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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur chargenweisen Aufarbeitungen
von wertvolle Metalle enthaltenden Recycling-Materialien, die einen
Gehalt an organischen Bestandteilen aufweisen, der so groß ist, daß deren
Verwendung als Schmelzmaterialien in herkömmlichen Metallschmelzverfahren
nicht zweckmäßig oder
sogar nicht möglich
ist. Das Material wird in einen kippbaren Reaktor geladen, der entlang
von dessen eigener Längsachse
rotierbar ist, der eine gemeinsame Öffnung für das Beladen und Entleeren aufweist
und der auf eine Temperatur erwärmt
wird, die das Austreiben von organischen Bestandteilen durch Pyrolyse
und/oder Verbrennung fördert,
wobei ein brennbares Gas gebildet wird. Dieses Gas wird danach mit
sekundärer
Luft außerhalb
des Reaktors verbrannt. Das Material besteht wenigstens zu einem wesentlichen
Teil aus Fraktionen solcher Größe, die ein
kontinuierliches Beladen während
des Betriebs erlauben. Mit kontinuierlich ist in diesem Zusammenhang
gemeint, daß die
Einspeisung als ein Strom von Material während eines kontinuierlichen
Zeitraums oder mehrerer kontinuierlicher Zeiträume durchgeführt wird
und nicht, daß das
Material notwendigerweise ununterbrochen während des Betriebs eingespeist
wird, selbst wenn auf eine solche Einspeisung abgezielt wird.
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Gemäß der Erfindung
ist es möglich,
Recycling-Materialien zu verarbeiten, die organische Substanzen
und gleichzeitig wertvolle Metalle enthalten, wie z. B. entzündbare Kupferschrottmaterialien,
einschließlich
Kabelabfälle
und Elektronikschrott, wie z. B. bedruckte Leiterplatten und vergleichbare
Komponenten aus Computern und mobilen Telefonen (Handys). Solche
Materialien enthalten häufig
beachtliche Metallwerte in Form von verschiedenen Edelmetallen.
Andere Recycling-Materialien sind sekundäre Schrottprodukte, wie z.
B. Bleiabfälle,
wie z. B. Batterieabfall, und legierte Stähle, z. B. Abfälle von
nicht rostendem Stahl. Mit "wertvolle
Metalle" sind im
allgemeinen nicht eisenhaltige Metalle, wie z. B. Kupfer, Nickel,
Kobalt, Zinn, und Edelmetalle, wie z. B. Gold, Silber, Platin, Palladium,
Rhodium und Iridium, gemeint. Die organischen Bestandteile, die
in den Recycling-Produkten, die hier in Frage stehen, vorliegen,
sind häufig
einer oder mehrere aus der Gruppe umfassend Kunststoffe, Gummis,
Papier, Öl,
Teer, Fette und Schmieren. Bei der Aufarbeitung von Recycling-Materialien
der oben genannten Art werden extrem hohe Anforderungen an erstens
geringe Metallverluste und zweitens niedrige Emissionen von schädlichen
Substanzen gestellt. Mit "ein
entlang von dessen eigener Längsachse
rotierbarer und kippbarer Reaktor" sind in diesem Zusammenhang und im folgenden
während
des Betriebs kippende Rotationskonverter vom TBRC- und Kaldo-Typ,
bei denen aufgeblasen wird, und dergleichen, gemeint. Solche Öfen sind
beispielsweise im Vergleich mit anderen rotierbaren Öfen, wie
z. B. die Öfen
vom Trommeltyp, dadurch gekennzeichnet, daß sie während des Betriebs eine höhere Geschwindigkeit
aufweisen, wodurch die Ladung stärker
bewegt und durchmischt wird.
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Gemäß einem
Verfahren, das früher
von Boliden entwickelt wurde, welches Verfahren in Rönnskärsverken
in Nordschweden für
etwa 20 Jahre mit sehr guten Betriebsergebnissen in Betrieb war
und welches in verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise
beschrieben wird in
US-A-4
415 360 und
US-A-4
705 562 , werden Metall enthaltende Abfälle und Recycling-Produkte, die einen
wesentlichen Anteil an organischen Bestandteilen aufweisen, chargenweise
aufgearbeitet, indem die organischen Bestandteile durch Pyrolyse
und/oder Verbrennung in einem rotierbaren Konverter ausgetrieben
werden, wobei die gesamte Charge geladen wird, wenn der Reaktor
in seiner Ruheposition ist, bevor das Austreiben begonnen hat. Gemäß diesem
bekannten Verfahren wird das verbleibende anorganische Produkt, das
auch als der Verbrennungsrückstand
bezeichnet wird, nach dem Austreiben der organischen Substanzen
in der Form, die nach der Austreibungsphase erhalten wird, die entweder
fest sein kann oder wenigstens teilweise geschmolzen, aus dem Reaktor
entnommen. Der Hauptteil des verbleibenden Produkts kann, nachdem
man Schlackenbildner oder Metallschmelzenbildner zugegeben hat,
auch in der Form von einer oder mehreren Schmelzen, wie z. B. Schlacke,
Metall und Speise, entnommen oder entfernt werden.
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Das
aufgearbeitete Produkt, das nach dem Verfahren erhalten wird, ist
im wesentlichen frei von jeglichen organischen Bestandteilen und
kann als ein normales Schmelzmaterial in eine geeignete pyrometallurgische
Einheit, die zu einer konventionellen Schmelzreihe gehört, wie
z. B. ein Peirce-Smith-Konverter, eingespeist werden. Das Schmelzen
von Schrott und Recycling-Produkten,
die organische Bestandteile enthalten, in solchen Einheiten verursacht große Probleme
und muß häufig sogar
vermieden werden, infolge des Risikos der starken Gasbildung und
von gefährlichen
Spritzern und unvermittelt ausbrechender Schmelze aus der Einheit.
Auch abgebrannter Schrott ohne jegliche organische Bestandteile
verursacht Schwierigkeiten, da er häufig einen großen Anteil
an feinem Material enthält,
welches eine starke Staubbildung während der Handhabung und während des
Beladens verursacht. Dieser Nachteil kann allerdings bis zu einem
wesentlichen Grad eliminiert werden, wenn man die Produkte unter
Anwendung der oben genannten Verfahren aufarbeitet, da das Material
in diesen Verfahren als ein wenigstens teilweise geschmolzener Verbrennungsrest
erhalten werden kann, wobei das feinere Material des Rests geschmolzen
wird oder in einer Schmelze in den Reaktor aufgenommen wird. Dies
ist darüber
hinaus einer der bedeutendsten Vorteile im Vergleich mit anderen
bekannten, auch kontinuierlich arbeitenden Schrottverbrennungsverfahren,
die möglich
wurden durch eine chargenweise Verarbeitung in Konvertern und vergleichbaren
Reaktoren gemäß dem bekannten
Boliden-Verfahren.
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Gemäß diesem
bekannten Boliden-Verfahren wird die gesamte Charge des Schrottmaterials
in den Reaktor geladen, wonach der Reaktor unter Rotation erwärmt wird,
z. B. mittels einer Öl-Sauerstoff-Lanze,
bis zu einer Temperatur, die so hoch ist, daß organische Substanzen ausgetrieben
werden. Das Austreibungsverfahren läßt man dann unter Betriebsbedingungen
so lange weiterlaufen, bis Gas gebildet wird. Das brennbare Gas,
das gebildet wird, wird mittels eines sekundären Luftstroms außerhalb des
Reaktors abgebrannt, und danach läßt man es durch eine Gasreinigungsvorrichtung
laufen, bevor es in die Atmosphäre
entlassen wird. Die Menge an brennbarem Gas wird mittels der Rotation
des Reaktors eingestellt, so daß die
Rotationsgeschwindigkeit erhöht
wird, wenn ein erhöhter
Fluß an
brennbarem Gas erforderlich ist, und umgekehrt. Der Strom der sekundären Luft,
welcher in den meisten Fällen
die durch eine undichte Stelle eintretende Luft ist, die an einer
offenen Stelle zwischen dem Gasauslaß des Reaktors und der Haube,
die das Reaktorgas für
den Transport durch das Gasreinigungssystem sammelt, abgesaugt wird,
ist nahezu konstant. Eine solche Behandlung des gebildeten brennbaren
Gases und eine geeignete Gasreinigungsvorrichtung werden in dem früheren Dokument
US-A-4 415 360 beschrieben.
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Ein
weiteres chargenweises Verfahren zur Aufarbeitung von Schrott in
einem rotierenden Trommelofen wird beschrieben in
EP-A-1 243 663 . Die Verfahrenskontrolle
wird durchgeführt
mittels der Rotationsgeschwindigkeit der Trommel und mittels der Sauerstoffzuführung.
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Die
Zusammensetzung des brennbaren Gases bei einem chargenweisen Verfahren,
wie z. B. die des gebildeten Gasstroms, wird über die Zeit variieren, da
organische Substanzen unterschiedlichen Charakters sich mit verschiedenen
Geschwindigkeiten zersetzen und/oder ausgestoßen werden. Zu Beginn der Behandlung
einer Charge werden die am leichtesten flüchtigen und die sich am stärksten zersetzenden
Substanzen zu der Zusammensetzung des brennbaren Gases beitragen,
während
am Ende der Behandlung schwieriger auszutreibende Bestandteile ausgetrieben
werden. Dementsprechend hat sich gezeigt, daß das Abbrennen des brennbaren Gases
sowie der Gasstrom nicht immer so gleichförmig sein wird, wie es erforderlich
ist, wenn nicht eine Veränderung
der Reaktorrotationsgeschwindigkeit solche Variationen kompensieren
oder bewerkstelligen kann und in dieser Weise die Bildung, d. h.
den Strom, des brennbaren Gases einstellen könnte. Dies kann problematisch
sein bei der Auswahl von geeigneten Eingangsmaterialien und bei
der Zusammenstellung eines geeigneten Gemisches von Materialien
der Eingangscharge.
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In
den vergangenen Jahren sind einige Probleme aufgetreten in bezug
auf die Verbrennung von solchen Materialien, die nach unserem früheren, bekannten
Verfahren, welches im einleitenden Teil ausführlicher beschrieben wird,
aufgearbeitet wurden. Der Hintergrund ist teilweise, daß eine erhöhte Menge
an elektronischen Recycling-Materialien den Schrottmarkt erreicht.
Dies ist eine Folge des gesteigerten Umsatzes an mobilen Telefonen
und Computern und anderen vergleichbaren elektronischen Produkten
und auch eine Folge der strengeren Anforderungen der Behörden bezüglich des
Recyclings von solchen Produkten. Dies bedeutete, daß die Recycling-Materialien, die
in dem oben beschriebenen Verfahren aufgearbeitet wurden, auf der
einen Seite ihre Eigenschaften geändert haben, da sie nun mehr
und mehr organische Materialien enthalten werden, und auf der anderen
Seite, daß die
Mengen, die für
Recycling-Zwecke versorgt werden müssen, sich mehr und mehr erhöhen. Es
wurde auch eine erhöhte
Produktionskapazität
erforderlich, welche unter Anwendung aller bestehenden Verfahren
mehr oder größere Ofeneinheiten
erfordern würde
und dementsprechend auch eine kostenintensive Vergrößerung der Gasbehandlungssysteme.
Ein anderer möglicher Weg
besteht darin, sich der bestehenden Einheiten effektiver zu bedienen,
als dies nach allen bisher bekannten Verfahren möglich ist, und zu versuchen,
die Produktivität
von solchen Einheiten zu erhöhen.
Da immer mehr der Recyclingmaterialien dazu neigen, aus Elektronikschrott
mit großen
Anteilen an organischer Substanz zu bestehen, und da unser vorher bekanntes
Verfahren unter Anwendung eines chargenweisen Beladens eine Begrenzung
der Charge bedingt, da diese durch das Volumen des eingeladenen
unverbrannten Materials definiert ist, entstand eine Idee, ein kontinuierliches
Beladen zu versuchen. Ein solches Beladen würde das Problem bezüglich der
Begrenzung des eingehenden Chargenvolumens einer Charge lösen und
würde auch
günstig
sein für die
Erzeugung von Wärme
in dem Ofen, die zunehmen wird mit einem ansteigenden Anteil an
organischer Materie in der Charge.
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Ein
kontinuierliches Beladen eines Kaldo-Konverters oder vergleichbarer
Reaktoren wird durchgeführt
bei unserem Verfahren zur Herstellung von Blei gemäß dem Röstreaktionsverfahren,
wie es zuvor beschrieben wurde in
US-A-4 512 798 . Bei diesem Verfahren werden
beiderseitig inhomogene Produkte geladen, nämlich ein feines, gekörntes Sulfidkonzentrat
und Oxidsulfatkörner,
jedoch werden diese Produkte von Beginn an in einem vorbestimmten Verhältnis, welches
auf die Effizienz der Reaktion eingestellt ist, gemischt. Es ist
keine wirkliche Prozeßsteuerung
erforderlich, da die eigentlichen Reaktionen in dem Reaktor nur
eine Temperatur benötigen,
die für
den Verfahrenszweck hoch genug ist.
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Es
hat sich gezeigt, daß bei
der Verwendung des kontinuierlichen Beladens des Recycling-Materials in einen
rotierenden Reaktor vom Kaldo-Ofentyp für das Austreiben von organischer
Materie die Rotationsgeschwindigkeit des Ofens nicht für die Prozeßsteuerung
verwendet werden konnte, wie dies der Fall war bei dem bekannten
Boliden-Verfahren, bei dem das chargenweise Beladen angewendet wurde. Es
war besonders notwendig, die Rotationsgeschwindigkeit während der
Phase des Beladens so hoch wie möglich
zu halten, um die hohe Produktion, auf die abgezielt wurde, zu erhalten
und auch um jegliches Risiko, daß unverbranntes Material in
dem Reaktor akkumuliert, zu minimieren.
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Ein
weiterer Weg, um Schrottmaterialien unter Anwendung des kontinuierlichen
Beladens zu brennen, wurde in
DE-A-3617410 für ein chargenweises Verfahren
für die
Aufarbeitung von Akkumulator-Schrott in einem sich langsam drehenden
Trommelofen, z. B. ein sogenannter "Kurztrommelofen", vorgeschlagen. Hier wird der Schrott
kontinuierlich und gleichmäßig über eine
ein heitliche Zeit während einer
langsamen Rotation des Ofens und während einer kontinuierlichen
und gleichmäßigen Zugabe
eines Sauerstoffüberschusses
und einer kleinen Menge an Brennstoff geladen. Daher ist während des Verfahrens
keine Steuerung erforderlich, und das Gas kann in jeder geeigneten
Weise ohne jede weitere Verbrennung freigesetzt werden. Auf diese
Weise wird konsequent für
eine oxidative Verbrennung des eingehenden Materials gesorgt, und
dies ist auch das Ziel dieses Verfahrens. Bei diesem Verfahren wird
während
des gesamten Betriebs unter Anwendung eines kontinuierlichen Beladens
erreicht, daß ein
Sauerstoffüberschuß proportional
zu dem Schrottmaterial aufrecht erhalten werden kann. Auf diese
Weise werden keine Probleme bestehen in bezug auf das Beachten des
gebildeten, vollständig
verbrannten Gases und jegliches Nachbrennen desselben sowie jegliche
Prozeßsteuerung.
Eine oxidative Verbrennung des Schrottmaterials ist jedoch weder zu
empfehlen noch praktisch möglich
für Materialien, die
wertvolle Metalle enthalten. In solchen Fällen werden die wertvollen
Metalle infolge sowohl der Sauerstoffüberschußatmosphäre und der hohen Temperatur,
die durch den Sauerstoffüberschuß erhalten
wird, zu einem wesentlichen Teil auf ihrem Weg zu einer Oxid-enthaltenden
schlackeartigen Schmelzphase schmelzen, welche dann separat aufgearbeitet
werden muß,
was sowohl zusätzliche
Zeit als auch zusätzliche
Kosten bedeutet.
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Eine
kontinuierlich ladende und kontinuierlich arbeitende rotierende
Trommel mit zwei Öffnungen,
je am Eingang und am Ausgang, wird beschrieben in
EP-A-0 451 323 . Ein solches
Verfahren setzt selbstverständlich
ein kontinuierliches Beladen voraus. Es wird kontrolliert, indem
die Ofenneigung oder die Rotationsgeschwindigkeit variiert werden
oder durch den Zusatz eines brennbaren Gases oder durch eine Kombination
dieser Maßnahmen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen,
welches es möglich macht,
ein kontinuierliches Beladen eines rotierenden Reaktors der Art,
die hier oben beschrieben wurde, durchzuführen und bei dem die oben angegebenen
Probleme mit der Zusammensetzung und dem Strom des gebildeten brennbaren
Gases und dessen Änderungen
während
einer Brennbehandlung, d. h. während
der Behandlung einer eingespeisten Charge, verringert werden, ohne
daß jeglicher
Zusatz von Sauerstoff im Überschuß erforderlich
ist, und ohne daß hierdurch
eine oxidative Verbrennung des behandelten Recycling-Materials bei
hohen Temperaturen erfolgt.
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Zu
diesem Zweck ist das Verfahren gekennzeichnet durch die Stufen,
die in den anhängenden Ansprüchen offenbart
sind.
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Das
Material soll während
des Betriebs kontinuierlich geladen werden, d.h. während eines
oder mehrerer kontinuierlichen/r Zeitraums/Zeiträume, in einem regelbaren Strom,
wobei der Strom durch fortlaufende Messungen von verschiedenen Prozeßvariablen
kontrolliert und/oder einge stellt wird. Der Strom und die Zusammensetzung
des brennbaren Gases und die Wärmefreisetzung
des Verfahrens werden auf diese Weise unter Kontrolle gehalten,
wodurch der nachfolgende externe Nachbrennprozeß erleichtert wird. Ein aufgearbeitetes
Produkt, das im wesentlichen frei von jeglicher organischen Substanz
ist, wird dann von dem Reaktor entnommen und wird zu einem konventionellen
Metallschmelzverfahren zugegeben.
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Das
Material wird in den Reaktor während dessen
Betrieb in geeigneter Weise eingespeist, indem eine Beladevorrichtung,
die entgegen der oder durch die eine(n) und alleinige(n) Öffnung des
Reaktors bereitgestellt ist, und wird mittels der Schwerkraft und/oder
mittels eines pneumatischen Transportgases, z. B. Druckluft, zugeführt. Eine
geeignete Beladevorrichtung dieser Art ist eine Lanze, die durch
die Öffnung
heruntergeklappt wird, wenn der Reaktor während des Betriebs in einem
vorbestimmten Winkel geneigt wird, und welche herausgezogen werden kann,
bevor der Reaktor in eine aufrechte Ruheposition angehoben wird.
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Einer
oder mehrere der Prozeßvariablen Gaszusammensetzung,
Temperatur und Gasstrom können
für die
Steuerung oder Regelung verwendet werden. Es ist recht gut möglich, die
Steuerung schnell und automatisch durch fortlaufende Verarbeitung
der Meßwerte
mittels von Computern angewandter, zuvor erzeugter Algorithmen,
durchzuführen.
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Das
Material, welches während
des Betriebs eingespeist wird, sollte vorzugsweise eine einheitliche
Zusammensetzung aufweisen, z. B. erhalten werden durch ein gutes
Mischverfahren, dies wird jedoch erleichtert, wenn das Material
eine einheitliche Größe aufweist,
was leicht mittels eines Zerkleinerungs- und eines Siebverfahrens
oder mittels eines anderen Größeneinstellungsverfahrens
erreicht werden kann.
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Es
wird jedoch darauf hingewiesen, daß das Verfahren überraschenderweise
mit in gewisser Weise verschiedenen Materialzusammensetzungen zurechtkommt,
ohne daß man
die Kontrollfunktion verliert.
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Material,
welches ein Beladen während
des Betriebs nicht zuläßt, wird
als eine oder mehrere Teilcharge(n) während der Ruheposition des
Reaktors und/oder während
einer initiierten Austreibungsphase eingespeist.
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Der
Materialstrom, der während
des Betriebs eingespeist wird, kann in eleganter Weise automatisch
und fortlaufend kontrolliert und/oder reguliert werden auf der Grundlage
von fortlaufenden Messungen von einer oder mehreren Prozeßvariablen, wie
z. B. Gaszusammensetzung, Temperatur und verschiedene Ströme, so daß die Rotationsgeschwindigkeit
des Ofens nicht verändert
werden muß.
Eine allgemeine Einstellung wird jedoch vor dem Brennprozeß manuell
durchge führt,
indem die Quote der Sauerstoffzuführung und die Menge des zugeführten Recycling-Materials verschieden
ausgewählt
wird. Die Sollwerte werden auf der Grundlage von praktischen Erfahrungen
ausgewählt,
so daß so viel
wie möglich
der Verbrennung in dem Reaktor auftreten wird, wodurch mehr Schmelzenergie
zu dem eingespeisten Material gebracht wird. Verschiedene Materialien
erfordern verschiedene Schmelzenergien. Auf diese Weise ist es für das Verfahren
möglich, daß es optimal
durchgeführt
wird, ohne daß die
Sicherheit aufs Spiel gesetzt wird, und das Verfahren wird auch
weniger empfindlich gegenüber
jeglichen Variationen der Materialzusammensetzung usw. sein.
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Die
Rotationsgeschwindigkeit wird während des
Betriebs so hoch wie möglich
gehalten, um teilweise eine optimale Produktivität aufrechtzuerhalten und teilweise,
um das Risiko, das unverbranntes Material in dem Ofen angereichert
wird, zu verringern. Nur in dem Fall, daß das Verfahren dazu neigt,
dem automatischen Kontrollsystem nicht zu folgen, kann die Geschwindigkeit
für diesen
Zweck verwendet werden und kann verringert werden, um die Reaktionen
in dem Ofen zu verlangsamen.
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Schlackebildende
oder andere schmelzebildende Materialien können während des Betriebs zugegeben
werden, um wenigstens einen Teil des gebildeten Produkts gemäß dem Stand
der Technik zu absorbieren.
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Das
Verfahren gemäß der Erfindung
kann daher als eine Austreibung von organischen Bestandteilen aus
wertvolle Metalle enthaltenden Recycling-Materialien, die im wesentlichen
kontinuierlich beladen werden, durchgeführt werden. Das Material wird
dann mit einer Lanze in einen Reaktor geladen, welcher bei Bedingungen
gehalten wird, die für
die Pyrolyse und/oder Verbrennung günstig sind, und bei dem man
das Beladen fortlaufen läßt, bis
der Reaktor so gefüllt
ist, wie zuvor beschrieben, und man läßt das Verfahren so lange fortlaufen,
wie brennbares Gas erhalten wird. Das Beladen unter Anwendung einer
Lanze kann beispielsweise während
der gesamten Verbrennung durchgeführt werden, wenn der Reaktor
eine Temperatur aufweist, die hoch genug für die Verbrennung von organischem
Material ist, entweder durch die Gegenwart einer Schmelze oder auf eine
andere Weise.
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Die
beste Wärmeübertragung
und demzufolge die schnellste Vergasung von organischem Material
und die höchste
Produktivität
wird erhalten, wenn das Material kontinuierlich bei einer hohen
Ofenrotationsgeschwindigkeit eingespeist wird und dann schnell in
eine hochviskose breiige Phase gemischt wird. Eine solche günstige hohe
Wärmeübertragung ist
nur mit Hilfe des kontinuierlichen Beladens und einem Austreiben
des organischen Materials zu erreichen, was möglich ist, indem man einen
sich schnell drehenden Konverter des Kaldo-Typs verwendet.
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Die
Erfindung wird jetzt weiter in Gestalt einer bevorzugten Art offenbart,
bei der ein Kaldo-Ofen als der Reaktor verwendet wird. Ein solcher
Kaldo-Ofen ist kippbar und auch geneigt und kann in der Ruhe in
eine aufrechte Position angehoben werden, bei der die einzelne Öffnung für das Beladen
und Entleeren aufwärts
weist. Während
des Betriebs wird der Ofen entlang seiner Längsachse in einer geneigten Position
in bezug auf die horizontale Ebene und angepaßt an einen bestehenden inneren
Gasdom, der sämtliche
austretenden Gase in sich aufnimmt, rotieren.
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Diejenigen
Recycling-Materialien, die nicht für eine kontinuierliche Einspeisung
geeignet sind, werden zuerst in den Reaktor in aufrechter Ruheposition
geladen, z. B. mittels eines Stufenbandes, welches das Material
durch die Öffnung
des Reaktors herunterkippt. Dann werden der Reaktor in einer geneigten
Reaktorposition während
dessen Rotation und der Reaktorinhalt in geeigneter Weise erwärmt, was
durch Verbrennen von Öl
in einer Brennerlanze, die durch die Öffnung herab eingeführt wird,
erfolgen kann. Wenn die Temperatur hoch genug angestiegen ist, wird
eine Pyrolyse und/oder Verbrennung erhalten, und eine Abstoßung von
organischen Bestandteilen wird beginnen. Jetzt kann ein kontinuierliches Beladen
von Materialfraktionen, die für
ein solches Beladen geeignet sind, durch eine Beladevorrichtung,
z. B. in der Gestalt einer Lanze, die während des Betriebs in die Reaktoröffnung herab
eingeführt werden
kann und dann wieder entfernt werden kann, durchgeführt werden.
Diese Fraktionen können
zu einem großen
Teil aus zerkleinerten und gesiebten bedruckten Leiterplatten, die
teilweise aus Kunststoffen hergestellt sind, die jedoch eine wesentliche
Menge an wertvollen Metallen enthalten, z. B. Edelmetalle, bestehen.
Die organischen Bestandteile der zugegebenen Materialien werden
hierin kontinuierlich und stufenweise ausgetrieben.
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Die
Austreibung kann vollständig
durch Pyrolyse erreicht werden, d.h. lediglich durch eine Erwärmung auf
eine hohe Temperatur, allerdings ist ein Zusatz von Sauerstoff in
der Form von Luft, Sauerstoffgas oder mit Sauerstoff angereicherte
Luft, bevorzugt, so daß eine
Temperatur, die für
die Austreibung erforderlich ist, aufrechterhalten wird, wodurch jegliche
organische Bestandteile wenigstens zum Teil verbrannt werden. Die
organischen Bestandteile, insbesondere jegliche Kunststoffe, können einen
Energiegehalt aufweisen, der mit dem von Öl vergleichbar ist. Mittels
der teilweisen Verbrennung kann eine erforderliche Temperatur, die
hoch genug ist, in dem Reaktor aufrechterhalten werden, um eine
effektive Austreibung zu erreichen. Dank dem zuvor erwähnten Nachbrennen
mit sekundärer
Luft, die zwischen der Öffnungslücke zwischen
dem Reaktor und der Gashaube angesaugt wird, wird eine solch hohe
Gastemperatur in dem nachfolgenden Gasbehandlungssystem erhalten.
Daher wird jegliche Bildung von nicht erwünschten, oft gesundheitsschädlichen Verbindungen,
wie z. B. Dioxinen und dergleichen, die Probleme verursachen können, wenn
solche Materialien wie Kunststoffe bei moderat hohen Temperaturen
zerstört
werden, vermieden.
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Wenn
der Kaldo-Ofen in Übereinstimmung mit
dem zuvor bestimmten, am besten geeigneten prozentualen Füllgrad gefüllt wurde,
wird das Beladen unterbrochen und man läßt die Rotation so lange fortlaufen,
wie irgendwelches Gas gebildet wird. Nach einer vollständigen Austreibung
von organischem Material verbleibt ein fester Verbrennungsrückstand
und häufig
sogar eine oder mehrere geschmolzene Phasen in dem Ofen. Diese Phasen
können
eine Metallphase sein, die in einen Kupfer-Konverter überführt werden
kann, oder eine Schlackenphase, die an eine geeignete andere Stelle
in dem Kupferschmelzer eingespeist werden kann. Auch der feste Verbrennungsrückstand
kann in eine Schlacke verschlackt werden, indem man einen Schlackenbildner
zusetzt, und kann in den Kupferschmelzer überführt werden, da diese einige
Edelmetalle enthält.
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Im
Vergleich mit vorher bekannten chargenweisen Verfahren, die während des
Betriebs ein kontinuierliches Einspeisen in einen Trommelofen aufwiesen,
bietet das Verfahren gemäß der Erfindung wesentliche
Vorteile. Demnach wird das Material kontinuierlich in einen kippenden
rotierbaren Reaktor geladen, z. B. in einen Reaktor des Kaldo-Typs,
der dazu in der Lage ist, das Material in eine wesentliche Bewegung
zu versetzen und daher eine Reihe anderer Möglichkeiten zum Erhalten und
Aufrechterhalten eines regelmäßigen ausgehenden
Stroms eines brennbaren Gases bietet, da kein Sauerstoffüberschuß aufrechterhalten
wird und demzufolge kein Risiko der Metalloxidation auftreten wird,
welches zu Verlusten und/oder notwendigen, kostenaufwendigen Rückgewinnungsverfahren
für wertvolle
Metalle aus Stäuben
und Schlacken führen
kann. Gemäß dem Verfahren
bestehen daher eine Reihe von Möglichkeiten,
das Verfahren hin zu einer optimalen Produktivität zu regeln, ohne daß der Bedarf
eines Sauerstoffüberschusses
besteht, indem eine Kombination der Kontrolle des eingehenden Materialstroms und
einer schnellen Ofenrotationsgeschwindigkeit erfolgt. Durch diese
Maßnahmen
ist es möglich,
einen schnellen Vergasungsprozeß aufrechtzuerhalten. Neben
einer fortlaufenden und kontinuierlichen Kontrolle der eingehenden
Materialien ist es möglich,
die Rotationsgeschwindigkeit zu verändern, um die Reaktionen zu
verlangsamen, wenn die Kontrolle über den Prozeß verlorengeht.
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Aufgrund
des durchgeführten
kontinuierlichen Beladens hat das gebildete Gas eine Zusammensetzung
und Temperatur, die über
die Zeit nicht variieren wird, wie sie es würde, wenn andere Abläufe des
chargenweisen Beladens bei der Schrottverbrennung durchgeführt werden,
und das Gas hat auch einen vorbestimmten, kontrollierten Strom und ist
daher auch geeignet, um in eine vorliegende Gasreinigungsvorrichtung
ohne Probleme geleitet zu werden.
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Weitere
Vorteile, die durch die Erfindung bereitgestellt werden, sind eine
höhere
Produktivität, d.h.
die Menge an Recycling-Material, die pro Stunde verarbeitet wird,
und eine größere Ausbeute
an gewonnenen wertvollen Metallen als diejenige, die erhalten werden
kann unter Anwendung von vorherigen chargenweisen Verfahren.
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Sowohl
eine gleichmäßige Temperatur
als auch ein gleichmäßiger Strom
von Material und gebildetem Gas wird zu gleichförmigen und kontrollierten Betriebsbedingungen
beitragen, was der Bildung von unerwünschten flüchtigen Substanzen, die Metalle enthalten,
und sogar von anderen gesundheitsschädlichen flüchtigen Reaktionsprodukten,
wie z. B. Dioxinen und dergleichen, aus den organischen Substanzen
der Recycling-Produkte entgegenwirkt.