DE2721840C2

DE2721840C2 - Verfahren zur Rückgewinnung brauchbarer Materialien aus Metalle und Nichtmetalle enthaltenden Abfällen

Info

Publication number: DE2721840C2
Application number: DE2721840A
Authority: DE
Inventors: Albert Theodorus Voerendaal Basten; Hubert Hermann Geleen Dreissen
Original assignee: Stamicarbon BV
Current assignee: Stamicarbon BV
Priority date: 1976-05-14
Filing date: 1977-05-13
Publication date: 1985-04-04
Also published as: NL7605151A; NL181262B; BE854598A; DE2721840A1; GB1526593A; US4155838A; NL181262C

Description

3 4

Spitze des zweiten Zyklons abgeführte dritte Fraktion taue mit relativ hohem spezifischem Gewicht befinden, besteht dann nahezu ausschließlich aus Schwermetallen, wie bestimmte schwere Kautschukarten, die ein spezisiwie Kupfer und Kupferlegierungen, während die am sches Gewicht von ca. 1,8 haben können.
Oberlauf dieses Zyklons abgeführte vierte Fraktion die Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erleichteren Metalle enthält, die anschließend im dritten 5 läutert, in der eine Vorrichtung, mit deren Hilfe das Hydrozyklon in die hauptsächlich aus Aluminiura beste- erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann, hende fünfte Fraktion und in die sechste Fraktion, die schematisch dargestellt ist

die leichteren Metalle wie z. B. Magnesiumlegierungen Vorbehandelter Hausmüll 1, der u. a. Aluminium und

enthält, getrenal wird. Die fünfte Fraktion enthält dabei Glas enthält, wird mit Hilfe eines Transporteurs 2 bei 3

Glas, das besonders von den Fensterscheiben der Fahr- 10 in einen Zerkleinerer 5 eingeleitet und dort zermahlen.

zeuge stammt Bei weiterer Verarbeitung der Alumini- Das zermahlene Material wird mit Hilfe eines Transpor-

umfraktion stört die Anwesenheit dieser geringen Glas- teurs 6 zu einem Sieb 9 geführt und auf diesem abge-

menge wenig; weiterhin ist die Teilchengröße dieses siebt Teile, die für Weiterverarbeitung zu grob sind —

Glases im allgemeinen derart viel geringer als die des z. B. größer als 70 mm — werden mit Hilfe eines Trans- Aluminiumschrotts, daß man auf Wunsch den größten 15 porteurs 10 zum Zerkleinerer 5 zurückgeführt Der Teil dieser geringen Glasmenge durch Absieben sntfer- Durchfall vom Sieb 9 wird einem Speisebehälter 11 zu-

nenkann. geführt, dem über eine Leitung 12 auck Wasser beigege-

Die vorgenannten »Abfallstoffe« aus Hausmüll kön- ben werden kann. Ober eine Leitung 13 wird ein aus

nen häufig eine derartige Menge Aluminium enthalten, festen Bestandteilen und Wasser bestehendes Gemisch

daß Rückgewinnung desselben attraktiv ist Eine typi- 20 zu einem ersten Hydrozyklon 14 ■'. importiert Der

sehe Zusammensetzung von vorbehandelien »Abfall- Speisebehäker 11 ist so viel höher als tier Hydrozyklon

stoffen« aus Hausmüll ist: 14 aufgestellt, daß das vorgenannte Gemisch mit ausreichender Geschwindigkeit durch die tangentiale Zufuhr-

12 Gew.-% Aluminium leitung 15 in den Zyklon eintritt

4 Gew.-% Kupfer und Zink 25 Im Wasserzyklon 14 wird eine Trennung zwischen

25 Gew.-% Holz Bestandteilen mit höherem und solchen mit niedrigerem

59 Gew.^toGIas, Steinzeug, Kautschuk u. dgL spezifischen Gewicht zustande gebracht Die aus Bestandteilen mit höherem spezifischem Gewicht (z. B.

Anforderungen, die bei der Rückgewinnung von Alu- > 1,5) bestehende erste Fraktion (z.B. Metalle, Glas,

minium gestellt werden, sind: 30 Steinzeug, schwere Kautschuke) verläßt den Zyklon

durch die Ablaßöffnung an der Spitze 18 des Zyklons

1. die Aluminiumfraktion muß holz- und kautschuk- und wird auf einem Enttrübungssieb 19 entwässert Die frei'sein, aus Bestandteilen mit niedrigerem spezifischem Ge-

2. die Aluminiumfraktion muß frei von Schwermetal- wicht (z. B. < 1,5) bestehende zweite Fraktion (z. B. len sein, 35 Holz, Kunststoffe und leichte Kautschuke) verläßt den

3. die Aluminiumfraktion muß glasfrei sein. Zyklon über das Überlaufrohr 21, wird auf Bogensieb 22

4. die Aluminiumverluste dürfen 15% nicht überstei- entwässert und bei 23 abgeführt. Das mit Hilfe der Siebe gen. 19 und 22 abgetrennte Wasser wird in einem Puijipen-

behälter 33 gesammelt und mit Hilfe einer Pumpe 24

Holz, Kautschuk und Schwermetalle lassen sich gut 40 über eine Leitung 25 zum Speisebehälter 11 zurückgevon Aluminium trennen. Die Abfälle enthalten jedoch führ t Der Speisebehälter ist mit einem Oberlauf 26 verauch Glas und Steinzeug, weiche Stoffe nicht in der sehen, der dazu dient, den Wasserdruck in der Zufuhrlei-Aluminiumfraktion enthalten sein dürfen. Anwendung tung 15 zum Zyklon 14 konstant zu halten. Vvjrzugsweides oben beschriebenen Verfahrens scheint für die se verwendet man zu diesem Zweck einen Speisebehäl-Rückgewinnung des Aluminiums jedoch weniger gut 45 ter gemäß der niederländischen Patentschrift Ö6 726. geeignet da zu erwarten ist, daß dabei eine Aluminium- Dabei ist im Speisebehälter 11 eine senkrechte Scheidefraktion erhalten wird, die zu viel Glas u. dgl. von einem wand 27 angebracht, die den Speisebehäker in zwei erheblich weniger stark versplitterten Typ als das Glas Kammern 28 und 29 verteilt Kammer 29 steht über eine von Fahrzeugscheiben enthält und das sich weniger gut öffnung 30 mit Kammer 28 in Verbindung. Ein Teil des mittels Absieben entfernen läßt. so über die Leitung 25 zurückgeführten Wassers wird zu-Oberraschenderweise hat sich nunmehr herausge- sammen mit den festen Bestandteilen in Kammer 28 stellt daß es möglich ist, die Trennung so auszuführen, eingeleitet, der restliche Teil des zurückgeführten Wasdaß eine gut brauchbare Aluminiumfraktion erhalten se-s v.ird Kammer 29 zugeführt, und zwar in einem wird, wenn das Ausgangsmaterial aus Hausmüll besteht, solchen Verhältnis, daß die absteigende Geschwindigdas Haushaltsglas enthält 55 keit des Wassers du. cn die öffnung 30 so grcö ist, daB Erfindungsgemäß behandelt man das Material, das keine Leichtmetalle den an Kammer 29 angeschlosseneben anderen Komponenten sowohl Aluminium wie nen Überlauf 26 erreichen können.
Glas enthält, auf die eingangs beschriebene Weise der- Im umlaufenden Prozeßwasser werden sich feine Bean, daß nach der Trennung im vorgenannten zweiten standteile ansammeln. Um eine zu hohe Konzentration Hydrozyklon nahezu alles Aluminium und Glas sich in 60 an feinen Bestandteilen zu vermeiden, wird ein Teil des der vorgenannten vierten Fraktion befinden, und trennt umlaufenden Prozeßwassers über einen Eindickzyklon man im dritten Hydrozyklon Glas und Aluminium von- 31 geleitet; das geklärte Wasser wird wieder verwendet, einander, wobei die schwere Flüssigkeitssuspension ein die eingedickte Fraktion wird bei 32 abgeführt
spezifisches Gewicht von 2^0 bis 2,50 hat, so daß die Der Hydrozyklon 14 ist vorzugsweise von jenem Typ, vorgenannte fünfte Fraktion fast alles Aluminium ent- es bei dem der kegelförmige Teil 16 gegenüber dem zylinhält und sich nahezu alles Glas in der vorgenannteil drachen Teil 17 in axialer Richtung verstellt werden sechsten Fraktion befindet In der glasreichen sechsten kaPn.
Fraktion können sich weiterhin noch andere Nichtme^ ßie bei 20 vom Abtropfsieb 19 kommende erste Frak-

tion 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 eingeleitet, 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 Absropfsicb 35 und Bogensieb 41 ssssRinendsn Suspension in einen Speisebehälter 42 eingeleitet und von diescm Speisebehälter aus zusammen mit Suspension einem dritten Hydrozyklon 43 zugeführt. In diesem dritten Hydrozyklon 43, dessen kegelförmige 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 Enttrübungssieb 49 und einem Abbrausesieb 50 von Suspension befreit und bei 51 abgeführt.

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 niederländisehen Patentschrift 96 726 beschriebenen Typ wie der Speisebehälter 11 des ersten Hydrozyklons; die Wirkung eines Speisebchälters diesen Typs wurde im Obigen bereits im Zusammenhang mit Speisebehälter 11 besprochen. Der Speisebehäiter 42 ist mit Hilfe einer so Scheidewand 53 it zwei Kammern 54 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 54 und 55 verteilt, daß keine schwimmenden Teile den Überlauf 52 erreichen können. Um die Suspension im richtigen Verhältnis Ober die Kammer 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 41. Die Suspension, die von den Abtropfsieben 46 und 49 und dem Überlauf 52 stammt, wird zum Mischgefäß 34 zurückgeführt

Auf den Abbrausesieben 39,47 und 50 wird als Sprühwasser 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 zugeführt 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 Flüssigkeitsströme und -mengen: eventuell können Pumpen vorhanden sein an Stellen, die nicht im Schema angegeben sind; statt einfacher Hydrozyklon? können Zykionhatterien benutzt werden; usw.

Im dargestellten Schema sind Varianten möglich. So kann man für die Speisung des zweiten Hydrozyklons 36 einen ähnlichen Speisebehälter benutzen wie die Speisebehälter U 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 wetter zu trennende erste Fraktion wird in i?'-isem Falle mit Hilfe eines separaten Transporteurs hinaufgeführt und das Suspensionsgefäß 34 dient nicht mehr als Mischgefäß. Die Bauhöhe einer solchen Aufstellung wird erheblich größer 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 bsnötigte 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 wäßrigen 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 wirtschaft..rher Hinsicht jedoch am attraktivsten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Rückgewinnung brauchbarer Materialien aus Abfällen, bei dem 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 Oberlauf (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 wäßrige Suspension ^ait einem spezifischen Gewicht von mininis! 22. aufgenommen and dem zweiten Hydrozyklon (36) zugeführt wird, dessen kegelförmige Spitze (37) einen Scheitelwinkel von 45—90° hat und aus dem eine dritte Fraktion, welche im 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 Flüssigkeitssuspension mit einem spezifischen Gewicht von 230 bis 250 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.

55

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 Zyklonüberlauf 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 wäßrige Suspension mh einem spezifischen Gewicht von zumindest 22 aufgenommen und in den zweiten Hydrozyklon eingeleitet wird, dessen kegelförmige Spitze einen 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 nvit 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 Oberlauf 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 Oberlauf abgeführt wird, welche dritte, fünfte und sechste Fraktion suspensjonsfrei gemacht werden.

Unter Abfallstoffen wird hier u. a. Hausmüll verstanden, der 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 Größe von ca. 70 mm.

Ein solches Verfahren wird in der nicht vorveröffentlichten niederländischen Patentanmeldung 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 größer sein kann als das spezifische Gewicht des benutzten Trennmittels. Der Unterschied zwischen den spezifischen Gewichten kann bei eiern 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 Prozeßbedingungen 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 wrden, 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 Trennsuspension unterschiedlichen spezifischen Gewichts verwenden; man benötigt dann auch zwei Regenerierungssysteme und hat nicht den wirtschaftlichen Vorteil des eingangs beschriebenen Verfahrens.

Nach der vorgenannten 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 nichtferromagnetischen Metalle enthält und daß nahezu alle Nichtmetalle sich in der vorgenannten zweiten Fraktion befinden; die an der