DE4417522C2 - Verfahren zur Aufbereitung von Verbundmaterial aus Gummi mit Verstärkungseinlagen - Google Patents
Verfahren zur Aufbereitung von Verbundmaterial aus Gummi mit VerstärkungseinlagenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Gummi
und Verstärkungseinlagen, insbesondere Stahl- und Gewebeeinlagen
aufweisendem Verbundmaterial insbesondere Altreifen Förder
bänder oder sonstige Gummiabfälle, bei dem das Material zunächst
zu Schnitzeln zerkleinert wird und in einem Walkprozeß unter
Zerkleinerung der Schnitzel der Gummi von den Verstärkungsein
lagen abgelöst wird und das Material weiter zerkleinert und
gemahlen wird, bis es in seine Komponenten aufgeschlossen ist,
die in einem oder mehreren Trennschritten voneinander getrennt
werden.
Ein solches Verfahren ist in der DE 40 08 174 A1 beschrieben,
wobei nach dem Prinzip der Kaltzerkleinerung nach vorheriger
Versprödung gearbeitet wird. Die zur Aufbereitung verwendeten
Türdichtungen werden zunächst in Abschnitte zerschnitten und da
nach auf eine Temperatur von mindestens minus 80°C gekühlt. In
diesem Zustand werden sie einer Schneckenpresse zugeführt und
darin zermahlen, wobei die Kunststoff- und/oder Kautschukteile
von den Stahlteilen abgelöst werden. Anschließend erfolgt eine
Trennung der Bestandteile. Die Schneckenpresse weist einen Kühl
mantel auf, so daß auch während des Durchlaufes durch die
Schneckenpresse weiter eine niedrige Verarbeitungstemperatur ge
halten wird. Das Prinzip der Kaltzerkleinerung führt zu hohen
Kosten aufgrund des hohen Energieaufwandes. Die Verarbeitung von
Bauteilen, wie Türdichtungen, die auch Kunststoffteile aufwei
sen, ist jedoch auf eine solche Vorgehensweise beschränkt.
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 den Stahl oder das
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.
Ferner ist ein Verfahren zur Aufbereitung von Stahl und Gewebe
enthaltenden Altreifen aus der US 4113186 bekannt. In diesem Ver
fahren werden die Altreifen zunächst aufgeschnitten, wobei die
Stahl- und Gewebeeinlagen enthaltenden Reifenbestandteile von
einander getrennt werden. Die mit Stahleinlagen versehenen Rei
fenbestandteile werden zur Entsorgung aus dem Verfahren ausge
schieden. Die Entsorgung dieser Reifenbestandteile findet bei
spielsweise durch Verbrennung statt. Die weitgehend stahlfreien
Reifenbestandteile werden zur Weiterverarbeitung granuliert. Die
Granulierung erfolgt in einem Granulator. Der Granulator weist
stehende und rotierende Messer auf, womit ca. 2,5 cm grobe
Schnitzel entstehen. 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
grobe 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, das Aufschließen, d. h. das 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.
Dies wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Schnitzel
beim Walkprozeß in einem Extruder mit mindestens zwei ineinan
dergreifenden Schnecken der Einwirkung der dabei sich ent
wickelnden Temperaturerhöhung ausgesetzt werden, daß das Komponen
tengemisch am Extruderausgang granuliert oder zu Strängen oder
Preßlingen verpreßt wird, in dieser Form abgekühlt und danach
erneut durch Mahlen bis zur Aufschließung zerkleinert wird und
daß 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, eine die gewünschte Endgröße überschreitende
Korngröße aufweisende Gummigranulat zusammen mit dem noch mit
Gummi behafteten Komponenten der Verstärkungseinlagen erneut ge
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 trennendem
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 in der Zeichnung anhand eines Ablaufschemas dargestellt
und wird nachfolgend weiter erläutert.
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
dich 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 Hämmern 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 Nasse 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. brennen 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, bei dem das Material zunächst zu
Schnitzeln zerkleinert wird und in einem Walkprozeß unter
Zerkleinerung der Schnitzel der Gummi von den Verstärkungs
einlagen abgelöst wird und das Material weiter zerkleinert
und gemahlen wird, bis es in seine Komponenten aufgeschlos
sen ist, die in einem oder mehreren Trennschritten vonein
ander getrennt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schnitzel beim Walkprozeß in einem Extruder mit
mindestens zwei ineinandergreifenden Schnecken der Einwir
kung der dabei sich entwickelnden Temperaturerhöhung ausge
setzt werden, daß das Komponentengemisch am Extruderausgang
granuliert oder zu Strängen oder Preßlingen verpreßt wird,
in dieser Form abgekühlt und danach erneut durch Mahlen bis
zur Aufschließung zerkleinert wird und daß 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 die gewünschte End
größe überschreitende Korngröße aufweisende Gummigranulat
zusammen mit den 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.
Priority Applications (1)
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DE19944417522 DE4417522C2 (de) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | Verfahren zur Aufbereitung von Verbundmaterial aus Gummi mit Verstärkungseinlagen |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4417522A1 DE4417522A1 (de) | 1995-11-23 |
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- 1994-05-19 DE DE19944417522 patent/DE4417522C2/de not_active Expired - Fee Related
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