WO2012028123A2 - Trennverfahren und -vorrichtung für ne-metalle - Google Patents

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Definitions

  • NF metals non-ferrous metals
  • the previously known methods and devices consist of a rotating roller, which are equipped with permanent magnets, usually at its periphery.
  • the individual permanent magnets are arranged on the circumference of the roller, that in each case alternately follows a south pole of a magnet, a follower magnet with its north pole.
  • these rollers rotate at high speed.
  • the mixture to be separated from different non-ferrous metals is often brought via a conveyor belt to the rotating roller. On the conveyor belt, the mixture of non-ferrous metals is applied via a charging device.
  • the rotating magnetic field generates, together with the non-ferrous metals, an eddy current environment which acts on the non-ferrous metals and ejects them to different extents depending on the type of metal.
  • Guide elements on the discharge guide the thrown-off metal parts into different collecting containers, which are assigned to the individual metals.
  • the invention thus not only solves the problem of a clean separation according to types of metal, but this presents an economic separation process, which leads after a single run of the material to be separated over the separation distance to a cleaner separation to non-ferrous metals than with the previously known devices is possible.
  • the invention therefore proposes a method and a device which is formed by a conveyor belt on which the separating material, a batch of non-ferrous metals is abandoned. Before the batch to be separated, it is cleaned of the finest iron dust by passing through a highly effective magnetic field (high Gauss number).
  • This adjustment can be made arbitrarily manually or automatically via a controller which is influenced by detectors which, after passing through the eddy current field of a preceding disk, determine which type of non-ferrous metal is still in the further transported separating material. These detectors switch the rotational speed and direction of rotation of a subsequent disc to a value which corresponds optimally to the non-ferrous metal to be eliminated in the further stage.
  • the follow-up steps for the excrement sequence are determined by the operating personnel depending on the material.
  • the arrangement of the permanent magnets, which outwardly depict a larger radius which decreases in a wedge shape towards the center of the disk, on each disk is selected so that in each case a magnetic north pole connects to a magnetic south pole.
  • a plurality of permanent magnets are arranged in an outer ring area, so that upon rotation of an eddy current field is formed, which acts on the non-ferrous metals.
  • the eddy current field generated along with the non-ferrous metals which depends on the grade of non-ferrous metals and the rotational speed of the disks, drives the respective non-ferrous metal to the outer edge of the conveyor belt. From there, it is either transported away by a stripping device or a further, smaller magnetic disk, which also has its own, controllable drive, in a respective collecting container associated with the separated non-ferrous metal.
  • FIG. 1 A first figure.
  • a feeder (1) is a largely homogeneous in weight and size, bled batch of non-ferrous metals, as far as magnetic material was present in the original amount, this was eliminated via a magnetic sorter after the feeder, applied to a conveyor belt (2).
  • This conveyor belt (2) transports the mixture (6) of non-ferrous metals via a plurality of separation stages (4), which are arranged in series downstream of the conveying direction (5) of the conveyor belt (2).
  • These separation stages (4) are formed by a plurality of rotating disks (3) arranged in series of the conveying direction, which are each equipped with a multiplicity of permanent magnets (8).
  • Each disc (3) is equipped with its own electromotive drive, so that the rotational speed of each disc (3) can be adjusted individually and can be adapted to the necessity of the excreted non-ferrous metal.
  • the rotation of the discs (3) in the figure, only two discs (3) were shown, in reality, this can also be any number, whose number is determined only by the number of different non-ferrous metals contained in the mixture (6)
  • an eddy current environment is created whose strength is again different from the individual non-ferrous metals. This can be achieved that act on the individual non-ferrous metals different forces and cause their ejection into different collection container (9).
  • the direction of rotation of the discs (3) is denoted by (7).
  • the upstream high magnetic roller (1 1) provides a vibrating trough (10).
  • the by means of the high magnetic roller (1 1) discarded ferromagnetic material (12) is collected in a container (13).
  • the non-ferrous metal (14) remaining in the batch is thrown by the high-magnetic roller (11) onto the low-speed conveyor belt (2) and thus reaches the individual separation stages (4), a first disk (3) having a predetermined NE -Metall moves to the edge of the conveyor belt (2). From there it is either transported via its own, smaller magnetic disk (3) or a stripping device (15) in a collection container (9). This process is repeated until all non-ferrous metals contained in the batch are separated from one another. For this is a corresponding number of Provide separation stages (4) and to guide the non-ferrous material over this. A remainder of non-magnetic stainless steel falls at the end of the conveyor belt in a collection container.
  • FIG. 2 shows a disk (3) with the magnets (8) arranged thereon.
  • the individual magnets (8) are placed next to each other in a ring at the outer circumferential region on the disc (3) in such a way that in each case a magnet (8) oriented in the north-south direction adjoins a magnet (8) oriented in a south-north direction.
  • This arrangement also determines the total number of placed on the disc (3) magnets (8), since never pole-like magnets (8) may be arranged side by side.
  • the magnets (8) themselves, since they start from the largest diameter of the disc (3) and are directed towards the center of the disc (3), have the geometric shape of a trapezium tapering towards the center of the disc (3).
  • the attachment of the magnets (8) on the disc is structurally designed in a known manner so that the disc (3) can rotate at a desired, sometimes higher, speed without the magnets (8) from the disc (3) detach.

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Abstract

Diese Erfindung zeigt eine Einrichtung zum sauberen Trennen von einem Gemenge (6) unterschiedlicher NE-Metalle in einem einzigen Arbeitsgang nach ihren einzelnen Stoffkomponenten. Hierzu wird ein in einer Zerkleinerungsmaschine auf eine einheitliche Größe und über ein Sieb homogenisiertes Gemenge von Metallen gebildetes Schüttgut über eine Beschickungseinrichtung auf eine Vibrationsrinne (10) aufgebracht. Von dort gelangt es zu einer hochmagnetischen (große Gaußzahl) rotierenden Walze (11), die ferromagnetisches Material (12) zusammen mit Flusen aussondert und das NE-Material (14) auf ein langsam laufendes Förderband (2) transportiert. Unter dem Förderband sind langsam rotierende Scheiben (3) in Reihenanordnung vorgesehen, die in einem äußeren Ringbereich mit einer Vielzahl von in ihrer Polrichtung abwechselnden Permanentmagneten (8) bestückt sind. Zusammen mit den NE-Metallen erzeugen sie ein Wirbelstrombett, das die NE-Metalle zum äußeren Rand des Förderbandes bewegt, von wo sie in ein Auffanggefäss (9) abgestreift werden. Das Wirbelstrombett ist in seiner Stärke eine Funktion des jeweiligen NE-Metalls und der Rotationsgeschwindigkeit der Magnetscheibe (3). Da jede Scheibe über einen eigenen, regelbaren Antrieb verfügt, kann man jeder Scheibe (3) die Ausscheidung eines bestimmten NE-Metalls zuordnen.

Description

Trennverfahren und -Vorrichtung für NE-Metalle
Heute sind bereits Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die dazu dienen NE-Metalle ( Nichteisenmetalle) nach deren Grundwerkstoff zu trennen, um diese Werkstoffe erneut in einen Produktionskreislauf einfließen zu lassen. Hierbei ist notwendig, dass eine klare Trennung der Werkstoffe von einander vorgenommen wird. Die bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen bestehen aus einer rotierenden Walze, die mit Permanentmagneten, meist an ihrem Umfang, bestückt sind. Die einzelnen Permanentmagnete sind dabei so am Umfang der Walze angeordnet, dass jeweils abwechselnd auf einen Südpol eines Magneten ein Folgemagnet mit seinem Nordpol folgt. Um die Trennung effizient zu machen rotieren diese Walzen mit hoher Geschwindigkeit. Das zu trennende Gemisch aus unterschiedlichen NE-Metallen wird häufig über ein Förderband an die rotierende Walze herangeführt. Auf das Förderband wird das Gemisch aus NE-Metallen über eine Beschickungseinrichtung aufgebracht. Das rotierende Magnetfeld erzeugt zusammen mit den NE-Metallen ein Wirbelstromumfeld, das auf die NE-Metalle einwirkt und diese je nach Metallart in unterschiedlicher Weite abschleudert. Leitelemente am Auswurf leiten die abgeschleuderten Metallteile in unterschiedliche Auffangbehälter, die den einzelnen Metallen zugeordnet sind.
Diese Art der Trennung von unterschiedlichen NE-Metallen hat den Nachteil, dass alle Metallarten über eine einzige Magnetwalze geführt werden, die mit konstanter Drehzahl rotiert, damit ein konstantes Wirbelstromumfeld erzeugt und die Abwurfweite weitgehend eine Funktion nach Gewicht und Größe des Metallstücks ist. Hierbei ist der Zufälligkeitsfaktor von großer Bedeutung und eine saubere Trennung nach Metallart ist weitgehend nicht gegeben. Häufig muss daher das zu trennende NE-Metallgemisch, bis zum Erreichen einer zufriedenstellenden Reinheit der einzelnen NE-Metalle, häufiger über die Trenneinrichtung geschickt werden. Dies verteuert den Trennvorgang, da zeitaufwendig und damit ineffizient.
Diesen Nachteil zu beseitigen ist eine der Aufgaben dieser Erfindung. Die Erfindung löst damit nicht nur das Problem für eine saubere Trennung nach Metallarten, sondern stellt hierfür ein ökonomisches Trennverfahren vor, das bereits nach einmaligem Lauf des Trenngutes über die Trennstrecke zu einer saubereren Trennung nach NE-Metallarten führt, als dies mit den bisher bekannten Einrichtungen möglich ist. Die Erfindung schlägt daher ein Verfahren und eine Einrichtung vor, die von einem Förderband gebildet ist auf das das Trenngut, ein Gemenge aus NE-Metallen aufgegeben wird. Vor Aufgabe des zu trennenden Gemenges wird dieses noch von feinstem Eisenstaub dadurch gesäubert, dass es ein hoch wirksames Magnetfeld (hohe Gaußzahl) durchläuft. Diese Reinigen der NE-Metalle von ferromagnetischem Material, auch von feinstem Eisenstaub, hat den angenehmen Nebeneffekt, dass im Gemenge noch vorhandene Flusen gleichzeitig mitentfernt werde. Unter dem Förderband sind mehrere (mehr als eine) mit Permanentmagneten in wechselnder Polrichtung bestückte rotierende Scheiben, deren Durchmesser kleiner als die Breite des langsam laufenden Förderbandes ist, in Reihe in der Förderichtung des Förderbandes angeordnet. Jede Scheibe hat ihren eigenen Elektroantrieb, sodass die Drehzahl und Drehrichtung der Scheiben individuell und unabhängig voneinander eingestellt werden kann. Dadurch erzeugt jede Scheibe ihr eigenes Wirbelstromumfeld, wodurch eine Einstellung der Stärke des Wirbelstromumfeldes auf das jeweils auszusondernde NE-Metall eingestellt werden kann. Diese Einstellung kann willkürlich manuell oder automatisch über eine Steuerung erfolgen, die von Detektoren beeinflusst ist, die nach Durchlaufen des Wirbelstromfeldes einer vorhergehenden Scheibe feststellen welche Sorte von NE-Metall sich noch im weitertransportierten Trenngut befindet. Diese Detektoren schalten die Drehzahl und Drehrichtung einer nachfolgenden Scheibe auf einen Wert, der dem in der weiteren Stufe auszuscheidenden NE-Metall optimal entspricht. Die Folgestufen für die Ausscheidungsfolge werden materialabhängig vorher vom Betriebspersonal festgelegt. Die Anordnung der Permanentmagnete, die nach außen weisend einen größeren Radius beschreiben der sich zum Zentrum der Scheibe hin keilförmig verringert, auf jeder Scheibe ist so gewählt, dass jeweils ein magnetischer Nordpol an einen magnetischen Südpol anschließt. Über den gesamten Umfang einer Scheibe, die einen Durchmesser hat, der kleiner als die Breite des darüber laufenden Förderbandes hat, sind in einem äußeren Ringbereich eine Vielzahl an Permanentmagnete angeordnet, sodass bei deren Rotation ein Wirbelstromfeld entsteht, das auf die NE-Metalle wirkt. Das, zusammen mit den NE-Metallen erzeugte Wirbelstromfeld, das von der Sorte der NE-Metalle und der Rotationsgeschwindigkeit der Scheiben abhängig ist, treibt das jeweilige NE-Metall zum äußeren Rand des Förderbandes. Von dort wird es entweder durch eine Abstreifvorrichtung oder eine weitere, kleinerer Magnetscheibe, die gleichfalls über einen eigenen, regelbaren Antrieb verfügt, in einen jeweils dem ausgesonderten NE-Metall zugeordneten Auffangbehälter wegtransportiert. Da die einzelnen Scheiben mit unterschiedlicher, entsprechend der Notwendigkeit des jeweils auszusondernden NE-Metallart, Drehzahl angetrieben werden vermeidet man, dass über eine Scheibe nicht erwünschte NE-Metalle ausgesondert werden. Auf diese Art erhält man eine klare Trennung der verschiedenen NE-Metalle.
Es ist zweckmäßig das zu trennende Gemenge vor Aufgabe auf die Trennvorrichtung in einer Zerkleinerungsmaschine und anschließenden Verkugelungsmaschine mit nachfolgender Siebung auf eine homogene Größe zu reduzieren und dieses in der Größe homogenisierte Gemenge über eine Magnetwalze hoher Magnetkraft (große Gaußzahl) zu schicken, die neben ferromagnetischem, groben Material, noch feinsten Eisenstaub zusammen mit Flusen, Schaumstoffresten und ähnlichem Leichtmaterial entfernt. Damit kann man den Wirkungsgrad und den Reinheitsgrad der nachfolgenden Trennung von NE-Metallen wesentlich steigern. Um eine gleichmäßige Verteilung des Trenngemenges zu erreichen und damit ebenfalls Wirkungsgrad und Reinheitsgrad zu verbessern, schaltet man der hoch magnetischen Walze eine Vibrationsrinne vor. Die Entfernung von ferromagnetischem Material stellt gleichzeitig einen Schutz für die Trenneinrichtung dar.
Figurenbeschreibung
Figur 1
Über eine Beschickungseinrichtung (1) wird ein weitgehend in Gewicht und Größe homogenes, verkugeltes Gemenge aus NE-Metallen, soweit magnetisches Material im Ursprungsgemenge vorhanden war, wurde dieses über einen Magnetsorter nach der Beschickungseinrichtung eliminiert, auf ein Förderband (2) aufgebracht. Dieses Förderband (2) transportiert das Gemenge (6) aus NE-Metallen über mehrere Trennstufen (4), die von in Reihe stromab der Förderrichtung (5) des Förderbandes (2) angeordnet sind. Diese Trennstufen (4) werden von mehreren, in Reihe der Förderrichtung angeordneten, rotierenden Scheiben (3) gebildet, die jeweils mit einer Vielzahl von Permanentmagneten (8) bestückt sind. Jede Scheibe (3) ist mit einem eigenen elektromotorischen Antrieb ausgestattet, sodass die Rotationsdrehzahl jeder Scheibe (3) individuell eingestellt werden und jeweils an die Notwendigkeit des auszuscheidenden NE-Metalls angepasst werden kann. Durch die Rotation der Scheiben (3) (in der Figur wurden nur zwei Scheiben (3) dargestellt, in der Realität können dies auch beliebig viele sein, deren Zahl lediglich bestimmt ist durch die Anzahl der im Gemenge (6) enthaltenen unterschiedlichen NE-Metallen) entsteht im Zusammenwirken der Magnete (8) mit dem jeweiligen NE-Metall eine Wirbelstromumgebung deren Stärke wiederum unterschiedlich zu den einzelnen NE-Metallen ist. Damit kann erreicht werden, dass auf die einzelnen NE-Metalle unterschiedliche Kräfte wirken und deren Auswurf in unterschiedliche Auffangbehälter (9) bewirken. Die Drehrichtung der Scheiben (3) ist mit (7) bezeichnet. Auf Grund dieser unterschiedlichen initiierten Kräfte, die ausschließliche von der jeweiligen Art, dem Volumen und dem Gewicht, somit der Masse des NE-Metalls und der Drehgeschwindigkeit der jeweiligen Scheibe (3) abhängig ist, kann eine saubere und klare Trennung der einzelnen NE-Metalle nach deren Spezifikation und Sorte in einem Arbeitsgang erfolgen.
Für eine gleichmäßige Verteilung des Gemenges über die Breite des Förderbandes und die vorgeschaltete hochmagnetische Walze (1 1) sorgt eine Vibrationsrinne (10). Das mittels der hoch magnetischen Walze (1 1) ausgesonderte ferromagnetische Material (12) wird in einem Container (13) gesammelt. Das in dem Gemenge verbleibende NE-Metall (14) wird durch die hochmagnetische Walze (11) auf das langsam laufende Förderband (2) geschleudert und gelangt so zu den einzelnen Trennstufen (4), wobei eine erste Scheibe (3) ein vorher bestimmtes NE-Metall an den Rand des Förderbandes (2) bewegt. Von dort wird es entweder über eine eigene, kleinere Magnetscheibe (3) oder eine Abstreifvorrichtung (15) in einen Auffangcontainer (9) transportiert. Dieser Vorgang wiederholt sich solange bis sämtliche, im Gemenge enthaltenen NE-Metalle voneinander getrennt sind. Hierfür ist eine entsprechende Anzahl von Trennstufen (4) vorzusehen und das NE-Material über diese zu führen. Ein verbleibender Rest aus nicht magnetischem Edelstahl fällt am Ende des Förderbandes in einen Sammelbehälter.
Figur 2
In Figur 2 ist eine Scheibe (3) mit den darauf angeordneten Magneten (8) gezeigt. Die einzelnen Magnete (8) sind am äußeren Umfangsbereich auf der Scheibe (3) in einem Ring so nebeneinander platziert, dass jeweils ein in der Nord- Südrichtung ausgerichteter Magnet (8) an einen in Süd-Nordrichtung ausgerichteten Magneten (8) anschließt. Diese Anordnung bestimmt auch die Gesamtzahl der auf der Scheibe (3) platzierten Magnete (8), da nie polgleiche Magnete (8) nebeneinander angeordnet sein dürfen. Die Magnete (8) selbst werden, da sie von dem größten Durchmesser der Scheibe (3) ausgehen und zum Zentrum der Scheibe (3) hin ausgerichtet sind, die geometrische Form eines zum Zentrum der Scheibe (3) hin verjüngenden Trapezes haben. Die Befestigung der Magnete (8) auf der Scheibe ist konstruktiv in bekannter Weise so zu gestalten, dass die Scheibe (3) mit einer gewünschten, manchmal auch höheren, Drehzahl drehen kann ohne dass sich die Magnete (8) von der Scheibe (3) loslösen.
Bibliographie
1. Beschickungseinrichtung
2. Förderband
3. Scheiben (Magnetscheiben)
4. Trennstufe
5. Förderrichtung
6. Gemenge (Schrottgemisch von Zerkleinerungsmaschine nach Siebaussonderung)
7. Drehrichtung der Scheiben (Magnetscheiben)
8. Magnete auf Scheibe (3)
9. Auffangcontainer für ausgesondertes NE-Metall
10. Vibrationsrinne
11. hochmagnetische Walze
12. ferromagnetisches Material
13. Container für ferromagnetisches Material
14. NE-Metall
15. Abstreifer

Claims

Patentansprüche
Patentanspruch 1 :
Trennverfahren für NE-Metalle, die mit rotierenden Permanentmagneten arbeitet und im Zusammenwirken mit den zu trennenden NE-Metallen ein Wirbelstromumfeld erzeugen, dessen unterschiedlich großen Kräfte, deren Wert abhängig von der Masse des betroffenen, auszusondernden NE-Metall ist, ein Ausschleudern von unterschiedlicher Weite, der NE- Metalle bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (8) auf mindestens einer rotierenden Scheibe (3) angeordnet sind, deren Drehzahl über einen regelbaren
Elektroantrieb veränderbar ist, so dass die erzeugten Wirbelstromkräfte an das jeweils auszusondernde NE-Metall angepasst werden können.
Patentanspruch 2:
Trenn verfahren nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Trennung von mehreren NE-Metallen aus einem Gemenge solcher Stoffe eine der Anzahl der zu trennenden NE- Metalle äquivalente Anzahl von Scheiben (3) in Reihe in Förderrichtung unterhalb eines das Gemenge transportierenden langsam laufenden Förderbandes (2) angeordnet sind, deren Drehzahl auf das jeweils auszusondernde NE-Metall über einen manuell oder automatisch regelbaren Elektroantrieb einstellbar ist.
Patentanspruch 3:
Treimverfaliren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Detektoren über dem Förderband (2) feststellen welche Sorte von NE-Metall noch im transportierten Restgemenge enthalten ist und die Drehzahl einer auf eine erste Scheibe (3) folgenden zweiten Scheibe (3) so einregeln, dass nach einem vorher festgelegten Plan, die zweite Scheibe (3) das gewünschte NE-Metall auswirft und so weiter. Patentanspruch 4:
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Beschickungseinrichtung (1) ein Gemenge (6) aus verkugeltem, unterschiedlicher metallischer Stoffe auf eine Vibrationsrinne (10) aufgebracht zu einer rotierenden, hochmagnetischen Walze (1 1) geleitet wird, an der ferromagnetische Anteile im Gemenge (6) in einen Container (13) ausgeschieden und verbleibende NE-Metallanteile auf ein langsam laufendes Förderband (2) aufgebracht werden und über mehrere unterhalb des Förderbandes (2) in Reihe angeordnete, mit Permanentmagneten (8) auf einem äußeren Ring bestückte, rotierende Scheiben (3), die über in ihrer Drehzahl und -richtung veränderbare Einzelantriebe verfügen, geleitet werden.
Patentanspruch 5:
Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Austragung des mittels einer Scheibe (3) ausgesonderten NE-Metalls eine kleinere, stromab der ersten Scheibe (3) unterhalb des Förderbandes (2) eine kleinere Magnetscheibe vorgesehen ist, die das zum Förderband Rand durch die erste Scheibe (3) ausgeschiedene NE-Metall in einen Auffangcontainer (9) befördert.
Patentanspruch 6:
Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Austragung des mittels der ersten Scheibe (3) zum Förderbandrand ausgesonderten NE-Metalls in einen Auffangcontainer (9) mittels einer Abstreifvorrichtung (15) erfolgt.
Patentanspruch 7:
Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Förderbandes (2) in Förderrichtung (5) in Reihe eine der Anzahl der auszusondernden NE-Metalle entsprechende Anzahl von Magnetscheiben (3), deren Drehzahl und Drehrichtung willkürlich oder automatisch über Detektoren, die im Bereich des Fördergutes angeordnet sind, einstellbar ist Patentanspruch 8:
Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren feststellen und erkennen welche Sorte von NE-Metall im Fördergut nach passieren einer Magnetscheibe noch vorhanden ist und entsprechend einer vom Bedienungspersonal eingegebenen Ausscheidungsfolge Drehzahl und Drehiichtung der nächst nachfolgenden Magnetscheibe (3) regeln.
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