DE2721840A1 - Verfahren zur rueckgewinnung brauchbarer materialien aus metalle und nichtmetalle enthaltenden abfaellen - Google Patents

Description

STAMICARBON B.V., GELEEN (Niederlande)

Verfahren zur Rückgewinnung brauchbarer Materialien aus Metalle und und Nichtmetalle enthaltenden Abfällen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung brauchbarer Materialien aus Abfällen, bei dem die Abfallstoffe nach dem spezifischen Gewicht mit Hilfe von zumindest einem ersten Hydrozyklon, in dem als Trennmittel Wasser verwendet wird, in eine erste und eine zweite Fraktion getrennt werden, die erste vorgenannte Fraktion zusammen mit Wasser an der Zyklonspitze und die vorgenannte zweite Fraktion zusammen mit Wasser am ZyklonUberlauf abgeführt wird, worauf beide Fraktionen entwässert werden, die erste Fraktion nach dem spezifischen Gewicht mit Hilfe von zumindest einem zweiten Hydrozyklon und zumindest einem seriengeschalteten dritten Hydrozyklon weiter getrennt wird, wobei die vorgenannte erste Fraktion in eine schwere, vorzugsweise wässerige Suspension mit einem spezifischen Gewicht von zumindest 2,2 aufgenommen und in den zweiten Hydrozyklon eingeleitet wird, dessen kegelförmige Spitze einen

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Scheitelwinkel von 45-90 hat und aus dem eine dritte Fraktion, welche im wesentlichen aus Bestandteilen mit einem spezifischen Gewicht von mehr als 3,0 besteht, zusammen mit Suspension an der Spitze und eine vierte Fraktion, welche im wesentlichen aus Bestandteilen mit einem spezifischen Gewicht von weniger als 3,0 besteht, zusammen mit Suspension am Überlauf

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abgeführt wird, worauf diese vierte Fraktion zusammen mit Suspension derselben Zusammensetzung wie im zweiten Hydrozyklon in den dritten Hydrozyklon eingeleitet wird, dessen kegelförmige Spitze einen Scheitelwinkel von 15-25 hat und aus dem eine fünfte Fraktion zusammen mit Suspension an der Spitze und eine sechste Fraktion zusammen mit Suspension am Überlauf abgeführt wird, welche dritte, fünfte und sechste Fraktion suspensionsfrei gemacht werden.

Unter Abfallstoffen wird hier u.a. Hausmüll verstanden, das bereits einer Vorbehandlung zur partiellen Entfernung von Papier, Kunststoffolie, Speiseresten und ferromagnetischem Material unterzogen wurde. Das Material wurde ausserdem gemahlen und/oder geplättet und hat eine maximale Grosse von ca. 70 mm.

Ein solches Verfahren wird in der nicht-vorveröffentlichten niederländischen Patentanmeldung Nr. 75.03.809 beschrieben, die eine Ergänzung zur ebenfalls nicht-vorveröffentlichten niederländischen Patentanmeldung 74.16.164 darstellt. Bei diesem Verfahren wird die an sich bekannte Erscheinung ausgenutzt, dass bei einer Trennung nach spezifischem Gewicht in einem Hydrozyklon das spezifische Gewicht der zu trennenden Stoffe grosser sein kann als das spezifische Gewicht des benutzten Trennmittels. Der Unterschied zwischen den spezifischen Gewichten kann bei einem Zyklon, dessen kegelförmiger Teil einen relativ grossen Scheitelwinkel hat, wie dies beim vorgenannten zweiten Hydrozyklon der Fall ist, ziemlich gross sein, z.B. ca. 0,7 und mehr; bei einem Zyklon mit einem relativ kleinen Scheitelwinkel, wie beim vorgenannten dritten Hydrozyklon, ist dieser Unterschied im allgemeinen erheblich geringer, z.B. ca. 0,2; der Unterschied ist weiter auch von der Dimensionierung des Zyklons und den Processbedingungen abhängig. Bei diesem Verfahren realisiert man somit zwei Trennungen bei unterschiedlichem spezifischem Gewicht unter Anwendung einer einzigen Suspension; es braucht also auch nur eine Suspension regeneriert zu werden, was in wirtschaftlicher Hinsicht mit Vorteilen verbunden ist. Selbstverständlich kann man bei einem aus drei seriengeschalteten Trennungszyklonen oder Zyklonbatterien bestehenden System, bei dem im ersten Zyklon als Trennmittel Wasser benutzt wird, im zweiten und dritten Zyklon Trennsuspensionen unterschiedlichen spezifischen Gewichts verwenden; man benötigt dann auch zwei Regenerierungssysteme und hat nicht den wirtschaftlichen Vorteil des eingangs beschriebenen Verfahrens.

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Nach der vorgennanten niederländischen Patentanmeldung 75.03.809 wird das Verfahren zur Rückgewinnung von Metallen aus u.a. ausrangierten Fahrzeugen verwendet und so ausgeführt, dass die vorgenannte erste Fraktion im wesentlichen alle nicht-ferromagnetischen Metalle enthält und dass nahezu alle Nichtmetalle sich in der vorgenannten zweiten Fraktion befinden; die an der Spitze des zweiten Zyklons abgeführte dritte Fraktion besteht dann nahezu ausschliesslich aus Schwermetallen, wie Kupfer und Kupferlegierungen, während die am Überlauf dieses Zyklons abgeführte vierte Fraktion die leichteren Metalle enthält, die anschliessend im dritten Hydrozyklon in die hauptsächlich aus Aluminium bestehende fünfte Fraktion und in die sechste Fraktion, die die leichteren Metalle wie z.B. Magnesiumlegierungen enthält, getrennt wird. Die fünfte Fraktion enthält dabei Glas, das besonders von den Fensterscheiben der Fahrzeuge stammt. Bei weiterer Verarbeitung der Aluminiumfraktion stört die Anwesenheit dieser geringen Glasmenge wenig; weiterhin ist die Teilchengrösse dieses Glases im allgemeinen derart viel geringer als die des Aluminiumschrotts, dass man auf Wunsch den grossten Teil dieser geringen Glasmenge durch Absieben entfernen kann.

Die vorgenannten 'Abfallstoffe' aus Hausmüll können häufig eine derartige Menge Aluminium enthalten, dass Rückgewinnung desselben attraktiv ist. Eine typische Zusammensetzung von vorbehandelten 'Abfallstoffen' aus Hausmüll ist: 12 Gew.-% Aluminium 4 Gew.-% Kupfer und Zink 25 Gew.-% Holz 59 Gew.-% Glas, Steinzeug, Kautschuk u. dgl.

Anforderungen, die bei der Rückgewinnung von Aluminium gestellt werden können, sind:

1) die Aluminiumfraktion muss holz- und kautschukfrei sein

2) die Aluminiumfraktion muss frei von Schwermetallen sein

3) die Aluminiumfraktion muss glasfrei sein

4) die Aluminiumverluste dürfen 15 % nicht übersteigen.

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Holz, Kautschuk und Schwermetalle lassen sich gut von Aluminium trennen. Die Abfälle enthalten jedoch auch Glas und Steinzeug, welche Stoffe nicht in der Aluminiumfraktion enthalten sein dürfen. Anwendung des obenbeschriebenen Verfahrens scheint für die Rückgewinnung des Aluminiums jedoch weniger gut geeignet, dazu erwarten ist, dass dabei eine Aluminiumfraktion erhalten wird, die zu viel Glas u. dgl. von einem erheblich weniger stark versplitterten Typ als das Glas von Fahrzeugscheiben enthält und das sich weniger gut mittels Absieben entfernen lässt.

Überraschenderweise hat sich nunmehr herausgestellt, dass es möglich ist, die Trennung so auszuführen, dass eine gut brauchbare Aluminiumfraktion erhalten wird, wenn das Ausgangsmaterial aus Hausmüll besteht, das Haushaltsglas enthält.

Erfindungsgemäss behandelt man das Material, das neben anderen Komponenten sowohl Aluminium wie Glas enthält, auf die eingangs beschriebene Weise derart, dass nach der Trennung im vorgenannten zweiten Hydrozyklon nahezu alles Aluminium und Glas sich in der vorgenannten vierten Fraktion befinden, und trennt man im dritten Hydrozyklon Glas und Aluminium voneinander, wobei die schwere FlUssigkeitssuspension ein spezifisches Gewicht von 2,30 bis 2,50 hat, so dass die vorgenannte fünfte Fraktion fast alles Aluminium enthält und sich nahezu alles Glas in der vorgennanten sechsten Fraktion befindet. In der glasreichen sechsten Fraktion können sich weiterhin noch andere Nichtmetalle mit relativ hohem spezifischem Gewicht befinden, wie bestimmte schwere Kautschukarten, die ein spezifisches Gewicht von ca. 1,8 haben können.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der eine Vorrichtung, mit deren Hilfe das erfindungsgemässe Verfahren ausgeführt werden kann, schematisch dargestellt ist.

Vorbehandeltes Hausmüll 1, das u.a. Aluminium und Glas enthält, wird mit Hilfe eines Transporteurs 2 bei 3 in einen Zerkleinerer 5 eingeleitet und dort zermahlen. Das zermahlene Material wird mit Hilfe eines Transporteurs 6 zu einem Sieb 9 geführt und auf diesem abgesiebt. Teile, die für Weiterverarbeitung zu grob sind - z.B. grosser als 70 mm - werden mit Hilfe eines Transporteurs 10 zum Zerkleinerer 5 zurückgeführt. Der Durchfall von Sieb 9 wird einem Speisebehälter 11 zugeführt, dem über eine Leitung 12 auch Wasser beigegeben werden kann. Über eine Leitung 13

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wird ein aus festen Bestandteilen und Wasser bestehendes Gemisch zu einem ersten Hydrozyklon 14 transportiert. Der Speisebehälter 11 ist so viel höher als der Hydrozyklon 14 aufgestellt, dass das vorgenannte Gemisch mit ausreichender Geschwindigkeit durch die tangentiale Zufuhrleitung 15 in den Zyklon eintritt.

Im Wasserzyklon 14 wird eine Trennung zwischen Bestandteilen mit höherem und solchen mit niedrigerem spezifischem Gewicht zustande gebracht. Die aus Bestandteilen mit höherem spezifischem Gewicht (z.B. > 1,5) bestehende erste Fraktion (z.B. Metalle, Glas, Steinzeug, schwere Kautschuke) verlässt den Zyklon durch die Ablassöffnung an der Spitze 18 des Zyklons und wird auf einem EnttrUbungssieb 19 entwässert. Die aus Bestandteilen mit niedrigerem spezifischem Gewicht (z.B. < 1,5) bestehende zweite Fraktion (z.B. Holz, Kunststoffe und leichte Kautschuke) verlässt den Zyklon Über das Überlauf rohr 21, wird auf Bogensieb 22 entwässert und bei 23 abgeführt. Das mit Hilfe der Siebe 19 und 22 abgetrennte Wasser wird in einem Pumpenbehälter 33 gesammelt und mit Hilfe einer Pumpe 24 Über eine Leitung 25 zum Speisebehälter 11 zurückgeführt. Der Speisebehälter ist mit einem Überlauf 26 versehen, der dazu dient, den Wasserdruck in der Zufuhrleitung 15 zum Zyklon 14 konstant zu halten. Vorzugsweise verwendet man zu diesem Zweck einen Speisebehälter gemäss der niederländischen Patentschrift 96726. Dabei ist im Speisebehälter 11 eine senkrechte Scheidewand 27 angebracht, die den Speisebehälter in zwei Kammern 28 und 29 verteilt. Kammer 29 steht über eine Öffnung 30 mit Kammer 28 in Verbindung. Ein Teil des über die Leitung 25 zurückgeführten Wassers wird zusammen mit den festen Bestandteilen in Kammer 28 eingeleitet, der restliche Teil des zurückgeführten Wassers wird Kammer 29 zugeführt, und zwar in einem solchen Verhältnis, dass die absteigende Geschwindigkeit des Wassers durch die Öffnung 30 so gross ist, dass keine Leichtmetalle den an Kammer 29 angeschlossene Überlauf 26 erreichen können.

Im umlaufenden Prozesswasser werden sich feine Bestandteile ansammeln. Um eine zu hohe Konzentration an feinen Bestandteilen zu vermeiden, wird ein Teil des umlaufenden Prozesswassers über einen Eindickzyklon 31 geleitet; das geklärte Wasser wird wieder verwendet, die eingedickte Fraktion wird bei 32 abgeführt.

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Der Hydrozyklon 14 ist vorzugsweise von jenem Typ, bei dem der kegelförmige Teil 16 gegenüber dem zylindrischen Teil 17 in axialer Richtung verstellt werden kann.

Die bei 20 vom Abtropfsieb 19 kommende erste Fraktion wird in ein Mischgefäss 34 eingeleitet und dort in eine schwere Suspension von feingemahlenem Ferrosilicium in Wasser mit einem spezifischen Gewicht von ca. 2,42 aufgenommen. Das aus Suspension und festen Bestandteilen bestehende Gemisch wird mit Hilfe einer Pumpe 35 in einen zweiten Hydrozyklon 36 ein-

geleitet, dessen kegelförmige Spitze einen Scheitelwinkel von 60 hat. An der ablassöffnung an der Spitze 37 des Zyklons wird ein aus Bestandteilen mit einem spezifischen Gewicht über ca. 3,15 bestehende dritte Fraktion zusammen mit Suspension abgeführt (hauptsächlich Schwermetalle wie Kupfer und Zink), die auf einem Abtropfsieb 38 und einem Abbrausesieb 39 von Suspension befreit und bei 40 abgeführt wird. Am Überlauf 58 des zweiten Hydrozyklons 36 wird eine vierte, leichtere Fraktion zusammen mit Suspension abgeführt, die auf einem Bogensieb 41 grösstenteils von Suspension befreit wird. Diese vierte Fraktion wird zusammen mit der vom Abtropfsieb 38 und Bogensieb 41 stammende Suspension in einen Speisebehälter 42 eingeleitet und von diesem Speisebehälter aus zusammen mit Suspension einem dritten Hydrozyklon 43 zugeführt. In diesem dritten Hydrozyklon 43, dessen kegel-

o formige Spitze einen Scheitelwinkel von 20 hat, wird die vorgenannte vierte Fraktion getrennt in eine im wesentlichen aus Bestandteilen mit einem spezifischen Gewicht über 2,60 bestehende Fraktion, die an der Ablassöffnung an der Spitze 44 des Hydrozyklons 43 zusammen mit Suspension abgeführt wird, und eine sechste, im wesentlichen aus Bestandteilen mit einem spezifischen Gewicht unter 2,60 bestehende Fraktion, die am Überlauf 45 des Hydrozyklons 43 abgeführt wird. Die vorgenannte fünfte Fraktion enthält den weitaus grössten Teil des im Zulauf befindlichen Aluminiums; sie wird auf einem Abtropfsieb 46 und einem Abbrausesieb 47 von Suspension befreit und bei 48 abgeführt. Die sechste Fraktion, die nahezu alles Glas und daneben z.B. Steinzeug und schwere Kautschuke enthält, wird auf einem EnttrUbungssieb 49 und einem Abbrausesieb 50 von Suspension befreit und bei 51 abgeführt.

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Der Speisebehälter 42 ist in ausreichender Höhe über dem Hydrozyklon 43 aufgestellt und ist mit einem Überlauf 52 versehen, der dazu dient, den Flüssigkeitsdruck in der Zufuhr zum dritten Hydrozyklon 43 konstant zu halten. Das Gefäss ist vom selben in der niederländischen Patentschrift 96726 beschriebenen Typ wie der Speisebehälter 11 des ersten Hydrozyklons; die Wirkung eines Speisebehälters diesen Typs wurde im Obigen bereits im Zusammenhang mit Speisebehälter 11 besprochen. Der Speisebehälter 42 ist mit Hilfe einer Scheidewand 53 in zwei Kammern und 55 verteilt; die vom Bogensieb 41 stammende vierte Fraktion wird der Kammer 54 zugeführt, die vom Bogensieb 41 und dem Abtropfsieb 38 abgetrennte Suspension wird in einem solchen Verhältnis über die Kammern und 55 verteilt, dass keine schwimmenden Teile den Überlauf 52 erreichen können. Um die Suspension im richtigen Verhältnis über die Kammern 54 und 55 verteilen zu können und um zu vermeiden, dass feste Bestandteile in die Überlaufkammer 55 gelangen können, muss die Suspension von den festen Bestandteilen getrennt sein; dies ist die Aufgabe des Bogensiebs Die Suspension, die von den Abtropfsieben 46 und 49 und den Überlauf stammt, wird zum Mischgefäss 34 zurückgeführt.

Auf den Abbrausesieben 39, 47 und 50 wird als SprUhwasser das am Überlauf des Eindickzyklons 31 erhaltene geklärte Wasser benutzt. Die verdünnte, von den Abbrausesieben stammende Suspension wird mit Hilfe von zwei seriengeschalteten Magnetscheidern 56 und 57 regeneriert. Die regenerierte magnetische Fraktion wird zum Mischgefäss 34 geführt, das abgetrennte Wasser wird in den Pumpenbehälter 33 für das im ersten Hydrozyklon 14 zu benutzende Prozesswasser eingeleitet. Auf diese Weise wird dem Suspensionskreislauf ständig ein Teil des Wassers entzogen und über den Prozesswasserkreislauf des ersten Zyklons 14 geleitet, von dem wieder ein Teil über den Eindickzyklon 31 geführt wird. Auch im Suspensionskreislauf wird auf diese Weise Anhäufung feiner Bestandteile vermieden.

Im Schema wird nur dasjenige dargestellt, was für ein gutes Verständnis unentbehrlich ist. Nicht gezeichnet wurden z.B. an und für sich wesentliche Bestandteile, wie Mittel zur Regulierung des spezifischen Gewichts der Suspension und der umlaufenden FlUssigkeitsströme und -mengen; eventuell können Pumpen vorhanden sein an Stellen, die nicht im Schema angegeben sind; statt einfacher Hydrozyklone können Zyklonbatterien benutzt werden; usw.

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Im dargestellten Schema sind Varianten möglich. So kann man für die Speisung des zweiten Hydrozyklons 36 einen ähnlichen Speisebehälter benutzen wie die Speisebehälter 11 und 42 für den ersten und dritten Zyklon 14 bzw. 43, welcher ähnliche Speisebehälter in ausreichender Höhe über dem zweiten Hydrozyklon 36 angeordnet sein muss; die weiter zu trennende erste Fraktion wird in diesem Falle mit Hilfe eines separaten Transporteurs hinaufgeführt und das Suspensionsgefäss 34 dient nicht mehr als Mischgefäss. Die Bauhöhe einer solchen Aufstelling wird erheblich grosser als bei einer Aufstellung gemäss dem dargestellten Schema. Weiterhin kann man die vom Abtropfsieb 38 und dem Bogensieb 41 stammende Suspension unmittelbar zum Gefäss 34 zurückführen und die für den Speisebehälter 42 benötigte Suspension mit Hilfe einer separaten Pumpe aus dem Gefäss 34 zuführen; man kann zur Speisung des dritten Hydrozyklons 43 statt des Speisebehälters 42 ein Mischgefäss und eine separate Pumpe benutzen, entsprechend dem Mischgefäss 34 und der Pumpe 35 für den zweiten Hydrozyklon; man kann die Flüssigkeitskreisläufe vom ersten Hydrozyklon 14 einerseits und vom zweiten und dritten Hydrozyklon 36 bzw. 43 andererseits völlig getrennt halten und den zweiten Kreislauf mit einer separaten Vorrichtung zum Entfernen von Schlamm versehen; usw. Auch kann statt einer wässerigen schweren Suspension eine schwere Suspension mit einer anderen Flüssigkeit als Wasser als Suspensionsmittel benutzt werden. Diese und andere Variationen werden als zum Wesen der Erfindung gehörig betrachtet; die dargestellte bevorzugte Ausführungsform ist in wirtschaftlicher Hinsicht jedoch am attraktivsten.

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AO Leerseite

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verfahren zur Rückgewinnung brauchbarer Materialien aus Abfällen, bei den die Abfallstoffe nach dem spezifischen Gewicht mit Hilfe von zumindest einem ersten Hydrozyklon (14), in dem als Trennmittel Wasser verwendet wird, in eine erste und eine zweite Fraktion getrennt werden die vorgenannte erste Fraktion zusammen mit Wasser an der Spitze (18) des Zyklons (14) und die vorgenannte zweite fraktion zusammen mit Wasser am Überlauf (21) des Zyklons (14) abgeführt wird, worauf beide Fraktionen entwässert werden, die erste Fraktion nach dem spezifischen Gewicht mit Hilfe von zumindest einem zweiten Hydrozyklon (36) und zumindest einem seriengeschalteten dritten Hydrozyklon (43) weiter getrennt wird, wobei die vorgenannte erste Fraktion in eine schwere, vorzugsweise wässerige Suspension mit einem spezifischen Gewicht von minimal 2,2 aufgenommen und dem zweiten Hydrozyklon (36) zugeführt wird, dessen kegelförmige Spitze (37) einen Scheitelwinkel von 45-90 hat und aus dem eine dritte Fraktion, welche la wesentlichen aus Bestandteilen mit einem spezifischen Gewicht über 3,0 besteht, zusammen mit Suspension an der Spitze (37) und eine vierte Fraktion, welche im wesentlichen aus Bestandteilen mit einem spezifischen Gewicht unter 3,0 besteht, zusammen mit Suspension am Überlauf (58) abgeführt wird, worauf diese vierte Fraktion zusammen mit Suspension derselben Zusammensetzung wie im zweiten Hydrozyklon dem dritten Hydrozyklon (43) zugeführt wird, dessen kegelförmige Spitze einen Scheitelwinkel von 15-25 hat und aus dem eine fünfte Fraktion zusammen mit Suspension an der Spitze (44) und eine sechste Fraktion zusammen mit Suspension am Überlauf (45) abgeführt wird, welche dritte, fünfte und sechste Fraktion suspensionsfrei gemacht werden, dadurch gekennzeichnet, dass man Material behandelt, das neben anderen Bestandteilen sowohl Aluminium wie Glas enthält, wobei nach der Trennung im vorgenannten zweiten Hydrozyklon (36) nahezu alles Aluminium und Glas sich in der vorgenannten vierten Fraktion befinden, und dass man im dritten Hydrozyklon (43) mit einer schweren FlUssigkeitssuspension mit einem spezifischen Gewicht von 2,30 bis 2,50 Glas und Aluminium voneinander trennt, wobei die vorgenannte fünfte Fraktion fast alles Aluminium enthält und sich nahezu alles Glas in der vorgenannten sechsten Fraktion befindet.

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