EP4382216A1

EP4382216A1 - Method and device for analyzing and sorting parts of material

Info

Publication number: EP4382216A1
Application number: EP22212148.5A
Authority: EP
Inventors: Christian Schmidt; Ronald Gillner
Original assignee: Hydro Aluminium Recycling Deutschland GmbH
Current assignee: Hydro Aluminium Recycling Deutschland GmbH
Filing date: 2022-12-08
Publication date: 2024-06-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Analysieren und Sortieren von Materialteilen, insbesondere Schrottteilen aus Aluminium, das zweistufig durchgeführt wird, wobei in einer ersten Stufe eine Vorsortierung und in einer zweiten Stufe eine Nachsortierung erfolgen, wobei in der ersten Stufe in einem ersten Schritt eine vorgebbare Materialeigenschaft der Materialteile (4) bestimmt wird und in einem zweiten Schritt der ersten Stufe die Materialteile (4) jeweils in Abhängigkeit der jeweils bestimmten Materialeigenschaft entweder einer ersten Fraktion (F1) oder einer zweiten Fraktion (F2) zugeführt werden, und wobei in der zweiten Stufe in einem ersten Schritt die Materialteile (4) einer der beiden Fraktionen (F1, F2) in einen kontinuierlichen Förderstrom überführt und einer Prompte-Gamma-Neutronenaktivierungsanalyse (PGNAA) unterzogen werden und in einem zweiten Schritt der zweiten Stufe der Förderstrom abhängig von einer durch die PGNAA erhaltenen Elementbestimmung einzelnen Unterfraktionen (A1 bis C2) zugeleitet wird.

The invention relates to a method for analyzing and sorting material parts, in particular scrap parts made of aluminum, which is carried out in two stages, with a pre-sorting taking place in a first stage and a post-sorting taking place in a second stage, with a predeterminable material property of the material parts (4) being determined in a first step in the first stage and the material parts (4) being fed to either a first fraction (F1) or a second fraction (F2) in a second step of the first stage depending on the material property determined in each case, and with a first step in the second stage where the material parts (4) of one of the two fractions (F1, F2) are transferred to a continuous conveying stream and subjected to a prompt gamma neutron activation analysis (PGNAA) and a second step of the second stage where the conveying stream is fed to individual sub-fractions (A1 to C2) depending on an element determination obtained by the PGNAA.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Analysieren und Sortieren von Materialteilen, insbesondere Schrottteilen aus Aluminium. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The invention relates to a system for analyzing and sorting material parts, in particular scrap parts made of aluminum. The invention also relates to a device for carrying out such a method.

Ein aus dem Stand der Technik wohlbekanntes Verfahren zum Analysieren und Sortieren von Materialteilen, insbesondere von Schrottteilen aus Aluminium, ermöglicht eine Sortierung auf Basis einer laserinduzierten Plasmaspektroskopie, auch LIBS (laser-included break down spectroscopy) genannt. Dabei wird die laserinduzierte Plasmaspektroskopie zur Bestimmung einer elementspezifischen Zusammensetzung eines Materialteils, das heißt einer Probe mit Hilfe eines Plasmas eingesetzt. Das Plasma wird mit hochintensiver, fokussierter Laserstrahlung an einer Oberfläche des Materialteils erzeugt. Vom Plasma emittiertes Licht wird detektiert und spektral ausgewertet, um auf eine elementare Zusammensetzung des Materialteils rückzuschließen.A well-known method for analyzing and sorting material parts, especially aluminum scrap parts, enables sorting based on laser-induced plasma spectroscopy, also known as LIBS (laser-included break down spectroscopy). Laser-induced plasma spectroscopy is used to determine an element-specific composition of a material part, i.e. a sample, using a plasma. The plasma is generated on a surface of the material part using high-intensity, focused laser radiation. Light emitted by the plasma is detected and spectrally evaluated in order to determine the elemental composition of the material part.

Ein Verfahren der vorbeschriebenen Art ist beispielsweise aus der EP 3 352 919 B1 bekannt, die auch eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Verfahrensdurchführung offenbart.A method of the type described above is known, for example, from EP 3 352 919 B1 which also discloses a generic device for carrying out the method.

Gemäß der EP 3 352 919 B1 werden zu sortierende Materialteile einem Zuführmittel aufgegeben. Bei dem Zuführmittel kann es sich beispielsweise um schwingungsbewegte Platten handeln, die eine Zuführfläche bereitstellen, entlang derer die Materialteile bewegt werden.According to the EP 3 352 919 B1 Material parts to be sorted are fed into a feeding device. The feeding device can, for example, be vibrating plates that provide a feeding surface along which the material parts are moved.

Mittels des Zuführmittels werden die zu analysierenden und zu sortierenden Materialteile einer Rutsche aufgegeben. Der Schwerkraft folgend rutschen die Materialteile die Rutsche herunter und verlassen diese über eine untere Randkante der Rutsche. Von hier bewegen sich die zu analysierenden und zu sortierenden Materialteile im freien Fall durch die Umgebungsatmosphäre hindurch. Dabei dienen das Zuführmittel und die Rutsche dazu, dass eine Vereinzelung der Materialteile stattfindet und diese nach einem Verlassen der Rutsche im freien Fall durch einen räumlich definierten Fallkorridor hindurchbewegt werden.The material parts to be analyzed and sorted are fed into a chute using the feeder. The material parts slide down the chute under gravity and exit via a lower edge of the chute. From here, the material parts to be analyzed and sorted move in free fall through the surrounding atmosphere. The feeder and the chute serve to separate the material parts and, after leaving the chute, move them in free fall through a spatially defined fall corridor.

Während des freien Falls findet für jedes die Rutsche verlassende Materialteil eine laserinduzierte Plasmaspektroskopie statt. Zu diesem Zweck ist eine Lasereinrichtung vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, mit einem sich entlang einer Strahlachse ausbreitenden Laserstrahl auf einer Oberfläche eines Materialteils ein Plasma zu erzeugen. Des Weiteren ist ein Spektrometersystem vorgesehen, das dazu eingerichtet ist, eine Spektralanalyse eines von dem laserinduzierten Plasma emittierten Plasmalichts durchzuführen und in Entsprechung eines Ergebnisses der durchgeführten Spektralanalyse ein Ausgangssignal zu erzeugen.During the free fall, laser-induced plasma spectroscopy is carried out for each piece of material leaving the slide. For this purpose, a laser device provided which is designed to generate a plasma on a surface of a material part using a laser beam propagating along a beam axis. Furthermore, a spectrometer system is provided which is designed to carry out a spectral analysis of a plasma light emitted by the laser-induced plasma and to generate an output signal in accordance with a result of the spectral analysis carried out.

Dieses Ausgangssignal dient dann in Kombination mit einem Sortierkriterium im Weiteren einer Sortiereinheit dazu, die die Rutsche verlassenden Materialteile einer von zwei Fraktionen zuzuführen. Als Sortiereinheit kann beispielsweise eine Luftdüse zum Einsatz kommen, die mittels einer Steuervorrichtung entsprechend angesteuert wird. Aus dem Strom an Materialteilen, die die Rutsche verlassen, können so unter Luftdruckeinwirkung bestimmte Materialteile aussortiert werden. Im Ergebnis stehen so eine Fraktion von aussortierten und eine Fraktion von nicht aussortierten Materialteilen.This output signal is then used in combination with a sorting criterion in a sorting unit to feed the material parts leaving the chute into one of two fractions. An air nozzle, for example, can be used as a sorting unit, which is controlled accordingly by a control device. From the flow of material parts leaving the chute, certain material parts can be sorted out using air pressure. The result is a fraction of sorted out material parts and a fraction of non-sorted material parts.

Typischerweise dient das vorbeschriebene Verfahren dazu, Materialteile einer bestimmten Zusammensetzung zu erkennen und von Materialteilen einer anderen Zusammensetzung zu trennen. Dabei erfolgt eine solche Trennung entweder deshalb, weil ein Materialteil einer ungewünschten Zusammensetzung erkannt und mittels der Sortiereinheit ausgeschleust wird oder weil die Zusammensetzung eines Materialteils nicht sicher festgestellt werden konnte und deshalb eine Ausschleusung mittels der Sortiereinheit stattfindet. Die Fraktion der ausgeschleusten Materialteile setzt sich mithin zusammen aus in ihrer Zusammensetzung eindeutig identifizierten und nicht gewünschten Materialteilen einerseits und in ihrer Zusammensetzung nicht eindeutig identifizierten Materialteilen andererseits.Typically, the method described above is used to identify material parts of a certain composition and to separate them from material parts of a different composition. Such a separation occurs either because a material part of an undesirable composition is identified and rejected by the sorting unit or because the composition of a material part could not be determined with certainty and therefore it is rejected by the sorting unit. The fraction of rejected material parts is therefore made up of material parts whose composition is clearly identified and not desired on the one hand and material parts whose composition is not clearly identified on the other.

Die Fraktion der in ihrer Zusammensetzung eindeutig identifizierten und gewünschten Materialteile wird auch als "Gutfraktion" bezeichnet. Die andere Fraktion, das heißt die Fraktion der eindeutig identifizierten und nicht gewünschten Materialteile einerseits und der nicht eindeutig identifizierten Materialteile andererseits, wird auch als "Restfraktion" bezeichnet.The fraction of the material parts that are clearly identified and desired in their composition is also referred to as the "good fraction". The other fraction, i.e. the fraction of the material parts that are clearly identified and not desired on the one hand and the material parts that are not clearly identified on the other hand, is also referred to as the "residual fraction".

Die Praxis hat gezeigt, dass die Menge an Restfraktion im Vergleich zur Menge an Gutfraktion nicht unerheblich klein ausfällt. Da die Restfraktion in ihrer Zusammensetzung undefiniert und insofern unbekannt ist, ist eine wirtschaftliche Verwertung der zur Restfraktion gehörenden Materialteile nicht möglich.Practice has shown that the amount of residual fraction is not insignificantly small compared to the amount of good fraction. Since the composition of the residual fraction is undefined and therefore unknown, it is not possible to economically utilize the material parts belonging to the residual fraction.

Analysierte und sortierte Materialteile können im Weiteren insbesondere dazu verwendet werden, dem Ofen einer Schmelzanlage zugeführt zu werden, um für ein späteres Gussstück die gewünschte Legierungszusammensetzung bereitzustellen. So ist es beispielsweise bei Materialteilen, die als Schrottteile aus Aluminium vorliegen, das vorrangige Ziel der Sortierung, die für einen bestimmungsgemäßen Betrieb einer Umschmelzanlage richtige Aluminiumlegierung auszusortieren.Analyzed and sorted material parts can then be used in particular to be fed into the furnace of a melting plant in order to provide the desired alloy composition for a later casting. For example, in the case of material parts that are present as scrap parts made of aluminum, the primary goal of sorting is to select the right aluminum alloy for the intended operation of a remelting plant.

Für die bestmögliche Nutzung sowohl der Gutfraktion als auch der Restfraktion ist eine analytische Auswertung notwendig. Das Ergebnis einer solchen Analyse kann dann auch zur Planung einer Beschickung eines Ofens einer Umschmelzanlage herangezogen werden. Dies geschieht unter Berücksichtigung eines "Sicherheitspuffers", der notwendig ist, um sicher innerhalb eines bestimmten Ziellegierungsfensters zu bleiben. Analytische Ungenauigkeiten können so zwar zum Teil ausgeglichen werden, doch der maximal mögliche Einsatz an Schrottteilen wird so in nachteiliger Weise reduziert.An analytical evaluation is necessary for the best possible use of both the good fraction and the residual fraction. The result of such an analysis can then also be used to plan the loading of a furnace in a remelting plant. This is done taking into account a "safety buffer" that is necessary to remain safely within a certain target alloy window. Analytical inaccuracies can be partially compensated in this way, but the maximum possible use of scrap parts is disadvantageously reduced.

Die analytische Ungenauigkeit der Auswertung ist dadurch begründet, dass zwecks Analyse nur auf wenige Proben zurückgegriffen wird, die nur einen Bruchteil der insgesamt weiter zu verarbeitenden Materialteile ausmacht. Dabei nimmt die Wahrscheinlichkeit einer analytischen Unsicherheit bei heterogen ausgebildeten Fraktionen zu. Und so ist insbesondere die Restfraktion dem Grunde nach nicht weiter wirtschaftlich verwertbar, und wenn, dann nur sehr bedingt und dies mit einer hohen Wahrscheinlichkeit von analytischen Ungenauigkeiten.The analytical inaccuracy of the evaluation is due to the fact that only a few samples are used for analysis, which only make up a fraction of the total material parts to be processed. The probability of analytical uncertainty increases with heterogeneous fractions. And so the residual fraction in particular is basically no longer economically viable, and if so, then only to a very limited extent and with a high probability of analytical inaccuracies.

Ausgehend vom Vorbeschriebenen ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Analysieren und Sortieren von Materialteilen, insbesondere von Schrottteilen aus Aluminium, anzugeben, das hilft, mögliche Analysefehler zu minimieren und die weitere Verwertbarkeit von Materialteilen, insbesondere in Umschmelzanlagen zu maximieren. Ferner soll eine Vorrichtung zum Analysieren und Sortieren von Materialteilen, insbesondere von Schrottteilen aus Aluminium vorgeschlagen werden.Based on the above, the object of the invention is to provide a method for analyzing and sorting material parts, in particular aluminum scrap parts, which helps to minimize possible analysis errors and maximize the further usability of material parts, in particular in remelting plants. Furthermore, a device for analyzing and sorting material parts, in particular aluminum scrap parts, is to be proposed.

Verfahrensseitig wird zur Lösung der vorstehenden Aufgabe vorgeschlagen ein Verfahren zum Analysieren und Sortieren von Materialteilen, insbesondere Schrottteilen aus Aluminium, das zweistufig durchgeführt wird, wobei in einer ersten Stufe eine Vorsortierung und in einer zweiten Stufe eine Nachsortierung erfolgen, wobei in der ersten Stufe in einem ersten Schritt eine vorgebbare Materialeigenschaft der Materialteile bestimmt wird und in einem zweiten Schritt der ersten Stufe die Materialteile jeweils in Abhängigkeit der jeweils bestimmten Materialeigenschaft entweder einer ersten Fraktion oder einer zweiten Fraktion zugeführt werden, und wobei in der zweiten Stufe in einem ersten Schritt die Materialteile einer der beiden Fraktionen in einen kontinuierlichen Förderstrom überführt und einer Prompte-Gamma-Neutronenaktivierungsanalyse (kurz: PGNAA) unterzogen werden, und in einem zweiten Schritt der zweiten Stufe der Förderstrom abhängig von einer durch die PGNAA erhaltenen Elementbestimmung einzelnen Unterfraktionen zugeleitet wird.In terms of the method, a method for analyzing and sorting material parts, in particular scrap parts made of aluminum, is proposed to solve the above problem. The method is carried out in two stages, with a pre-sorting taking place in a first stage and a post-sorting taking place in a second stage, with a predeterminable material property of the material parts being determined in a first step in the first stage and In a second step of the first stage, the material parts are each fed to either a first fraction or a second fraction depending on the respective material property, and in the second stage, in a first step, the material parts of one of the two fractions are transferred into a continuous feed stream and subjected to a prompt gamma neutron activation analysis (PGNAA for short), and in a second step of the second stage, the feed stream is fed to individual sub-fractions depending on an element determination obtained by the PGNAA.

Vorrichtungsseitig wird zur Lösung der vorstehenden Aufgabe vorgeschlagen eine Vorrichtung zum Analysieren und Sortieren von Materialteilen, insbesondere Schrottteilen aus Aluminium, mit einer ersten Analyseeinrichtung und einer zweiten Analyseeinrichtung, wobei die erste Analyseeinrichtung dazu eingerichtet ist, eine vorgebbare Materialeigenschaft der Materialteile zu bestimmen und die Materialteile mittels einer Sortiereinrichtung einer von zwei Fraktionen zuzuführen, wobei die zweite Analyseeinrichtung dazu eingerichtet ist, die Materialteile einer der beiden Fraktionen einer PGNAA zu unterziehen und die Materialteile abhängig von einer Elementbestimmung durch die PGNAA einzelnen Unterfraktionen zuzuführen.In terms of the device, in order to solve the above problem, a device is proposed for analyzing and sorting material parts, in particular scrap parts made of aluminum, with a first analysis device and a second analysis device, wherein the first analysis device is set up to determine a predeterminable material property of the material parts and to feed the material parts to one of two fractions by means of a sorting device, wherein the second analysis device is set up to subject the material parts of one of the two fractions to a PGNAA and to feed the material parts to individual sub-fractions depending on an element determination by the PGNAA.

Die erfindungsgemäße Verfahrensdurchführung erfolgt zweistufig. Es sind eine Vorsortierung einerseits und eine Nachsortierung andererseits vorgesehen. Die Vorsortierung dient dazu, wenigstens zwei Materialteil-Fraktionen zu bilden, eine Gutfraktion einerseits und eine Restfraktion andererseits.The method according to the invention is carried out in two stages. A pre-sorting stage on the one hand and a post-sorting stage on the other are provided. The pre-sorting stage serves to form at least two material fractions, a good fraction on the one hand and a residual fraction on the other.

Die Fraktionsbildung erfolgt erfindungsgemäß in Abhängigkeit einer vorgebbaren Materialeigenschaft der Materialteile. Zu diesem Zweck wird in einem ersten Schritt eine vorgebbare Materialeigenschaft der Materialteile bestimmt. In einem zweiten Schritt der ersten Stufe erfolgt dann eine Sortierung der Materialteile, d. h. eine Aufteilung der Materialteile auf wenigstens zwei Fraktionen, nämlich eine erste Fraktion und eine zweite Fraktion. Diese Fraktionsbildung erfolgt in Abhängigkeit der jeweils bestimmten Materialeigenschaft der Materialteile. Die Materialteile werden mithin in Abhängigkeit des Ergebnisses der Bestimmung der Materialeigenschaft gemäß erstem Schritt fraktioniert.According to the invention, the fractions are formed depending on a predeterminable material property of the material parts. For this purpose, a predeterminable material property of the material parts is determined in a first step. In a second step of the first stage, the material parts are then sorted, i.e. the material parts are divided into at least two fractions, namely a first fraction and a second fraction. This fraction formation takes place depending on the material property of the material parts determined in each case. The material parts are therefore fractionated depending on the result of the determination of the material property according to the first step.

Die Fraktionierung erfolgt mithin erfindungsgemäß in einer solchen Weise, dass zumindest zwei Fraktionen ausgebildet werden, wobei die eine der beiden Fraktionen vermehrt Materialteile beinhaltet, die die vorgebbare Materialeigenschaft aufweisen, wohingegen die andere Fraktion vornehmlich aus Materialteilen gebildet ist, die diese Materialeigenschaft eben nicht aufweisen.According to the invention, the fractionation is carried out in such a way that at least two fractions are formed, whereby one of the two fractions contains an increased amount of material parts which have the predeterminable material property, whereas the other fraction is mainly made up of material parts that do not have this material property.

Als Materialeigenschaft im Sinne der Erfindung kann grundsätzlich eine solche Materialeigenschaft gewählt werden, die zweckmäßigerweise dazu beiträgt, das gewünschte Sortierergebnis zu optimieren. Als in diesem Sinne besonders geeignet werden als vorgebbare Materialeigenschaft der Materialteile die jeweilige Dichte, Absorptionsfähigkeit und/oder chemische Zusammensetzung der Materialteile gewählt.In principle, a material property that expediently contributes to optimizing the desired sorting result can be selected as the material property within the meaning of the invention. Particularly suitable in this sense are the respective density, absorption capacity and/or chemical composition of the material parts as the predeterminable material property of the material parts.

Die Fraktionsbildung der Vorsortierung kann auch weitere Stufen umfassen. Insbesondere ist es möglich, eine Sortierung in Abhängigkeit einer Mehrzahl von zu bestimmender Materialeigenschaften durchzuführen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, in einem ersten Schritt eine erste vorgebbare Materialeigenschaft der Materialteile zu bestimmen und in einem zweiten Schritt die Materialteile jeweils in Abhängigkeit der jeweils bestimmten ersten Materialeigenschaft entweder einer ersten Fraktion oder einer zweiten Fraktion zuzuführen. Eine der beiden so entstehenden Fraktionen wird dann im Sinne der Erfindung einer weiteren Vorsortierung unterzogen, indem in einem dritten Schritt eine zweite vorgebbare Materialeigenschaft der Materialteile bestimmt wird und in einem vierten Schritt die Materialteile jeweils in Abhängigkeit der jeweils bestimmten zweiten Materialeigenschaft entweder einer dritten Fraktion oder einer vierten Fraktion zugeführt werden.The fraction formation of the pre-sorting can also include further stages. In particular, it is possible to carry out sorting depending on a plurality of material properties to be determined. For example, it can be provided that in a first step a first predeterminable material property of the material parts is determined and in a second step the material parts are fed to either a first fraction or a second fraction depending on the respective first material property determined. One of the two fractions thus created is then subjected to further pre-sorting in accordance with the invention by determining a second predeterminable material property of the material parts in a third step and feeding the material parts to either a third fraction or a fourth fraction depending on the respective second material property determined in a fourth step.

Von erfindungswesentlicher Bedeutung ist mithin nicht die Vorsortierung als solche, sondern die Kombination von Vorsortierung und Nachsortierung, wobei mit Beendigung der Vorsortierung wenigstens zwei Fraktionen von Materialteilen vorliegen und mindestens eine dieser beiden Fraktionen einer PGNAA unterzogen wird.What is of essential importance for the invention is therefore not the pre-sorting as such, but the combination of pre-sorting and post-sorting, whereby at least two fractions of material parts are present upon completion of the pre-sorting and at least one of these two fractions is subjected to a PGNAA.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass in der ersten Stufe in einem ersten Schritt die jeweilige chemische Zusammensetzung der Materialteile bestimmt wird, indem je Materialteil geprüft wird, ob eine vorgebbare chemische Komponente Bestandteil des Materialteils ist, und in einem zweiten Schritt der ersten Stufe die Materialteile jeweils abhängig von dem Vorhandensein der vorgebbaren chemischen Komponente als Bestandteil des Materialteils entweder einer ersten Fraktion oder einer zweiten Fraktion zugeführt werden.According to a particular embodiment of the invention, it is provided that in the first stage, in a first step, the respective chemical composition of the material parts is determined by checking for each material part whether a predeterminable chemical component is a component of the material part, and in a second step of the first stage, the material parts are each fed to either a first fraction or a second fraction depending on the presence of the predeterminable chemical component as a component of the material part.

Die Fraktionsbildung erfolgt bevorzugter Weise mithin in Abhängigkeit der chemischen Zusammensetzung der Materialteile. Zu diesem Zweck wird in einem ersten Schritt die jeweilige chemische Zusammensetzung der Materialteile bestimmt, indem je Materialteil geprüft wird, ob eine vorgebbare chemische Komponente Bestandteil des Materialteils ist. Bejahendenfalls wird dieses Materialteil der Gutfraktion zugeführt, andernfalls der Restfraktion. Sollte hinsichtlich eines Materialteils keine eindeutige Bestimmung möglich sein, wird es der Restfraktion zugeschlagen.Fraction formation is therefore preferably carried out depending on the chemical Composition of the material parts. For this purpose, the respective chemical composition of the material parts is determined in a first step by checking for each material part whether a predeterminable chemical component is part of the material part. If so, this material part is added to the good fraction, otherwise to the residual fraction. If no clear determination is possible with regard to a material part, it is added to the residual fraction.

Als vorgebbare chemische Komponente können einzelne Elemente gewählt werden, wie zum Beispiel Zink, Kupfer, Eisen oder Mangan. Alternativ können auch Elementgruppen vorgegeben werden, beispielsweise bestimmte Aluminiumlegierungen, so zum Beispiel die Legierungen der 5000er Reihe oder der 6000er Reihe.Individual elements such as zinc, copper, iron or manganese can be selected as the specified chemical component. Alternatively, groups of elements can also be specified, for example certain aluminum alloys, such as the alloys of the 5000 series or the 6000 series.

Es ist besonders bevorzugt, die vorbeschriebene Vorsortierung mittels LIBS durchzuführen. Es können aber auch andere Verfahren zum Einsatz kommen, denn es geht zunächst einmal nur darum, Materialteile nach ihrer chemischen Zusammensetzung zu analysieren und alsdann zwei Fraktionen zuzuordnen, und zwar in Abhängigkeit der bestimmten chemischen Zusammensetzung.It is particularly preferred to carry out the pre-sorting described above using LIBS. However, other methods can also be used, because it is initially only a matter of analyzing material parts according to their chemical composition and then assigning them to two fractions, depending on the specific chemical composition.

Eine Vorsortierung kann anstelle von LIBS auch mittels Röntgensortierung, beispielsweise mittels Röntgentransmission durchgeführt werden, insbesondere dann, wenn andere Materialeigenschaften der Materialteile als Sortierkriterium für die Vorsortierung herangezogen werden sollen. So ist beispielsweise auch eine zweistufige Röntgensortierung möglich, bei der in einer ersten Stufe eine Röntgensortierung zur Aluminiumanreicherung und in einer zweiten Stufe eine Röntgensortierung zur Aufteilung in Guss- und Knetlegierungen erfolgt.Instead of LIBS, pre-sorting can also be carried out using X-ray sorting, for example using X-ray transmission, especially if other material properties of the material parts are to be used as sorting criteria for pre-sorting. For example, two-stage X-ray sorting is also possible, in which in a first stage an X-ray sorting is carried out to enrich the aluminum and in a second stage an X-ray sorting is carried out to divide the material into cast and wrought alloys.

Der Vorsortierung folgt erfindungsgemäß eine Nachsortierung nach. Es werden dabei die Materialteile zumindest einer Fraktion nachsortiert. Es können aber auch die Materialteile beider Fraktionen jeweils nachsortiert werden. Bevorzugter Weise findet insbesondere eine Nachsortierung der Restfraktion statt.According to the invention, the pre-sorting is followed by a post-sorting. The material parts of at least one fraction are re-sorted. However, the material parts of both fractions can also be re-sorted. Preferably, the remaining fraction is re-sorted in particular.

Die Nachsortierung erfolgt mittels PGNAA, das heißt durch eine Prompte-Gamma-Neutronenaktivierungsanalyse. Diese ermöglicht eine Online-Qualitätskontrolle, wobei sämtliche zu einer Fraktion gehörenden Materialteile analysiert werden, das heißt im Unterschied zum Stand der Technik nicht nur einzelne Proben. Dies erbringt insbesondere den Vorteil einer äußerst zuverlässigen Messung, womit die nach dem Stand der Technik bestehenden Ungenauigkeiten bei einer erfindungsgemäß vorgesehenen Probenanalyse vermieden sind. Der bei einer Chargenoptimierung zur Beschickung eines Ofens zu berücksichtigende "Sicherheitspuffer" kann ob der mit der erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung erzielten analytischen Genauigkeit reduziert werden. Dies wiederum gestattet einen höheren Anteil an verwertbaren minderwertigen Schrotten und damit einhergehend geringere Kosten für den Einsatz von Primärmetallen und/oder - legierungen.The re-sorting is carried out using PGNAA, i.e. prompt gamma neutron activation analysis. This enables online quality control, whereby all material parts belonging to a fraction are analyzed, i.e., in contrast to the state of the art, not just individual samples. This provides in particular the advantage of an extremely reliable measurement, which avoids the inaccuracies that exist in the state of the art when carrying out a sample analysis according to the invention. The "safety buffer" that has to be taken into account when optimizing a batch for charging a furnace can be reduced due to the analytical accuracy achieved by carrying out the process according to the invention. This in turn allows a higher proportion of low-quality scrap to be recycled and thus lower costs for the use of primary metals and/or alloys.

Von besonderem Vorteil der PGNAA ist darüber hinaus, dass die Materialteile der analysierten Fraktion Unterfraktionen zugeführt werden können, und zwar in Abhängigkeit der durchschnittlichen chemischen Zusammensetzung, die in Echtzeit durch PGNAA bestimmt wird.Another particular advantage of PGNAA is that the material parts of the analyzed fraction can be divided into subfractions depending on the average chemical composition, which is determined in real time by PGNAA.

Insbesondere die Restfraktion beinhaltet Materialteile, die in ihrer chemischen Zusammensetzung stark variieren. Dabei wird der betriebswirtschaftliche Wert der Verwertbarkeit der Restfraktion durch den Gehalt der darin enthaltenen Legierungselemente bestimmt, insbesondere durch Legierungselemente wie zum Beispiel Zink und Kupfer. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, die tatsächliche chemische Zusammensetzung der Materialteile online, das heißt in Echtzeit zu ermitteln, was dann im Weiteren ein Zuführen der Materialteile zu einzelnen Unterfraktionen gestattet. Es werden auf diese Weise voneinander getrennt Unterfraktionen erzeugt, die aufgrund der bekannten chemischen Zusammensetzung einen betriebswirtschaftlich höheren Wert haben als eine ungetrennte Mischung. Die erfindungsgemäße Verfahrensdurchführung kann mithin dazu beitragen, die wirtschaftliche Verwertbarkeit der in den Fraktionen enthaltenen Materialteile zu steigern, womit gleichzeitig unerwünschtes Downcycling reduziert wird. Darüber hinaus wird eine zusätzliche Qualitätssicherung geschaffen.In particular, the residual fraction contains material parts that vary greatly in their chemical composition. The economic value of the usability of the residual fraction is determined by the content of the alloying elements contained therein, in particular by alloying elements such as zinc and copper. The method according to the invention makes it possible to determine the actual chemical composition of the material parts online, i.e. in real time, which then allows the material parts to be fed into individual sub-fractions. In this way, sub-fractions are produced that are separate from one another and, due to the known chemical composition, have a higher economic value than an unseparated mixture. The method implementation according to the invention can therefore help to increase the economic usability of the material parts contained in the fractions, thereby reducing undesirable downcycling at the same time. In addition, additional quality assurance is created.

Die Prompte-Gamma-Neutronenaktivierungsanalyse ermöglicht eine Multielement-Messung der in einem Förderstrom fortbewegten Materialteile einer Fraktion. Erfindungsgemäß ist deshalb gemäß einem ersten Schritt der zweiten Stufe vorgesehen, dass die Materialteile einer der beiden Fraktionen in einen kontinuierlichen Förderstrom überführt werden. Alsdann werden die Materialteile einer PGNAA unterzogen. Der Vorteil von PGNAA besteht dabei darin, dass kontinuierlich über den gesamten Förderstromquerschnitt gemessen und eine repräsentative Elementbestimmung durchgeführt wird. Elemente wie zum Beispiel Kupfer können mit einer Genauigkeit von bis zu 0,02% Kupfer gemessen werden, womit es gestattet ist, Unterfraktionen auszubilden, die definiert voneinander unterscheidbar sind.Prompt gamma neutron activation analysis enables a multi-element measurement of the material parts of a fraction that are moving in a conveying stream. According to the invention, a first step of the second stage therefore provides that the material parts of one of the two fractions are transferred into a continuous conveying stream. The material parts are then subjected to PGNAA. The advantage of PGNAA is that it is continuously measured across the entire conveying stream cross-section and a representative element determination is possible. Elements such as copper can be measured with an accuracy of up to 0.02% copper, which allows the formation of sub-fractions that can be clearly distinguished from one another.

In einem zweiten Schritt der zweiten Stufe wird der Förderstrom an Materialteilen einzelnen Unterfraktionen zugeleitet, was in Abhängigkeit der mittels PGNAA erhaltenen Elementbestimmung erfolgt.In a second step of the second stage, the flow of material parts is fed into individual subfractions, which is done depending on the element determination obtained by PGNAA.

Im Ergebnis der erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung steht in vorteilhafter Weise, dass eine Sortierung von Materialteilen in Abhängigkeit des betriebswirtschaftlichen Werts ausgewählter Legierungselemente wie zum Beispiel Kupfer, Zink, Eisen oder Mangan erfolgen kann. Dabei erfolgt keine Analyse nicht anhand von repräsentativen Proben, sondern vielmehr eine Komplettanalyse sämtlicher zu einer Fraktion gehörenden Materialteile, und dies in Echtzeit, was einen Onlinebetrieb gestattet. Dabei sind Analyseungenauigkeiten minimiert, was es gestattet, den für einen bestimmungsgemäßen Betrieb einer Gießerei vorzuhaltenden "Sicherheitspuffer" zu verkleinern, was wiederum einen verminderten Einsatz von Primärmetallen gestattet.The result of the process according to the invention is advantageous in that material parts can be sorted depending on the economic value of selected alloying elements such as copper, zinc, iron or manganese. This does not involve an analysis based on representative samples, but rather a complete analysis of all material parts belonging to a fraction, and this in real time, which allows online operation. Analysis inaccuracies are minimized, which allows the "safety buffer" that must be maintained for the proper operation of a foundry to be reduced, which in turn allows a reduced use of primary metals.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden Stufen zeitlich unmittelbar aufeinander nachfolgend durchgeführt werden. Es findet mithin eine Vorsortierung, unmittelbar gefolgt von einer Nachsortierung statt. Die der Vorsortierung entstammenden Fraktionen werden mithin im Anschluss an die Vorsortierung weiterverarbeitet und der erfindungsgemäß vorgesehenen zweiten Sortierstufe unterzogen. Es ist so eine zeitlich und auch räumlich optimierte Verfahrensdurchführung gestattet.According to a further feature of the invention, it is provided that the two stages are carried out immediately one after the other. This means that a pre-sorting takes place, immediately followed by a post-sorting. The fractions resulting from the pre-sorting are then further processed after the pre-sorting and subjected to the second sorting stage provided for by the invention. This allows the process to be carried out in a manner that is optimized in terms of time and space.

Alternativ ist es aber natürlich auch möglich, die beiden erfindungsgemäßen Verfahrensstufen zeitlich voneinander zu entkoppeln. Insbesondere ist es gestattet, die aus einer Vorsortierung der bestimmungsgemäßen Art entstammenden Fraktionen zwischenzulagern und erst zu einem späteren Zeitpunkt einer Nachsortierung der erfindungsgemäßen Art zuzuführen. Eine solche zeitlich verzögerte zweistufige Sortierung kann sich insbesondere aus logistischen Gründen als vorteilhaft erweisen. So können insbesondere Fraktionen der Vorsortierung gesammelt und als alsdann gemeinschaftlich in vorbeschriebener Weise nachsortiert werden.Alternatively, it is of course also possible to decouple the two process stages according to the invention from one another in terms of time. In particular, it is permitted to temporarily store the fractions resulting from a pre-sorting of the intended type and only to send them to a subsequent sorting of the inventive type at a later point in time. Such a delayed two-stage sorting can prove to be advantageous, particularly for logistical reasons. In particular, fractions from the pre-sorting can be collected and then jointly sorted in the manner described above.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, nicht nur die Materialteile einer Fraktion, sondern die Materialteile beider Fraktionen jeweils einer PGNAA zu unterziehen. Dabei werden die Fraktionen getrennt voneinander verarbeitet, so dass eine unbeabsichtigte Durchmischung der zuvor in zwei Fraktionen unterteilten Materialteile sicher vermieden ist.According to a further feature of the invention, not only the material parts one fraction, but to subject the material parts of both fractions to a PGNAA. The fractions are processed separately so that unintentional mixing of the material parts previously divided into two fractions is safely avoided.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bestimmung der chemischen Zusammensetzung der Materialteile in der ersten Stufe mittels LIBS erfolgt. Da das LIBS-Verfahren sehr zuverlässig Gutfraktionen erzeugt, ist es bei einer Vorsortierung mittels LIBS insbesondere bevorzugt, die Restfraktion mittels PGNAA weiterzuverarbeiten. Aber auch die nach dem LIBS-Verfahren erzeugte Gutfraktion kann natürlich einer Nachsortierung mittels PGNAA unterzogen werden.According to a further feature of the invention, the chemical composition of the material parts is determined in the first stage using LIBS. Since the LIBS process produces good fractions very reliably, it is particularly preferred to further process the remaining fraction using PGNAA when pre-sorting using LIBS. However, the good fraction produced using the LIBS process can of course also be subjected to further sorting using PGNAA.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass als vorgebbare chemische Komponente eine charakteristische Komponente einer bestimmten Aluminiumlegierung gewählt wird.According to a further feature of the invention, it is provided that a characteristic component of a specific aluminum alloy is selected as the predeterminable chemical component.

Für bestimmte Aluminiumlegierungen sind bestimmte einzelne chemische Elemente charakteristisch. Um Aluminiumlegierung voneinander unterscheiden zu können, ist es deshalb nicht erforderlich, sämtliche Legierungsbestandteile eines zu sortierenden Materialteils zu analysieren. Die Bestimmung nur eines Legierungselements zur eindeutigen Unterscheidung zweier Aluminiumlegierungen kann deshalb ausreichen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn in der Legierungszusammensetzung erwartbare Komponenten enthalten sind. Liegen beispielsweise in einem zu sortieren Schrottgemisch insbesondere Materialteile nur zweier Aluminiumlegierungen vor, so sind auch nur diese beiden Aluminiumlegierungen erwartbar. Sofern sich diese beiden erwartbaren Aluminiumlegierungen durch ein charakteristisches Legierungselement unterscheiden, so ist es ausreichend, die chemische Zusammensetzung der Materialteile anhand dieses Legierungselements zu bestimmen.Certain individual chemical elements are characteristic of certain aluminum alloys. In order to be able to distinguish between aluminum alloys, it is therefore not necessary to analyze all the alloy components of a material part to be sorted. Determining just one alloy element to clearly distinguish between two aluminum alloys can therefore be sufficient. This is particularly the case if the alloy composition contains expected components. If, for example, a scrap mixture to be sorted contains material parts of only two aluminum alloys, only these two aluminum alloys are expected. If these two expected aluminum alloys differ in a characteristic alloy element, it is sufficient to determine the chemical composition of the material parts based on this alloy element.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass in der zweiten Stufe bei der Elementbestimmung mittels PGNAA insbesondere Legierungselemente aus der Gruppe Zink, Kupfer, Eisen und Mangan berücksichtigt werden. Diese Legierungselemente sind insbesondere aus betriebswirtschaftlicher Sicht bedeutsam, weshalb es von Vorteil ist, den Förderstrom an Materialteilen in diese Legierungselemente repräsentierende Unterfraktionen zu unterteilen.According to a further feature of the invention, in the second stage of element determination using PGNAA, alloying elements from the group zinc, copper, iron and manganese are taken into account. These alloying elements are particularly important from a business point of view, which is why it is advantageous to divide the flow of material parts into sub-fractions representing these alloying elements.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient insbesondere einer Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die mit der Erfindung vorgeschlagene Vorrichtung verfügt zu diesem Zweck über eine erste Analyseeinrichtung und eine zweite Analyseeinrichtung. Dabei dienen die erste Analyseeinrichtung der Vorsortierung gemäß der ersten Verfahrensstufe und die zweite Analyseeinrichtung der Nachsortierung gemäß der zweiten Verfahrensstufe. Die beiden Analyseeinrichtungen können fördertechnisch miteinander gekoppelt sein, was es ermöglicht, die beiden Verfahrensstufen zeitlich unmittelbar aufeinander nachfolgend durchzuführen.The device according to the invention is used in particular to carry out the method according to the invention. For this purpose, the device proposed by the invention has a first analysis device and a second analysis device. The first analysis device is used for pre-sorting according to the first method stage and the second analysis device is used for post-sorting according to the second method stage. The two analysis devices can be coupled to one another in terms of conveyor technology, which makes it possible to carry out the two method stages immediately one after the other.

Die erste Analyseeinrichtung ist dazu eingerichtet, eine vorgebbare Materialeigenschaft der Materialteile zu bestimmen und die Materialteile mittels einer Sortiereinrichtung zu fraktionieren. Eine vorgebbare Materialeigenschaft im erfindungsgemäßen Sinn können insbesondere Dichte, Absorptionsfähigkeit und chemische Zusammensetzung sein. Die erste Analyseeinrichtung ist dementsprechend auszubilden, sodass die Materialteile in Entsprechung der gewünschten Materialeigenschaft sortiert werden können.The first analysis device is designed to determine a predeterminable material property of the material parts and to fractionate the material parts using a sorting device. A predeterminable material property in the sense of the invention can be in particular density, absorption capacity and chemical composition. The first analysis device is to be designed accordingly so that the material parts can be sorted in accordance with the desired material property.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste Analyseeinrichtung insbesondere dazu eingerichtet, die chemische Zusammensetzung der Materialteile zu bestimmen, indem je Materialteil geprüft wird, ob eine vorgebbare chemische Komponente Bestandteil des Materialteils ist. Diese Prüfung kann in schon vorbeschriebener Weise vorzugsweise mittels LIBS durchgeführt werden.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the first analysis device is designed in particular to determine the chemical composition of the material parts by checking for each material part whether a predeterminable chemical component is part of the material part. This test can be carried out in the manner already described, preferably using LIBS.

Die erste Analyseeinrichtung verfügt über eine Sortiereinrichtung, mittels welcher die Materialteile einer von zwei Fraktionen zugeführt werden. Dabei bilden sich vorzugsweise eine Gutfraktion einerseits und eine Restfraktion andererseits aus, und zwar in Abhängigkeit der zuvor durchgeführten Materialanalyse, beispielsweise anhand der chemischen Zusammensetzung der Materialteile.The first analysis device has a sorting device by means of which the material parts are fed into one of two fractions. In this case, a good fraction on the one hand and a residual fraction on the other hand are preferably formed, depending on the material analysis carried out beforehand, for example based on the chemical composition of the material parts.

Die zweite Analyseeinrichtung ist dazu eingerichtet, die Materialteile einer der beiden Fraktionen einer PGNAA zu unterziehen und alsdann die Materialteile abhängig von einer Elementbestimmung durch die PGNAA einzelnen Unterfraktionen zuzuführen. Dabei erfolgt die Analyse der Materialteile in Echtzeit, was eine sofortige Zusortierung der im Förderstrom fortbewegten Materialteile zu einzelnen Unterfraktionen gestattet.The second analysis device is designed to subject the material parts of one of the two fractions to a PGNAA and then to feed the material parts into individual sub-fractions depending on an element determination by the PGNAA. The material parts are analyzed in real time, which allows the material parts moving along in the conveyor flow to be sorted immediately into individual sub-fractions.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Analyseeinrichtung eine Analyse mittels LIBS ermöglicht, zu welchem Zweck die erste Analyseeinrichtung umfasst:

eine Sortiereinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Materialteil einer von zwei Fraktionen zuzuführen,
eine Lasereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, mit einem sich entlang einer Strahlachse ausbreitenden Laserstrahl auf einer Oberfläche des Materialteils ein Plasma zu erzeugen, ein Spektrometersystem, das dazu eingerichtet ist, eine Spektralanalyse eines von dem laserinduzierten Plasma emittierten Plasmalichts durchzuführen und in Entsprechung eines Ergebnisses der durchgeführten Spektralanalyse ein Ausgangssignal zu erzeugen, und
eine Steuervorrichtung, die dazu eingerichtet ist, das Ausgangssignal zu empfangen und die Sortiereinheit basierend auf dem Ausgangssignal und einem Sortierkriterium zu betreiben.

According to a further feature of the invention, it is provided that the first Analysis device enables analysis by means of LIBS, for which purpose the first analysis device comprises:

a sorting unit designed to feed a material part into one of two fractions,
a laser device configured to generate a plasma on a surface of the material part using a laser beam propagating along a beam axis, a spectrometer system configured to perform a spectral analysis of a plasma light emitted by the laser-induced plasma and to generate an output signal in accordance with a result of the spectral analysis performed, and
a control device configured to receive the output signal and to operate the sorting unit based on the output signal and a sorting criterion.

Das Spektrometersystem verfügt seinerseits über ein Spektrometer und eine mit dem Spektrometer optische verbundene Detektionseinheit. Dabei weist die Detektionseinheit ein Objektiv auf, dem ein Detektionskegel zugeordnet ist, der in einem Überlappungsbereich mit dem Laserstrahl einen Plasmadetektionsbereich ausgebildet.The spectrometer system in turn has a spectrometer and a detection unit optically connected to the spectrometer. The detection unit has an objective to which a detection cone is assigned, which forms a plasma detection area in an overlap area with the laser beam.

Mittels einer derart ausgerüsteten Analyseeinrichtung kann in an sich bekannter Weise die chemische Zusammensetzung eines Materialteils mittels LIBS durchgeführt werden, wobei eine Einstellung der Einrichtung auf ein bestimmtes vorgebbares Element oder eine bestimmte vorgebbare Legierung, beispielsweise eine Aluminiumlegierung erfolgen kann.By means of an analysis device equipped in this way, the chemical composition of a material part can be determined by means of LIBS in a manner known per se, whereby the device can be set to a certain predeterminable element or a certain predeterminable alloy, for example an aluminum alloy.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Analyseeinrichtung eine Transporteinrichtung mit Transportbändern zum Transport der Materialteile in einem kontinuierlichen Förderstrom aufweist. Die Transportbänder dienen dazu, die Materialteile in einen Förderstrom zu überführen, und zwar einen Förderstrom vorgebbarer Breite und Höhe. Dabei erfolgt die geometrische Ausgestaltung des Förderstroms insbesondere in Abhängigkeit der zur PGNAA einzusetzenden Detektionseinheit.According to a further feature of the invention, the second analysis device has a transport device with conveyor belts for transporting the material parts in a continuous conveyor flow. The conveyor belts serve to transfer the material parts into a conveyor flow, namely a conveyor flow of a predeterminable width and height. The geometric design of the conveyor flow is particularly dependent on the detection unit to be used for PGNAA.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Analyseeinrichtung eine Detektionseinheit aufweist, die über eine unterhalb eines Transportbandes angeordnete Neutronenquelle und einen oberhalb des Transportbandes angeordneten und der Neutronenquelle gegenüberliegenden Detektor verfügt. Es ist so ein flächenhaftes Abtasten des Förderstroms ermöglicht, so dass im Weiteren bei bekannter Fördergeschwindigkeit berechnet werden kann, welche Transportband länge mit Materialteilen einer bestimmten durchschnittlichen chemischen Zusammensetzung belegt ist. Es können so zeitlich gesteuert Zuordnungen des Förderstroms zu einzelnen Unterfraktionen vorgenommen werden, was in einfacher Weise, gleichwohl aber effektiv eine Zuführung des Förderstroms zu voneinander separierten unterschiedlichen Unterfraktionen gestattet. Auch eine umgekehrte Anordnung von Neutronenquelle und Detektor ist natürlich möglich.According to a further feature of the invention, the second analysis device has a detection unit which has a neutron source arranged below a conveyor belt and a detector arranged above the conveyor belt and opposite the neutron source. This enables the conveying flow to be scanned over a large area, so that it is then possible to calculate, given a known conveying speed, which conveyor belt length is occupied by material parts of a certain average chemical composition. In this way, the conveying flow can be assigned to individual sub-fractions in a time-controlled manner, which allows the conveying flow to be fed to different sub-fractions that are separated from one another in a simple but effective manner. An inverted arrangement of neutron source and detector is of course also possible.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der Detektionseinheit in Transportrichtung des Transportbandes voneinander getrennte Kompartments nachgeschaltet sind, wobei die Kompartments jeweils der Aufnahme von Materialteilen einer Unterfraktion dienen.According to a further feature of the invention, it is provided that separate compartments are arranged downstream of the detection unit in the transport direction of the conveyor belt, wherein the compartments each serve to receive material parts of a sub-fraction.

Zur Aufteilung des Förderstroms in unterschiedliche Unterfraktionen sind Kompartments vorgesehen. Diese Kompartments stellen voneinander räumlich getrennte Sammelstellen für die Materialteile dar, wobei je Unterfraktion eine Sammelstelle vorgesehen ist. Eine solche Sammelstelle kann beispielsweise durch eine Box, einen Behälter und/oder dergleichen gebildet sein. Von Bedeutung ist allein, dass diese Kompartments der Detektionseinheit in Transportrichtung der Materialteile nachgeschaltet sind, so dass nach erfolgter PGNAA eine bestimmungsgemäße Zuteilung des Förderstroms auf die einzelnen Kompartments vorgenommen werden kann.Compartments are provided to divide the flow into different sub-fractions. These compartments represent spatially separate collection points for the material parts, with one collection point being provided for each sub-fraction. Such a collection point can be formed, for example, by a box, a container and/or the like. The only important thing is that these compartments are connected downstream of the detection unit in the transport direction of the material parts, so that after PGNAA has taken place, the flow can be allocated to the individual compartments as intended.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass jedem Kompartment ein umlaufendes Transportband zugeordnet ist, das in Höhenrichtung oberhalb des Kompartments angeordnet ist.According to a further feature of the invention, each compartment is assigned a circulating conveyor belt which is arranged vertically above the compartment.

Die einzelnen Kompartments sind in Transportrichtung des Materialteilförderstroms hintereinander angeordnet. Oberhalb der Kompartments sind jeweils einzelne Transportbänder vorgesehen, die in Transportrichtung ebenfalls hintereinandergeschaltet sind, so dass der Förderstrom an Materialteilen von Transportband zu Transportband übergeben werden kann. Dabei ist jedem Kompartment ein Transportband zugeordnet, womit der Förderstrom von Kompartment zu Kompartment mittels des jeweils zugehörigen Transportbandes weitergegeben werden kann. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht es mithin, je nach zum Einsatz kommenden Transportbändern den diesen aufgegebenen Materialstrom gezielt einzelnen Kompartments zuführen zu können.The individual compartments are arranged one behind the other in the transport direction of the material partial flow. Above the compartments, individual conveyor belts are provided, which are also connected one behind the other in the transport direction, so that the flow of material parts can be transferred from conveyor belt to conveyor belt. can be transferred. Each compartment is assigned a conveyor belt, whereby the conveying flow can be passed on from compartment to compartment by means of the respective associated conveyor belt. The design according to the invention therefore makes it possible to supply the material flow fed into it to individual compartments in a targeted manner, depending on the conveyor belts used.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Transportbänder jeweils zur Horizontalen geneigt ausgebildet sind. Sie verfügen mithin über einen ersten Endabschnitt und über einen zweiten Endabschnitt, wobei die beiden Endabschnitte in Höhenrichtung auf einem unterschiedlichen Höhenniveau liegen. Dabei überragt ein in Förderrichtung hinterer Endabschnitt eines Transportbandes einen in Transportrichtung vorderen Endabschnitt eines dem ersten Transportband nachgeschalteten Transportbandes.According to a further feature of the invention, the conveyor belts are each designed to be inclined to the horizontal. They therefore have a first end section and a second end section, with the two end sections being at different heights in the vertical direction. In this case, a rear end section of a conveyor belt in the conveying direction projects beyond a front end section of a conveyor belt downstream of the first conveyor belt in the transport direction.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Laufrichtung der Transportbänder umkehrbar. In Kombination mit der Schrägstellung der Transportbänder zur Horizontalen kann so in einfacher und zugleich effektiver Weise eine gezielte Zuordnung des geförderten Materialstroms zu den einzelnen Kompartments sichergestellt werden. Denn die in Transportrichtung laufenden Transportbänder transportieren den Materialstrom von Transportband zu Transportband, und dies bis zu demjenigen Transportband, das in umgekehrter Richtung umläuft. Dieses in umgekehrter Richtung umlaufende Transportband fördert das auf ihn aufgegebene Material in das ihm zugehörige Kompartment. Soll ein anderes Kompartment bedient werden, so wird die Laufrichtung dieses Transportbandes wieder umgekehrt. In technisch einfacher, gleichwohl aber wirkungsvoller Weise ist so eine gezielte Verteilung des Förderstroms an Materialteilen auf einzelne Kompartments gestattet.According to a further feature of the invention, the running direction of the conveyor belts is reversible. In combination with the inclination of the conveyor belts to the horizontal, a targeted allocation of the conveyed material flow to the individual compartments can be ensured in a simple and at the same time effective manner. This is because the conveyor belts running in the transport direction transport the material flow from conveyor belt to conveyor belt, and do so up to the conveyor belt that runs in the opposite direction. This conveyor belt running in the opposite direction conveys the material placed on it into the compartment belonging to it. If another compartment is to be served, the running direction of this conveyor belt is reversed again. In a technically simple but nevertheless effective manner, a targeted distribution of the conveyed flow of material parts to individual compartments is thus permitted.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen

Fig. 1: in schematischer Darstellung eine erste Analyseeinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2: in schematischer Darstellung eine zweite Analyseeinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig. 3: in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung sowie deren Funktionsweise.

Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description based on the figures.

Fig.1: in schematic representation a first analysis device of the device according to the invention;
Fig.2: in schematic representation a second analysis device of the device according to the invention and
Fig.3: a schematic representation of a device according to the invention and its mode of operation.

Fig. 3 lässt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Analysieren und Sortieren von Materialteilen 4 erkennen. Dabei verfügt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 über eine erste Analyseeinrichtung 2 und eine zweite Analyseeinrichtung 3. Diese sind in den Figuren 1 und 2 näher dargestellt, wie sich dies aus den weiteren Ausführungen ergibt. Fig.3 shows a schematic representation of a device 1 according to the invention for analyzing and sorting material parts 4. The device 1 according to the invention has a first analysis device 2 and a second analysis device 3. These are shown in the Figures 1 and 2 presented in more detail, as will be apparent from the following explanations.

Fig. 1 lässt in schematischer Darstellung die erste Analyseeinrichtung 2 erkennen. Diese dient dazu, Materialteile 4 auf der Basis einer laserinduzierten Plasmaspektroskopie, kurz auch als LIBS bezeichnet, zu sortieren und zwei Fraktionen F1 und F2 zuzuordnen. Fig.1 shows a schematic representation of the first analysis device 2. This is used to sort material parts 4 on the basis of laser-induced plasma spectroscopy, also referred to as LIBS for short, and to assign them to two fractions F1 and F2.

Die in Fig. 1 gezeigte erste Analyseeinrichtung 2 ist dazu eingerichtet, ein Materialteil 4 einer laserinduzierten Plasmaspektroskopie zu unterziehen und in Abhängigkeit des Ergebnisses der Spektralanalyse zu sortieren, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Fraktionen F1 und F2 vorgesehen sind, denen das Materialteil 4 zugeordnet werden kann. Zur Aufnahme der jeweiligen Fraktion F1 und F2 dienen Sammelstellen 5, beispielsweise in Form von Behältern.In the Fig.1 The first analysis device 2 shown is designed to subject a material part 4 to laser-induced plasma spectroscopy and to sort it depending on the result of the spectral analysis, whereby in the embodiment shown two fractions F1 and F2 are provided to which the material part 4 can be assigned. Collection points 5, for example in the form of containers, serve to receive the respective fractions F1 and F2.

Wie die schematische Darstellung nach Fig. 1 erkennen lässt, verfügt die Analyseeinrichtung 2 über ein Zuführmittel 6 gefolgt von einer Rutsche 9. Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall wird ein Materialteil 4 dem Zuführmittel 6 aufgegeben. Das Zuführmittel 6 dient dem Transport des Materialteils 4 entlang einer vom Zuführmittel 6 bereitgestellten Zuführfläche 7, und zwar bis zu einem oberen Abschnitt 8 der Rutsche 9. Hier wird das Materialteil 4 vom Zuführmittel 6 auf die Rutsche 9 übergeben.As the schematic representation according to Fig.1 As can be seen, the analysis device 2 has a feeding means 6 followed by a chute 9. In the intended use, a material part 4 is fed to the feeding means 6. The feeding means 6 serves to transport the material part 4 along a feeding surface 7 provided by the feeding means 6, specifically up to an upper section 8 of the chute 9. Here, the material part 4 is transferred from the feeding means 6 to the chute 9.

Das Zuführmittel 6 dient insbesondere dazu, eine Mehrzahl von auf das Zuführmittel 6 aufgegebene Materialteilen 4 zu vereinzeln, so dass diese im Weiteren voneinander beabstandet der Rutsche 9 zugeführt werden können.The feeding means 6 serves in particular to separate a plurality of material parts 4 fed onto the feeding means 6, so that they can subsequently be fed to the chute 9 at a distance from one another.

Ein auf die Rutsche 9 übergebenes Materialteil 4 rutsche der Schwerkraft folgend die Rutsche 9 hinunter, bis zur unteren Randkante 10 der Rutsche 9, die dem oberen Abschnitt 8 der Rutsche 9 gegenüberliegend ausgebildet ist. Es ist insbesondere die Aufgabe der Rutsche 9, das Materialteil 4 auszurichten und in einen definierten Fallkorridor zu überführen. Mit Verlassen der Rutsche 9 bewegt sich das Materialteil 4 nach wie vor unter Schwerkrafteinwirkung im freien Fall durch die Umgebungsatmosphäre. Dabei passiert es ein Spektrometersystem 11. Dieses sorgt für eine Analyse des Materialteils 4. In Entsprechung eines Ergebnisses einer durchgeführten Spektralanalyse erzeugt das Spektrometersystem 11 ein Ausgangssignal. Dieses wird einer Steuereinrichtung 12 zugeführt, die in Abhängigkeit dieses Ausgangssignals einerseits und einem hinterlegten Sortierkriterium andererseits eine Sortiereinheit 13 betreibt, d. h. ansteuert. Mittels dieser Sortiereinheit 13 wird das Materialteil 4 in seinem freien Fall entweder abgelenkt oder es findet keine Ablenkung statt. Für den Fall, dass keine Ablenkung stattfindet, gelangt das Materialteil 4 zur Sammelstelle 5 der Fraktion F2. Andernfalls, wenn also eine Aussortierung mittels der Sortiereinheit 13 stattfindet, gelangt das Materialteil 4 zur Sammelstelle 5 für die Fraktion F1.A material part 4 transferred to the slide 9 slides down the slide 9 following gravity until it reaches the lower edge 10 of the slide 9, which is opposite the upper section 8 of the slide 9. The particular task of the slide 9 is to align the material part 4 and to guide it into a defined fall corridor. When it leaves the chute 9, the material part 4 continues to fall freely through the surrounding atmosphere under the influence of gravity. In doing so, it passes through a spectrometer system 11. This ensures that the material part 4 is analyzed. The spectrometer system 11 generates an output signal in accordance with the result of a spectral analysis carried out. This is fed to a control device 12 which operates, i.e. controls, a sorting unit 13 as a function of this output signal on the one hand and a stored sorting criterion on the other. By means of this sorting unit 13, the material part 4 is either deflected in its free fall or no deflection takes place. In the event that no deflection takes place, the material part 4 goes to the collection point 5 for fraction F2. Otherwise, i.e. if sorting takes place using the sorting unit 13, the material part 4 goes to the collection point 5 for fraction F1.

Zur Analyse der Zusammensetzung des Materialteils 4 dient das Spektrometersystem 11, das Teil eines LIBS-Moduls 14 ist. Dabei gehören zum LIBS-Modul 14 ferner eine Lasereinrichtung 15 sowie die Steuereinrichtung 12. Bevorzugter Weise sind die Lasereinrichtung 15, das Spektrometersystem 11 und die Steuereinrichtung 12 in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, was in Fig. 1 nicht im Einzelnen dargestellt ist.The spectrometer system 11, which is part of a LIBS module 14, is used to analyze the composition of the material part 4. The LIBS module 14 also includes a laser device 15 and the control device 12. Preferably, the laser device 15, the spectrometer system 11 and the control device 12 are housed in a common housing, which in Fig.1 is not shown in detail.

Die Lasereinrichtung 15 verfügt ihrerseits über weitere Einzelkomponenten, beispielsweise über eine Laserstrahlquelle, eine Lichtleitfaser und eine Fokussieroptik.The laser device 15 in turn has further individual components, for example a laser beam source, an optical fiber and a focusing optics.

Das Spektrometersystem 11 verfügt ferner über eine Detektionseinheit, die ihrerseits mehrere Objektive bereitstellt. Jedem dieser Objektive ist ein Detektionskegel 16 zugeordnet, die in einem Überlappungsbereich mit einem von der Lasereinrichtung 15 abgegebenen Laserstrahl 17 jeweils einen Plasmadetektionsbereich 18 ausbilden. Diese Plasmadetektionsbereiche 18 sind entlang der Strahlachse des Laserstrahls 17 versetzt zueinander angeordnet und bilden zusammen einen Sichtbereich der Detektionseinheit aus. Der Sichtbereich setzt sich mithin aus den einzelnen Plasmadetektionsbereichen zusammen, wodurch der von der Detektionseinheit insgesamt abgedeckte Detektionsbereich definiert ist.The spectrometer system 11 also has a detection unit, which in turn provides several lenses. Each of these lenses is assigned a detection cone 16, which each form a plasma detection area 18 in an overlap area with a laser beam 17 emitted by the laser device 15. These plasma detection areas 18 are arranged offset from one another along the beam axis of the laser beam 17 and together form a field of view of the detection unit. The field of view is therefore made up of the individual plasma detection areas, which defines the detection area covered by the detection unit as a whole.

Sobald ein Materialteil 4 den Detektionsbereich passiert, erfolgt ein Laserstrahlbeschuss mit der Folge, dass an der Oberfläche des Materialteils 4 laserinduziertes Plasma entsteht. Dieses wird in schon vorbeschriebener Weise mittels des Spektrometersystems 11 analysiert und in Abhängigkeit des Analyseergebnisses erfolgt ein Ablenken des Materialteils 4 mittels der Sortiereinheit 13. Dabei kann die Sortiereinheit 13 insbesondere eine Luftdüse umfassen, die im Falle einer Druckbeaufschlagung eine Aussortierung des Materialteils 4 ermöglicht.As soon as a material part 4 passes the detection area, a laser beam is fired at it, resulting in laser-induced plasma being created on the surface of the material part 4. This is measured in the manner already described by means of the spectrometer system 11 analyzed and, depending on the analysis result, the material part 4 is deflected by means of the sorting unit 13. The sorting unit 13 can in particular comprise an air nozzle which, in the event of pressure being applied, enables the material part 4 to be sorted out.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung die zweite Analyseeinrichtung 3 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Fig.2 shows a schematic representation of the second analysis device 3 of the device 1 according to the invention.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel dient die zweite Analyseeinrichtung 3 dazu, die in einem Bunker 20 bevorrateten Materialteile 4 der ersten Fraktion F1 nachzusortieren. Eine solche Nachsortierung kann auch für die Materialteile 4 der zweiten Fraktion F2 erfolgen.In the embodiment shown, the second analysis device 3 serves to re-sort the material parts 4 of the first fraction F1 stored in a bunker 20. Such re-sorting can also be carried out for the material parts 4 of the second fraction F2.

Mittels der zweiten Analyseeinrichtung 3 werden die Materialteile 4 in Unterfraktionen überführt, wobei je Unterfraktion ein separates Kompartment 29 beispielsweise in der Ausgestaltung als Behälter vorgesehen ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind insgesamt acht Unterfraktionen vorgesehen, und zwar die Unterfraktionen A1, A2, B1, B2, B3, B4, C1 und C2. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Unterfraktionen A1 und A2 ein erstes Legierungselement gemein haben, sich dann aber hinsichtlich eines zweiten Legierungselements unterscheiden. Selbiges gilt für die weiteren Unterfraktionen, wobei die Unterfraktionen der Gruppe B sich hinsichtlich vier möglicher weiterer Legierungselemente unterscheiden.The material parts 4 are converted into sub-fractions by means of the second analysis device 3, with a separate compartment 29 being provided for each sub-fraction, for example in the form of a container. In the embodiment shown, a total of eight sub-fractions are provided, namely sub-fractions A1, A2, B1, B2, B3, B4, C1 and C2. It can be provided that sub-fractions A1 and A2 have a first alloying element in common, but then differ with regard to a second alloying element. The same applies to the other sub-fractions, with the sub-fractions of group B differing with regard to four possible further alloying elements.

Für einen Transport der Materialteile 4 vom Bunker 20 zu den einzelnen Kompartments 29 dient eine Transporteinrichtung 23, die über eine Mehrzahl von Transportbändern 21, 24, 25 und 30 verfügt. Dabei sind die Transportbänder 21, 24, 25 und 30 in Transportrichtung vom Bunker 20 zu den Kompartments 29 hintereinander angeordnet.A transport device 23, which has a plurality of conveyor belts 21, 24, 25 and 30, is used to transport the material parts 4 from the bunker 20 to the individual compartments 29. The conveyor belts 21, 24, 25 and 30 are arranged one behind the other in the transport direction from the bunker 20 to the compartments 29.

Mittels der Transporteinrichtung 23 werden die dem Bunker 20 entstammenden Materialteile 4 in einen kontinuierlichen Förderstrom überführt, der dann einer PGNAA unterzogen wird. Im Weiteren wird dann der Förderstrom in Abhängigkeit von einer durch die PGNAA erhaltenen Elementbestimmung den einzelnen Unterfraktionen A1 bis C2 zugeleitet.By means of the transport device 23, the material parts 4 originating from the bunker 20 are transferred into a continuous conveying stream, which is then subjected to a PGNAA. The conveying stream is then fed to the individual sub-fractions A1 to C2 depending on an element determination obtained by the PGNAA.

Das in Transportrichtung erste Förderband 21 ist mit einer Bandwaage 22 ausgestattet. Mittels der Bandwaage 22 wird das Gewicht der insgesamt auf das erste Förderband 21 ausgegebenen Materialteile 4 bestimmt, so dass hierauf basierend zwecks Vergleichmäßigung des Förderstroms die Geschwindigkeit des Förderbandes 21 angepasst werden kann.The first conveyor belt 21 in the transport direction is equipped with a belt scale 22. The belt scale 22 is used to determine the weight of the total material parts 4 output onto the first conveyor belt 21, so that based on this, To even out the conveying flow, the speed of the conveyor belt 21 can be adjusted.

Der Förderstrom wird vom ersten Förderband 21 auf ein zweites Förderband 24 übergeben. Hier befindet sich eine Detektionseinheit 26 zur Durchführung einer PGNAA. Die Detektionseinheit 26 verfügt zu diesem Zweck über eine Neutronenquelle 27 sowie über einen der Neutronenquelle 27 gegenüberliegend angeordneten Detektor 28. In an sich bekannter Weise ergibt sich im Ergebnis der PGNAA eine Elementbestimmung in Entsprechung der chemischen Zusammensetzung der Materialteile 4.The conveying stream is transferred from the first conveyor belt 21 to a second conveyor belt 24. Here, a detection unit 26 is located for carrying out a PGNAA. For this purpose, the detection unit 26 has a neutron source 27 and a detector 28 arranged opposite the neutron source 27. In a manner known per se, the result of the PGNAA is an element determination corresponding to the chemical composition of the material parts 4.

Die analysierten Materialteile 4 werden alsdann auf ein weiteres Transportband 25 übergeben, an das sich in Transportrichtung weitere Transportbänder 30 anschließen. Dabei ist einem jeden Kompartment 29 ein Transportband 30 zugeordnet. So ist das in Transportrichtung erste Transportband 30 beispielsweise der Unterfraktion A1 und das in Transportrichtung nachfolgende zweite Transportband 30 der Unterfraktion A2 zugeordnet usw.The analyzed material parts 4 are then transferred to another conveyor belt 25, which is followed by further conveyor belts 30 in the direction of transport. Each compartment 29 is assigned a conveyor belt 30. For example, the first conveyor belt 30 in the direction of transport is assigned to sub-fraction A1 and the second conveyor belt 30 following in the direction of transport is assigned to sub-fraction A2, etc.

Die Transportbänder 30 sind in ihrer Laufrichtung umkehrbar ausgestaltet, das heißt sie können im Uhrzeigersinn umlaufen, als auch in entgegengesetzter Richtung.The conveyor belts 30 are designed to be reversible in their running direction, i.e. they can rotate clockwise as well as in the opposite direction.

Durch die Umkehrung der Laufrichtung einzelner Transportbänder 30 kann eine gezielte Zuführung des Förderstroms zu einzelnen Kompartments 29 und damit zu einzelnen Unterfraktionen vorgenommen werden.By reversing the running direction of individual conveyor belts 30, the conveying flow can be directed in a targeted manner to individual compartments 29 and thus to individual sub-fractions.

Sofern sämtliche Transportbänder 30 allesamt im Uhrzeigersinn umlaufen, wird der Förderstrom von Transportband 30 zu Transportband 30 übergeben, bis das in Transportrichtung letzte Transportband 30 erreicht ist, von wo aus dann der Förderstrom in das Kompartment 29 der Unterfraktion C2 fällt.If all conveyor belts 30 all rotate clockwise, the conveying flow is transferred from conveyor belt 30 to conveyor belt 30 until the last conveyor belt 30 in the transport direction is reached, from where the conveying flow then falls into the compartment 29 of the sub-fraction C2.

Sobald die Umlaufrichtung eines der Transportbänder 30 umgekehrt wird, wird der diesem Transportband 30 aufgegebene Förderstrom nicht weiter in Transportrichtung gefördert, sondern entgegengesetzt hierzu mit der Folge, dass er in das diesem Transportband 30 zugeordnete Kompartment 29 überführt wird. Durch den Wechsel der Laufrichtung der Transportbänder 30 kann mithin eine gezielte Zuordnung des Volumenstroms zu den einzelnen Kompartments 29 vorgenommen werden.As soon as the direction of rotation of one of the conveyor belts 30 is reversed, the conveying flow fed to this conveyor belt 30 is no longer conveyed in the direction of transport, but in the opposite direction, with the result that it is transferred to the compartment 29 assigned to this conveyor belt 30. By changing the direction of travel of the conveyor belts 30, a targeted allocation of the volume flow to the individual compartments 29 can be carried out.

Die Umschaltung der Laufrichtung der Transportbänder 30 erfolgt in zeitlicher Abhängigkeit und der Transportgeschwindigkeit. Wird beispielsweise mittels der Detektionseinheit 26 für eine Laufzeit von zum Beispiel 10 sec eine bestimmte durchschnittliche chemische Zusammensetzung des Förderstroms detektiert, so kann die für diese chemische Durchschnittszusammensetzung zugehörige Unterfraktion bestimmt und alsdann berechnet werden, wie lange es noch dauert, bis der detektierte Abschnitt des Fürderstroms das zugehörige Transportband 30 erreicht. Ferner kann berechnet werden, wie lange mit Erreichen dieses Transportbandes 30 das Transportband 30 in umgekehrter Richtung zu betreiben ist, damit der zuvor detektierte Förderstromabschnitt dem entsprechenden Kompartment 29 zugeführt werden kann.The switching of the running direction of the conveyor belts 30 takes place depending on time and the transport speed. For example, if a certain average chemical composition of the conveying flow is detected by means of the detection unit 26 for a running time of, for example, 10 seconds, the sub-fraction associated with this average chemical composition can be determined and then it can be calculated how long it will take until the detected section of the conveying flow reaches the associated conveyor belt 30. It can also be calculated how long the conveyor belt 30 must be operated in the opposite direction once it has reached this conveyor belt 30 so that the previously detected section of the conveying flow can be fed to the corresponding compartment 29.

Fig. 3 lässt schließlich in einer Zusammenstellung die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 erkennen. Wie sich aus dieser Darstellung beispielhaft ergibt, werden die Materialteile beider Fraktionen F1 und F2, die der ersten Analyseeinrichtung 2 entstammen, jeweils mittels einer zweiten Analyseeinrichtung 3 nachsortiert. Zu diesem Zweck sind Förderbänder 19 vorgesehen, die die Fraktionen F1 und F2 jeweiligen Bunkern 20 zuführen. Von dort aus findet dann eine Nachsortierung in Entsprechung der Ausführungen anhand von Fig. 2 statt. Dabei zeigt Fig. 2 die zweite Analyseeinrichtung 3 in schematischer Darstellung von der Seite, wohingegen mit Fig. 3 eine schematische Ansicht von oben wiedergegeben ist. Fig.3 Finally, the device 1 according to the invention can be seen in a compilation. As can be seen from this illustration, the material parts of both fractions F1 and F2, which originate from the first analysis device 2, are each re-sorted by means of a second analysis device 3. For this purpose, conveyor belts 19 are provided, which feed the fractions F1 and F2 to the respective bunkers 20. From there, re-sorting takes place in accordance with the explanations using Fig.2 This shows Fig.2 the second analysis device 3 in a schematic representation from the side, whereas with Fig.3 a schematic view from above is shown.

BezugszeichenReference symbols

11: Vorrichtungcontraption
22: erste Analyseeinrichtungfirst analysis facility
33: zweite Analyseeinrichtungsecond analysis device
44: MaterialteilMaterial part
55: SammelstelleCollection point
66: ZuführmittelFeeding agent
77: ZuführflächeFeeding area
88th: oberer Abschnittupper section
99: Rutscheslide
1010: untere Randkantelower edge
1111: SpektrometersystemSpectrometer system
1212: SteuereinrichtungControl device
1313: SortiereinheitSorting unit
1414: LIBS-ModulLIBS module
1515: LasereinrichtungLaser device
1616: DetektionskegelDetection cone
1717: Laserstrahllaser beam
1818: PlasmadetektionsbereichPlasma detection range
1919: FörderbandConveyor belt
2020: Bunkerbunker
2121: FörderbandConveyor belt
2222: BandwaageBelt scale
2323: TransporteinrichtungTransport facility
2424: TransportbandConveyor belt
2525: TransportbandConveyor belt
2626: DetektionseinheitDetection unit
2727: Quellesource
2828: Detektordetector
2929: KompartmentCompartment
3030: TransportbandConveyor belt

F1/F1F1/F1: Fraktionfraction
A1-C2A1-C2: UnterfraktionSub-fraction

Claims

Method for analyzing and sorting material parts, in particular scrap parts made of aluminum, which is carried out in two stages, wherein in a first stage a pre-sorting and in a second stage a post-sorting are carried out, wherein in the first stage in a first step a predeterminable material property of the material parts (4) is determined and in a second step of the first stage the material parts (4) are each fed to either a first fraction (F1) or a second fraction (F2) depending on the respectively determined material property, and wherein in the second stage in a first step the material parts (4) of one of the two fractions (F1), (F2) are transferred into a continuous conveyor flow and subjected to a prompt gamma neutron activation analysis (PGNAA) and in a second step of the second stage the conveyor flow is fed to individual sub-fractions (A1 to C2) depending on an element determination obtained by the PGNAA.

Method according to claim, characterized in that the two stages are carried out immediately one after the other.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the material parts (4) of both fractions (F1, F2) are each subjected to a PGNAA.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the respective density, the absorption capacity, the chemical composition and/or the like of the material parts (4) is selected as the predeterminable material property of the material parts (4).

Method according to claim 4, characterized in that in the first step of the first stage the respective chemical composition of the material parts (4) is determined by checking for each material part (4) whether a predeterminable chemical component is a component of the material part (4), and in a second step of the first stage the material parts (4) are each fed to either the first fraction (F1) or the second fraction (F2) depending on the presence of the predeterminable chemical component as a component of the material part (4).

Method according to claim 5, characterized in that the determination of the chemical composition of the material parts (4) in the first stage is carried out by means of LIBS.

Method according to claim 5 or 6, characterized in that a characteristic component of a specific aluminum alloy is selected as the predeterminable chemical component.

Method according to one of the preceding claims 5 to 7, characterized in that in the second stage in the element determination by means of PGNAA, in particular alloying elements from the group Zn, Cu, Fe and Mn are taken into account.

Device for analyzing and sorting material parts, in particular scrap parts made of aluminum, with a first analysis device (2) and a second analysis device (3), wherein the first analysis device (2) is set up to determine a predeterminable material property of the material parts (4) and to feed the material parts (4) to one of two fractions (F1, F2) by means of a sorting device (12), wherein the second analysis device (3) is set up to subject the material parts (4) of one of the two fractions (F1, F2) to a PGNAA and to feed the material parts (4) to individual sub-fractions (A1 to C2) depending on an element determination by the PGNAA.

Device according to claim 9, characterized in that the first analysis device (2) is designed to determine the chemical composition of the material parts (4) by checking for each material part (4) whether a predeterminable chemical component is a component of the material part (4).

Device according to claim 10, characterized in that the first analysis device (2) comprises: - a sorting unit (13) which is arranged to feed the material part (4) to one of two fractions (F1, F2),

- a laser device (15) which is designed to generate a plasma on a surface of the material part (4) with a laser beam (17) propagating along a beam axis,

- a spectrometer system (11) which is arranged to carry out a spectral analysis of a plasma light emitted by the laser-induced plasma and to generate an output signal in accordance with a result of the spectral analysis carried out, and

- a control device (12) which is arranged to receive the output signal and to operate the sorting unit (13) based on the output signal and a sorting criterion.

Device according to one of the preceding claims 9 to 11, characterized in that the second analysis device (3) has a detection unit (26) which has a neutron source (27) and a detector (28) opposite the neutron source (27) or only one detector (28), wherein the detector (28) is arranged above, below or to the side of the conveyor belt (24).

Device according to one of the preceding claims 9 to 12, characterized in that separate compartments (29) are arranged downstream of the detection unit (26) in the transport direction of the transport device (23), wherein the compartments (29) each serve to receive material parts (4) of a sub-fraction (A1 to C2).

Device according to claim 13, characterized in that each compartment (29) is assigned a circulating conveyor belt (30) which is arranged in the vertical direction above the compartment (29).

Device according to claim 14, characterized in that the running direction of the conveyor belts (30) is reversible.