WO2021121632A1 - Waschen von schüttgut - Google Patents

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WO2021121632A1
WO2021121632A1 PCT/EP2019/086806 EP2019086806W WO2021121632A1 WO 2021121632 A1 WO2021121632 A1 WO 2021121632A1 EP 2019086806 W EP2019086806 W EP 2019086806W WO 2021121632 A1 WO2021121632 A1 WO 2021121632A1
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WO
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raw material
washing water
trough
washing
sword
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/086806
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Urs Steiner
Original Assignee
Weibel Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Weibel Ag filed Critical Weibel Ag
Priority to PCT/EP2019/086806 priority Critical patent/WO2021121632A1/de
Publication of WO2021121632A1 publication Critical patent/WO2021121632A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B5/00—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
    • B03B5/48—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by mechanical classifiers
    • B03B5/52—Spiral classifiers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B11/00—Feed or discharge devices integral with washing or wet-separating equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B5/00—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
    • B03B5/02—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating using shaken, pulsated or stirred beds as the principal means of separation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B11/00—Feed or discharge devices integral with washing or wet-separating equipment
    • B03B2011/008—Screw dischargers

Definitions

  • the invention relates to a method for washing raw material in a washing device, the following steps being carried out: introducing the raw material into a trough of the washing device containing washing water, the washing water taking a washing water level in the trough during washing; Discharging the washed raw material from the trough.
  • the invention further relates to a device for washing raw material, comprising a trough, and a conveying device arranged in the trough for conveying the raw material, the trough comprising an overflow and a material lock for discharging the washed raw material.
  • Washing devices for processing raw material are known from the prior art.
  • Soil washers such as log washers, are used to wash excavated and recycled material, contaminated gravel, crushed stone, sand and the like, which typically have a large proportion of fine, lightweight materials.
  • impurities in particular impurities that cannot be dissolved in the water by mechanical treatment, such as organic components such as wood, leaves, humus, clay, etc., but also inorganic substances such as insulation material and the like, to be removed from the bulk material.
  • a log washer comprises a trough and at least one sword shaft, with which the raw material is conveyed out of the washing water.
  • the trough typically has an incline along which the raw material is forcibly conveyed by means of the sword shaft.
  • the raw material to be cleaned is put into the trough at the bottom.
  • the trough has a discharge opening from which the washed raw material is discharged.
  • the sword shaft thus conveys the raw material within the washing water in the trough upstream to the discharge opening.
  • the sword shaft thus typically increasingly protrudes out of the washing water towards the discharge opening.
  • Such a log washer is known, for example, from DE 43 41 778 C1.
  • the log washer consists of a washing trough in the shape of a horizontal cylinder with a central shaft, with an inlet for the contaminated material and an outlet for the cleaned material being provided in the washing trough, the axis of the liquid-filled washing trough being at an angle between 4 ° and 45 ° inclined.
  • the device can have an overflow.
  • the length of the shovel elements is dimensioned such that they describe a circle within the wash tub that lies below the water line in the interior of the wash tub, so that the shovel elements always rotate in the liquid-filled area.
  • the device has an inlet for the material to be cleaned on its upper side and an outlet in the front area from which the material freed from impurities is drawn off.
  • Other known log washers have two parallel sword shafts, with which the raw material can be cleaned more efficiently in the washing water under greater shear stress. The two sword shafts usually run in opposite directions.
  • the water discharge can be kept low with chain or scraper conveyors.
  • chain or scraper conveyors are very expensive to buy and maintain.
  • the space requirement is also very high.
  • the bucket wheel takes up less space than the chain or scraper conveyor. On the other hand, the wear and tear and thus the maintenance effort is very high. There is also a relatively high risk of clogging. Finally, the bucket wheel can typically only be used with single-axis sword washers, which means that optimal washing performance cannot be achieved.
  • the known log washers have a high water consumption, especially when discharging the raw material. Furthermore, they are typically very complex in terms of construction and therefore expensive both to purchase and to maintain. Also, the discharge of the light materials is typically insufficient with the known devices.
  • the object of the invention is to create a method for washing raw material belonging to the technical field mentioned at the beginning, with which the raw material can be washed and discharged from the washing device particularly efficiently with little water consumption.
  • the washed raw material is discharged from the washing water below the washing water level. Because the washed raw material is discharged from the washing water below the washing water level, a washing device of particularly compact design can be achieved. Thanks to short transport routes - the raw material does not have to be lifted above the water level - the process can be kept particularly efficient.
  • raw material is preferably understood to mean loose rock, in particular gravel, crushed stone, sand, but also excavation, recycling materials and the like. It is clear to the person skilled in the art that all essentially water-insoluble solids which have a density greater than 1,200 kg / m 3 to 3 /00 kg / m 3 can be washed in such a washing process, with the solids being able to have almost any grain size.
  • the grain sizes are preferably in a range below 200 mm, particularly preferably below 100 mm. Depending on the dimensions of the washing device, however, raw material with a larger grain diameter can also be washed.
  • the raw material is preferably freed of organic materials in the washing process, in particular earth or flumus, leaves, wood, etc.
  • organic materials in the washing process in particular earth or flumus, leaves, wood, etc.
  • water-soluble substances, inorganic suspended matter, plastics, etc. can also be separated from the raw material in the washing process.
  • the raw material is preferably fed into the trough from above.
  • This can be done with known conveying means, for example a conveyor belt, a screw conveyor or the like.
  • the washing water can be entered into the trough from above or via suitable pipe connections below the water level.
  • a flow pattern within the wash water in the trough can be influenced in order to drive suspended and light substances, in particular with a density of up to 1,200 kg / m 3 , specifically in an overflow area to the wash water surface (see below).
  • the washing water level is preferably kept constant during the washing process in that washing water, which flows off due to the discharge of the cleaned raw material or due to the discharge of impurities, is kept running is refilled.
  • the washing water level is typically defined via an overflow (see below).
  • the process for washing raw material is a continuous process.
  • the process can also be carried out in batches.
  • the raw material is thus preferably discharged from the washing water below the washing water level during ongoing, continuous operation.
  • discharge below the wash water level means that the raw material does not get above the wash water level in the trough while it exits the wash water.
  • the raw material is taken from the washing water without the raw material reaching the washing water level in the trough. It is irrelevant here whether the raw material, after it has been separated from the washing water, is transported above the washing water level (for example when it is loaded into a truck or the like). It is also clear that the raw material still has a portion of washing water after it has been separated from the washing water, since the raw material is not yet dry in this state. In this sense, raw material separated from the washing water is also understood to mean wet pipe material which, for example, still contains up to 20 wt. % Washing water may contain.
  • the raw material After the raw material has been discharged, it can, for example, be sieved, further cleaned or otherwise further processed (shredded, etc.).
  • the raw material is preferably discharged via a lock, in particular continuously, an outlet opening of the lock being below the washing water level in the trough.
  • the lock is preferably a material lock, with which solids below the washing water level of the trough can also be discharged from the trough.
  • the lock can be dispensed with.
  • the raw material can be discharged through a simple opening.
  • a discharge speed of the raw material from the sluice is preferably selected such that the raw material in the sluice forms a pin that is advancing, in particular continuously, so that the washing water is backed up.
  • the backflow of the washing water can thus be controlled via a discharge speed, the length of the pin and with reference to the nature of the pin. The longer the spigot, the greater the back pressure of the washing water. The lower the discharge speed, the greater the back pressure of the washing water. The more tightly the raw material is packed in the cone, the greater the backlog. Due to the backwater, a large outflow of the washing water together with the raw material can be avoided.
  • the lock thus particularly preferably comprises a discharge pipe in which the pin can be formed. A spigot length can be controlled, for example, via the pipe dimension and depending on the raw material.
  • the lock can for example comprise a rotary valve or the like.
  • the lock preferably comprises a discharge conveyor, in particular a screw conveyor or a conveyor belt, the raw material being discharged via the discharge conveyor.
  • the lock can be operated efficiently and safely with the discharge conveyor.
  • the spigot can be actively controlled with it, while there is a relatively low risk of the sluice becoming clogged.
  • the discharge conveyor can be dispensed with in some variants.
  • a large-dimensioned discharge pipe can for example comprise means for delaying the discharge, in particular for example a controllable taper, such as for example a diaphragm or the like.
  • the discharge conveyor is preferably arranged in a discharge pipe. This means that the pin formation can be influenced directly with the discharge conveyor.
  • the discharge conveyor can also be arranged under a downpipe, so that the raw material falls through the downpipe onto the discharge conveyor.
  • the washing device preferably comprises a floor washer, in particular a sword washer.
  • a floor washer in particular a sword washer.
  • the raw material is forcibly conveyed with sword shafts.
  • the raw material is heavily stressed by the shear forces, which results in the cleaning effect.
  • washing devices can also be provided.
  • the washing device can comprise one or more screw conveyors.
  • the device for washing raw material preferably comprises a control device, with which a power and / or a speed of the discharge conveyor can be controlled.
  • the control device can also be dispensed with. In this case, regulation can be achieved via the power and / or the speed of the conveyor device.
  • the control device is preferably designed in such a way that the power and / or the speed of the discharge conveyor can be controlled as a function of a parameter of the conveyor device. In variants, it is also possible to dispense with the control of the discharge conveyor as a function of the conveyor device.
  • the log washer preferably comprises a log washer drive unit, the discharge conveyor being controlled as a function of the power consumption of the log washer drive unit.
  • the power consumption of the log washer is a measure of the amount of material that is transported in the washing device. The necessary and sufficient delivery rate of the discharge conveyor can thus be estimated and controlled accordingly. The higher the power consumption of the log washer drive unit, the greater the output conveyor's output.
  • the output of the discharge conveyor can also be controlled in other ways.
  • a motor speed of the discharge conveyor can also be controlled as a function of the power consumption of the log washer.
  • the log washer preferably comprises an overflow, the discharge conveyor being controlled in such a way that less than 50%, preferably less than 25%, particularly preferably less than 15% of the wash water volume flow is discharged via the lock.
  • the overflow is used to discharge the impurities, which are typically mostly organic material and generally have a density that is greater than that of the.
  • impurities typically mostly organic material and generally have a density that is greater than that of the.
  • the overflow can also be dispensed with, especially if, for example, the raw material only needs to be cleaned of water-soluble or water-dispersible, emulsifiable, suspendable, etc. components.
  • the washing water is preferably conveyed in the washing device in such a way that it has an ascending flow direction at least in one area of the overflows, with which substances are discharged via the overflow which have a higher density than the washing water.
  • the cleaning of the raw material can be kept more effective, as impurities can be flushed out, which would settle in the still washing water due to the density.
  • the washing water, or part of the washing water is preferably fed into the trough from below, so that buoyancy is achieved.
  • the washing water can, for example, be introduced into the trough from below via several suitably positioned pipes.
  • the tubes can also be equipped with nozzles or tapers in order to increase a flow velocity when entering the trough.
  • the light materials especially those with a greater density than the washing water, can be driven upwards to the washing water surface, where they are flushed out via the overflow.
  • the entire wash water inlet is used for driving up and discharging the impurities.
  • the positioning of the washing water supply in the floor area has the advantage that the typically sinking parts with increased Density come to lie in the floor area. These can, for example, be driven upwards with floor nozzles towards the surface of the washing water, so that the small-sized impurities can be discharged particularly efficiently with increased density together with the light substances.
  • the washing water which is fed to the trough in order to achieve the flow, does not necessarily have to be fed in in the bottom area, but can also be fed in laterally, for example, via a side wall of the trough.
  • the washing water which is supplied to the trough to achieve the flow does not necessarily have to come from the same source as any main flow of washing water which is typically supplied to the trough from above.
  • the flow can be achieved, for example, with fresh water, while the main flow of the washing water is fed into the circuit from treated water.
  • the targeted conveyance of the washing water for the improved discharge of light materials and small parts with increased density can also be achieved without a specifically arranged washing water or water supply.
  • the sword shaft can also be equipped with suitable flow generators, which facilitate discharge to the surface of the water.
  • the trough can be equipped with flow breakers, baffles, etc. in order to optimize the flow direction for the light material discharge.
  • the overflow can also be positioned at a suitable point at which a suitable flow towards the surface is achieved through the sword shaft.
  • the person skilled in the art is familiar with further optimization options.
  • the person skilled in the art immediately recognizes which of these agents are to be used where in order to optimize the discharge of light materials.
  • the targeted delivery of the washing water can also be dispensed with.
  • the device preferably comprises at least one guide plate, with which the light substances can be directed to the overflow when the sword washer is in operation.
  • the log washer preferably comprises a guide plate which extends from the overflow to the sword shaft.
  • the guide plate preferably extends at least partially over the sword shaft.
  • the sword shaft preferably rotates against a front edge of the guide plate during operation, so that the rotation of the sword shaft drives the light materials in the direction of the guide plate. Due to the flow generated by the sword shaft, the light materials are preferably conveyed to the overflow via the guide plate.
  • the guide plate inclines downward along the sword shaft.
  • the guide plates are arranged in such a way that they protrude inward from two opposite sides parallel to the sword shafts and essentially cover the sword shafts.
  • the two guide plates preferably form a gap in the middle through which the light materials can be conveyed upwards onto the guide plates.
  • the guide plates incline downward essentially tangentially to the respective sword shaft.
  • the guide plates essentially follow the outer contour of the sword shafts.
  • the density of the washing water and the flow of the washing water on the baffles are designed in such a way that the sand grains with a grain diameter of less than 4mm are flushed out.
  • the sand grains are then separated from the light parts with a sieve (the sand grains are let through the mesh of the sieve).
  • the guide plates can also be designed and arranged differently. In variants, the guide plates can also be dispensed with.
  • the washing water is preferably mixed with sludge beforehand in such a way that the washing water density is greater than 1000 kg / m3, the sludge being taken in particular from the used washing water.
  • the increased density of the washing water favors the discharge of lightweight materials, since impurities with a density above 1000 kg / m 3 [but below the density of the sludge-containing washing water) can be discharged via the overflow.
  • the process creates a suspension in the trough which has a density between 1 ⁇ 80-1 ⁇ 50 kg / m 3 , which means that under favorable flow conditions (see above), even light parts with a density of more than 1'100 kg / m 3 density via the overflow can be carried out. This keeps the washing process efficient and therefore economical.
  • the addition of the sludge is preferably carried out directly from the previously washed raw material.
  • Both the washing water, which is discharged via the lock, and the washing water, which is discharged via the overflow are preferably collected in a settling basin after a sieving process, that is, with the separation of certain particle sizes.
  • the washing water is preferably fed back to the washing process via an overflow in the settling basin and via a pump. Due to the sludge content, this washing water has a density of approx. 1 ⁇ 80 - 1 ⁇ 50 kg / m 3 . It is clear to the person skilled in the art that the density of the washing water can be in other ranges due to process parameters as well as due to the contamination of the raw material. However, a high density is preferred, with which more light materials, including those with a higher density, can be flushed out via the overflow of the trough.
  • sludge in the wash water has the further advantage that the reuse of the wash water is simplified. In particular, no complex cleaning of the washing water has to be carried out in the treatment. As mentioned above, in a preferred method a settling basin with an overflow is sufficient.
  • the addition of sludge in the washing water can also be dispensed with.
  • the density of the wash water can in principle also be increased with other substances, in particular, for example, with heavy polyols such as glycerine and the like. Further variants of this are known to the person skilled in the art.
  • the washing water is preferably conveyed in the washing device with two counter-rotating sword shafts which, in particular, are arranged parallel to one another.
  • a sword shaft is understood to mean a motor-driven shaft which is equipped with radially protruding agitator arms.
  • the agitator arms serve for thorough mixing and stress on the raw material in the washing water, as well as for the continuous advancement of the raw material towards the lock.
  • the two sword shafts are preferably arranged in parallel and rotate in opposite directions, so that the greatest possible shear stress can be achieved.
  • the sword shafts are preferably arranged at a small distance from one another.
  • a space occupied by a first sword shaft protrudes into the space occupied by the second sword shaft.
  • only one sword shaft or even more than two sword shafts can be provided.
  • other transport and mixing devices can also be provided, such as one or more screw conveyors, a conveyor belt or the like.
  • the two sword shafts preferably have an angle to the horizontal of 1 to 30 °, preferably at an angle of 5 to 25 °, in particular at an angle of 10 to 15 °, the raw material in the washing water being forcibly conveyed upwards by the two sword shafts.
  • the angle it can be achieved that, in addition to the stress caused by the sword shaft, the raw material is also subject to further stress and cleaning action due to the force of gravity and thus the increased back pressure.
  • the sword shafts can also be aligned horizontally.
  • a sword shaft arranged on the left is rotated counterclockwise and a sword shaft arranged on the right is rotated clockwise.
  • This ensures that the raw material or the washing water is moved upwards in the middle between the two sword shafts. This creates a further mechanical stress on the raw material, which increases the cleaning effect of the process.
  • Another advantage of this direction of rotation is that in the edge area, that is to say in the area of the trough wall, there is a direction of flow, down the trough wall. This becomes a Discharge of light-weight particles, which have a greater density than the washing water, promotes.
  • the direction of rotation of the left sword shaft can be clockwise and that of the right sword shaft can also be counterclockwise. Furthermore, the directions of rotation of the two sword shafts can also be synchronous.
  • the washed raw material is preferably separated from small substances and washing water via a first sieve, in particular a first vibrating sieve, the washing water being returned to the trough for washing raw material, in particular after passing through a settling tank.
  • a first sieve in particular a first vibrating sieve
  • the washed raw material is separated from the washing water via the first screening device.
  • sand preferably up to a grain size of 4 mm (i.e. maximum passage of a sieve with a mesh size of 5 mm) can be separated off together with the washing water. It is clear to the person skilled in the art that, depending on the application, other mesh sizes of the screen can also be provided.
  • the first sieve can be equipped with a water spray device with which the raw material can be rinsed off during the sieving.
  • the water spray device is preferably also operated with treated washing water.
  • Light materials are preferably separated from the wash water discharged via the overflow by means of a second sieve, in particular a second vibrating sieve, the wash water being returned to the trough for washing raw material, in particular after passing through the settling tank.
  • the mesh size of the sieve is preferably 5 mm, it being clear to the person skilled in the art that other mesh sizes can also be provided depending on the application.
  • the second sieve can be equipped with a water spray device, with which the raw material during sieving can be rinsed off.
  • the washing water is preferably fed to the same settling tank as the raw material washing water.
  • the light substances separated by the screening process are typically disposed of.
  • the sieving process can also be dispensed with.
  • the light materials can also be separated off using other separation methods known to those skilled in the art, for example by skimming, decanting, with a cyclone, etc.
  • precisely one sieve can be used, which mechanically has two areas for the light materials or the raw material separates.
  • the sludge is preferably removed from the settling tank as sludge water and fed to the trough for the further washing process.
  • the sludge-containing washing water preferably passes via an overflow of the settling tank into a secondary container of the settling tank, from which the sludge-containing washing water is finally fed back to the trough and thus to the washing process.
  • a sump of the settling tank is preferably freed of a sand component, in particular using a hydrocyclone, preferably freed of sludge via a sludge settling basin and in particular used as rinsing water over the first sieve and / or the second sieve for rinsing the raw material or the light materials. This further optimizes the process for washing the raw material in that the wash water is largely kept in the circuit of the washing process.
  • a device for washing raw material comprises a trough, and preferably a conveyor device arranged in the trough for conveying the raw material, the trough comprising an overflow and a material lock for discharging the washed raw material, characterized in that the material lock is arranged below the overflow.
  • the trough is thus designed in such a way that in operation, when it is filled with washing water, the water level protrudes to the overflow.
  • the device preferably comprises a log washer.
  • the device can also comprise other conveying and mixing means, such as a screw conveyor or the like, for example.
  • the overflow preferably lies vertically over the agitator arms, that is to say in particular over all agitator arms of the sword washer, so that the agitator arms are below a washing water level during operation. This means that the light substances can be discharged particularly efficiently with the washing water. In particular, the increased amount of washing water can calm the washing water surface with constant operating parameters, which promotes the floating of the light substances and thus the discharge of the same via the overflow.
  • the overflow can also be below an upper edge of a paddle of the sword washer.
  • the lock preferably comprises a channel in which a discharge conveyor is arranged, the channel having an outlet opening which is arranged below the overflow.
  • the channel can, for example, be tubular. In principle, the channel can be oriented as desired, in particular rising, horizontal, vertical, etc.
  • the discharge conveyor can also be arranged outside the channel.
  • the discharge conveyor can be fed with the raw material via a vertical pipe socket which forms the channel, the discharge conveyor being oriented essentially horizontally or in an ascending manner analogous to the sword washer.
  • the discharge conveyor preferably comprises a screw conveyor and / or a conveyor belt. This provides inexpensive and robust funding.
  • suitable conveying means such as, for example, a vibration conveyor and the like.
  • the device preferably comprises control means, with which the discharge conveyor can be controlled on the basis of a power consumption of the sword shafts.
  • the discharge conveyor is thus controlled as a function of the loading of the washing device in such a way that a material cone is formed which prevents excessive washing water from escaping from the trough while the raw material is being discharged.
  • This enables automatic control of the discharge conveyor, since the amount of raw material entered can be estimated based on the power consumption and a discharge volume flow can be deduced from the conveying capacity of the sword shafts.
  • the control means can also be dispensed with.
  • the person skilled in the art is also familiar with other means with which the discharge conveyor can be controlled, so that a material cone is formed which prevents the washing water from flowing excessively out of the trough.
  • the lock is preferably arranged in a conveying direction in an end region of a trough bottom.
  • an opening to the sluice is preferably formed in the trough bottom.
  • the opening can comprise a pipe socket on the outside, to which a pipe with a discharge conveyor is flanged.
  • the opening can also be formed on the front side of the trough in the end area.
  • the trough bottom preferably has an angle of 5 to 25 °, in particular an angle of 10 to 15 °, the trough bottom rising in the conveying direction.
  • the angle can also be in a different range, in particular greater than 25 ° or also smaller than 5 °.
  • the angle can also be 0 °, with which the trough bottom runs horizontally.
  • the washing device can also be designed in such a way that the angle can be adjusted in an angular range.
  • the log washer preferably comprises two sword shafts which are arranged parallel to one another and are in particular aligned parallel to the trough bottom. This enables an efficient washing process to be achieved (see above).
  • only one sword shaft can be provided.
  • the sword shafts do not necessarily have to run exactly parallel, but can also run towards or away from one another, in the former case there is the risk that the sword shafts can tilt with one another during operation.
  • 1 shows a schematic representation of a side view of a sword washer
  • 2 shows a schematic illustration of a side view of an alternative embodiment of a material lock
  • Fig. 3 is a schematic representation of a section at right angles to
  • Fig. 4 is a schematic representation of a section at right angles to
  • 5 shows a schematic representation of a plant for washing raw material.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a side view of a sword washer 100.
  • the log washer 100 is used to wash raw material, with the majority of the wash water flowing off over an overflow edge explained below, so that light materials (wood, coal, insulating material, etc.) and a proportion of fine sand (typically with a grain size of less than 4 mm) are flushed out.
  • the washed raw material, which is not washed out via the overflow, is discharged via a material lock which is arranged below the washing water level 140.
  • This arrangement is advantageous because the raw material does not have to be lifted vertically out of the washing water, which in turn enables a technically simpler and more compact construction of the raw material discharge from the trough.
  • the sluice is preferably regulated in such a way that a material cone is formed with the raw material to be discharged, which prevents excessive drainage of washing water through the sluice.
  • the log washer 100 is described in detail below.
  • the log washer 100 essentially comprises a trough 1 10 with a trough bottom 1 1 1.
  • two sword shafts 120 are arranged parallel to the trough bottom 1 1 1.
  • the sword shafts 120 comprise a shaft 121 which is provided with a plurality of agitator arms 122.
  • the agitator arms 122 serve to propel the raw material in the trough 110 and to achieve a washing water flow to the guide plates of the washing water overflow (see below).
  • the sword shafts are each driven via a drive 123, comprising an electric motor and a gearbox.
  • the two sword shafts 120 are sealed off on the trough 1 1 1 by means of seals.
  • the two sword shafts 120 are parallel to each other and rotate in opposite directions.
  • the direction of rotation is preferably selected such that the sword shafts 120 drive the washing water and the raw material down the side walls of the trough 110 and up between the sword shafts 120.
  • the second is represented by the one shown Sword shaft 120 covered.
  • the trough bottom 1 1 1 1 is pivoted to the horizontal by an angle of 10 °, so that the raw material must be forcibly conveyed obliquely upwards by the sword shafts 120 along the trough bottom 1 1 1.
  • the trough 110 further comprises an upper edge of the trough, which runs essentially horizontally.
  • the trough 1 10 comprises, with respect to a conveying direction in the rear region of the trough 1 10, an entry area 1 12 for the entry of the contaminated raw material.
  • the raw material is transported to the entry area via a conveying device (not shown here)
  • an overflow 113 arranged in the rear area with respect to the conveying direction - however, it is clear to a person skilled in the art that the overflow can be arranged at any point on the trough.
  • the overflow 1 13 is used to flush out lightweight materials.
  • the overflow 113 is arranged at a height which lies vertically above the sword shaft 120, so that the sword shaft 120 lies completely below the washing water level 140 during operation. The sword shaft 120 is thus completely covered by the washing water.
  • the water level 140a is lower, so that individual agitating arms protrude from the washing water in a front area.
  • the overflow is also arranged correspondingly lower (not shown).
  • the overflow can be designed to be height-adjustable.
  • the overflow 1 13 is equipped with guide plates, not shown in detail, which guide the light materials to the overflow 1 13 and thus enable the light material parts to be discharged efficiently.
  • the overflow is equipped with guide plates, not shown in detail, which guide the light materials to the overflow 1 13 and thus enable the light material parts to be discharged efficiently.
  • the log washer 100 further comprises a main wash water inlet 116, which is fed via a pipeline 280.
  • the main inlet 116 opens into a front region of the trough 110, in the vicinity of the washing water level 140 in the trough 110.
  • the pipeline 280 includes a branch 281, with which the washing water secondary inlets 1 17 are fed.
  • the washing water secondary inlets 1 17 essentially serve to generate a flow within the washing water of the trough 110, so that light materials, but also small parts with a density greater than that of the washing water, are driven upwards by the flow. In this way, the light materials and small parts with increased density, in particular via the baffles, can be guided to the overflow 113 and discharged there together with the washing water.
  • baffles are preferably arranged in such a way that the rising flow generated by the washing water secondary inlets 117 and the sword shafts 120 can be used for the discharge of lightweight materials.
  • the volume flow of the washing water in the pipe 280 is, for example, 300 m 3 per hour
  • a major part of the washing water is entered via the washing water main inlet 1 16, while only a fraction of the volume flow is branched off for the washing water secondary inlets, for example less than 10 % or less than 1% (ie less than 300 m 3 per hour or less than 3 m 3 per hour).
  • the trough 110 further comprises a discharge opening 115 through which the washed raw material is discharged in a region which is at the front with respect to the conveying direction.
  • a material sluice or, in the present case, a discharge conveyor in the form of a screw conveyor 130 is connected to the discharge opening 115, so that the discharged raw material can be removed in a controlled manner by the screw conveyor 130, in the present case against a gradient of 10 °.
  • the screw conveyor 130 comprises a discharge pipe 131 in which a screw conveyor 132 is arranged.
  • the screw conveyor 132 is driven by a drive 133 comprising an electric motor and a gearbox.
  • the screw conveyor 130 can therefore be used to actively control how fast the raw material is to be discharged.
  • a suitably selected conveying speed of the screw conveyor 130 can result in a material cone being formed from the raw material in the discharge pipe 131 and / or at the discharge opening 115.
  • retention of the washing water can be achieved.
  • the permeability for wash water in the discharge conveyor can be controlled with it.
  • the screw conveyor 130 is controlled via the power consumption of the sword shaft 120.
  • This has the advantage that if the raw material is not discharged by the sword shaft, the power requirement increases rapidly and the material pin is advanced in the discharge tube with increased power in order to make room for the subsequent raw material.
  • the sword washer 100 comprises a control unit 134 which is in data communication with the drive 123 of the sword shaft and with the drive 133 of the screw conveyor 130.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a side view of an alternative embodiment of a material lock.
  • the material lock is again designed as a discharge conveyor, but in the present case as a belt conveyor 130.1.
  • the discharge opening 115 of the trough 110 opens into a receiving neck of a tube 131.1 which is bent at an angle of 90 °.
  • a conveyor belt 133.1 is arranged in the tube 131.1, which is guided over a first deflection roller 134.1 and a second deflection roller 136.1 and can be pretensioned via a tensioning roller 135.1. Furthermore, the conveyor belt 133.1 can also be tensioned via a lateral displacement of the deflection roller 134.1.
  • the upper region of the conveyor belt 133.1 runs inside the tube 131.1.
  • the pipe 131.1 has a transverse slot in the rear area through which the conveyor belt is guided into the pipe 131.1.
  • the rear deflection roller 134.1 is arranged outside the rear end of the tube 131.1.
  • the second deflection roller 136.1 is arranged on a front edge opposite the rear end of the tube 131.1 and thus forms the outlet opening of the discharge conveyor.
  • the front deflection roller 136.1 is driven via a drive 137.1, comprising an electric motor and a gearbox.
  • a baffle is arranged, with which the transverse slot from Raw material is protected.
  • the width of the conveyor belt can be 600 mm, for example, the free space height between conveyor belt 133.1 and pipe 131.1 is 250 mm in the present case.
  • a discharge speed of the belt conveyor 130.1 can, for example, be between 0.05 m / s and 0.6 m / s, with which a conveying rate of 38 tons per hour up to 453 tons per hour can be achieved (with a cross-sectional area of 0.15 m 2 and one Raw material density of 1,400 kg / m 3 ).
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a section at right angles to the sword shaft axis through the sword washer 100 and the washing water flask inlet 1 16.
  • the washing water flask inlet branches out so that the washing water flows into two opposite wall areas of the trough 1 10 is initiated.
  • the washing water is guided inwards and centrally upwards by the rotation of the two sword shafts 120 along the trough wall and trough bottom 1 1 1.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a section at right angles to the sword shaft axis through the overflows 1 13 and the guide plates 1 18.
  • guide plates are arranged in the area of the overflows 1 13. These protrude inward from the trough wall over the respective sword shaft and together form a gap in the middle. The gap is in the middle, where the washing water is guided upwards through the sword shafts 120.
  • the guide plates 118 have a downward slope in the direction of the gap.
  • the inclination is preferably designed as a curvature with a radius of curvature which is somewhat larger than the radius of the sword shaft. With this, the light materials can be guided to the guide plates 118 by the rotation of the sword shafts 120 upwards in the middle and then flushed to the overflow 113.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of an installation 200 for washing raw material.
  • the log washer 100 is filled with washing water up to the washing water level 140.
  • the sword shafts 120 are completely or partially covered with washing water.
  • the log washer 100 is loaded with the raw material to be cleaned via the entry 112 at the lower end of the trough. Due to the counter-rotating rotation of the two sword shafts 120, the raw material is forcibly conveyed obliquely upwards towards the discharge under strong shear stress and friction.
  • the mode of operation of a log washer is fundamentally known to the person skilled in the art, so that it will not be discussed in detail.
  • the washing water is fed to the log washer via the pipeline 280.
  • the volume flow of the washing water is up to approximately 600 m 3 per hour, but can vary depending on the size of the system.
  • the majority of the volume flow of the wash water takes place via the wash water main inlet 1 16 (see FIG. 1) from above into the trough.
  • the several washing water secondary inlets 1 17 are fed, which open into the trough bottom 1 1 1 of the trough and thus ensure a vertically upward flow, which transports the light materials, but also fine-grained sand to the washing water surface and Can carry over baffles to overflow 1 13.
  • the screening process separates the larger light substances from the washing water and fine-grain sand (typically sand 0/4, i.e. sand with a grain diameter of 0 to 4 mm).
  • the separation of the sand from the light materials is supported by a washing device with which clean water is sprayed over the light materials by means of water nozzles 291 of a spray ramp in order to wash out the sand 0/4 and sludge from the washing water.
  • the water for the water nozzles 291 is obtained from the washing water (see below).
  • the light materials are disposed of, here using a transport vehicle 262, for example.
  • the water from the water nozzles 291 together with the sand 0/4 and the sludge is via a drain 261 into a settling chamber 221 of a sedimentation basin 220.
  • the sedimentation basin comprises a sedimentation chamber 221 and an overflow chamber 223 separated from it by a partition wall 222.
  • the sand and other heavier substances are deposited in the sedimentation chamber 221, while the sludge-containing water with suspended matter and sand with a grain size of less than 1 mm above the Partition wall 222 formed overflow enters the overflow chamber 223.
  • the overflow chamber 223 is in turn connected to the pipeline 280 and a pump 270, with which the water from the overflow chamber 223 is pumped back to the trough 110 in the form of washing water.
  • the wash water has a density of more than 1 ⁇ 00 kg / m 3 , in particular of approximately 1 ⁇ 80-1 ⁇ 50 kg / m 3 .
  • the increase in the density of the washing water is achieved through the sludge content. This promotes the floating of the light parts in the trough and thus in turn the discharge of the light parts by means of the overflow.
  • water-saturated wood with a density of more than 100 kg / m 3 can also be flushed out via the overflow 113.
  • the raw material is conveyed upwards, in the direction of the discharge opening 115.
  • the discharge 115 is in turn connected to the inlet opening of the screw conveyor 130, so that the raw material is transported further with the screw conveyor 130 after passing through the discharge opening 115.
  • the drive of the screw conveyor is controlled on the basis of the power consumption of the drive 122 of the sword shafts 120.
  • the drive 133 is controlled in such a way that a material cone forms in the discharge pipe 131, which backs up the washing water. This ensures that the main part of the wash water exits via the overflow so that the light materials can be efficiently discharged.
  • the discharge speed of the screw conveyor 130 can also be controlled directly via the washing water outlet at the screw conveyor.
  • Several adequate means for controlling the screw conveyor or the discharge conveyor belt are known to those skilled in the art. In the present case, around 10% of the wash water volume flow flows through the screw conveyor, while the remaining 90% of the volume flow is discharged via the overflow.
  • the principle presented here in connection with the screw conveyor 130 can also be used mutatis mutandis with the belt conveyor 130.1 and other locks known to the person skilled in the art.
  • a vibrating screen 210 Adjacent to the screw conveyor 130 on the discharge side there is a vibrating screen 210, through which the discharged raw material is screened. This frees the raw material from washing water and 0/4 sand (grain diameter less than 4 mm).
  • a washing device is provided above the vibrating screen 210, with which clean water is sprayed over the raw material by means of water nozzles 290 of a spray ramp in order to wash out the sand 0/4 and sludge of the washing water.
  • the water for the water nozzles 290 is also obtained from the washing water (see below).
  • the now washed raw material which now has no or essentially no light materials, is finally transported away in the present case with the transport vehicle 212 for further use.
  • the washing water is fed together with the sand 0/4 and the sludge via an outlet 21 1 to the settling chamber 221 of the settling basin and thus from here to the same circuit of the washing water from the overflow 1 13.
  • the washing water from the raw material discharge in the settling basin 220 is also separated from the sand and fed back to the trough 210 via the overflow to the overflow chamber 223 and finally via the line 280.
  • the sump of the settling chamber 221 of the settling basin 220 is fed via a pipe 282 and pump 271 to a cyclone 230, in particular the hydrocyclone 230, where 0.1 / 4 sand (typically 63 mm to 4 mm) is separated from the sludge water.
  • the sand is collected via a dewatering screen 231, washed and transported with the transport vehicle 232 for further use.
  • the sludge water is fed from the cyclone 230, in particular the hydrocyclone 230, via a pipeline 283 to a sludge settling basin 240. There the sludge is deposited and as sludge via a pipeline 284 via a pump 273 one Filter press 250 supplied, in which the sludge is dewatered. The filter cake is finally transported away with the transport vehicle 251 for further use or for disposal.
  • the sludge settling basin 240 comprises an overflow to an overflow chamber 241, in which the overflowing water is collected as clean process water. From the overflow chamber 241, the process water is pumped via a pipeline 285 and a pump 272 to a branch pipe, where it is on the one hand via the pipeline 287 the water nozzles 291 and, on the other hand, the water nozzles 290 via a pipeline 286.
  • the volume flow of the process water is total, i.e. around 300 m 3 per hour in pipeline 285.
  • the process water can also be fed via an alternative line 288 (shown by broken lines) from the raw line 287 directly to the washing water secondary inlets 117.
  • sword washer instead of the sword washer, other floor washers known to the person skilled in the art can also be used. It is not absolutely necessary for two sword shafts to be provided. Alternatively or additionally, the sludge-containing washing water can also be taken from the cyclone overflow and used for the washing process. A large number of further modifications are known to the person skilled in the art, with which the system can be varied.
  • a method for washing raw material is provided with which light materials can be discharged particularly efficiently and with which the raw material discharge is accompanied by a low wash water runoff.

Abstract

Bei einem Verfahren zum Waschen von Rohmaterial, insbesondere Aushubmaterialien, Schotter und Kies, in einer Waschvorrichtung (100), werden die folgenden Schritte durchgeführt: Einträgen des Rohmaterials in einen Waschwasser enthaltenden Trog (110) der Waschvorrichtung (100), wobei das Waschwasser während des Waschens einen Waschwasserpegel (140) im Trog (110) einnimmt; Austragen des gewaschenen Rohmaterials aus dem Trog (110). Das gewaschene Rohmaterial wird unterhalb des Waschwasserpegels (140) aus dem Waschwasser ausgetragen. Eine Vorrichtung zum Waschen von Rohmaterial, umfasst einen Trog (110), sowie eine im Trog (110) angeordnete Fördereinrichtung zum Fördern des Rohmaterials, wobei der Trog (110) einen Überlauf (113) sowie eine Schleuse (130) zum Austragen des gewaschenen Rohmaterials umfasst, wobei die Schleuse (130) unterhalb des Überlaufs (113) angeordnet ist.

Description

WASCHEN VON SCHUTTGUT
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Waschen von Rohmaterial in einer Waschvorrichtung, wobei die folgenden Schritte durchgeführt werden: Einträgen des Rohmaterials in einen Waschwasser enthaltenden Trog der Waschvorrichtung, wobei das Waschwasser während des Waschens einen Waschwasserpegel im Trog einnimmt; Austragen des gewaschenen Rohmaterials aus dem Trog. Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Waschen von Rohmaterial, umfassend einen Trog, sowie eine im Trog angeordnete Fördereinrichtung zum Fördern des Rohmaterials, wobei der Trog einen Überlauf sowie eine Materialschleuse zum Austragen des gewaschenen Rohmaterials umfasst. Stand der Technik
Waschvorrichtungen zum Aufbereiten von Rohmaterial sind aus dem Stand der Technik bekannt. So werden Bodenwäscher, wie zum Beispiel Schwertwäscher, zum Waschen von Aushub- und Recyclingmaterial, verschmutztem Kies, Schotter, Sand und dergleichen mit typischerweise grossem Anteil an feinen Leichtstoffen eingesetzt. Damit können Verunreinigungen, insbesondere Verunreinigungen, welche nicht durch mechanische Aufbereitung im Wasser gelöst werden können, wie zum Beispiel organische Bestandteile wie Holz, Blätter, Humus, Lehm, etc., aber auch anorganische Stoffe wie Isolationsmaterial und dergleichen, aus dem Schüttgut entfernt werden. Ein Schwertwäscher umfasst einen Trog und mindestens eine Schwertwelle, womit das Rohmaterial aus dem Waschwasser hinaus gefördert wird. Dazu weist der Trog typischerweise eine Neigung auf, entlang welcher das Rohmaterial mittels der Schwertwelle zwangsgefördert wird. Unten wird das zu reinigende Rohmaterial in den Trog eingetragen. Am stromaufwärtigen Trogende weist der Trog eine Austragsöffnung auf, aus welcher das gewaschene Rohmaterial ausgetragen wird. Die Schwertwelle fördert damit das Rohmaterial innerhalb des Waschwassers im Trog stromaufwärts zur Austragsöffnung. Die Schwertwelle ragt somit typischerweise hin zur Austragsöffnung zunehmend aus dem Waschwasser hinaus.
Ein solcher Schwertwäscher ist zum Beispiel aus der DE 43 41 778 C1 bekannt. Der Schwertwäscher besteht aus einem Waschtrog in der Form eines liegenden Zylinders mit einer zentralen Welle, wobei im Waschtrog ein Einlass für das verunreinigte Material und ein Auslass für das gereinigte Material vorgesehen sind, wobei die Achse des flüssigkeitsgefüllten Waschtrogs gegenüber der Horizontalen um einen Winkel zwischen 4° und 45° geneigt ist. Die Vorrichtung kann einen Überlauf aufweisen. Die Länge der Schaufelelemente ist so bemessen, dass diese innerhalb des Waschtroges einen Kreis beschreiben, der unterhalb der Wasserlinie im Innern des Waschtroges liegt, so dass die Schaufelelemente stets im flüssigkeitsgefüllten Bereich rotieren. Die Vorrichtung weist auf ihrer Oberseite einen Einlass für das zu reinigende Material auf und im vorderen Bereich einen Auslass auf, aus dem das von Verunreinigungen befreite Material abgezogen wird. Weitere bekannte Schwertwäscher weisen zwei parallele Schwertwellen auf, womit unter grösserer Scherbeanspruchung das Rohmaterial im Waschwasser effizienter gereinigt werden kann. Die zwei Schwertwellen laufen in der Regel gegenläufig.
Für die Austragung des gewaschenen Rohmaterials sind unterschiedliche Techniken bekannt, wobei jeweils ein möglichst geringer Waschwasseraustritt verfolgt wird:
Mit Ketten- oder Kratzförderer kann der Wasseraustrag gering gehalten werden. Allerdings sind solche Förderer in der Anschaffung und im Unterhalt sehr teuer. Weiter ist der Platzbedarf sehr hoch.
Das Schöpfrad weist gegenüber dem Ketten- oder Kratzförderer einen geringeren Platzbedarf auf. Flingegen ist der Verschleiss und damit der Wartungsaufwand sehr hoch. Weiter besteht eine relativ hohe Verstopfungsgefahr. Schliesslich ist das Schöpfrad typischerweise nur mit einachsigen Schwertwäschern einsetzbar, womit keine optimale Waschleistung erreicht werden kann.
Die bekannten Schwertwäscher weisen insbesondere bei der Austragung des Rohmaterials einen hohen Wasserverbrauch auf. Weiter sind sie typischerweise konstruktiv sehr aufwändig und somit sowohl in der Anschaffung als auch im Unterhalt teuer. Auch ist typischerweise der Austrag der Leichtstoffe bei den bekannten Vorrichtungen nur ungenügend.
Darstellung der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörendes Verfahren zum Waschen von Rohmaterial zu schaffen, womit das Rohmaterial bei geringem Wasserverbrauch besonders effizient gewaschen und aus der Waschvorrichtung ausgetragen werden kann.
Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung wird das gewaschene Rohmaterial unterhalb des Waschwasserpegels aus dem Waschwasser ausgetragen. Dadurch, dass das gewaschene Rohmaterial unterhalb des Waschwasserpegels aus dem Waschwasser ausgetragen wird, kann eine besonders kompakt aufgebaute Waschvorrichtung erreicht werden. Durch kurze Transportwege - das Rohmaterial muss damit nicht über den Wasserpegel hinaus gehoben werden - kann das Verfahren besonders effizient gehalten werden.
Unter dem Begriff Rohmaterial werden vorzugsweise Lockergestein, insbesondere Kies, Schotter, Sand, aber auch Aushub-, Recyclingmaterialien und dergleichen verstanden. Dem Fachmann ist klar, dass alle im Wesentlichen wasserunlöslichen Feststoffe, welche eine Dichte grösser als 1‘200 kg/m3 bis 3Ό00 kg/m3 aufweisen, in einem solchen Waschverfahren gewaschen werden können, wobei die Feststoffe nahezu beliebige Korngrössen aufweisen können. Die Korngrössen (maximaler Durchmesser) liegen vorzugsweise in einem Bereich unterhalb von 200 mm, besonders vorzugsweise unterhalb 100 mm. Je nach Dimensionierung der Waschvorrichtung kann aber auch Rohmaterial mit grösserem Korndurchmesser gewaschen werden.
Vorzugsweise wird im Waschverfahren das Rohmaterial von organischen Materialien befreit, insbesondere von Erde respektive Flumus, von Blättern, Holz etc. Dem Fachmann ist jedoch klar, dass in dem Waschverfahren auch wasserlösliche Stoffe, anorganische Schwebestoffe, Kunststoffe etc. von dem Rohmaterial abgetrennt werden kann.
Vorzugsweise wird das Rohmaterial von oben in den Trog eingetragen. Dies kann mit bekannten Fördermitteln, zum Beispiel einem Förderband, einer Förderschnecke oder dergleichen erfolgen. Das Waschwasser kann sowohl von oben in den Trog eingetragen werden, als auch über geeignete Rohranschlüsse unterhalb des Wasserpegels. Im letzteren Fall kann damit zum Beispiel ein Strömungsbild innerhalb des Waschwassers im Trog beeinflusst werden, um zum Beispiel Schwebe- und Leichtstoffe, insbesondere mit einer Dichte bis zu 1‘200 kg/m3, gezielt in einem Bereich eines Überlaufs an die Waschwasseroberfläche zu treiben (siehe dazu weiter unten).
Der Waschwasserpegel wird vorzugsweise während des Waschvorgangs konstant gehalten, indem Waschwasser, welches durch die Austragung des gereinigten Rohmaterials oder durch die Austragung von Verunreinigungen abfliesst, laufend nachgefüllt wird. Typischerweise wird der Waschwasserpegel über einen Überlauf definiert (siehe weiter unten).
Vorzugsweise handelt es sich beim Verfahren zum Waschen von Rohmaterial um ein kontinuierliches Verfahren. In Varianten kann das Verfahren auch batchweise durchgeführt werden.
Das Rohmaterial wird damit vorzugsweise bei laufendem, kontinuierlichem Betrieb unterhalb des Waschwasserpegels aus dem Waschwasser ausgetragen. Unter dem Begriff „Austragen unterhalb des Waschwasserpegels“ wird verstanden, dass das Rohmaterial währen des Austrittes aus dem Waschwasser nicht über den Waschwasserpegel im Trog gelangt. Das Rohmaterial wird dem Waschwasser entnommen, ohne dass das Rohmaterial über den Waschwasserpegel im Trog gelangt. Es ist dabei unerheblich, ob das Rohmaterial, nachdem es aus von dem Waschwasser getrennt ist, über den Waschwasserpegel hinaus transportiert wird (zum Beispiel bei einem Verladen in einen Lastwagen oder dergleichen). Es ist ebenfalls klar, dass das Rohmaterial nach dem Trennen von dem Waschwasser noch einen Anteil an Waschwasser aufweist, da das Rohmaterial in diesem Zustand noch nicht trocken ist. In diesem Sinne wird unter vom Waschwasser getrenntem Rohmaterial auch noch nasses Rohrmaterial verstanden, welches zum Beispiel noch bis zu 20 gew. % Waschwasser enthalten kann.
Nach der Austragung des Rohmaterials kann dieses zum Beispiel gesiebt, weiter gereinigt oder anderweitig weiter verarbeitet (zerkleinert etc.) werden.
Vorzugsweise wird das Rohmaterial über eine Schleuse, insbesondere kontinuierlich ausgetragen, wobei eine Austrittsöffnung der Schleuse unterhalb des Waschwasserpegels im Trog liegt. Bei der Schleuse handelt es sich vorzugsweise um eine Materialschleuse, womit auch Feststoffe unterhalb des Waschwasserpegels des Trogs aus dem Trog ausgetragen werden können.
In Varianten kann auf die Schleuse verzichtet werden. In diesem Fall kann das Rohmaterial durch eine einfache Öffnung ausgetragen werden. Vorzugsweise ist eine Austraggeschwindigkeit des Rohmaterials aus der Schleuse derart gewählt, dass das Rohmaterial in der Schleuse einen sich, insbesondere kontinuierlich, vorschiebenden Zapfen bildet, womit ein Rückstau des Waschwassers erreicht wird. Über eine Austragsgeschwindigkeit, die Zapfenlänge sowie unter Bezugnahme der Beschaffenheit des Zapfens kann damit der Rückstau des Waschwassers gesteuert werden. Je länger der Zapfen ist, desto grösser wird der Rückstau des Waschwassers. Je kleiner die Austragsgeschwindigkeit gewählt ist, desto grösser wird der Rückstau des Waschwassers. Je dichter das Rohmaterial im Zapfen gepackt ist, desto grösser ist der Rückstau. Durch den Rückstau kann ein grosser Abfluss des Waschwassers zusammen mit dem Rohmaterial vermieden werden. Besonders bevorzugt umfasst damit die Schleuse ein Austragsrohr, in welchem der Zapfen gebildet werden kann. Eine Zapfenlänge kann zum Beispiel über die Rohrdimension und in Abhängigkeit des Rohmaterials gesteuert werden.
In Varianten kann auf die Zapfenbildung in der Schleuse auch verzichtet werden. In diesem Fall kann die Schleuse zum Beispiel eine Zellenradschleuse oder ähnliches umfassen. Bevorzugt umfasst die Schleuse einen Austragsförderer, insbesondere einen Schneckenförderer oder ein Förderband, wobei das Rohmaterial über den Austragsförderer ausgetragen wird. Mit dem Austragsförderer kann die Schleuse effizient und sicher betrieben werden. Weiter kann damit der Zapfen aktiv gesteuert werden, während ein relativ geringes Risiko des Verstopfens der Schleuse besteht. In Varianten kann auf den Austragsförderer verzichtet werden. In diesem Fall kann ein gross dimensioniertes Austragungsrohr zum Beispiel mittel zum Verzögern der Austragung umfassen, insbesondere zum Beispiel eine steuerbare Verjüngung, wie zum Beispiel eine Blende oder dergleichen.
Vorzugsweise ist der Austragsförderer in einem Austragsrohr angeordnet. Damit kann die Zapfenbildung unmittelbar mit dem Austragsförderer beeinflusst werden. In Varianten kann der Austragsförderer auch unter einem Fallrohr angeordnet sein, womit das Rohmaterial durch das Fallrohr nach unten, auf den Austragsförderer fällt.
Vorzugsweise umfasst die Waschvorrichtung einen Bodenwäscher, insbesondere einen Schwertwäscher. Dem Fachmann sind der Aufbau des Schwertwäschers sowie die unterschiedlichen Ausführungsformen hinreichend bekannt. Bei einem Schwertwäscher wird das Rohmaterial mit Schwertwellen zwangsgefördert. Über die Scherkräfte wird das Rohmaterial stark beansprucht, womit der Reinigungseffekt eintritt.
In Varianten können auch andere Waschvorrichtungen vorgesehen sein. Zum Beispiel kann die Waschvorrichtung statt einer oder mehreren Schwertwellen einen oder mehrere Schneckenförderer umfassen.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung zum Waschen von Rohmaterial eine Steuereinrichtung, womit eine Leistung und/oder eine Drehzahl des Austragsförderers gesteuert werden kann. In Varianten kann auf die Steuereinrichtung auch verzichtet werden. In diesem Fall kann eine Regulierung über die Leistung und/oder die Drehzahl der Fördereinrichtung erreicht werden.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass die Leistung und/oder die Drehzahl des Austragsförderers in Abhängigkeit eines Parameters der Fördereinrichtung gesteuert werden kann. In Varianten kann auf Steuerung des Austragsförderers in Abhängigkeit der Fördereinrichtung auch verzichtet werden.
Vorzugsweise umfasst der Schwertwäscher eine Schwertwäscher-Antriebseinheit, wobei der Austragsförderer in Abhängigkeit einer Leistungsaufnahme der Schwertwäscher- Antriebseinheit gesteuert wird. Die Leistungsaufnahme des Schwertwäschers ist ein Mass für die Materialmenge, welche in der Waschvorrichtung transportiert wird. Damit kann die notwendige und hinreichende Fördermenge des Austragsförderers abgeschätzt und entsprechend angesteuert werden. Je höher die Leistungsaufnahme der Antriebseinheit des Schwertwäschers ist, desto grösser ist die Leistung des Austragsförderers einzustellen.
In Varianten kann die Leistung des Austragsförderers auch anderweitig gesteuert werden. Weiter kann auch eine Motorendrehzahl des Austragsförderers in Abhängigkeit der Leistungsaufnahme des Schwertwäschers gesteuert werden. Bevorzugt umfasst der Schwertwäscher einen Überlauf, wobei der Austragsförderer derart gesteuert wird, dass weniger als 50%, vorzugsweise weniger als 25%, besonders bevorzugt weniger als 15% des Waschwasser-Volumenstroms über die Schleuse ausgetragen wird.
Der Überlauf dient zum Austragen der typischerweise grösstenteils als organisches Material vorliegenden Verunreinigung, welche in der Regel eine Dichte aufweisen, welche grösser ist als diejenige des. Durch eine geeignete Waschwasserströmungsführung können auch Kleinstteile mit Dichten, welche grösser sind als diejenige des Waschwassers, über den Überlauf ausgetragen werden. Damit kann zum Beispiel wassergesättigtes Holz über den Überlauf abgeführt werden.
In Varianten kann auf den Überlauf auch verzichtet werden, insbesondere, wenn zum Beispiel das Rohmaterial lediglich von wasserlöslichen oder in Wasser dispergierbaren, emulgierbaren, suspendierbaren etc. Bestandteilen zu reinigen ist.
Das Waschwasser wird bevorzugt in der Waschvorrichtung derart gefördert, dass es zumindest in einem Bereich der Überläufe eine aufsteigende Strömungsrichtung aufweist, womit Stoffe über den Überlauf ausgetragen werden, welche eine höhere Dichte aufweisen, als das Waschwasser. Damit kann die Reinigung des Rohmaterials effektiver gehalten werden, indem Verunreinigungen ausgeschwemmt werden können, welche sich aufgrund der Dichte im stillstehenden Waschwasser absetzen würden. Bevorzugt wird das Waschwasser, respektive ein Teil des Waschwassers, dazu von unten in den Trog geleitet, so dass ein Auftrieb erreicht wird. Das Waschwasser kann zum Beispiel über mehrere, geeignet positionierte Rohre von Unten in den Trog eingeleitet werden. Die Rohre können auch mit Düsen respektive Verjüngungen ausgestattet sein, um eine Strömungsgeschwindigkeit beim Eintritt in den Trog zu erhöhen. Dadurch, dass die Rohre von unten in den Trog münden können besonders effektiv und effizient die Leichtstoffe, insbesondere auch diejenigen, welche eine grösserer Dichte als das Waschwasser aufwiesen, nach oben, an die Waschwasseroberfläche getrieben werden, wo sie über den Überlauf ausgeschwemmt werden. Wie oben angedeutet, ist es dazu nicht notwendig, dass der gesamte Waschwassereinlauf für das nach oben Treiben und Austragen der Verunreinigungen eingesetzt wird. Die Positionierung der Waschwasserzufuhr im Bodenbereich hat den Vorteil, dass die typischerweise absinkenden Teile mit erhöhter Dichte im Bodenbereich zu liegen kommen. Diese können zum Beispiel mit Bodendüsen nach oben, hin zur Waschwasseroberfläche getrieben werden, so dass der Austrag der kleinteiligen Verunreinigungen mit erhöhter Dichte zusammen mit den Leichtstoffen besonders effizient erfolgen kann. Das Waschwasser, welches zum Erreichen der Strömung dem Trog zugeführt wird, muss nicht zwingend im Bodenbereich zugeführt werden, sondern kann zum Beispiel auch seitlich, über eine Seitenwand des Troges zugeführt werden. Das Waschwasser, welches zum Erreichen der Strömung dem Trog zugeführt wird, muss nicht zwingend derselben Quelle entstammen, wie ein allfälliger Hauptstrom von Waschwasser, welches dem Trog typischerweise von oben zugeführt wird. Die Strömung kann zum Beispiel mit Frischwasser erreicht werden, während der Hauptstrom des Waschwassers aus aufbereitetem Wasser des Kreislaufes zugeführt wird.
Die gezielte Förderung des Waschwassers zum verbesserten Austrag von Leichtstoffen und Kleinteilen mit erhöhter Dichte kann auch ohne eine spezifisch angeordnete Waschwasser- respektive Wasserzufuhr erreicht werden. Zum Beispiel kann, im Falle eines Schwertwäschers, auch die Schwertwelle mit geeigneten Strömungserzeugern ausgestattet sein, welche ein Austrag hin zur Wasseroberfläche begünstigt. Weiter kann der Trog mit Strömungsbrechern, Leitblechen etc. ausgestattet sein, um die Strömungsrichtung für den Leichtstoffaustrag zu optimieren. Weiter kann auch der Überlauf an einer geeigneten Stelle positioniert sein, bei welcher durch die Schwertwelle eine geeignete Strömung hin zur Oberflächen erreicht wird. Dem Fachmann sind weitere Optimierungsmöglichkeiten geläufig. Weiter erkennt der Fachmann bei vorgegebener Waschvorrichtung sofort, welche dieser Mittel wo einzusetzen sind, um den Leichtstoffaustrag zu optimieren. In Varianten kann auf die gezielte Förderung des Waschwassers auch verzichtet werden.
Bevorzugt umfasst die Vorrichtung mindestens ein Leitblech, womit die Leichtstoffe im Betrieb des Schwertwäschers hin zum Überlauf geleitet werden können. Vorzugsweise umfasst der Schwertwäscher dazu ein Leitblech, welches sich vom Überlauf hin zur Schwertwelle erstreckt. Bevorzugt erstreckt sich das Leitblech zumindest teilweise über die Schwertwelle. Vorzugsweise rotiert die Schwertwelle im Betrieb entgegen einer Vorderkante des Leitblechs, so dass durch die Rotation der Schwertwelle die Leichtstoffe in Richtung des Leitblechs getrieben werden. Durch die von der Schwertwelle erzeugten Strömung werden die Leichtstoffe vorzugsweise über das Leitblech hin zum Überlauf gefördert. Bevorzugt neigt sich das Leitblech nach Erreichen der Schwertwellenachse, entlang der Schwertwelle nach unten. Bei zwei gegenläufigen Schwertwellen, welche vorzugsweise ineinandergreifen, sind die Leitbleche derart angeordnet, dass diese von zwei gegenüberliegenden, zu den Schwertwellen parallelen Seiten, nach innen ragen und die Schwertwellen im Wesentlichen überdecken. Die beiden Leitbleche bilden in der Mitte bevorzugt einen Spalt, durch welchen hindurch die Leichtstoffe nach oben, auf die Leitbleche gefördert werden können. Im Bereich des Spalts neigen sich die Leitbleche im Wesentlichen tangential zu der jeweiligen Schwertwelle nach unten. Die Leitbleche folgend in diesem Bereich damit im Wesentlichen der Aussenkontur der Schwertwellen.
Die Dichte des Waschwassers und die Strömung des Waschwassers an den Leitblechen sind derart ausgelegt, dass die Sandkörner mit einem Korndurchmessen von weniger als 4mm ausschwemmen. Die Sandkörner werden nachfolgend mit einem Sieb von den Leichtteilen abgetrennt (die Sandkörner werden durch die Maschen des Siebs durchgelassen).
Die Leitbleche können auch anderweitig ausgebildet und angeordnet sein. In Varianten kann auf die Leitbleche auch verzichtet werden.
Vorzugsweise wird das Waschwasser vorgängig mit Schlamm derart versetzt, dass die Waschwasserdichte grösser als 1000 kg/m3 ist, wobei der Schlamm insbesondere dem verbrauchten Waschwasser entnommen wird. Die erhöhte Dicht des Waschwassers begünstigt den Leichtstoffaustrag, da damit entsprechend Verunreinigungen mit einer Dichte oberhalb von 1000 kg/m3 [jedoch unterhalb der Dichte des Schlammhaltigen Waschwassers) über den Überlauf ausgetragen werden können. Vorzugswiese wird im Verfahren eine Suspension im Trog geschaffen, welche eine Dichte zwischen 1Ό80 - 1Ί50 kg/m3 aufweist, womit unter günstigen Strömungsverhältnissen (siehe oben) auch Leichtteile mit einer Dichte von mehr als 1‘ 100 kg/m3 Dichte über den Überlauf ausgetragen werden können. Damit wird gesamthaft das Waschverfahren effizient und damit wirtschaftlich gehalten.
Das Zusetzen des Schlamms erfolgt vorzugsweise direkt aus dem zuvor gewaschenen Rohmaterial. Sowohl das Waschwasser, welches über die Schleuse ausgetragen wird, als auch das Waschwasser, welches über den Überlauf ausgetragen wird, wird vorzugsweise nach einem Siebvorgang, das heisst unter Abtrennung bestimmter Partikelgrössen, in einem Absetzbecken gesammelt. Das Waschwasser wird vorzugswiese über einen Überlauf des Absetzbeckens und über eine Pumpe wiederum dem Waschverfahren zugeführt. Dieses Waschwasser hat aufgrund des Schlammanteils eine Dichte von ca. 1Ό80 - 1Ί50 kg/m3. Dem Fachmann ist klar, dass die Dichte des Waschwassers aufgrund prozessualer Parameter wie auch aufgrund der Verunreinigung des Rohmaterials in anderen Bereichen liegen kann. Bevorzugt wird indes eine hohe Dichte, womit mehr Leichtstoffe, auch solche mit höherer Dichte, über dien Überlauf des Trogs ausgeschwemmt werden können.
Der Zusatz von Schlamm im Waschwasser hat weiter den Vorteil, dass das Wiederverwenden des Waschwassers vereinfacht wird. Insbesondere muss in der Aufbereitung keine aufwendige Reinigung des Waschwassers vorgenommen werden. Wie oben erwähnt, reicht in einem bevorzugten Verfahren ein Absetzbecken mit Überlauf aus.
In Varianten kann auf den Zusatz von Schlamm im Waschwasser auch verzichtet werden. Die Dichte des Waschwassers kann prinzipiell auch mit anderen Stoffen erhöht werden, insbesondere zum Beispiel mit schweren Polyolen, wie zum Beispiel Glycerin und dergleichen. Dem Fachmann sind hierzu weitere Varianten bekannt.
Dem Fachmann ist klar, dass die Erhöhung der Dichte des Waschwassers durch das Zugeben von geeigneten Zusatzstoffen auch unabhängig von der Austragung des Rohmaterials unterhalb des Überlaufs zur Verbesserung des Leichtstoffaustrags vorgesehen sein kann.
Bevorzugt wird das Waschwasser in der Waschvorrichtung mit zwei gegenläufig drehenden Schwertwellen gefördert, welche insbesondere zueinander parallel angeordnet sind. Unter einer Schwertwelle wird eine motorisch angetriebene Welle verstanden, welche mit radial abstehenden Rührarmen bestückt ist. Die Rührarme dienen einerseits zur Durchmischung und Beanspruchung des Rohmaterials im Waschwasser, als auch zum kontinuierlichen Vortrieb des Rohmaterials hin zur Schleuse. Mit dem Vorsehen zweier solcher Schwertwellen wird im Waschverfahren eine optimierte Durchmischung erreicht, womit wiederum die Reinigungswirkung am Rohmaterial verbessert werden kann. Die beiden Schwertwellen sind vorzugsweise parallel angeordnet und drehen gegenläufig, so dass eine möglichst grosse Scherbeanspruchung erreicht werden kann. Dazu sind die Schwertwellen vorzugsweise in kleinem Abstand zueinander angeordnet. Besonders bevorzugt ragt eine durch eine erste Schwertwelle beanspruchter Raum in den beanspruchten Raum der zweiten Schwertwelle hinein. In Varianten können auch lediglich eine Schwertwelle oder auch mehr als zwei Schwertwellen vorgesehen sein. Weiter können statt der Schwertwellen auch andere Transport- und Mischvorrichtungen vorgesehen sein, wie zum Beispiel eine oder mehrere Förderschnecken, ein Transportband oder dergleichen.
Vorzugsweise weisen die zwei Schwertwellen einen Winkel zur Horizontalen von 1 bis 30°, vorzugswiese in einem Winkel von 5 bis 25°, insbesondere in einem Winkel von 10 bis 15° auf, wobei das Rohmaterial im Waschwasser durch die zwei Schwertwellen nach oben zwangsgefördert wird. Durch den Winkel kann erreicht werden, dass das Rohmaterial zusätzlich zu der Beanspruchung durch die Schwertwelle auch aufgrund der Schwerkraft und damit dem erhöhten Rückstau einer weiteren Beanspruchung und Reinigungswirkung unterliegt.
In Varianten können die Schwertwellen auch horizontal ausgerichtet sein.
Bevorzugt wird eine links angeordnete Schwertwelle gegen den Uhrzeigersinn und eine rechts angeordnete Schwertwelle im Uhrzeigersinn rotiert. Damit wird erreicht, dass das Rohmaterial respektive das Waschwasser in der Mitte zwischen den beiden Schwertwellen nach oben bewegt wird. Damit wird eine weitere mechanische Beanspruchung des Rohmaterials erreicht, welche die Reinigungswirkung des Verfahrens erhöhte. Ein weiterer Vorteil dieser Drehrichtung liegt darin, dass im Randbereich, das heisst im Bereich der Trogwand eine Strömungsrichtung, der Trogwand entlang nach unten. Damit wird ein Austrag von Leichtstoffteilchen, welche eine grössere Dichte als das Waschwasser aufweisen, begünstigt.
In Varianten kann die Drehrichtung der linken Schwertwellen im Uhrzeigersinn und diejenige der rechten Schwertwelle auch gegen den Uhrzeigersinn sein. Weiter können die Drehrichtungen der beiden Schwertwellen auch synchron sein.
Bevorzugt wird das gewaschene Rohmaterial über ein erstes Sieb, insbesondere über ein erstes Vibrationssieb, von Kleinststoffen und Waschwasser getrennt, wobei das Waschwasser, insbesondere nach Durchlauf eines Absetztanks, wieder dem Trog, zum Waschen von Rohmaterial, zurückgeführt wird. Gesamthaft wird damit ein ökologisches und wirtschaftliches Verfahren zum Waschen eines Rohmaterials geschaffen. Über die erste Siebvorrichtung wird das gewaschene Rohmaterial von dem Waschwasser getrennt. Weiter kann damit auch Sand, vorzugsweise bis zu einer Korngrösse von 4 mm (d. h. maximaler Durchlass eines Siebs mit Maschenweite 5 mm) zusammen mit dem Waschwasser abgetrennt werden. Dem Fachmann ist klar, dass je nach Anwendung auch andere Maschenweiten des Siebes vorgesehen sein können. Um den Trennungsvorgang zu optimieren, kann das erste Sieb mit einer Wassersprühvorrichtung ausgestattet sein, mit welcher das Rohmaterial während des Siebens abgespült werden kann. Die Wassersprühvorrichtung wird vorzugsweise ebenfalls mit aufbereitetem Waschwasser betrieben.
In Varianten kann auf das Absieben des Rohmaterials auch verzichtet werden, insbesondere wenn der Sandanteil gering ist respektive für die Weiterverarbeitung nicht relevant ist.
Bevorzugt werden aus dem über den Überlauf ausgetragene Waschwasser, Leichtstoffe mittels eines zweiten Siebs, insbesondere eines zweiten Vibrationssiebs, abgetrennt, wobei das Waschwasser, insbesondere nach Durchlauf des Absetztanks, wieder dem Trog, zum Waschen von Rohmaterial, zurückgeführt wird. Die Maschenweite des Siebes beträgt auch hier vorzugsweise 5 mm, wobei dem Fachmann klar ist, dass je nach Anwendung auch andere Maschenweiten vorgesehen sein können. Auch hier kann das zweite Sieb mit einer Wassersprühvorrichtung ausgestattet sein, mit welcher das Rohmaterial während des Siebens abgespült werden kann. Das Waschwasser wird vorzugsweise demselben Absetztank zugeführt, wie das Waschwasser des Rohmaterials. Die mit dem Siebvorgang abgetrennten Leichtstoffe werden typischerweise entsorgt.
In Varianten kann auf den Siebvorgang auch verzichtet werden. Die Abtrennung der Leichtstoffe kann auch mit anderen dem Fachmann bekannten Trennmethoden erfolgen, zum Beispiel durch Abschöpfen, Abdekantieren, mit einem Zyklon etc. Statt eines ersten und zweiten Siebes kann auch genau ein Sieb eingesetzt werden, welches mechanisch zwei Bereiche für die Leichtstoffe respektive das Rohmaterial trennt.
Der Schlamm gelangt bei beiden Siebvorgängen, das heisst sowohl beim Rohmaterialaustrag als auch beim Überlauf, durch die Maschen hindurch zusammen mit dem Waschwasser in den Absetztank. Im Absetztank setzt sich der Sand, welcher durch die Siebe durchgelassen wurde, ab.
Vorzugsweise wird der Schlamm als Schlammwasser dem Absetztank entnommen und dem Trog für den weiteren Waschprozess zugeführt.
Das schlammhaltige Waschwasser gelangt vorzugsweise über einen Überlauf des Absetztanks in einen Nebenbehälter des Absetztanks, aus welchem das schlammhaltige Waschwasser schliesslich wieder dem Trog und damit dem Waschvorgang zugeführt wird.
Vorzugsweise wird ein Sumpf des Absetztanks, insbesondere unter Einsatz eines Hydrozyklons, von einer Sandkomponente befreit, vorzugsweise über ein Schlammabsetzbecken vom Schlamm befreit und insbesondere als Spülwasser über dem ersten Sieb und/oder dem zweiten Sieb zum Spülen des Rohmaterials respektive der Leichtstoffe eingesetzt wird. Damit wird das Verfahren zum Waschen des Rohmaterials weiter optimiert, indem das Waschwasser weitestgehend im Kreislauf des Waschverfahrens gehalten wird.
In Varianten kann auf die Rückführung des Wassers aus dem Schlammabsetzbecken auch verzichtet werden. Das Spülwasser kann auch aus anderer Quelle entnommen werden. Eine Vorrichtung zum Waschen von Rohmaterial umfasst einen Trog, sowie vorzugsweise eine im Trog angeordnete Fördereinrichtung zum Fördern des Rohmaterials, wobei der Trog einen Überlauf sowie eine Materialschleuse zum Austragen des gewaschenen Rohmaterials umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschleuse unterhalb des Überlaufs angeordnet ist. Der Trog ist damit derart ausgebildet, dass im Betrieb, in mit Waschwasser gefülltem Zustand, der Wasserpegel bis zum Überlauf ragt.
Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise einen Schwertwäscher. In Varianten kann die Vorrichtung aber auch andere Förder- und Durchmischungsmittel, wie zum Beispiel einen Schneckenförderer oder dergleichen umfassen. Bevorzugt liegt der Überlauf vertikal über den Rührarmen, das heisst insbesondere über allen Rührarmen, des Schwertwäschers, so dass im Betrieb die Rührarme unterhalb eines Waschwasserpegels liegen. Damit können die Leichtstoffe mit dem Waschwasser besonders effizient ausgetragen werden. Insbesondere kann durch die erhöhte Waschwassermenge bei gleichbleibenden Betriebsparametern eine Beruhigung der Waschwasseroberfläche erreicht werden, womit ein aufschwimmen der Leichtstoffe und damit der Austrag derselben über den Überlauf begünstigt wird. In Varianten kann der Überlauf auch unterhalb einer Oberkannte eines Rührarms des Schwertwäschers liegen.
Während bei den meisten bekannten Schwertwäschern im Trog pro m3 Rohmaterial typischerweise 1 m3 Waschwasser vorhanden ist, ist in der vorliegenden Ausführungsform vorzugswiese mehr Waschwasservolumen als Rohmaterialvolumen im Trog vorhanden. Besonders bevorzugt ist während des Waschprozesses im Trog das Waschwasservolumen mehr als doppelt so gross wie das Rohmaterialvolumen. Weiter bevorzugt ist während des Waschprozesses im Trog das Waschwasservolumen mehr als dreifach so gross wie das Rohmaterialvolumen. Bevorzugt umfasst die Schleuse einen Kanal, in welchem ein Austragsförderer angeordnet ist, wobei der Kanal eine Austrittsöffnung aufweist, welche unterhalb des Überlaufs angeordnet ist. Der Kanal kann zum Beispiel Rohrförmig ausgebildet sein. Der Kanal kann prinzipiell beliebig ausgerichtet sein, insbesondere ansteigend, horizontal, vertikal etc. In Varianten kann der Austragsförderer auch ausserhalb des Kanals angeordnet sein. In diesem Fall kann der Austragsförderer über einen senkrechten Rohrstutzen, welcher den Kanal bildet, mit dem Rohmaterial gespiesen werden, wobei der Austragsförderer im Wesentlichen horizontal oder analog zum Schwertwäscher ansteigend ausgerichtet ist.
Bevorzugt umfasst der Austragsförderer einen Schneckenförderer und/oder ein Förderband. Damit werden kostengünstige und robuste Fördermittel bereitgestellt. Dem Fachmann sind aber auch weitere geeignete Fördermittel bekannt, wie zum Beispiel ein Vibrationsförderer und dergleichen.
Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise Steuermittel, womit anhand einer Leistungsaufnahme der Schwertwellen, der Austragsförderer ansteuerbar ist. Damit wird der Austragsförderer abhängig von der Beladung der Waschvorrichtung derart gesteuert, dass sich ein Materialzapfen bildet, welcher ein übermässiges Austreten von Waschwasser aus dem Trog während des Austragens des Rohmaterials verhindert. Damit wird eine automatische Steuerung des Austragsförderers ermöglicht, da aufgrund der Leistungsaufnahme die eingetragene Menge an Rohmaterial abgeschätzt und aufgrund der Förderleistung der Schwertwellen auf ein Austragsvolumenstrom zurückgeschlossen werden kann. In Varianten kann auf die Steuermittel auch verzichtet werden. Dem Fachmann sind auch andere Mittel bekannt, mit welchen der Austragsförderer gesteuert werden kann, so dass sich ein Materialzapfen bildet, welcher ein übermässiges abfliessen des Waschwassers aus dem Trog verhindert.
Vorzugsweise ist die Schleuse in einer Förderrichtung in einem Endbereich eines Trogbodens angeordnet. Am Trogende ist schliesslich im Trogboden vorzugsweise eine Öffnung zur Schleuse ausgebildet. Die Öffnung kann bezüglich des Troginneren nach aussen hin einen Rohrstutzen umfassen, an welchem ein Rohr mit einem Austragsförderer angeflanscht ist. Dem Fachmann sind aber auch hierzu unterschiedliche Varianten bekannt. Die Öffnung kann auch im Endbereich stirnseitig am Trog ausgebildet sein.
Vorzugsweise weist der Trogboden einen Winkel von 5 bis 25°, insbesondere einen Winkel von 10 bis 15° auf, wobei der Trogboden in Förderrichtung ansteigt. Der Winkel kann auch in einem anderen Bereich liegen, insbesondere grösser als 25 ° oder auch kleiner als 5° sein. Weiter kann der Winkel auch 0° betragen, womit der Trogboden horizontal verläuft. Schliesslich kann die Waschvorrichtung auch derart ausgebildet sein, dass der Winkel in einem Winkelbereich verstellbar ist.
Bevorzugt umfasst der Schwertwäscher zwei zueinander parallel angeordnete Schwertwellen, welche insbesondere parallel zum Trogboden ausgerichtet sind. Damit kann ein effizientes Waschverfahren erreicht werden (siehe oben). In Varianten kann auch nur eine Schwertwelle vorgesehen sein. Die Schwertwellen müssen nicht zwingend exakt parallel verlaufen, sondern können auch zueinander zu- oder weglaufen, wobei im ersteren Fall das Risiko besteht, dass im Betrieb die Schwertwellen miteinander verkanten können.
Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines Schwertwäschers; Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform einer Materialschleuse;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Schnittes rechtwinklig zur
Schwertwellenachse durch den Schwertwäscher und den Waschwasser- Haupteinlauf; Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Schnittes rechtwinklig zur
Schwertwellenachse durch die Überläufe und die Leitbleche; und
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Anlage zum Waschen von Rohmaterial.
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Wege zur Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines Schwertwäschers 100.
Mit dem Schwertwäscher 100 wird Rohmaterial gewaschen, wobei der Grossteil des Waschwassers über eine nachfolgend erläuterte Überlaufkante abfliesst, so dass Leichtstoffe (Holz, Kohle, Isoliermaterial etc.) sowie ein Anteil Feinsand (typischerweise mit einer Korngrösse kleiner 4 mm) ausgeschwemmt werden. Das gewaschene Rohmaterial, welches nicht über den Überlauf ausgeschwemmt wird, wird über eine Materialschleuse ausgetragen, welche sich unterhalb des Waschwasser-Pegels 140 angeordnet ist. Diese Anordnung ist vorteilhaft, da damit das Rohmaterial nicht vertikal aus dem Waschwasser hinaus gehoben werden muss, womit wiederum eine technisch einfachere und kompaktere Konstruktion des Rohmaterialaustrags aus dem Trog ermöglicht wird. Die Schleuse wird vorzugsweise derart reguliert, dass sich mit dem auszutragenden Rohmaterial ein Materialzapfen bildet, welcher ein übermässiges Abfliessen von Waschwasser durch die Schleuse verhindert. Nachfolgend ist der Schwertwäscher 100 im Detail beschrieben.
Der Schwertwäscher 100 umfasst im Wesentlichen einen Trog 1 10 mit einem Trogboden 1 1 1. Parallel zum Trogboden 1 1 1 sind vorliegend zwei Schwertwellen 120 angeordnet. Die Schwertwellen 120 umfassen eine Welle 121, welche mit einer Vielzahl an Rührarmen 122 versehen ist. Die Rührarme 122 dienen zum Vortreiben des Rohmaterials im Trog 1 10 und zum Erreichen einer Waschwasserströmung zu den Leitblechen des Waschwasserüberlaufs (siehe unten). Die Schwertwellen sind jeweils über einen Antrieb 123, umfassend einen Elektromotor und ein Getriebe, angetrieben. Die beiden Schwertwellen 120 sind über Dichtungen am Trog 1 1 1 abgedichtet. Die beiden Schwertwellen 120 liegen parallel nebeneinander und drehen gegenläufig. Vorzugsweise ist die Rotationsrichtung derart gewählt, dass die Schwertwellen 120 das Waschwasser und das Rohmaterial entlang der Seitenwände des Troges 1 10 nach unten und zwischen den Schwertwellen 120 nach oben treiben. In der vorliegenden Abbildung 1 ist lediglich eine der Schwertwellen 120 zu sehen, die zweite wird durch die dargestellte Schwertwelle 120 verdeckt. Der Trogboden 1 1 1 ist vorliegend zur Horizontalen um einen Winkel von 10° verschwenkt, womit das Rohmaterial durch die Schwertwellen 120 entlang des Trogbodens 1 1 1, schräg nach oben zwangsgefördert werden muss.
Der Trog 1 10 umfasst weiter eine Trogoberkante, welche im Wesentlichen horizontal verläuft. Der Trog 1 10 umfasst, bezüglich einer Förderrichtung im hinteren Bereich des Trogs 1 10, einen Eintragsbereich 1 12 zum Einträgen des verschmutzten Rohmaterials. Das Rohmaterial wird über eine hier nicht dargestellte Fördereinrichtung zum Eintragsbereich
1 12 gefördert und dort in den Trog 1 10 eingetragen - dieser kann zum Beispiel als Förderband oder dergleichen ausgebildet sein.
Ebenfalls im unteren Bereich des Trogs ist ein Überlauf 1 13, im bezüglich der Förderrichtung hinteren Bereich angeordnet - dem Fachmann ist jedoch klar, dass der Überlauf an beliebiger Stelle des Troges angeordnet sein kann. Der Überlauf 1 13 dient zum Ausschwemmen von Leichtstoffen. Der Überlauf 1 13 ist auf einer Höhe angeordnet, welche vertikal über der Schwertwelle 120 liegt, so dass die Schwertwelle 120 im Betrieb vollständig unterhalb des Waschwasserpegels 140 liegt. Die Schwertwelle 120 ist damit durch das Waschwasser vollständig bedeckt. In einer alternativen Ausführungsform ist der Wasserpegel 140a tiefer, so dass in einem vorderen Bereich einzelne Rührarme aus dem Waschwasser hinausragen. In diesem Fall ist der Überlauf ebenfalls entsprechend tiefer angeordnet (nicht dargestellt). Zur Realisierung der alternativen Ausführungsform kann zum Beispiel der Überlauf höhenverstellbar ausgebildet sein. Der Überlauf 1 13 ist mit nicht näher dargestellten Leitblechen ausgestattet, welche die Leichtstoffe zum Überlauf 1 13 leiten und somit eine effiziente Austragung der Leichtstoffteile ermöglichen. Der Überlauf
1 13 mündet in einer Überlauf-Ableitung 1 14, mit welcher die Leichtstoffe zusammen mit dem Waschwasser zu einem Vibrationssieb geleitet werden (siehe weiter unten).
Der Schwertwäscher 100 umfasst weiter einen Waschwasser-Haupteinlauf 1 16, welcher über eine Rohrleitung 280 gespiesen ist. Der Haupteinlauf 1 16 mündet bezüglich der Förderrichtung in einem vorderen Bereich des Trogs 1 10, in der Nähe des Waschwasserpegels 140 im Trog 1 10. Mit dem Trogboden 1 1 1 sind mehrere - vorliegend vier - Waschwasser-Nebeneinläufe 1 17 verbunden. In weiteren Ausführungsformen kann auch eine grössere Zahl an Waschwasser-Nebeneinläufen 1 17 vorgesehen sein. Die Rohrleitung 280 umfasst eine Abzweigung 281, womit die Waschwasser-Nebeneinläufe 1 17 gespiesen werden. Die Waschwasser-Nebeneinläufe 1 17 dienen im Wesentlichen zum Erzeugen einer Strömung innerhalb des Waschwassers des Troges 1 10, so dass Leichtstoffe, aber auch Kleinteile mit einer Dichte, welche grösser ist als diejenige des Waschwassers, durch die Strömung nach oben getrieben werden. Damit können die Leichtstoffe und Kleinteile mit erhöhter Dichte, insbesondere über die Leitbleche, zum Überlauf 1 13 geführt und dort zusammen mit dem Waschwasser ausgetragen werden. Damit sind vorzugswiese Leitbleche derart angeordnet, dass die durch die Waschwasser-Nebeneinläufe 1 17 und die Schwertwellen 120 erzeugte aufsteigende Strömung für den Leichtstoffaustrag genutzt werden können. Während der Volumenstrom des Waschwassers in der Rohleitung 280 beispielsweise 300 m3 pro Stunde beträgt, wird ein Hauptteil des Waschwassers über den Waschwasser- Haupteinlauf 1 16 eingetragen, während lediglich ein Bruchteil des Volumenstroms für die Waschwasser-Nebeneinläufe abgezweigt wird, zum Beispiel weniger als 10 % oder weniger als 1 % (d. h. weniger als 300 m3 pro Stunde respektive weniger als 3 m3 pro Stunde).
Der Trog 1 10 umfasst weiter in einem bezüglich der Förderrichtung vorderen Bereich eine Austragsöffnung 1 15, durch welche das gewaschene Rohmaterial ausgetragen wird. Mit der Austragsöffnung 1 15 ist eine Materialschleuse respektive vorliegend ein Austragsförderer in der Form eines Schneckenförderers 130 verbunden, so dass das Ausgetragene Rohmaterial durch den Schneckenförderer 130, vorliegend entgegen eines Steigungswinkels von 10°, kontrolliert abgeführt werden kann. Der Schneckenförderer 130 umfasst ein Austragsrohr 131, in welchem eine Förderschnecke 132 angeordnet ist. Die Förderschnecke 132 ist über einen Antrieb 133, umfassend einen Elektromotor und ein Getriebe, angetrieben. Mit dem Schneckenförderer 130 kann somit aktiv gesteuert werden, wie schnell das Rohmaterial ausgetragen werden soll. Insbesondere kann durch eine passend gewählte Fördergeschwindigkeit des Schneckenförderers 130 erreicht werden, dass sich im Austragsrohr 131 und/oder bei der Austragsöffnung 1 15 aus dem Rohmaterial ein Materialzapfen bildet. Je nach Dimensionierung und Verdichtung des Materialzapfens kann damit eine Rückhaltung des Waschwassers erreicht werden. Anders ausgedrückt kann damit die Durchlässigkeit für Waschwasser im Austragsförderer gesteuert werden. Diese Effekte sind dem Fachmann bekannt und werden in der Fachliteratur mit dem k-Wert nach Darcy beschrieben. Die Porosität im Materialzapfen bestimmt im Wesentlichen den Waschwasserverlust. Der Waschwasserverlust wird vorzugsweise über den Materialzapfen derart gesteuert, dass er unterhalb von 15% des gesamten Waschwasser-Volumenstroms liegt, besonders bevorzugt bei ungefähr 10% des gesamten Waschwasser-Volumenstroms. Die Steuerung des Schneckenförderers 130 erfolgt über die Leistungsaufnahme der Schwertwelle 120. Dies hat den Vorteil, dass bei ausbleibender Rohmaterialaustragung durch die Schwertwelle der Leistungsbedarf rapide ansteigt und so der Materialzapfen im Austragsrohr mit erhöhter Leistung vorgeschoben wird, um wiederum dem nachfolgenden Rohmaterial Platz zu machen. Dazu umfasst der Schwertwäscher 100 eine Steuereinheit 134, welche in Datenkommunikation mit dem Antrieb 123 der Schwertwelle und mit dem Antrieb 133 des Schneckenförderers 130 ist.
Die Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform einer Materialschleuse. Die Materialschleuse ist wiederum als Austragsförderer ausgebildet, vorliegend allerdings als Bandförderer 130.1. Die Austragsöffnung 1 15 des Trogs 1 10 mündet in einem um einen Winkel von 90° abgebogenen Aufnahmehals eines Rohrs 131.1. Im Rohr 131.1 ist ein Förderband 133.1 angeordnet, welches über eine erste Umlenkrolle 134.1 und eine zweite Umlenkrolle 136.1 geführt ist und über eine Spannrolle 135.1 vorgespannt werden kann. Weiter kann das Förderband 133.1 auch über eine laterale Verschiebung der Umlenkrolle 134.1 gespannt werden. Der obere Bereich des Förderbands 133.1 läuft innerhalb des Rohrs 131.1. Dazu weist das Rohr 131.1 im hinteren Bereich einen Querschlitz auf, durch welchen das Förderband in das Rohr 131.1 hinein geführt ist. Ausserhalb des hinteren Ende des Rohrs 131.1 ist die hintere Umlenkrolle 134.1 angeordnet. An einer Vorderkante, gegenüber des hinteren Ende des Rohrs 131.1 ist die zweite Umlenkrolle 136.1 angeordnet und bildet damit die Austrittsöffnung des Austragsförderers. Die vordere Umlenkrolle 136.1 ist über einen Antrieb 137. 1, umfassend einen Elektromotor und ein Getriebe, angetrieben.
Innerhalb des Rohrs 131.1, oberhalb des Querschlitzes, das heisst an der hinteren Stirnwand des Rohrs 131.1 ist ein Umlenkblech angeordnet, womit der Querschlitz vom Rohmaterial geschützt wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Austragsförderer mit relativ geringem Vorschub betätigt wird. Die breite des Förderbands kann zum Beispiel bei 600 mm liegen, die freie Raumhöhe zwischen Förderband 133. 1 und Rohr 131.1 beträgt vorliegend 250 mm. Eine Austragsgeschwindigkeit des Bandförderers 130.1 kann zum Beispiel zwischen 0.05 m/s und 0.6 m/s liegen, womit eine Fördermenge von 38 Tonnen pro Stunde bis hin zu 453 Tonnen pro Stunde erreicht werden können (bei einer Querschnittsfläche von 0. 15 m2 und einer Rohmaterialdichte von 1‘400 kg/m3).
Die Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Schnittes rechtwinklig zur Schwertwellenachse durch den Schwertwäscher 100 und den Waschwasser-Flaupteinlauf 1 16. In dieser Darstellung ist ersichtlich, dass der Waschwasser-Flaupteinlauf sich verzweigt, so dass das Waschwasser in zwei gegenüberliegenden Wandbereichen des Troges 1 10 eingeleitet wird. Das Waschwasser wird durch die Rotation der beiden Schwertwellen 120 entlang der Trogwand und Trogboden 1 1 1 nach innen und mittig nach oben geführt.
Die Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Schnittes rechtwinklig zur Schwertwellenachse durch die Überläufe 1 13 und die Leitbleche 1 18. Um die Leichtstoffe effizienter abführen zu können, sind im Bereich der Überläufe 1 13 Leitbleche angeordnet. Diese ragen von der Trogwand über die jeweilige Schwertwelle nach innen und bilden zusammen in der Mitte einen Spalt. Der Spalt liegt in der Mitte, wo das Waschwasser durch die Schwertwellen 120 nach oben geführt wird. Die Leitbleche 1 18 weisen in Richtung des Spalts, eine Neigung nach unten auf. Bevorzugt ist die Neigung als Krümmung ausgebildet, mit einem Krümmungsradius, welcher etwas grösseren als der Radius der Schwertwelle. Damit können die Leichtstoffe, durch die Rotation der Schwertwellen 120, in der Mitte nach oben, auf die Leitbleche 1 18 geführt und anschliessend zum Überlauf 1 13 gespült werden.
Die Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Anlage 200 zum Waschen von Rohmaterial.
Nachfolgend wird die Anlage 200 und die Verfahrensschritte zum Waschen des Rohmaterials bis hin zur Gewinnung des gereinigten Rohmaterials, der Aufbereitung des Waschwassers und der Verarbeitung der Rückstände wie Schlamm, Sand, etc. anhand der Figuren 1 und 3 näher erläutert.
Der Schwertwäscher 100 ist bis zur Waschwasserpegel 140 mit Waschwasser gefüllt. Die Schwertwellen 120 sind dabei vollständig oder teilweise mit Waschwasser bedeckt.
Der Schwertwäscher 100 wird über den Eintrag 1 12 am unteren Trogende mit dem zu reinigenden Rohmaterial beladen. Durch die gegenläufige Rotation der beiden Schwertwellen 120 wird das Rohmaterial unter starker Scherbeanspruchung und Reibwirkung schräg nach oben, hin zum Austrag zwangsgefördert. Dem Fachmann ist die Funktionsweise eines Schwertwäschers grundsätzlich bekannt, so dass nicht im Detail darauf eingegangen wird.
Das Waschwasser wird über die Rohrleitung 280 dem Schwertwäscher zugeführt. Der Volumenstrom des Waschwassers beträgt vorliegend bis ungefähr 600 m3 pro Stunde, kann aber je nach Anlagengrösse variieren. Der Grossteil des Volumenstroms des Waschwassers erfolgt über den Waschwasser-Flaupteinlauf 1 16 (siehe Figur 1) von oben in den Trog. Über eine von der Rohrleitung 280 abzweigende Rohrleitung 281 werden die mehreren Waschwasser-Nebeneinläufe 1 17 gespiesen, welche im Trogboden 1 1 1 des Trogs münden und so für eine vertikal aufwärts gerichtete Strömung sorgen, welche die Leichtstoffe, aber auch feinkörniger Sand an die Waschwasseroberfläche und über Leitbleche zum Überlauf 1 13 tragen können. Rund 90 % des Waschwasser-Volumenstroms wird, mit den Leichtstoffen und dem Sand (und gegebenenfalls weiteren Stoffen), über die Überlauf-Ableitung 1 14 dem Vibrationssieb 260 zugeführt. Durch den Siebprozess werden vorliegend die grösseren Leichtstoffe vom Waschwasser und von feinkörnigem Sand (typischerweise Sand 0/4, das heisst Sand mit einem Korndurchmesser von 0 bis 4 mm) getrennt. Um die Trennung des Sandes von den Leichtstoffen wird mit einer Waschvorrichtung unterstützt, mit welcher sauberes Wasser mittels Wasserdüsen 291 einer Abspritzrampe über die Leichtstoffe gesprüht wird um den Sand 0/4 und Schlamm des Waschwassers auszuwaschen. Das Wasser für die Wasserdüsen 291 wird aus dem Waschwasser gewonnen (siehe unten). Die Leichtstoffe werden, hier beispielhaft mit einem Transportfahrzeug 262, entsorgt. Das Wasser aus den Wasserdüsen 291 zusammen mit dem Sand 0/4 und dem Schlamm wird über einen Ablauf 261 in eine Absetzkammer 221 eines Absetzbeckens 220 geleitet. Das Absetzbecken umfasst eine Absetzkammer 221 und eine davon durch eine Trennwand 222 abgetrennte Überlaufkammer 223. Der Sand und weitere schwerere Stoffe werden in der Absetzkammer 221 abgesetzt, während das schlammhaltige Wasser mit Schwebstoffen und Sand mit einer Korngrösse von weniger als 1 mm über den durch die Trennwand 222 gebildeten Überlauf in die Überlaufkammer 223 gelangt. Die Überlaufkammer 223 ist wiederum mit der Rohrleitung 280 und einer Pumpe 270 verbunden, womit das Wasser aus der Überlaufkammer 223 in Form von Waschwasser zurück zum Trog 1 10 gepumpt wird.
Das Waschwasser weist eine Dichte von mehr als 1Ό00 kg/m3 auf, insbesondere von ungefähr 1Ό80 - 1Ί50 kg/m3. Die Erhöhung der Dichte des Waschwassers wird durch den Schlammgehalt erreicht. Damit wird das Aufschwimmen der Leichtteile im Trog und damit wiederum der Austrag der Leichtteile mittels des Überlaufs gefördert. Zusammen mit der vertikal nach oben gerichteten Waschwasserströmung kann damit zum Beispiel auch wassergesättigtes Holz mit einem Dichte von mehr als 1Ί00 kg/m3 über den Überlauf 1 13 ausgeschwemmt werden.
Mit den Schwertwellen 120 wird das Rohmaterial nach oben, in Richtung der Austragsöffnung 1 15 gefördert. Der Austrag 1 15 ist wiederum mit der Eintrittsöffnung des Schneckenförderers 130 verbunden, so dass das Rohmaterial nach dem Durchtritt durch die Austragsöffnung 1 15 mit dem Schneckenförderer 130 weiter transportiert wird. Der Antrieb des Schneckenförderers anhand der Leistungsaufnahme des Antriebs 122 der Schwertwellen 120 gesteuert. Je höher die Leistungsaufnahme des Antriebs 122 ist, desto grösser wird die Austragsgeschwindigkeit des Schneckenförderers 130, das heisst der Antrieb 133, eingestellt. Der Antrieb 133 wird derart gesteuert, dass sich im Austragsrohr 131 ein Materialzapfen bildet, welcher das Waschwasser rückstaut. Damit wird erreicht, dass der Hauptteil des Waschwassers über den Überlauf austritt, so dass die Leichtstoffe effizient ausgetragen werden können. Prinzipiell kann die Austragsgeschwindigkeit des Schneckenförderers 130 auch direkt über den Waschwasseraustritt beim Schneckenförderer gesteuert werden. Dem Fachmann sind mehrere adäquate Mittel zum Steuern des Schneckenföderers respektive des Austragsförderbandes bekannt. Über den Schneckenförderer fliessen vorliegend rund 10% des Waschwasser-Volumenstroms, während die restlichen 90% des Volumenstroms über den Überlauf ausgetragen werden. Das hier im Zusammenhang mit dem Schneckenförderer 130 dargelegte Prinzip ist mutatis mutandis auch mit dem Bandförderer 130.1 und weiteren dem Fachmann bekannten Schleusen anwendbar.
Anschliessend an den Schneckenförderer 130 ist austragsseitig ein Vibrationssieb 210 angeordnet, über welches das ausgetragene Rohmaterial gesiebt wird. Damit wird das Rohmaterial vom Waschwasser und von Sand 0/4 (Korndurchmesser kleiner als 4 mm) befreit. Auch hier ist über dem Vibrationssieb 210 eine Waschvorrichtung vorgesehen, mit welcher sauberes Wasser mittels Wasserdüsen 290 einer Abspritzrampe über das Rohmaterial gesprüht wird um den Sand 0/4 und Schlamm des Waschwassers auszuwaschen. Das Wasser für die Wasserdüsen 290 wird ebenfalls aus dem Waschwasser gewonnen (siehe unten).
Das nun gewaschene Rohmaterial, welches nun keine respektive im Wesentlichen keine Leichtstoffe mehr aufweist, wird schliesslich vorliegend mit dem Transportfahrzeug 212 zur weiteren Verwendung abtransportiert.
Das Waschwasser wird zusammen mit dem Sand 0/4 und dem Schlamm über einen Ablauf 21 1 der Absetzkammer 221 des Absetzbeckens und somit ab hier demselben Kreislauf des Waschwassers aus dem Überlauf 1 13 zugeführt. Damit wird auch das Waschwasser aus dem Rohmaterialaustrag im Absetzbecken 220 vom Sand getrennt und über den Überlauf der Überlaufkammer 223 und schliesslich über die Leitung 280 wieder dem Trog 210 zugeführt.
Der Sumpf der Absetzkammer 221 des Absetzbeckens 220 wird über eine Rohrleitung 282 und Pumpe 271 einem Zyklon 230, insbesondere dem Hydrozyklon 230 zugeführt, wo Sand 0.1/4 (typischerweise 63 miti bis 4mm) vom Schlammwasser abgetrennt wird. Der Sand wird über ein Entwässerungssieb 231 aufgefangen, gewaschen und mit dem Transportfahrzeug 232 zur Weiterverwendung transportiert.
Das Schlammwasser wird vom Zyklon 230, insbesondere Hydrozyklon 230 über eine Rohrleitung 283 einem Schlammabsetzbecken 240 zugeführt. Dort wird der Schlamm abgesetzt und als Schlamm über eine Rohrleitung 284 über eine Pumpe 273 einer Filterpresse 250 zugeführt, in welcher der Schlamm entwässert wird. Der Filterkuchen wird schliesslich zur Weiterverwendung respektive zur Entsorgung mit dem Transportfahrzeug 251 abtransportiert.
Das Schlammabsetzbecken 240 umfasst einen Überlauf zu einer Überlaufkammer 241, in welcher das überlaufende Wasser als sauberes Prozesswasser gesammelt wird von der Überlaufkammer 241 wird das Prozesswasser über eine Rohrleitung 285 und eine Pumpe 272 zu einer Rohrverzweigung gepumpt, wo es einerseits über die Rohrleitung 287 den Wasserdüsen 291 und anderseits über eine Rohrleitung 286 den Wasserdüsen 290 zugeführt wird. Der Volumenstrom des Prozesswassers beträgt total, das heisst in der Rohrleitung 285 rund 300 m3 pro Stunde.
Das Prozesswasser kann auch über eine alternative Leitung 288 (durch unterbrochene Linien dargestellt) von der Rohleitung 287 direkt zu den Waschwasser-Nebeneinläufen 1 17 zugeführt werden.
Statt des Schwertwäschers können auch andere dem Fachmann bekannte Bodenwäscher eingesetzt werden. Es müssen nicht zwingend zwei Schwertwellen vorgesehen sein. Das schlammhaltige Waschwasser kann alternativ oder zusätzlich auch dem Zyklonüberlauf entnommen und für den Waschprozess eingesetzt werden. Dem Fachmann ist eine Vielzahl von weiteren Modifikationen bekannt, womit die Anlage variiert werden kann.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass erfindungsgemäss ein Verfahren zum Waschen von Rohmaterial bereitgestellt wird, mit welchem Leichtstoffe besonders effizient ausgetragen werden können und mit welchem mit dem Rohmaterialaustrag ein geringer Waschwasserablauf einhergeht.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Waschen von Rohmaterial, insbesondere Aushubmaterialien, Schotter und Kies, in einer Waschvorrichtung (100), wobei die folgenden Schritte durchgeführt werden: - Einträgen des Rohmaterials in einen Waschwasser enthaltenden Trog (1 10) der
Waschvorrichtung (100), wobei das Waschwasser während des Waschens einen Waschwasserpegel (140) im Trog (1 10) einnimmt;
Austragen des gewaschenen Rohmaterials aus dem Trog (1 10); dadurch gekennzeichnet, dass - das gewaschene Rohmaterial unterhalb des Waschwasserpegels (140) aus dem
Waschwasser ausgetragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohmaterial über eine Schleuse (130), insbesondere kontinuierlich ausgetragen wird, wobei eine Austrittsöffnung der Schleuse (130) unterhalb des Waschwasserpegels (140) im Trog (1 10) liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Austraggeschwindigkeit des Rohrmaterials aus der Schleuse (130) derart gewählt ist, dass das Rohmaterial in der Schleuse (130) einen sich, insbesondere kontinuierlich, vorschiebenden Zapfen bildet, womit ein Rückstau des Waschwassers erreicht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Schleuse (130) einen Austragsförderer, insbesondere einen Schneckenförderer oder ein Förderband umfasst, wobei das Rohmaterial über den Austragsförderer ausgetragen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Waschvorrichtung einen Bodenwäscher, insbesondere einen Schwertwäscher (100) umfasst.
6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwertwäscher (100) eine Schwertwäscher-Antriebseinheit (122) umfasst, wobei der Austragsförderer in Abhängigkeit einer Leistungsaufnahme der Schwertwäscher-Antriebseinheit (122) gesteuert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwertwäscher (100) einen Überlauf (1 13) umfasst, wobei der Austragsförderer derart gesteuert wird, dass weniger als 50 %, vorzugsweise weniger als 25 %, besonders bevorzugt weniger als 15 % des Waschwasser-Volumenstroms über die Schleuse (130) ausgetragen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Waschwasser in der Waschvorrichtung derart gefördert wird, dass es zumindest in einem Bereich des Überlaufs (1 13) eine aufsteigende Strömungsrichtung aufweist, womit Stoffe über den Überlauf (1 13) ausgetragen werden, welche eine höhere Dichte aufweisen als das Waschwasser.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Waschwasser vorgängig mit Schlamm derart versetzt wird, dass die Waschwasserdichte grösser als 1000 kg/m3 ist, wobei der Schlamm insbesondere dem verbrauchten Waschwasser entnommen wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Waschwasser in der Waschvorrichtung mit zwei gegenläufig drehenden Schwertwellen gefördert wird, welche insbesondere zueinander parallel angeordnet sind.
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Schwertwellen einen Winkel zur Horizontalen von 1 bis 30°, vorzugswiese in einem Winkel von 5 bis 25°, insbesondere in einem Winkel von 10 bis 15° aufweist, wobei das Rohmaterial im Waschwasser durch die zwei Schwertwellen nach oben zwangsgefördert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine rechts angeordnete Schwertwelle im Uhrzeigersinn und eine links angeordnete Schwertwelle gegen den Uhrzeigersinn rotiert wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das gewaschene Rohmaterial über ein erstes Sieb, insbesondere über ein erstes Vibrationssieb, von Kleinststoffen und Waschwasser getrennt wird, wobei das Waschwasser, insbesondere nach Durchlauf eines Absetztanks, wieder dem Trog (1 10), zum Waschen von Rohmaterial, zurückgeführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem über den Überlauf (1 13) ausgetragene Waschwasser, Leichtstoffe mittels eines zweiten Siebs, insbesondere eines zweiten Vibrationssiebs, abgetrennt werden, wobei das Waschwasser, insbesondere nach Durchlauf des Absetztanks, zumindest teilweise wieder dem Trog (1 10), zum Waschen von Rohmaterial, zurückgeführt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14 und Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlamm als Schlammwasser dem Absetztank entnommen und dem Trog (1 10) zugeführt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sumpf des Absetztanks, insbesondere unter Einsatz eines Hydrozyklons, von einer
Sandkomponente befreit, vorzugsweise über ein Schlammabsetzbecken vom Schlamm befreit wird, und insbesondere als Spülwasser über dem ersten Sieb und/oder dem zweiten Sieb zum Spülen des Rohmaterials respektive der Leichtstoffe eingesetzt wird.
17. Vorrichtung zum Waschen von Rohmaterial, umfassend einen Trog (1 10), sowie eine im Trog (1 10) angeordnete Fördereinrichtung zum Fördern des Rohmaterials, wobei der
Trog (1 10) einen Überlauf (1 13) sowie eine Schleuse (130) zum Austragen des gewaschenen Rohmaterials umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuse (130) unterhalb des Überlaufs (1 13) angeordnet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Schwertwäscher (100) umfasst.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwertwäscher mehrere Rührarme umfasst, wobei der Überlauf (1 13) vertikal über den Rührarmen des Schwertwäschers (100) liegt, so dass im Betrieb die Rührarme unterhalb eines Waschwasserpegels (140) liegen.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuse (130) einen Kanal umfasst, in welchem ein Austragsförderer angeordnet ist, wobei der Kanal eine Austrittsöffnung aufweist, welche unterhalb des Überlaufs (1 13) angeordnet ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Austragsförderer einen Schneckenförderer und/oder ein Förderband umfasst.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie Steuermittel umfasst, womit anhand einer Leistungsaufnahme der Schwertwelle der
Austragsförderer ansteuerbar ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuse (130) in einer Förderrichtung in einem Endbereich eines Trogbodens (1 1 1) angeordnet ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Trogboden
(1 1 1) einen Winkel von 5 bis 25°, insbesondere in einem Winkel von 10 bis 15° aufweist, wobei der Trogboden (1 1 1) in Förderrichtung ansteigt.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwertwäscher (100) zwei zueinander parallel angeordnete Schwertwellen umfasst, welche insbesondere parallel zum Trogboden (1 1 1) ausgerichtet sind.
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