtigt. Auch die in DD 2 98 858 dargestellte
Zerlegvorrichtung läßt sich nicht auf den Edison- bzw.
Bajonettsockel anwenden. Im EP 0 391 382 wird ein Verfahren zur
Rückgewinnung des Leuchtstoffes bzw. Leuchtstoffgemisches und des
Quecksilbers von Leuchtstofflampen beschrieben. Dieses Verfahren
geht von einem schon geöffneten Entladungsgefäß aus und beschreibt
die Reinigung dieses Gefäßes. Wiederum läßt sich dieses Verfahren
bei der Verarbeitung der betrachteten Lampentype nur auf das
zerlegte Entladungsgefäß, nicht aber auf die gesamte Lampe
anwenden.
Im EP 0 200 697 wird ein Verfahren zur Leuchtstoffrückgewinnung
aus stabförmigen Leuchtstofflampen beschrieben. Die Belüftung
erfolgt mittels eines Bohrers in axialer Richtung und das
Kappenabtrennen wird in 2 Arbeitsschritten, Glas anritzen und
thermisches Verspannen mit anschließendem Abplatzen durch
Gasflammen durchgeführt. Nachteile des Belüftungsverfahrens ist
die Notwendigkeit eines speziellen Werkzeuges. Beim
Kappenabtrennen ist das zweischrittige Verfahren aufwendig und muß
auf jede Lampentype genau angepaßt werden.
Im EP 0 157 248 wird ein Verfahren und Vorrichtung zur
Aufarbeitung von stabförmigen Leuchtstofflampen beschrieben. Die
Belüftung erfolgt mit einer speziellen Gasflamme und das
Kappenabtrennen mittels Gasbrennern und Schneidrad. Nachteilig ist
der spezielle Belüftungsbrenner und die notwendige Anpassung der
Gasbrenner an die Lampentype. Für kompliziert gebogene
Entladungsgefäße ist dieses Verfahren nicht anwendbar.
Im derzeigen Stand der Technik wird das Recycling von kompakten
Leuchtstofflampen im Komplex aller verwendeten Materialien nicht
beschrieben. Einzelne bekannte Verfahren lassen sich auf das
Recycling der abgetrennten Rohre des Entladungsgefäßes anwenden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Zerlegung und Aufbereitung von kompakten Leuchtstofflampen
anzugeben, das großtechnisch angewendet werden kann, die
Umwandlung der relevanten Lampenbestandteile in weiterverwendbare
Wertstoffe ermöglicht und dabei ohne flüssige Medien arbeitet.
Das hier beschriebene Verfahren dient zum Wiederaufbereiten der
gesamten Lampe, so daß im wesentlichen Elektronikschrott,
Kunststoffe und gereinigtes Glas wiedergewonnen werden. Der Anteil
von mit Quecksilber verunreinigtem Sondermüll ist äußerst gering
und kann mittels bekannter Verfahren aufbereitet werden.
Geht man von einer typischen kompakten Niederdruckentladungslampe
aus, so besteht diese aus einem Überkolben (1), einem U- oder
Doppel-U-Entladungsgefäß (2), einem Lampenteil (4) mit Kittring
(3), einem Sockelteil (7) mit integriertem Vorschaltgerät (6) und
einem Schraubsockel E27 (9) oder einem Stecksockel B22d (8).
Erfindungsgemäß wird, bei Lampen mit Überkolben, dieser mittels
Trennschneiden entfernt. Eine Ultraschallanlage lockert den
Leuchtstoff im noch geschlossenen Entladungsgefäß. Mittels
Trennschleifen wird das Entladungsgefäß belüftet und die
Glasrohre so getrennt, daß gerade Rohrstücken und zerbrochene
Verbindungsstücke erhalten werden. Die geraden Rohrstücken werden
nach bekannten Verfahren gereinigt und zerkleinert.
Die am Sockel gehalterten Reste (Lampenteil, Sockelteil,
Vorschaltgerät, ggf. Überkolbenhalterung) werden nun zerlegt.
Mittels Auftrennen von Lampen- und Sockelteil, kann das
Vorschaltgerät separiert werden. Das Lampenteil wird erwärmt, so
daß das Verbindungsmittel zwischen Kunststoff des Lampenteils und
den verbliebenen Resten des Entladungsgefäßes (meist ein Kitt)
erweicht und die Glasreste ausgestoßen werden können. In diesem
Arbeitsgang wird ebenso der Teil des Lampenteils, der mit dem
Verbindungsmittel verbunden ist, getrennt und ausgestoßen.
Parallel zur Bearbeitung des Lampenteils wird das Sockelteil vom
Sockel abgezogen, hier besteht die Möglichkeit, noch im Sockelteil
verbliebene Vorschaltgeräte zu entfernen.
Der separat vorliegende Sockel wird nun in die metallene
Sockelhülse und übrige Materialien zerlegt, in dem aus der
Sockelhülse alle anderen Materialien ausgestoßen werden. Das
Volumen der Sockelhülse kann jetzt verringert werden, z. B. mittels
Zerkleinern.
Zum beschriebenen Verfahren gehört ein Materialsammelsystem,
welches in Abhängigkeit von der zu verarbeitenden Lampentype die
vielen verschiedenen Materialien erfaßt und in die notwendige Zahl
von Behältern für sortenreine Sammlung transportiert.
Die Verarbeitung von Lampen mit ähnlichem Aufbau bzw. solchen, die
nur aus Teilen der hier beschriebenen Lampe bestehen, wie z. B.
Doppelrohrlampen und Allgebrauchslampen, ist durch Einschleusen
dieser Lampen in die entsprechenden Verfahrensschritte möglich.
Die Lampen werden in ein Transportsystem eingesetzt, das die
Lampen an ihren Sockeln haltert. Das Transportsystem führt die
Lampen und die entstehenden Teile den Bearbeitungsstationen zu.
- 1. Zuerst wird mit einem stationären Trennschleifer, an dem die Lampe vorbeigedreht wird, der Überkolben abgetrennt.
- 2. Das Entladungsgefäß wird mittels Greifer an einen Ultraschallgenerator gekoppelt und der Leuchtstoff von der Glaswandung gelöst.
- 3. Mittels einer zweiten Trennschleifstation wird das Entladungsgefäß belüftet und die geraden Rohrstücke von den Verbindungsstücken abgetrennt. Das geschieht dadurch, daß am Umfang des gewundenen Entladungsgefäßes, aber nicht an jedem Rohr einzeln, die Trennstelle eingekerbt und verspannt wird. Dadurch platzt das Glas auseinander. Die metallenen Gestellteile bleiben unversehrt am Lampenfuß. Die Rohrverbindungsstücke werden gesammelt und für die weitere Verarbeitung außerhalb dieses Verfahrens bereitgestellt. Die geraden Rohrstücke werden aufgefangen und nach bekannten Verfahren ausgeblasen und zerkleinert.
- 4. In der Halterung des Transportsystems befindet sich noch der Sockel im wesentlichen mit Vorschaltgerät, Lampenteil und Sockelteil. Die dritte Trennschleifstation trennt Lampenteil und Sockelteil. Je nach Lampentyp verbleibt das Vorschaltgerät am Lampen- oder am Sockelteil. Ist es noch mit dem Lampenteil verbunden, so wird es mit einer weiteren Vorrichtung abgerissen.
- 5. Das Lampenteil wird separat von den mit dem Sockel verbundenen Teilen und derem Transportsystem weiter bearbeitet. Ein Heißluftgebläse erwärmt die eingekitteten Lampenreste, so daß sie von einem Stempel ausgestoßen werden können. Dieser Stempel liegt in einem Stanzwerkzeug, so daß nach dem Ausstoßen der Glasreste das Stanzwerkzeug den Kitt mit dem anhaftenden Kunststoff vom übrigen Lampenteil trennen kann. Glasreste, Kitt mit Kunststoff und reiner Kunststoff des Lampenteils werden getrennt gesammelt.
- 6. Mit einem Stempel werden nun die Kontaktierungsmittel aus der Sockelhülse des Sockels, der im Transportsystem geführt wird, ausgestoßen. Dieser Stempel liegt in einem zweiten, der über den ersten Stempel und die Sockelhülse geschoben wird und das Sockelteil vom Sockel abreißt. Jetzt kann das ggf. im Sockelteil befindliche Vorschaltgerät aus dem Sockelteil ausgestoßen werden. Sockelhülse, Sockelteil und Vorschaltgerät werden getrennt gesammelt.
- 7. Die Arbeitsstationen 2 bis 4 müssen unter Absaugung mit Quecksilberabscheidung betrieben werden.
- 8. Lampentypabhängig werden die erhaltenen Fraktionen in Sammelbehälter zur Abgabe erfaßt. Ein Sammelsystem berücksichtigt die u. U. gleichen Werkstoffe von z. B. Lampen- und Sockelteil und führt diese einem Behälter zu.
- 9. Zur Verarbeitung ähnlich aufgebauter Lampen wie z. B. Doppelrohrlampen mit Stecksockel ohne Vorschaltgerät sind Einschleusestellen vorgesehen. Die Werkzeuge müssen auf die betreffende geometrische Form eingestellt oder umgerüstet werden.
Claims (22)
1. Verfahren zur Rückgewinnung der Einsatzmaterialien,
insbesondere von kompakten Niederdruckentladungslampen, dadurch
gekennzeichnet, daß
- - der Überkolben (1) abgetrennt wird,
- - der Leuchtstoff grob gelöst wird,
- - das Entladungsgefäß (2) belüftet wird,
- - die gläsernen Verbindungsstücke zwischen den geraden Rohrstücken einschließlich der Rohrenden abgetrennt werden,
- - die Rohrstücken in bekannter Weise gereinigt und zerkleinert werden,
- - das Lampenteil (Kunststoffteil, das das Entladungsgefäß haltert (5)) und das Sockelteil (Kunststoffteil, das den Sockel hält (7)) sowie die ggf. separate Überkolbenhalterung (4) aufgetrennt wird,
- - das Vorschaltgerät (6) separiert wird,
- - von dem Lampenteil die nach dem Verbindungsstück-Abtrennen noch anhaftenden Glasteile getrennt werden,
- - das Lampenteil von dem noch anhaftenden Verbindungsmittel (3) zwischen Glas und Kunststoff getrennt wird,
- - der Sockel (8, 9) vom anhaftenden Sockelteil getrennt wird,
- - der Sockel in Metall- und Isolatormaterial (10) getrennt wird und
- - Rohrglasbruch, Bleiglasbruch, Leuchtstoff, Kunststoff des Lampen- und Sockelteils, Teil des Lampenteils mit Verbindungsmittel zum Entladungsgefäß, Vorschaltgerät und Metall des Sockels, das Isolationsmaterial des Sockels, Überkolbenmaterial, Quecksilber sowie das verunreinigte Glas der Rohrverbindungsstücken jeweils getrennt erfaßt, zerkleinert, aufbereitet und sortenrein abgelegt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem
Öffnen des Entladungsgefäßes der Leuchtstoff mittels mechanischer
Schwingungen, vorzugsweise Ultraschall, grob gelöst wird.
3. Verfahren zum Belüften von geschlossenen Glasgefäßen, dadurch
gekennzeichnet, daß das Verfahren Trennschleifen benutzt wird.
4. Verfahren zum Trennen von Glasgefäßen, dadurch gekennzeichnet,
daß durch eine Kombination von materialabtragendem
Verfahren, örtlicher Erwärmung und Anwendung mechanischer
Schwingungen die im Material vorhandenen Spannungen verstärkt,
die Sollbruchstelle geschwächt und das Zerspringen des
Glases materialabtragend unterstützt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum
Trennen das Verfahren Trennschleifen angewandt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mit dem längsseitigen Auftrennen von Lampen- und Sockelteil (längs
zur Lampenachse) die Spannkräfte zum Zusammenhalt zwischen
Lampenteil und Sockelteil beseitigt werden, wobei vorzugsweise mit
mechanischen Trennschneidverfahren mit definierter Tiefe
gearbeitet werden soll.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
vorzugsweise mit mechanischen Trennschneidverfahren mindestens
zwei Quereinschnitte am Lampenteil (neben der Nahtstelle zwischen
Lampen- und Sockelteil) als Nuten für einen Greiferarm eingefräst
werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Trennung von Lampen- und Sockelteil die eingebrachte Nut
und der fest eingespannte Lampensockel als Angriffspunkt zum
Auseinanderziehen dienen.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum
Auftrennen von Lampen- und Sockelteil quer zur Lampenachse mit
einem materialabtragenden Trennverfahren der Zusammenhalt der
beiden Teile aufgelöst wird, wobei vorzugsweise mit mechanischen
Trennschneidverfahren mit definierter Tiefe gearbeitet werden
soll.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Vorschaltgerät vom Lampenteil abgetrennt wird, vorzugsweise
mittels Abreißen.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verbindung zwischen den verbleibenden Resten des
Entladungsgefäßes und dem Lampenteil mittels Wärme verringert wird
und die Glasteile vollständig getrennt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß die
Wärme mittels Heißluft zugeführt und die Stofftrennung mittels
Ausstoßen durchgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jener
Bereich des Lampenteils, welcher mit dem Verbindungsmittel
versehen ist, vom übrigen Lampenteil getrennt wird.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 12
und 13, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem zweiteiligen
Werkzeug die Glasreste ausgestoßen und der mit dem
Verbindungsmittel versehene Kunststoff ausgestanzt wird, wobei das
zweiteilige Werkzeug aus einem innenliegenden Stößel, der aus den
Öffnungen des Lampenteils die Glasreste ausstößt und einem
außenliegendem hülsenartigen hohlen Stanzstempel, welches das
Kunststoffteil ausstanzt, besteht und der innenliegende Stößel am
hinteren Ende eine Verdickung hat, die zum Ausstoßen des nach dem
Stanzen in der Hülse befindlichen Kunststoffteils genutzt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Sockel vom Sockelteil, vorzugsweise durch Abreißen, getrennt
wird.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im
Sockelteil verbliebenen Vorschaltgerät ausgestoßen wird.
17. Verfahren zum Trennen der Lampenkontaktierungsmittel von der
Sockelhülse, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockelhülse von dem
in ihr befindlichen Kontaktierungsmittel mittels Ausstoßen befreit
wird.
18. Verfahren nach Anspruch 15 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß
das Abtrennen des Sockels vom übrigen Lampenkörper und das
Entfernen der Kontaktierungsmittel aus dem Sockel in einem
Arbeitsgang erfolgt.
19. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 15
und 17, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem zweiteiligen Stempel
die Kontaktierungsmittel aus der Sockelhülse ausgestoßen werden
und das Sockelteil von der Sockelhülse getrennt wird, wobei der
zweiteilige Stempel aus einem innenliegenden Stößel zum Ausstoßen
des Kontaktierungsmittels und dem außenliegenden hülsenartigen
hohlen Stempel besteht, der über den Stößel und die Sockelhülse
sowie deren Halterung, die sich zwischen Stößel und äußerem
Stempel befindet, geschoben wird und das Sockelteil von der
gehalterten Sockelhülse abtrennt.
20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die
gewonnene Sockelhülse zur Volumenverkleinerung gepreßt oder
zerkleinert wird.
21. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß mit einem flexiblen Materialsammelsystem die
gewonnenen Fraktionen entsprechend ihrer lampentypabhängigen
Materialzusammensetzung separat oder in wählbaren Materialklassen
erfaßt werden.
22. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die zur Realisierung notwendige Anlage
transportabel gestaltet ist.
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