DE4417522A1 - Verfahren zur Aufbereitung von Verbundmaterial aus Gummi mit Verstärkungseinlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Gummi und Verstärkungseinlagen, insbesondere Stahl- und Gewebeeinlagen aufweisendem Verbundmaterial insbesondere Altreifen, Förderbän­ der oder sonstige Gummiabfälle, welches zunächst zu Schnitzeln zerkleinert und danach in weiteren Verarbeitungsschritten weiter zerkleinert und gemahlen wird, bis es in seine Komponenten auf­ geschlossen ist, die danach in einem oder mehreren Trennschrit­ ten voneinander getrennt werden.

Die Rückgewinnung der Komponenten aus Verbundmaterial zur Wie­ derverwertung hat, insbesondere für die schlecht natürlich ab­ baubaren Gummiprodukte, zunehmend an Bedeutung gewonnen. Gummi­ produkte weisen als weitere Komponenten häufig Stahl- und Gewe­ beeinlagen auf. Das Gummi ist in der Regel auf das Stahl oder Gewebe aufvulkanisiert. Bei der Aufbereitung des Verbundmate­ rials steht daher die Wiederverwertung des Gummis im Vorder­ grund, da dieses den wesentlichen Anteil an der Gesamtmasse aus­ macht. Gummi wird bereits zur Herstellung verschiedener Recy­ clingprodukte aufbereitet. Zu diesen Produkten zählen beispiels­ weise Straßenbaken, Prellvorrichtungen oder Material für elasti­ sche Böden, als auch Zusatzstoffe für den Asphalt von Straßenbe­ lägen. Die Qualität der Recyclingprodukte ist dabei von der Qualität des aufbereiteten Gummis und damit von der Reinheit des Gummis abhängig. Es sind daher besondere Anforderungen an das Verfahren hinsichtlich der Trennung der Komponenten von Verbund­ materialien zu stellen.

Ein Verfahren zur Aufbereitung von Stahl und Gewebe enthaltenden Altreifen ist aus der US 4113186 bekannt. In diesem Verfahren werden die Altreifen zunächst aufgeschnitten, wobei die Stahl- und Gewebeeinlagen enthaltenden Reifenbestandteile voneinander getrennt werden. Die mit Stahleinlagen versehenen Reifenbestand­ teile werden zur Entsorgung aus dem Verfahren ausgeschieden. Die Entsorgung dieser Reifenbestandteile findet beispielsweise durch Verbrennung statt. Die weitgehend stahlfreien Reifenbestandteile werden zur Weiterverarbeitung granuliert. Die Granulierung er­ folgt in einem Granulator. Der Granulator weist stehende und rotierende Messer auf. Das Granulat wird hierin in 2,5 cm große Schnitzel zerhackt. Die Schnitzel werden danach in einen Trich­ ter gefüllt und von dort über eine Portioniereinrichtung einer Mixereinheit zugeführt. Der Mixer weist eine Anordnung von Roto­ ren auf, welche die Schnitzel zu einer Größe von 0,6 mm zerrei­ ben. Danach werden sie zur Trennung von verbliebenem magneti­ schen Material einer Magnettrennung zugeführt. Die resultierende Masse wird hiernach in einer Hammermühle aufgeschlossen, so daß das Gewebe und das Gummi sich voneinander lösen. Hiernach wird eine weitere Magnettrennung durchgeführt. Daran anschließend wird die resultierende Masse gesiebt, wobei die Komponenten, das Gummi und das Gewebe, voneinander getrennt werden. Hiernach werden die Schnitzel nochmals nach Größen gesiebt, wobei über­ große Schnitzel zum Mixer zurückgeführt werden und der Rest nach einer weiteren Magnettrennung erneut fein vermahlen wird.

Nachteilig wirkt sich bei diesem Verfahren aus, daß das Verbund­ material nicht vollständig aufbereitet wird. Des weiteren erfor­ dert das Ausscheiden der Stahl enthaltenden Reifenbestandteile aus dem Verfahren zusätzliche Verfahrensschritte, die den Auf­ wand zur Aufbereitung vergrößern. Es ist weiterhin in diesem Verfahren nötig, zum Aufschließen, d. h. zum Lösen der einzelnen Komponenten voneinander, die im Verfahren weiter bearbeitet werden sollen, durch fortgesetzte, reine Zerkleinerungsvorgänge vorzunehmen. Die dem weiteren Verfahren nicht zugeführten Stahl enthaltenden Reifenbestandteile sind einer weiteren Entsorgung zuzuführen.

Eine mögliche Wiedergewinnung des Stahlanteiles dieser Reifen­ bestandteile wird durch ein Verfahren möglich, das in der EP 03 53 541 B1 beschrieben ist. Hierbei wird das Gummi in einem Ofen von den Stahleinlagen abgebrannt. Das flüssige Metall sammelt sich in einem Teich von Schlacke innerhalb des Ofens, der durch einen Plasmabrenner befeuert wird. In diesem Verfahren ist die Rückgewinnung zur Wiederverwertung des Gummis nicht möglich. Es besteht bei diesem Verfahren des weiteren ein hoher Ausstoß an Luftschadstoffen. Der Einsatz dieses Verfahrens ist daher bei einem größeren Umsatz aufzubereitenden, Metall enthaltenden Reifenbestandteilen ökologisch bedenklich.

Hieraus stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen, durch das es möglich ist, Verbundmaterial aus Gummi mit Verstär­ kungseinlagen insbesondere aus Metall und Gewebe so zu trennen, daß ein möglichst hoher Reinheitsgrad erzielt wird.

Die Lösung ist dadurch gegeben, daß im ersten der Verarbeitungs­ schritte die Schnitzel einen Extruder mit mindestens zwei inein­ andergreifenden Schnecken durchlaufen, zwischen denen sie ver­ mahlen werden, und am Extruderausgang granuliert oder zu Strän­ gen oder Preßlingen verpreßt werden, und daß sie danach durch ein erneutes Mahlen bis zur Aufschließung zerkleinert werden und anschließend die Trennung in die Komponenten erfolgt.

Das in diesem Verfahren vorgenommene Zerkleinern sowie das Wal­ ken bewirkt das weitestmögliche Aufschließen der einzelnen Kom­ ponenten des Verbundmaterials auf mechanischem Wege. Dabei wer­ den die Komponenten beim Walken gegeneinander verrieben. Durch diese mechanische Krafteinwirkung findet eine Erwärmung statt. Diese thermische Einwirkung auf das Gummi erleichtert den Ablö­ sevorgang des Gummis von den Verstärkungseinlagen aus Stahl und Gewebe. Nach dem Abkühlen der Masse ist ein Zustand erreicht, bei dem die innige Verbindung zwischen dem Gummi und dem Stahl, bzw. dem Gewebe, weitgehend aufgehoben ist, so daß der Lösepro­ zeß beim anschließenden Mahlen in der Hammermühle soweit ver­ vollständigt wird, daß die Komponenten (Gummi, Gewebe und Stahl) aufgeschlossen und getrennt werden können. Vorteilhafterweise wird die Masse bei einem Verpressen verdichtet. Dadurch wird ein Preßprodukt in der jeweils bevorzugten Weiterverarbeitungs- oder Lagerform bereitgestellt, mit dem in einem weiteren Arbeits­ schritt ein weiteres vereinfachtes Aufschließen erfolgen kann.

Es erweist sich als Vorteil, daß die Schnitzel in dem Extruder sowohl gemahlen als auch gepreßt werden. Hierdurch erfolgt ein schnelleres Aufschließen und es wird eine Wiederholung der Ver­ fahrensschritte reduziert. Die weiterverarbeitungsfähige Masse kommt direkt aus dem Extruder. Sie liegt vorzugsweise in Form von Preßlingen, Strängen, insbesondere zum besseren Transport oder als Granulat zur direkten Weiterverarbeitung vor.

In einer bevorzugten Verfahrensvariante werden im Anschluß an das Verpressen zu Preßlingen oder Strängen, diese granuliert. Dies ist bei der Weiterverarbeitung von Vorteil, insbesondere in automatisierten Verfahrensschritten, da ein Granulat Maschinen besser zuführbar ist.

In einer besonderen Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt nach dem Granulieren zunächst eine Separierung und danach wird das dabei abgelöste, ein von der gewünschten Endgröße abweichenden Korngröße aufweisende Gummigranulat zusammen mit dem noch mit Gummi behafteten Komponenten der Verstärkungseinlagen weiterge­ mahlen.

Die Separierung nach der sich unmittelbar an den Durchlauf durch den Extruder anschließenden Granulierung ist dadurch möglich, daß bereits eine weitgehende Trennung des Gummis von den Ver­ stärkungseinlagen erfolgt ist und eine Korngröße vorliegt, die dem gewünschten Endzustand entspricht. Danach wird bereits die­ ser Anteil an Gummi von dem weiteren Verfahrensablauf abge­ trennt, wodurch eine effizientere Verarbeitung möglich ist, da sowohl die Zeit für die darauffolgende Trennung der Komponenten verringert als auch die verarbeitbare Menge an zu trennenden Material erhöht wird.

In einer weiteren Verfahrensvariante wird das Mahlen nach dem Verpressen bevorzugt mit einer Hammermühle durchgeführt. Die Hammermühle wird zum Zerkleinern und zum weiteren Aufschließen der Komponenten eingesetzt. Hierbei wird die Hammermühle von den Preßlingen oder den Strängen bzw. mit dem Granulat befüllt. In der Hammermühle wird das bereits im wesentlichen aufbereitete Verbundmaterial gemahlen. Die Hammermühle begünstigt dabei das Lösen der einzelnen Komponenten voneinander.

In einer weiteren Ausgestaltung wird das in die Komponenten aufgeschlossene Verbundmaterial abschließend einer Magnettren­ nung und einer darauffolgenden Siebung und/oder Windsichtung zur vollständigen Trennung des Gewebes, des Stahls und des Gummis voneinander zugeführt. Diese Trennung ermöglicht eine gesonderte Weiterverarbeitung sowohl der magnetischen Stahlkomponenten als auch der Gewebekomponenten. Es wird vorteilhafterweise ein hoher Reinheitsgrad der einzelnen Komponenten erreicht.

Weitere Varianten des Verfahrens stellen der Trennung der Kom­ ponenten zur Erhöhung der Reinheit derselben weitere handels­ übliche Aufbereitungsanlagen nach.

Nach einer weitere Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorteil­ haft einzelne oder mehrere Verfahrensschritte zu wiederholen. Dies führt ebenfalls zu einer Erhöhung der Reinheit der einzel­ nen Komponenten.

Das Verfahren zur Aufbereitung von Altreifen und/oder Gummiab­ fällen ist anhand eines Ablaufschemas dargestellt.

Es werden danach Pkw-, Lkw-Reifen bzw. Reifen anderer Art oder sonstige Gummiabfälle in einer Vorzerkleinerung, welche vorzugs­ weise eine Rotationsschere ist, zu Schnitzeln zerkleinert. Die Schnitzel weisen nach der Zerkleinerung eine Größe von ca. 15×15 cm auf. Die Schnitzelmasse aus dem zerkleinerten Verbund­ material bzw. den Gummiabfällen, welche mit Stahl- und/oder Gewebeeinlagen fest verbunden sind, wird hiernach einem Extruder zugeführt. Der Extruder verarbeitet die Schnitzelmasse durch sich ineinandergreifende Schnecken. Hierdurch werden die Schnitzel in dem Extruder an den Flanken der Schnecken vermah­ len. Dabei erfolgt bereits eine weitgehende Ablösung des Gummis von den Stahleinlagen in Form von Draht. Zur Ausstoßseite des Extruders hin erfolgt eine Verdichtung. Durch ein Mundstück am Extruderausgang wird die durch das Walken und Kneten entstandene Masse aus dem Extruder herausgepreßt. Austauschbare Mundstücke ermöglichen dabei unterschiedliche Preßformen der ausgepreßten Masse. Durch die infolge des hohen Druckes während des Walk- und Knetvorganges und des darauffolgenden Auspreßdruckes entstehende Erwärmung, entsteht ein Stoffschluß der Teile der Gummikomponen­ te, welche beim Abkühlen nach dem Auspressen aus dem Extruder jedoch mit dem Material der Verstärkungseinlagen keine feste Verbindung mehr aufweist. Dieses Preßprodukt entsteht entweder als Preßling, als Strang oder in Granulatform und wird danach einer Hammermühle zugeführt, in der es auf eine maximale Korn­ größe von 2 cm zerkleinert wird. In der Hammermühle wird das Gummimaterial von den Gewebe- und Stahleinlagen gelöst, indem es von den in der Hammermühle fliegend angeordneten Hammern zer­ schlagen wird. Die Korngröße des Granulates aus der Hammermühle wird dabei von der Größe eines Auswurfsiebes an dem Ausgang der Hammermühle bestimmt. Danach folgt eine Magnettrennung zur Aus­ scheidung der Stahl-Komponenten aus der Masse. Dies kann in mehreren Schritten wiederholt werden. Die stahlfreie Masse wird daran anschließend einer Siebung bzw. Windsichtung zur Entfer­ nung der Gewebeteile unterzogen. Hierbei ausgefilterte übergroße Teilchen werden erneut dem Extruder zur weiteren Zerkleinerung und nochmaligem Mahlen bzw. Trennen zurückgeführt. Die Endpro­ dukte der Trennungsphase bestehen aus den reinen Komponenten, d. h. dem Stahl, dem Gewebe und der Masse aus reinem Gummi.

Claims (7)

1. Verfahren zur Aufbereitung von Gummi und Verstärkungsein­ lagen, insbesondere Stahl- und Gewebeeinlagen aufweisendem Verbundmaterial, insbesondere Altreifen, Förderbänder oder sonstige Gummiabfälle, welches zunächst zu Schnitzeln zer­ kleinert und danach in weiteren Verarbeitungsschritten weiter zerkleinert und gemahlen wird, bis es in seine Kom­ ponenten aufgeschlossen ist, die in einem oder mehreren Trennschritten voneinander getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten der Verarbeitungsschritte die Schnitzel einen Extruder mit mindestens zwei ineinandergreifenden Schnecken durchlaufen, zwischen denen sie vermahlen werden, und am Extruderausgang granuliert oder zu Strängen oder Preßlingen verpreßt werden, und daß sie danach erneut durch Mahlen bis zur Aufschließung zerkleinert werden und anschließend die Trennung in die Komponenten erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge oder Preßlinge vor dem erneuten Mahlen gra­ nuliert werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Granulieren zunächst eine Separierung erfolgt und danach das dabei abgelöste, eine von der gewünschten Endgröße überschreitenden Korngröße aufweisende Gummigranu­ lat zusammen mit dem noch mit Gummi behafteten Komponenten der Verstärkungseinlagen dem erneuten Mahlschritt zugeführt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß das erneute Zerkleinern bis zur Aufschließung der Kom­ ponenten in einer Hammermühle erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung der Komponenten eine Magnettrennung zur Ausscheidung der magnetischen Komponenten und eine Siebung und/oder Windsichtung zur Ausscheidung von Gewebekomponen­ ten aus der Masse umfaßt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Komponenten in zusätzlichen Verfahrens­ schritten von weiteren Fremdstoffen gereinigt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne oder mehrere Verfahrensschritte wiederholt werden.