AT501329B1 - SEPARATION METHOD AND DEVICE THEREFOR - Google Patents
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Description
2 AT 501 329 B12 AT 501 329 B1
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von zumindest einer metallischen Komponente aus einem diese enthaltenden Gemisch in einem flüssigen Trennmedium unter Zuhilfenahme eines gasförmigen Transportmediums zur Anreicherung der metallischen Komponente im Trennmedium, den Einsatz des Verfahrens zur Aufbereitung und Wiederverwertung von 5 Metallabfällen, eine Trennvorrichtung zur Abtrennung von zumindest einer metallischen Komponente aus einem diese enthaltenden Gemisch mit einem Trennbecken zur Aufnahme eines flüssigen Trennmediums in bzw. an dem zumindest ein Austragelement zur Absonderung der abgetrennten metallischen Komponente angeordnet ist, sowie die Verwendung der Trennvorrichtung. 10The invention relates to a method for the separation of at least one metallic component from a mixture containing them in a liquid separation medium with the aid of a gaseous transport medium for enrichment of the metallic component in the separation medium, the use of the method for processing and recycling of 5 metal waste, a separation device for separation of at least one metallic component of a mixture containing it with a separating basin for receiving a liquid separating medium in or on which at least one discharge element for separating the separated metallic component is arranged, as well as the use of the separating device. 10
Die Wiederverwertung von Abfällen spielt mittlerweile in der gesamten Industriewelt nicht nur aus ökologischen sondern aus ökonomischen Gründen eine bedeutende Rolle. So z.B. auch in der Motorenindustrie, wo aufgrund der ständigen Versuche, das Gewicht von Fahrzeugen möglichst gering zu halten und damit Treibstoff einzusparen, vermehrt Leichtmetalle zum Einsatz 15 kommen. Leichtmetalle als solche können jedoch wegen deren geringer mechanischen Festigkeit üblicherweise nicht direkt verwendet werden, sodass Legierungen oder Verbundwerkstoffe zum Einsatz kommen. So werden heute üblicherweise Motorblöcke aus verschiedensten Leichtmetalllegierungen hergestellt, wobei aufgrund der Verringerung der Produktionskosten und wegen der bereits angesprochenen Notwendigkeit der Erreichung der mechanischen Fes-20 tigkeit diese Motorblöcke aus mehreren, verschiedenen Legierungen hergestellt werden. Üblicherweise werden diese Legierungen gemeinsam miteinander vergossen, sodass bei einer anschließenden spanabhebenden Bearbeitung ein Gemisch aus unterschiedlichen Metalllegierungen anfällt, welches nicht ohne weitere Behandlung als Sekundärrohstoff zur weiteren Verarbeitung wiederverwertet werden kann. Es ist daher vorab eine Trennung in möglichst reine 25 Sekundärrohstoffe erforderlich.The recycling of waste is now playing a significant role in the entire industrial world not only for ecological but for economic reasons. For example, Also in the engine industry, where due to the constant attempts to keep the weight of vehicles as low as possible and thus save fuel, more light metals are used. However, light metals as such can not usually be used directly because of their low mechanical strength, so that alloys or composites are used. Today, engine blocks are usually made of a variety of light alloys, and due to the reduction in production costs and because of the already mentioned need to achieve the mechanical Fes-20 activity these engine blocks are made of several different alloys. Usually, these alloys are cast together, so that in a subsequent machining a mixture of different metal alloys is obtained, which can not be recycled without further treatment as a secondary raw material for further processing. It is therefore necessary in advance to separate as pure as possible 25 secondary raw materials.
Die DE 28 48 474 A beschreibt dazu ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Trennen von partikelförmigen Materialien, wie beispielsweise Sand oder Kupferkörner. Dazu wird das Gemisch von partikelförmigen Materialien unterschiedler Dichte bzw. unterschiedlichen spezifi-30 sehen Gewichts in ein Fließbett eingegeben, dessen Fließpartikel eine mittlere Dichte haben, die zwischen den Dichten der vermischten, partikelförmigen Materialien liegt. Der Fluss im Fließbett wird durch ein eingeleitetes Gas erzeugt, insbesondere Luft. Die hierzu verwendete Vorrichtung umfasst eine Einrichtung zum Ableiten der getrennten, partikelförmigen Materialien, insbesondere einen mit Vorsprüngen versehenen Förderer, welcher in das Fließbett eintaucht 35 und mittels der Vorsprünge die getrennten Partikel aufnimmt.DE 28 48 474 A describes a method and an apparatus for separating particulate materials, such as sand or copper grains. For this purpose, the mixture of particulate materials of different density or different specific gravity is introduced into a fluidized bed whose flow particles have an average density which is between the densities of the mixed particulate materials. The flow in the fluidized bed is generated by an introduced gas, in particular air. The device used for this purpose comprises a device for discharging the separated, particulate materials, in particular a projecting conveyor, which dips into the fluidized bed 35 and receives the separated particles by means of the projections.
Die US 2002/0096437 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur elektrochemischen Entfernung feiner Metallpartikel aus einer ÖI-in-Wasser-Emulsion. Diese Vorrichtung umfasst einen Behälter, der mit einer Zuführungsvorrichtung zur Zufuhr der Emulsion ausgestattet ist. Im Behälter sind eine 40 Mehrzahl an Kathoden- und Anodenplatten angeordnet. Das Wasser der Emulsion wird elektro-lysiert, sobald eine vorbestimmte Gleichspannung zwischen den Platten angelegt wird. Die feinen Metallpartikel schwimmen mit dem Wasserstoff, der dabei generiert wird, auf. AI(OH)3 lagert sich an den Wasserstoffblasen an. 45 Weiters beschreibt die US 4,159,943 A ein Flotationsverfahren für die Flotation von Erdalkali-Metallmineralien, wie z.B. von Magnesium, Kalzium, Strontium und Barium. Weiters können damit Metallmineralien, wie z.B. von Kupfer, Silber, Blei, Zink oder Nickel, Cobalt, Eisen und Magnesium aufgearbeitet werden. Dazu wird zu einer wässrigen Suspension der feinen Erzpartikel mit einem pH-Wert von 6 bis 8 ein Alkyl-, ein Alkylaryl- ein Aralkyl, ein Aryl-, ein Cyclo-, ein so Cycloalkyl-Bicarbonat als Sammler zugesetzt. Mittels Luft, die dieser Suspension zugeführt wird, erfolgt dann die Auftrennung nach den gewünschten Erzmineralien.US 2002/0096437 A1 describes a device for the electrochemical removal of fine metal particles from an oil-in-water emulsion. This device comprises a container equipped with a feed device for supplying the emulsion. A plurality of cathode and anode plates are arranged in the container. The water of the emulsion is electro-lysed as soon as a predetermined DC voltage is applied between the plates. The fine metal particles float with the hydrogen that is generated. Al (OH) 3 attaches itself to the hydrogen bubbles. Furthermore, US 4,159,943 A describes a flotation process for the flotation of alkaline earth metal minerals, such as e.g. of magnesium, calcium, strontium and barium. Furthermore, metal minerals, e.g. of copper, silver, lead, zinc or nickel, cobalt, iron and magnesium. For this purpose, an alkyl, an alkylaryl, an aralkyl, an aryl, a cyclo, a so cycloalkyl bicarbonate is added as a collector to an aqueous suspension of the fine ore particles having a pH of 6 to 8. By means of air, which is supplied to this suspension, then the separation takes place according to the desired ore minerals.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, mit der zumindest eine metallische Komponente aus einem 55 Gemisch abgetrennt werden kann. Insbesondere ist es eine Teilaufgabe der vorliegenden 3 AT 501 329 B1The object of the present invention is to provide a method and a device for carrying out the method, with which at least one metallic component can be separated from a mixture. In particular, it is a subtask of the present 3 AT 501 329 B1
Erfindung ein Gemisch aus Spänen aus Aluminium und Magnesium bzw. deren Legierungen voneinander zu trennen.Invention to separate a mixture of chips of aluminum and magnesium or their alloys from each other.
Diese Aufgabe wird jeweils eigenständig dadurch gelöst, dass bei dem erfindungsgemäßen 5 Verfahren das Transportmedium durch eine chemische Reaktion der metallischen Komponente und gegebenenfalls in das Trennmedium eingebrachte Verunreinigungen mit dem Trennmedium gebildet wird, sowie das in dem Trennbecken der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung zumindest eine Verteilungseinrichtung zur zumindest annähernd gleichmäßigen Verteilung der Partikel des Gemisches über den und/oder dem Boden des Trennbeckens angeordnet ist. Von io Vorteil ist dabei, dass das Transportmedium, über das eine Trennung der zumindest einen metallischen Komponente vom restlichen Gemisch ermöglicht wird, innerhalb des Trennmediums erst bei Bedarf, d.h. wenn eine metallische Komponente in das Trennmedium eingebracht wird, welches die chemische Reaktion auslöst, erzeugt wird, d.h. dass zur Aufrechterhaltung eines Transportmediumstroms, wie dies bei dem Verfahren nach dem Stand der Technik in 15 Form der eingebrachten Luft erforderlich ist, keine zusätzliche Energie aufgewendet werden muss. Erfindungsgemäß ist zur Durchführung des Verfahrens die Trennvorrichtung mit einer Verteilungseinrichtung zur gleichmäßigen Verteilung der Partikel im Trennbecken ausgestattet, wodurch eine ausreichende Benetzung der zumindest einen metallischen Komponente mit dem Trennmedium ermöglicht wird, sodass eine Effizienzsteigerung der Trennung erreicht werden 20 kann. Gleichzeitig kann durch diese Verteilungseinrichtung eine Agglomeratbildung hintan gehalten werden, wodurch der Trenngrad weiter verbessert werden kann, indem nämlich verhindert wird, dass andere als die gewollte zumindest eine metallische Komponente durch deren Aufschwimmen im Trennmedium mitgerissen wird. 25 Das gasförmige Transportmedium kann Wasserstoff sein, der aus der Reaktion eines unedlen Metalls bzw. Metalllegierung mit einer wässrigen Phase entsteht.This object is achieved independently in that the transport medium is formed by a chemical reaction of the metallic component and optionally introduced into the separation medium impurities with the separation medium, as well as in the separation basin of the separation device according to the invention at least one distribution device for at least approximately uniform distribution of the particles of the mixture over the and / or the bottom of the separating basin is arranged. Of io advantage is that the transport medium, through which a separation of the at least one metallic component is made possible by the rest of the mixture, within the separation medium only when needed, i. when a metallic component is introduced into the separation medium which initiates the chemical reaction, i. e. no additional energy needs to be expended in order to maintain a transport medium flow, as required by the prior art process in the form of the introduced air. According to the invention, the separation device is equipped with a distribution device for uniform distribution of the particles in the separation basin, whereby a sufficient wetting of the at least one metallic component with the separation medium is made possible so that an increase in efficiency of the separation can be achieved 20 for performing the method. At the same time agglomeration can be held back by this distribution device, whereby the degree of separation can be further improved, namely by preventing that other than the desired at least one metallic component is entrained by their floating in the separation medium. 25 The gaseous transport medium can be hydrogen, which results from the reaction of a base metal or metal alloy with an aqueous phase.
Als Trennmedium kann Wasser verwendet werden, wodurch einerseits die bereits angesprochene Wasserstoffentwicklung bei Abtrennung von unedlen Metallen bzw. Metalllegierungen 30 aus dem Gemisch ermöglicht wird und zum anderen ein ökologisch weitestgehend unbedenkliches Trennmedium verwendet wird.Water can be used as a separation medium, which on the one hand enables the already mentioned hydrogen evolution in the separation of base metals or metal alloys 30 from the mixture and, on the other hand, an ecologically largely harmless separation medium is used.
Zur Verbesserung der Trennwirkung kann dem Trennmedium zumindest ein Additiv zugesetzt werden. Von Vorteil ist es dabei, wenn dieses Additiv das an der metallischen Komponente 35 oder dem Gemisch anhaftende Schmiermittel, welches insbesondere aus der Metallbearbeitung als dort verwendetes Kühlschmiermittel stammt, sodass diese Kühlschmiermittel bereits ebenfalls zu einem gewissen Grad aufgearbeitet werden kann und darüber hinaus Verfahrenskosten insofern eingespart werden können, als bereits bei der Metallbearbeitung auf das spätere Trennverfahren bei der Auswahl des Kühlschmiermittels Rücksicht genommen wird. 40To improve the separation effect, at least one additive can be added to the separation medium. It is advantageous if this additive which adheres to the metallic component 35 or the mixture lubricant, which in particular comes from the metalworking as used there cooling lubricant, so that these cooling lubricant can already be worked to some extent and also saves process costs in this respect can be considered, as already taken into account in the metalworking on the subsequent separation process in the selection of the cooling lubricant. 40
Als Additiv können aber auch Hilfsstoffe zugesetzt werden, beispielsweise solche, die die Adhäsion des gasförmigen Transportmediums an der zumindest einen metallischen Komponente verstärken, sodass die durch die Reaktion entstehenden Gasbläschen am Ort ihrer Entstehung verbleiben und somit zu einem sehr hohen Grad ausschließlich das Aufschwimmen der ge-45 wünschten, abzutrennenden metallischen Komponente des Gemisches bewirken. Beispielsweise können hierzu oberflächenaktive Stoffe bzw. Adhäsionshilfsstoffe, wie z.B. Alkansulfonate, Alkansulfate, bzw. Sammler verwendet werden.However, adjuvants may also be added as an additive, for example those which enhance the adhesion of the gaseous transport medium to the at least one metallic component, so that the gas bubbles produced by the reaction remain at the place of their formation and thus to a very high degree exclusively the floating of the ge -45 wished to cause to be separated metallic component of the mixture. For example, surfactants or adhesion aids such as e.g. Alkanesulfonates, alkane sulfates, or collectors are used.
Es ist aber auch möglich, als Additiv einen Schaumbildner bzw. Schäumer zu verwenden, wie so z.B. Polyglykole und deren Ether, Terpenalkohole, organische Tenside, Alkylsulfonsäuren, Akyl-benzylsulfonsäuren, Silikonverbindungen, wodurch zum einen die Trennleistung verbessert werden kann und zum anderen erreicht werden kann, dass die abgetrennte metallische Komponente über einen längeren Zeitraum an der Oberfläche des Trennmediums schwimmend verbleibt, sodass der Austrag dieser metallischen Komponente diskontinuierlich durchgeführt 55 werden kann. 4 AT 501 329 B1However, it is also possible to use as additive a foaming agent or foamer, as described e.g. Polyglycols and their ethers, terpene alcohols, organic surfactants, alkylsulfonic acids, alkylbenzenesulfonic acids, silicone compounds, whereby on the one hand the separation efficiency can be improved and on the other hand it can be achieved that the separated metallic component remains floating on the surface of the separating medium for a longer period of time, so that the discharge of this metallic component can be carried out batchwise. 4 AT 501 329 B1
Als Additiv kann auch zumindest ein Viskositätsregler verwendet werden, wie z.B. Polyethylenglykole, Diethylenglykolmonoethylether, wodurch die Verweilzeit der zumindest einen Komponente innerhalb des Trennmediums vor dem Aufschwimmen vorab bestimmt werden kann, sodass damit die Dauer der für Reaktion zur Verfügung stehenden Zeit eingestellt werden kann 5 und damit auch die Güte der Trennung beeinflusst werden kann.As an additive, at least one viscosity regulator may also be used, e.g. Polyethylene glycols, diethylene glycol monoethyl ether, whereby the residence time of the at least one component within the separation medium before floating can be determined in advance so that so that the duration of the time available for reaction can be adjusted 5 and thus the quality of the separation can be influenced.
Von Vorteil ist es, wenn die Trennung bei einer Temperatur des Trennmediums durchgeführt wird, die ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 4 °C, insbesondere 40 °C, vorzugsweise 55 °C, und einer oberen Grenze von 180 °C, insbesondere 155 °C, vor-io zugsweise 135 °C und/oder wenn die Trennung unter einem Druck durchgeführt wird, der ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 1 mbar, insbesondere 2 bar, vorzugsweise 3,25 bar, und einer oberen Grenze von 10 bar, insbesondere 7,5 bar, vorzugsweise 5,75 bar und/oder die Trennung bei einem pH-Wert des Trennmediums durchgeführt wird, der ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 3, vorzugsweise 4,2 und einer 15 oberen Grenze von 7,1, wodurch ein unmittelbarer Einfluss auf das Trennverhalten ermöglicht wird, beispielsweise auf die Konzentration, die Reaktionsgeschwindigkeit sowie die Form der Gasblasen. Es ist dabei gegebenenfalls von Vorteil, wenn das Trennmedium gepuffert ist, z.B. mit Citronensäure, um den pH-Wert auf ein bestimmtes Niveau zu nivellieren. 20 Um den Auftrieb des Trennmediums zu verstärken bzw. einzustellen, kann deren Dichte erhöht werden, z.B. durch den Zusatz einer wässrigen Natriumpolywolframatlösung und/oder eine Zinkbromidlösung. Es kann damit auch eine größere Sicherheit gegen den Abriss der Gasblasen erreicht werden. 25 Das Gemisch kann vor dem Einbringen in das Trennmedium zerkleinert werden auf eine mittlere Partikelgröße mit einer Länge, die ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 6 mm, insbesondere 7 mm, vorzugsweise 8 mm, und einer oberen Grenze von 15 mm, insbesondere 12 mm, vorzugsweise 10 mm, und einer Breite, die ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 2 mm, insbesondere 2,5 mm, vorzugsweise 2,75 mm, 30 und einer oberen Grenze von 5 mm, insbesondere 4 mm, vorzugsweise 3 mm, und einer mittleren Höhe, die ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 mm, insbesondere 0,15 mm, vorzugsweise 0,2 mm, und einer oberen Grenze von 0,5 mm, insbesondere 0,4 mm, vorzugsweise 0,3 mm wodurch eine größere Oberfläche für die Reaktion und damit eine höhere Trenngeschwindigkeit erreicht werden kann. 35It is advantageous if the separation is carried out at a temperature of the separation medium which is selected from a range with a lower limit of 4 ° C, in particular 40 ° C, preferably 55 ° C, and an upper limit of 180 ° C, in particular 155 ° C, preferably 135 ° C and / or if the separation is carried out under a pressure selected from a range with a lower limit of 1 mbar, in particular 2 bar, preferably 3.25 bar, and a upper limit of 10 bar, in particular 7.5 bar, preferably 5.75 bar and / or the separation is carried out at a pH of the separation medium selected from a range having a lower limit of 3, preferably 4.2 and a 15 upper limit of 7.1, which allows an immediate impact on the separation behavior, for example, on the concentration, the reaction rate and the shape of the gas bubbles. It may be advantageous if the separation medium is buffered, e.g. with citric acid to level the pH to a certain level. In order to increase the buoyancy of the separation medium, its density may be increased, e.g. by the addition of an aqueous sodium polytungstate solution and / or a zinc bromide solution. It can thus be achieved a greater security against the demolition of the gas bubbles. The mixture may be comminuted prior to introduction into the separation medium to an average particle size with a length selected from a range with a lower limit of 6 mm, in particular 7 mm, preferably 8 mm, and an upper limit of 15 mm, in particular 12 mm, preferably 10 mm, and a width which is selected from a range with a lower limit of 2 mm, in particular 2.5 mm, preferably 2.75 mm, 30 and an upper limit of 5 mm, in particular 4 mm , preferably 3 mm, and a mean height selected from a range with a lower limit of 0.1 mm, in particular 0.15 mm, preferably 0.2 mm, and an upper limit of 0.5 mm, in particular 0 , 4 mm, preferably 0.3 mm, whereby a larger surface area for the reaction and thus a higher separation speed can be achieved. 35
Weiters kann vorgesehen sein, dass die Reaktion mit einer kontrollierten Gasblasenbildung durchgeführt wird, wodurch ein Gasvolumen erzeugt wird, dass ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,2 l/kg Gemisch, insbesondere 0,25 l/kg Gemisch, vorzugsweise 0,3 l/kg Gemisch, und einer oberen Grenze von 0,9 l/kg Gemisch, insbesondere 40 0,75 l/kg Gemisch, vorzugsweise 0,43 l/kg Gemisch, sodass vorzugsweise wiederum nur jeneFurthermore, it can be provided that the reaction is carried out with a controlled gas bubble formation, whereby a gas volume is generated, which is selected from a range with a lower limit of 0.2 l / kg mixture, in particular 0.25 l / kg mixture, preferably 0.3 l / kg mixture, and an upper limit of 0.9 l / kg mixture, especially 40 0.75 l / kg mixture, preferably 0.43 l / kg mixture, so preferably again only those
Gasmenge erzeugt wird, welche für die Abtrennung der zumindest einen metallischen Komponente aus dem Gemisch benötigt wird und damit verhindert werden kann, dass weitere Komponenten aus dem Gemisch ungewollt abgetrennt werden. 45 Als Gemisch kann insbesondere eines aus der Metallbearbeitung, beispielsweise in Form von Metallspänen, eingesetzt werden, wobei diese Späne vorzugsweise aus Aluminium und Magnesium bzw. deren Legierungen, d.h. Legierungen von Aluminium oder Legierungen von Magnesium, eingesetzt werden, bzw. gemäß einerweiteren Ausführungsvariante als Gemisch eines aus metallischen Verbundwerkstoffen verwendet wird, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn so zumindest eines der Metalle bzw. Metalllegierungen mit einem flüssigen Medium, insbesondere dem Trennmedium, derart reagiert, dass eine Gasblasenbildung entsteht und damit die zumindest eine metallische Komponente abgetrennt wird.Gas quantity is generated, which is required for the separation of the at least one metallic component from the mixture and thus can be prevented that further components are separated from the mixture unintentionally. In particular, one of metal working, for example in the form of metal shavings, may be used as a mixture, these shavings preferably being made of aluminum and magnesium or their alloys, i. Alloys of aluminum or alloys of magnesium, are used, or according to a further embodiment used as a mixture of one of metallic composite materials, it being particularly advantageous if so at least one of the metals or metal alloys with a liquid medium, in particular the separation medium, so reacts that a gas bubble formation is formed and thus the at least one metallic component is separated.
Unter Umständen ist es von Vorteil, wenn die zumindest eine metallische Komponente des 55 Gemisches vor dem Einsatz gereinigt, insbesondere entfettet, wird, um damit für den Fall, dass 5 AT 501 329 B1 diese Oberflächenverunreinigungen, insbesondere Fette, nicht als Additiv verwendet werden können, eine ausreichende Oberfläche für die Reaktion zur Verfügung zu stellen.Under some circumstances, it is advantageous if the at least one metallic component of the mixture is cleaned, in particular degreased, before use, so that in the event that these surface impurities, in particular fats, can not be used as an additive to provide a sufficient surface area for the reaction.
Von Vorteil ist es auch, wenn die Zufuhr des Gemisches in das Trennmedium kontinuierlich mit 5 einer Fördereinrichtung erfolgt, sodass ständig eine ausreichende Bildung des Transportmediums vorhanden ist.It is also advantageous if the supply of the mixture into the separation medium is carried out continuously with a conveyor, so that there is always adequate formation of the transport medium.
In dem Trennbecken kann eine vertikale Strömung, insbesondere mit dem Trennmedium, erzeugt werden, die gerade so groß ist, dass die Bestandteile des Gemisches, insbesondere die io metallische Komponente, zumindest annähernd vollständig in Schwebe gehalten werden, wodurch ebenso einer Agglomeratbildung durch gleichmäßige Verteilung des Gemisches im Trennbecken vorgebeugt und in weiterer Folge eine ausreichend große Oberfläche zur Reaktion zur Verfügung gestellt werden kann. 15 Es ist auch möglich, dass zumindest ein Volumenteil des Trennmediums kontinuierlich oder diskontinuierlich aus dem Trennbecken abgezogen und einer Aufbereitungsanlage zur Absonderung von im Trennmedium enthaltenen Metallionen zugeführt wird, um zum einen das Trennmedium dem erneuten Einsatz und damit einem Kreislauf innerhalb des Verfahrens zuführen zu können, und zum anderen unter Umständen wiederum Rohstoffe, beispielsweise 20 Magnesiumsalze, wie z.B. Magnesiumsulfat oder Magnesiumchlorid, einer weiteren Verwendung zuzuführen.In the separation basin, a vertical flow, in particular with the separation medium, can be generated, which is just so large that the constituents of the mixture, in particular the metallic component, are at least approximately kept in suspension, as well as agglomeration by uniform distribution of the Prevent mixture in the separation tank and subsequently a sufficiently large surface can be provided for the reaction. It is also possible that at least a part by volume of the separation medium is withdrawn continuously or discontinuously from the separating basin and fed to a treatment plant for the separation of metal ions contained in the separation medium, in order to be able to supply the separation medium to the renewed use and thus to a cycle within the process , and on the other hand, under certain circumstances again raw materials, for example, 20 magnesium salts, such as Magnesium sulfate or magnesium chloride for further use.
Gemäß einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung ist vorgesehen, dass die Verteilungseinrichtung als Rührwerk ausgeführt ist, um hierdurch eine ausreichende 25 Verteilung des Gemisches in insbesondere kreis- oder ovalförmigen Trennbecken zu ermöglichen.According to one embodiment variant of the separating device according to the invention it is provided that the distribution device is designed as a stirrer, thereby allowing a sufficient distribution of the mixture in particular circular or oval-shaped separating basin.
Es kann aber auch vorgesehen sein, dass diese Verteilungseinrichtung als Schneckenförderer ausgebildet ist, sodass der Einsatz von eckigen, z.B. quadratischen Trennbecken ebenso wir-30 kungsvoll möglich ist, wie der Einsatz von runden Trennbecken.However, it can also be provided that this distribution device is designed as a screw conveyor, so that the use of angular, e.g. square dividing basin as well as we can be 30 kungsvoll possible, such as the use of round dividing basin.
Von Vorteil ist es dabei, wenn zumindest zwei Schneckenförderer angeordnet sind, die jeweils eine unterschiedliche Förderlänge aufweisen, um damit das Gemisch gleichmäßiger im Trennbecken verteilen zu können. 35It is advantageous if at least two screw conveyors are arranged, each having a different conveying length in order to be able to distribute the mixture more uniformly in the separating basin. 35
Es kann auch von Vorteil sein, wenn zumindest einer der Schneckenförderer horizontal verschwenkbar ausgebildet ist, um wiederum eine gleichmäßigere Verteilung des Gemisches im Trennbecken zu ermöglichen. 40 Die Verteilungseinrichtung kann ein Zulaufrohr zur vertikalen Zuführung eines Fluids in das Trennbecken aufweisen, um damit eine Durchwirbelung der einzelnen Partikel des Gemisches zu erreichen.It may also be advantageous if at least one of the screw conveyors is designed to be horizontally pivotable in order in turn to allow a more even distribution of the mixture in the separating basin. The distribution device can have a feed pipe for the vertical supply of a fluid into the separation tank in order to achieve turbulence of the individual particles of the mixture.
Weiters kann das zumindest eine Austragelement eine Paddelwalze sein, um damit einen effi-45 zienten Austrag der aufgeschwommenen, zumindest einen metallischen Komponente zu ermöglichen.Furthermore, the at least one discharge element may be a paddle roller in order to allow efficient discharge of the floated, at least one metallic component.
Vor dem Trennbecken kann eine Zerkleinerungseinrichtung angeordnet sein, wobei gemäß einer Ausführungsvariante der Zerkleinerungseinrichtung zumindest ein Sieb, insbesondere so eine Sieblinie, nachgeordnet sein kann, um damit für eine rasche Reaktion eine Partikelgröße des Gemisches, insbesondere der zumindest einen metallischen Komponente, mit einer ausreichend großen Oberfläche zur Verfügung zu stellen.A shredding device can be arranged in front of the separating basin, wherein according to a variant of the shredding device at least one sieve, in particular such a sieving line, can be arranged downstream, in order to have a particle size of the mixture, in particular of the at least one metallic component, with a sufficiently large size for a rapid reaction To provide surface.
Das zumindest eine Sieb kann einen Überlauf aufweisen, der vorzugsweise mit der Zerkleine-55 rungseinrichtung verbunden ist, um die zu großen Partikel des Gemisches erneut der Zerkleine- 6 AT 501 329 B1 rungseinrichtung zuzuführen, sodass die Trennvorrichtung zumindest in diesem Bereich weitestgehend ohne manuelle Eingriffe betrieben werden kann.The at least one sieve can have an overflow, which is preferably connected to the shredder 55, in order to feed the oversized particles of the mixture to the shredder again, so that the separator at least in this area largely without manual intervention can be operated.
Vor dem Trennbecken kann eine Reinigungsstufe für das Gemisch angeordnet sein, um bei-5 spielsweise an dem Gemisch anhaftende Verunreinigungen, wie z.B. Schmieröle etc., zumindest bereichsweise zu entfernen.In front of the separating basin, a cleaning step for the mixture may be arranged in order, for example, to remove impurities adhering to the mixture, e.g. Lubricating oils, etc., at least partially remove.
Diese Reinigungsstufe kann zumindest eine Einrichtung zur Zufuhr eines Reinigungsfluids, insbesondere eine Sprühdüse, umfassen, wodurch die Reinigung selbst effizienter bei geringem io Reinigungsfluideinsatz gestaltet werden kann.This cleaning step may comprise at least one device for supplying a cleaning fluid, in particular a spray nozzle, whereby the cleaning itself can be designed more efficiently with little use of cleaning fluid.
Es ist weiters von Vorteil, wenn im Trennbecken eine Fördereinrichtung angeordnet ist, mit der der Austrag der weiteren Komponenten des Gemisches aus dem Trennbecken ermöglicht wird. 15 Es ist aber auch möglich, dass der Boden des Trennbeckens zumindest bereichsweise in Bezug auf eine Aufstandsfläche des Trennbeckens abgeschrägt, insbesondere konisch ausgebildet ist, sodass nicht aufschwimmende Gemischkomponenten aufgrund der Schwerkraft in die unteren Bereiche des Trennbeckens absinken, wobei es nach einerweiteren Ausführungsvariante von Vorteil ist, wenn in diesem Bereich zumindest eine Austrageinrichtung, wie beispiels-20 weise ein Schieber, angeordnet ist, mit dem bzw. mit der diese weiteren Komponenten aus dem Trennbecken entfernt werden können.It is also advantageous if a conveyor is arranged in the separating basin, with which the discharge of the other components of the mixture is made possible from the separating basin. But it is also possible that the bottom of the separating basin at least partially bevelled in relation to a footprint of the separating basin, in particular conical, so that not floating mixture components fall due to gravity in the lower regions of the separating basin, and it is according to another embodiment of advantage is, if in this area at least one discharge device, such as a slide, is arranged, with or with which these other components can be removed from the separating basin.
Weiters kann das Trennbecken im oberen Bereich, insbesondere oberhalb des Trennbeckens, eine Gassammeleinrichtung, insbesondere eine Absaugung, aufweisen, um damit das bei der 25 chemischen Reaktion entstandene, gasförmige Transportmedium zu entfernen und zu sammeln um dieses beispielsweise einer Verwertung, z.B. einer thermischen Verwertung, zuzuführen.Furthermore, the separating basin in the upper region, in particular above the separating basin, may have a gas collecting device, in particular an extraction, in order to remove and collect the gaseous transport medium which has formed during the chemical reaction in order, for example, to recover it, e.g. a thermal utilization to supply.
Schließlich ist es auch möglich, dass das Trennbecken zumindest je einen Zu- und Ablauf für das Trennmedium aufweist, um damit eine kontinuierliche Strömung im Trennbecken zu erzeu-30 gen bzw. um damit das Trennmedium zu erneuern bzw. einer Regeneration zuzuführen.Finally, it is also possible for the separating basin to have at least one inlet and outlet for the separation medium in order to generate a continuous flow in the separating basin or to renew the separating medium or to supply it to a regeneration.
Die Erfindung betrifft weiters die Verwendung des Verfahrens sowie der Trennvorrichtung zur Verwertung von Metallabfällen, insbesondere von einem Gemisch aus Spänen aus Aluminium und Magnesium bzw. aus Spänen aus Aluminiumlegierungen und/oder Magnesiumlegierungen. 35The invention further relates to the use of the method and of the separating device for recycling metal wastes, in particular of a mixture of shavings of aluminum and magnesium or of chips of aluminum alloys and / or magnesium alloys. 35
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures.
Es zeigen jeweils in schematisch vereinfachter Darstellung: 40Each shows in a schematically simplified representation: 40
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Trennbecken;1 shows an inventive separation basin.
Fig. 2 eine Ausführungsvariante des Trennbeckens als Teil einer Gesamtanlage.Fig. 2 shows a variant of the separation basin as part of an overall system.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen 45 gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei so einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen. 55 Fig. 1 zeigt eine erste Ausgangsvariante einer Trennvorrichtung 1 zur Abtrennung von zumin-By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, 45 identical parts are provided with the same reference numerals or identical component names, wherein the disclosures contained in the entire description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or component names. Also, the location information chosen in the description, such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are to be transferred to such a change in position mutatis mutandis to the new situation. Furthermore, individual features or combinations of features from the different exemplary embodiments shown and described can also represent independent, inventive or inventive solutions. 55 shows a first output variant of a separating device 1 for separating at
L 7 AT 501 329 B1 dest einer metallischen Komponente 2 aus einem diese enthaltenden Gemisch 3.L 7 AT 501 329 B1 least one metallic component 2 from a mixture containing them 3.
Die Trennvorrichtung 1 umfasst in ihrer einfachsten Ausführung ein Trennbecken 4, in dem ein Trennmedium 5 vorgelegt ist. Das Trennmedium 5 wird durch eine Flüssigkeit gebildet, vor-5 zugsweise Wasser bzw. eine wässrige Lösung oder ein Lösungsmittelgemisch, oder dgl..The separation device 1 comprises in its simplest embodiment, a separation tank 4, in which a separation medium 5 is presented. The separation medium 5 is formed by a liquid, preferably water or an aqueous solution or a solvent mixture, or the like.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abtrennung der zumindest einen metallischen Komponente 2 aus dem Gemisch 3 wird derart geführt, dass ein Transportmedium 6 durch eine chemische Reaktion der metallischen Komponente 2 bzw. von mit dieser in das Trennmedium 5 io eingebrachten Verunreinigungen mit dem Trennmedium 5 gebildet wird.The inventive method for separating the at least one metallic component 2 from the mixture 3 is guided such that a transport medium 6 is formed by a chemical reaction of the metallic component 2 or with this in the separation medium 5 io introduced impurities with the separation medium 5.
In seiner bevorzugten Ausführungsform dient das erfindungsgemäße Verfahren zur Abtrennung von Magnesiumspänen bzw. Spänen aus Magnesiumlegierungen von Aluminiumspänen bzw. Spänen aus Aluminiumlegierungen. Es ist daher möglich, durch Reaktion des Magnesiums mit 15 Wasser Wasserstoff als Transportmedium 6 zu erzeugen, wobei dieses Transportmedium 6 in Form von Gasblasen bzw. -bläschen erzeugt wird, welches das Aufschwimmen der Magnesiumspäne, d.h. der zumindest einen metallischen Komponente 2 in Richtung auf eine Oberfläche 7 des Trennmediums 5, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, bewirkt. Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Verfahren auch für andere metallische Komponenten 2, insbesondere uned-20 le Metalle bzw. Legierungen geeignet, die mit entsprechenden Trennmedien 5 eine Reaktion zeigen, wobei diese Reaktion zur Bildung von Gasblasen führt. Es wird damit der Vorteil erreicht, dass aufgrund der in situ Bildung des Transportmediums 6 auf dessen zusätzliche Einbringung in das Trennmedium 5, wie dies beispielsweise bei bekannten Flotationsverfahren erfolgt, verzichtet werden kann. 25In its preferred embodiment, the process according to the invention serves to separate magnesium turnings or chips from magnesium alloys of aluminum turnings or chips from aluminum alloys. It is therefore possible, by reaction of the magnesium with 15 water, to produce hydrogen as the transport medium 6, this transport medium 6 being produced in the form of gas bubbles which prevent the floating of the magnesium turnings, i. the at least one metallic component 2 in the direction of a surface 7 of the separation medium 5, as shown in Fig. 1, causes. Of course, the inventive method is also suitable for other metallic components 2, in particular uned-20 le metals or alloys that show a reaction with corresponding separation media 5, wherein this reaction leads to the formation of gas bubbles. It is thus achieved the advantage that due to the in situ formation of the transport medium 6 on its additional introduction into the separation medium 5, as is done for example in known flotation, can be omitted. 25
Das Trennbecken 4 ist in seiner Ausführungsvariante nach Fig. 1 als rundes Trennbecken ausgeführt. Es können aber auch andere Querschnitte, wie beispielsweise oval, polygonal, wie z.B. quadratisch, viereckig, etc., verwendet werden. In letzterem Fall ist es von Vorteil, da zur gleichmäßigen Verteilung der Partikel des Gemisches 3 im Trennbecken 4 eine Verteilungsein-30 richtung 8, im Fall der Ausführungsvariante der Fig. 1 in Form eines Rührwerkes, angeordnet ist, entsprechende geformte Verteilungseinrichtungen, wie dies weiter unten noch im Detail erläutert wird, zu verwenden und damit die gleichmäßige Verteilung zu bewirken.The separating basin 4 is executed in its embodiment of FIG. 1 as a round separating basin. However, other cross-sections, such as oval, polygonal, e.g. square, quadrangular, etc., can be used. In the latter case, it is advantageous that, for the uniform distribution of the particles of the mixture 3 in the separating basin 4, a distribution device 8, in the case of the embodiment of FIG. 1 in the form of an agitator, is arranged, corresponding shaped distribution devices, as further will be explained in detail below, and thus to effect the uniform distribution.
Durch die Verteilungseinrichtung 8 ist es möglich, Agglomeratbildungen innerhalb des Gemi-35 sches 3 weitestgehend zu vermeiden und damit auch eine ausreichende Benetzung der zumindest einen metallischen Komponente mit dem Trennmedium bzw. einem darin enthaltenen Reaktanten, der durch Reaktion mit der zumindest einen metallischen Komponente 2 die entsprechende Gasbildung bewirkt, zur Verfügung zu stellen. 40 Durch das Rührwerk, d.h. die Verteilungseinrichtung 8, ist es möglich, das Gemisch 3 einfach in das Trennbecken 4 zu schütten. Es ist jedoch von Vorteil, wenn bereits beim Einbringen des Gemisches 3 in das Trennbecken 4 auf eine gleichmäßige Verteilung desselben innerhalb des Trennbeckens 4 geachtet wird, wie dies weiter unten noch näher ausgeführt wird. 45 Vorzugsweise wird das Verfahren derart ausgeführt, dass die Gasblasen einen gewissen mittleren Blasendurchmesser, ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,2 mm, insbesondere 0,3 mm, vorzugsweise 0,35 mm, und einer oberen Grenze von 0,75 mm, insbesondere 0,65 mm, vorzugsweise 0,5 mm aufweisen. Würden nämlich zu große Gasblasen entstehen, könnten unter Umständen größere Teilchen des Gemisches 3, insbesondere von zu so der beabsichtigten, abzutrennenden Komponente unterschiedliche Teilchen, mitgerissen werden bzw. könnten damit auch Gemischbestandteile an sich, welche noch nicht getrennt worden sind, mit aufschwimmen, sodass der Wirkungsgrad der Trennvorrichtung 1 verschlechtert würde. Zu kleine Gasblasen bzw. Gasbläschen würden hingegen einen ungenügenden Auftrieb bewirken. Gegebenenfalls können die Gasblasen auch einen mittleren Durchmesser aufweisen 55 ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,5 mm und einer oberen Grenze 8 AT 501 329 B1 von 5 mm.By means of the distribution device 8, it is possible to largely avoid agglomeration within the bowl 3, and thus also a sufficient wetting of the at least one metallic component with the separation medium or a reactant contained therein, which reacts with the at least one metallic component 2 the corresponding gas formation causes to provide. 40 By the agitator, i. the distribution device 8, it is possible to simply pour the mixture 3 into the separating basin 4. However, it is advantageous if, during the introduction of the mixture 3 into the separating basin 4, an even distribution thereof within the separating basin 4 is taken into account, as will be explained in more detail below. Preferably, the process is carried out such that the gas bubbles have a certain mean bubble diameter selected from a range with a lower limit of 0.2 mm, in particular 0.3 mm, preferably 0.35 mm, and an upper limit of 0.75 mm, in particular 0.65 mm, preferably 0.5 mm. If gas bubbles formed too large, larger particles of the mixture 3, in particular of different particles, could be entrained with it, in particular with components intended to be separated off, or so that mixture components per se, which have not yet been separated, could also float with them the efficiency of the separator 1 would be deteriorated. Too small gas bubbles or gas bubbles, however, would cause insufficient buoyancy. Optionally, the gas bubbles may also have a mean diameter 55 selected from a range with a lower limit of 0.5 mm and an upper limit 8 AT 501 329 B1 of 5 mm.
Betrachtet man einen Magnesiumspan mit den Dimensionen 1=12 mm, b=3,5 mm und h=0,3 mm wird bei einem Blasendurchmesser von rund 200 pm das Volumen um mehr als 77% 5 vergrößert, wenn überall Blasen anhaften, sodass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine ausreichende Trennleistung erreicht wird.Considering a magnesium chip with the dimensions 1 = 12 mm, b = 3.5 mm and h = 0.3 mm, the volume is increased by more than 77% 5 with a bubble diameter of around 200 pm, if bubbles adhere everywhere, so with a sufficient separation performance is achieved in the process according to the invention.
Weitere Versuche an Magnesiumspänen der folgenden Dimensionen zeigten folgende Ergebnisse: Länge [mm] 6 15 6 15 6 15 Breite [mm] 2 2 5 5 2 5 Mittlere Höhe [mm] 0,1 0,1 0,1 0,1 0,5 0,5 Blasendurch messer [pm] 66 67 69 69 265 313 Volumen Span [mm3] 1.2 3 3 7,5 6 37,5 Volumen H2 [mm3] 0,9 2.2 2,3 5,6 4,5 27,9 25Further experiments with magnesium turnings of the following dimensions showed the following results: Length [mm] 6 15 6 15 6 15 Width [mm] 2 2 5 5 2 5 Mean height [mm] 0.1 0.1 0.1 0.1 0, 5 0.5 Bubble diameter [pm] 66 67 69 69 265 313 Volume Span [mm3] 1.2 3 3 7.5 6 37.5 Volume H2 [mm3] 0.9 2.2 2.3 5.6 4.5 27, 9 25
Es werden dabei ca. 0,047 Gew.-% Mg zu Mg2+ reagiert, wobei ca. 0,43 I H2 pro kg Mg entstehen, sodass damit auch noch eine gewisse Sicherheit in Bezug auf H2/Mg erreicht wird. Von Vorteil ist auch, dass die umgesetzte Magnesiummenge relativ gering ist, sodass eine mögliche Umweltbelastung bzw. notwendige Deponierung des mit Magnesiumionen versetzten Trenn-30 mediums in Grenzen gehalten werden kann.About 0.047% by weight of Mg is reacted to form Mg2 +, whereby about 0.43 I H2 per kg of Mg are produced, so that a certain degree of safety with respect to H2 / Mg is achieved. Another advantage is that the amount of magnesium converted is relatively low, so that a possible environmental impact or necessary landfill of the offset with magnesium ions separation medium can be kept within limits.
Es wurde dabei auch gefunden, dass je größer die Bläschen sind, desto größer ist der Auftrieb bei einfacher Belegung der Spanoberfläche mit Bläschen. Bei „verbogenen“ Spänen ist es von Vorteil, wenn das Verfahren derart gesteuert wird, dass sich im Mittelbereich des Spans größe-35 re und stabilere Bläschen bilden.It was also found that the larger the bubbles are, the greater is the buoyancy with a simple occupancy of the chip surface with bubbles. In the case of "bent" chips, it is advantageous if the method is controlled in such a way that larger and more stable bubbles form in the middle area of the chip.
Es ist auch von Vorteil, wenn das Verfahren derart durchgeführt wird, dass die Gasblasen bzw. Gasbläschen am Partikel bzw. Metallspan nach ihrer Entstehung weiter wachsen, sodass das Partikel bzw. der Metallspan eine Beschleunigung hinsichtlich ihres bzw. seines Auftriebes 40 erfährt. Sind die Partikel zumindest im Bereich der Oberfläche des Trennmediums 5 angelangt, stört es nicht mehr, wenn die Gasblasen vom Partikel zumindest teilweise abreißen.It is also advantageous if the method is carried out in such a way that the gas bubbles or gas bubbles continue to grow on the particle or metal chip after they have formed, so that the particle or metal chip experiences an acceleration with respect to its buoyancy 40. If the particles have reached at least in the region of the surface of the separation medium 5, it no longer interferes if the gas bubbles at least partially tear off the particle.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass der Durchmesser der Gasbläschen an die jeweilige Partikelgröße angepasst werden kann, d.h. die Anpassung erfolgt durch die entsprechende Reakti-45 onsführung, die jedoch der Fachmann aufgrund seines Fachwissens ohne erfinderisches Zutun aufgrund gegenständlicher Lehre zum technischen Handeln ohne weiteres selbst entsprechend wählen kann.It should be mentioned at this point that the diameter of the gas bubbles can be adapted to the respective particle size, i. The adjustment is made by the appropriate Reakti-45 onsführung, however, the expert on his expertise without inventive step due to representational doctrine for technical action readily choose themselves accordingly.
Die Gasbläschen verbleiben nach ihrer Entstehung in vorteilhafter Weise an jenen Partikeln der so metallischen Komponente 2, an denen sie entstanden sind. Dazu ist es wiederum vorteilhaft, dass diese Gasbläschen einen mittleren Blasendurchmesser entsprechend oben beschriebenen Bereich aufweisen, da zu große Gasblasen unter Umständen von den metallischen Partikeln abreißen und somit nicht den gewünschten Auftrieb derselben bewirken. 55 Um die Adhäsion der Gasbläschen an den Partikeln der metallischen Komponente 2 zu verbes- 9 AT 501 329 B1 sern, können dem Trennmedium 5 entsprechende Additiva zugesetzt sein, wie beispielsweise wie z.B. Alkansulfonate, Alkansulfate.The gas bubbles remain after their formation in an advantageous manner to those particles of the metallic component 2, where they are formed. For this purpose, it is again advantageous that these gas bubbles have a mean bubble diameter corresponding to the range described above, since too large gas bubbles tear off from the metallic particles under certain circumstances and thus do not bring about the desired buoyancy of the same. In order to improve the adhesion of the gas bubbles to the particles of the metallic component 2, appropriate additives may be added to the separating medium 5, such as, for example, e.g. Alkanesulfonates, alkanesulfates.
Im Bereich der Oberfläche 7 des Trennmediums 5 ist bei der Ausführungsvariante der Trenn-5 Vorrichtung 1 nach Fig. 1 ein Austragelement 9, welches die Form eines Rechens aufweist, angeordnet. Dieser Rechen ist entsprechend Doppelpfeil 10 horizontal verschiebbar, in Richtung auf eine Austrageinrichtung 11, z.B. eine Schurre. Während dieser Horizontalbewegung des Austragelementes 9 werden bereits aufgeschwommene Partikel der metallischen Komponente 2 in Richtung auf die Austrageinrichtung 11 verbracht und aus dem Trennbecken 4 in io weiterer Folge über diese z.B. durch Schwerkraft oder aber auch durch entsprechende Fördereinrichtungen, wie z.B. Förderbänder, etc., aus dem System entfernt und in der Folge in einem nicht dargestellten Sammelbehältnis zu dessen weiteren Verwendung, beispielsweise schmelzmetallurgischen Verwendung, aufbewahrt. 15 Die auf einem Boden 12 des Trennbeckens 4 verbliebene(n), restliche(n) Komponente(n) des Gemisches 3 können ebenfalls über ein entsprechendes Austragelement 9, beispielsweise wiederum einen Rechen durch Horizontalverschiebung zu einer weiteren Austrageinrichtung 11 verbracht werden und auf diese Art aus dem System entfernt werden. 20 Anstelle von einfachen Rechen ist es auch möglich, sämtliche, aus dem Stand der Technik in diesem Zusammenhang bekannte Austragelemente 9 zu verwenden. Besonders vorteilhaft hat sich auch erwiesen sogenannte Paddelwalzen, wie dies in Fig. 2 schematisch angedeutet ist, einzusetzen, da damit ein kontinuierlicher Austrag der abgetrennten metallischen Komponente 2 aus dem Trennbecken 4 durch die Erzeugung einer entsprechenden Strömung in Richtung 25 auf die Austrageinrichtung 11 ermöglicht wird.In the area of the surface 7 of the separation medium 5, a discharge element 9, which has the shape of a rake, is arranged in the variant embodiment of the separation 5 device 1 according to FIG. This rake is horizontally displaceable according to double arrow 10, in the direction of a discharge device 11, e.g. a chute. During this horizontal movement of the discharge 9 already floated particles of the metallic component 2 are spent in the direction of the discharge device 11 and from the separating basin 4 in further consequence of this example. by gravity or by appropriate conveyors, e.g. Conveyor belts, etc., removed from the system and subsequently stored in a collection container, not shown for its further use, for example, fusion metallurgical use. The residual component (s) of the mixture 3 remaining on a bottom 12 of the separating basin 4 can likewise be transported via a corresponding discharge element 9, for example once again a rake by horizontal displacement, to a further discharge device 11 and in this way be removed from the system. Instead of simple rakes, it is also possible to use all discharge elements 9 known from the prior art in this connection. It has also proven to be particularly advantageous to use so-called paddle rollers, as is indicated schematically in FIG. 2, since this allows a continuous discharge of the separated metallic component 2 from the separating basin 4 by generating a corresponding flow in the direction 25 onto the discharge device 11 ,
Wie bereits erwähnt, kann dem Trennmedium 5 zumindest ein zusätzliches Additiv zugesetzt sein. So ist es z.B. möglich, dass als Additiv das an der metallischen Komponente 2 oder dem Gemisch 3 gegebenenfalls anhaftende Schmiermittel, insbesondere ein in der Metallbearbei-30 tung üblicherweise verwendetes Kühlschmiermittel, wie z.B. eine Emulsion eines synthetischen und/oder mineralischen und/oder pflanzlichen Öles, insbesondere esterbasierend, verwendet wird. Ein derartiger Zusatz ist vor allem dann von Vorteil, wenn das Transportmedium 6 durch Reaktion dieses Additivs alternativ oder zusätzlich entsteht, und wenn dieses in ungenügendem Ausmaß an der metallischen Komponente 2 bzw. dem Gemisch 3 aus spanenden Metallbear-35 beitung anhaftet, sodass ein unbefriedigendes Trennergebnis erzielt würde.As already mentioned, at least one additional additive may be added to the separation medium 5. So it is e.g. possible to use as an additive the lubricant optionally adhering to the metallic component 2 or the mixture 3, in particular a cooling lubricant conventionally used in the metal working industry, such as e.g. an emulsion of a synthetic and / or mineral and / or vegetable oil, in particular esterbasierend, is used. Such an additive is particularly advantageous if the transport medium 6 is formed alternatively or additionally by reaction of this additive, and if this adheres to an insufficient extent to the metallic component 2 or the mixture 3 of metal-working metal machining, so that an unsatisfactory Separation result would be achieved.
Es erweist sich daher von Vorteil, bereits bei der Metallbearbeitung auf das spätere Recycling der anfallenden Späne zu achten, insbesondere in der Auswahl des verwendeten Kühlschmiermittels. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn die Abfallspäne in der eigenen Pro-40 duktion dem Recycling unterworfen werden, d.h. dass die erfindungsgemäße Trennvorrichtung 1 in die Produktionslinie des jeweiligen Herstellungsbetriebes, beispielsweise von Motorblöcken, integriert wird. Es kann damit unter Umständen auch auf aufwendige Prozesse zur Entsorgung dieser Kühlschmiermittel verzichtet werden, da diese im Recyclingverfahren zur Wiedergewinnung der metallischen Komponente 2 einem chemischen Abbauprozess zur Erzeu-45 gung des Transportmediums 6 unterworfen werden.It therefore proves to be advantageous to pay attention to the subsequent recycling of the resulting chips already in the metalworking, in particular in the selection of the cooling lubricant used. This is particularly advantageous when the waste chips are subjected to recycling in their own production, i. that the separating device 1 according to the invention is integrated into the production line of the respective manufacturing operation, for example engine blocks. It may thus be possible to dispense with complicated processes for the disposal of these cooling lubricants under certain circumstances, since these are subjected to a chemical degradation process for the production of the transport medium 6 in the recycling process for the recovery of the metallic component 2.
Als anderes Additiv ist es möglich, Hilfsstoffe dem Trennmedium 5 zuzusetzen, die, wie bereits erwähnt, die Adhäsion des gasförmigen Transportmediums 6 an der zumindest einen metallischen Komponente 2 verstärken, wie z.B. Alkansulfonate, Alkansulfate. 50As another additive, it is possible to add adjuvants to the separation medium 5 which, as already mentioned, enhance the adhesion of the gaseous transport medium 6 to the at least one metallic component 2, e.g. Alkanesulfonates, alkanesulfates. 50
Zur Unterstützung des Aufschwimmens, d.h. des Auftriebes, kann, sofern die Erzeugung des Transportmediums 6 alleine nicht für eine vollständige Trennung ausreicht, gegebenenfalls ein sogenannter Schaumbildner dem Trennmedium zugesetzt werden, wie z.B. Polyglykole und deren Ether, Terpenalkohole, organische Tenside, Alkylsulfonsäuren, Alkylbenzylsulfonsäuren, 55 Silikonverbindungen. 10 AT 501 329 B1In support of the floating, i. buoyancy, if the generation of the transport medium 6 alone is not sufficient for complete separation, then a so-called foaming agent may optionally be added to the separation medium, e.g. Polyglycols and their ethers, terpene alcohols, organic surfactants, alkylsulfonic acids, alkylbenzylsulfonic acids, 55 silicone compounds. 10 AT 501 329 B1
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass unter vollständiger Trennung ein Trenngrad von 80 % bis 99 % verstanden werden soll, wobei auch eine vollständige Trennung bis 100 % nicht ausgeschlossen ist. 5 Zur Konditionierung des Trennmediums 5 ist es weiters möglich, Viskositätsregler zuzugeben, wie z.B. Polyethylenglykole, Diethylenglykolmonoethylether, um damit die Verweilzeit der Partikel der abzutrennenden Komponente 2 innerhalb einer Aufschwimmstrecke 13, die sich im wesentlichen vom Boden 12 bis zur Oberfläche 7 des Trennmediums 5, also vereinfacht gesagt über die Füllhöhe des Trennmediums 5 im Trennbecken 4 erstreckt, einzustellen. Es ist damit io auch eine verbesserte Trennung möglich für den Fall, dass gegebenenfalls unerwünschte Komponenten von den aufschwimmenden Partikeln der metallischen Komponente 2 mitgerissen werden, da es über diese Verweilzeit, d.h. die Dauer des Aufschwimmens, möglich ist, dass diese unerwünschten Komponenten von den Partikeln in Richtung auf den Boden 12 abfallen. 15 Zur Verbesserung der Trennleistung ist es weiters möglich, dass das Trennmedium 5 temperiert wird, wobei diese Temperatur ausgewählt sein kann aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 4 °C, insbesondere 40 °C, vorzugsweise 55 °C, und einer oberen Grenze von 180 °C, insbesondere 155 °C, vorzugsweise 135 °C. Über diese Temperierung kann nämlich die Reaktionsgeschwindigkeit, d.h. das Entstehen des Transportmediums 6 in Form der Gasblasen 20 geregelt werden, insbesondere dann, wenn die Entstehung des Transportmediums 6 bei Raumtemperatur zu gering ist.It should be mentioned at this point that to be understood by complete separation, a degree of separation of 80% to 99%, with a complete separation to 100% is not excluded. For conditioning the separation medium 5, it is further possible to add viscosity regulators, e.g. Polyethylene glycols, diethylene glycol monoethyl ether, so as to adjust the residence time of the particles of the separated component 2 within a Aufschwimmstrecke 13, which essentially extends from the bottom 12 to the surface 7 of the separation medium 5, that is simplified about the filling level of the separation medium 5 in the separation tank 4 set. Thus, an improved separation is also possible in the event that possibly unwanted components are entrained by the floating particles of the metallic component 2, since it over this residence time, i. the duration of the floating, it is possible that these undesirable components fall off from the particles towards the bottom 12. To improve the separation performance, it is further possible that the separation medium 5 is tempered, this temperature may be selected from a range with a lower limit of 4 ° C, in particular 40 ° C, preferably 55 ° C, and an upper limit of 180 ° C, especially 155 ° C, preferably 135 ° C. In fact, the rate of reaction, i.e. the rate of reaction, can be determined by this temperature control. the formation of the transport medium 6 in the form of the gas bubbles 20 are regulated, in particular when the formation of the transport medium 6 at room temperature is too low.
Dazu kann im Trennbecken 4 ein Temperaturfühler 14 angeordnet sein, wobei dieser über eine Leitung 15 mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung 16 verbunden sein kann, um damit 25 einen höheren Grad der Automatisierung zu erreichen. Diese Steuer- und/oder Regeleinrichtung 16 kann beispielsweise in Form eines PC's oder dgl. ausgeführt sein.For this purpose, a temperature sensor 14 may be arranged in the separating basin 4, wherein this may be connected via a line 15 to a control and / or regulating device 16 in order to achieve a higher degree of automation. This control and / or regulating device 16 can be embodied, for example, in the form of a PC or the like.
Neben der Temperatur ist es auch möglich, das Trennverfahren über gewissen Druckverhältnisse innerhalb des Trennbeckens 4 zu steuern. Dazu muss selbstverständlich das Trennbe-30 cken 4 mit einer Abdeckung (in Fig. 1 nicht gezeigt) versehen sein, um einen entsprechenden Druckaufbau zu ermöglichen. Der Druck kann dabei ausgewählt sein aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 1 mbar, insbesondere 2 bar, vorzugsweise 3,25 bar, und einer oberen Grenze von 10 bar, insbesondere 7,5 bar, vorzugsweise 5,75 bar. Über diese Druckverhältnisse ist es möglich Einfluss auf den Blasendurchmesser sowie die Anzahl der entstehenden 35 Blasen des Transportmediums 6 zu nehmen. Zur Automatisierung kann auch hierfür ein entsprechender Fühler im Trennbecken 4 angeordnet sein, der vorzugsweise wiederum mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 16 leitungsverbunden ist.In addition to the temperature, it is also possible to control the separation process over certain pressure conditions within the separation tank 4. For this purpose, of course, the Trennbe-30 blocks 4 with a cover (not shown in Fig. 1) must be provided to allow a corresponding pressure build-up. The pressure may be selected from a range with a lower limit of 1 mbar, in particular 2 bar, preferably 3.25 bar, and an upper limit of 10 bar, in particular 7.5 bar, preferably 5.75 bar. By means of these pressure conditions, it is possible to influence the bubble diameter as well as the number of resulting bubbles of the transport medium 6. For automation, a corresponding sensor can also be arranged in the separating basin 4 for this purpose, which in turn is preferably conductively connected to the control and / or regulating device 16.
Es ist unter Umständen weiters von Vorteil, wenn das Milieu des Trennmediums 5 selbst gere-40 gelt wird, d.h. dass ein pH-Wert, ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 3, vorzugsweise 4,2 und einer oberen Grenze von 7,1 eingestellt wird, um beispielsweise die Entstehung des gasförmigen Transportmediums 6 zu begünstigen, wobei dabei auch auf die Kinetik der Reaktion Einfluss genommen werden kann. Dazu kann ebenfalls im Trennbecken 4 eine Sonde 17 angeordnet sein, die bevorzugt wiederum über eine Leitung 18, mit der Steuer-45 und Regeleinrichtung 16 leitungsverbunden ist. Gegebenenfalls ist es von Vorteil, wenn das Trennmedium 5 gepuffert wird, z.B. mit Citronensäure.It may also be advantageous if the medium of the separating medium 5 itself is fermented, i. E. in that a pH value selected from a range with a lower limit of 3, preferably 4.2 and an upper limit of 7.1 is set in order, for example, to favor the formation of the gaseous transport medium 6, whereby the kinetics of the Reaction can be influenced. For this purpose, a probe 17 may also be arranged in the separating basin 4, which in turn is preferably conductively connected via a line 18 to the control 45 and regulating device 16. Optionally, it is advantageous if the separation medium 5 is buffered, e.g. with citric acid.
Durch die Wahl dieser Maßnahmen ist es auf vorteilhafter Weise möglich, die Bildung der Gasblasen des Transportmediums 6 an die jeweiligen Erfordernisse des Trennverfahrens auszu-50 richten, d.h. dass gerade soviel Gasbläschen entstehen, um damit ein möglichst vollständiges Aufschwimmen der Komponente 2, beispielsweise der Magnesiumspäne bzw. der Magnesiumpartikel, zu erreichen, jedoch nicht soviel, dass zusätzlich andere Komponenten des Gemisches damit mitgerissen werden. Des weiteren kann durch diese Maßnahmen auch auf die Größe der entstehenden Gasbläschen Einfluss genommen werden, womit wiederum die Trennleistung 55 entsprechend optimiert werden kann. 1 1 AT 501 329 B1By choosing these measures, it is advantageously possible to direct the formation of the gas bubbles of the transport medium 6 to the particular requirements of the separation process, i. that just as much gas bubbles arise in order to achieve the most complete possible floating of the component 2, for example the magnesium chips or the magnesium particles, but not so much that in addition other components of the mixture are entrained. Furthermore, these measures can also be used to influence the size of the resulting gas bubbles, which in turn enables the separation efficiency 55 to be optimized accordingly. 1 1 AT 501 329 B1
Erwähnt sei jedoch, dass sich die angegebenen Wertebereiche insbesondere auf das Trennbeispiel Aluminiumspäne/Magnesiumspäne beziehen und dass für die Trennung anderer metallischer Komponenten 2 zwei aus einem Gemisch 3 andere Parameter u.U. vorteilhafter sind. Die Anpassung daran liegt jedoch wiederum im Können des Fachmannes, der dies ohne erfin-5 derisches Zutun aufgrund der vorliegenden Lehre vornehmen wird.It should be mentioned, however, that the specified ranges of values relate in particular to the separation example aluminum shavings / magnesium shavings and that, for the separation of other metallic components 2, two other parameters from a mixture 3 u.Uu. are more advantageous. The adaptation to it, however, again lies within the ability of those skilled in the art, who will do so without inventive step on the basis of the present teaching.
Zur Erreichung der angesprochenen Trennleistung ist es von Vorteil, wenn pro Kilogramm Gemisch ein Gasvolumen erzeugt wird, ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,2 I, insbesondere 0,25 I, vorzugsweise 0,3 I, und einer oberen Grenze von 0,9 I, insbe-io sondere 0,75 I, vorzugsweise 0,43 I.To achieve the mentioned separation efficiency, it is advantageous if per kilogram of mixture, a gas volume is generated, selected from a range with a lower limit of 0.2 I, in particular 0.25 I, preferably 0.3 I, and an upper limit of 0.9 I, in particular 0.75 I, preferably 0.43 I.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung 1, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen entsprechend der Ausführung zu Fig. 1 versehen sind. Selbstverständlich können einzelne Teile der Ausführungsvariante der Trennvorrichtung 1 nach 15 Fig. 1 auf diese Ausführungsvariante der Fig. 2 übertragen werden, wie z.B. der Temperaturfühler 14, die Sonde 17, etc., ohne dass hierauf in Fig. 2 gesondert Bezug genommen werden muss. Für den Fall, dass die Partikel des Gemisches 3 für die Abtrennung der metallischen Kompo-20 nente 2 zu groß sind, kann dieses Gemisch 3, insbesondere das Spänegemisch, einer Aufgabeeinrichtung 19, z.B. einem Trichter, der beispielsweise über ein Förderband 20 oder direkt mit einer Verkleinerungseinrichtung 21 verbunden ist, aufgegeben werden. Die Anordnung eines Förderbandes 20 bietet beispielsweise den Vorteil, dass die Aufgabe des Gemisches 3 flureben erfolgen kann. 25Fig. 2 shows a variant of the inventive separation device 1, wherein like parts are provided with the same reference numerals corresponding to the embodiment of FIG. 1. Of course, individual parts of the embodiment of the separating device 1 according to Fig. 1 can be transferred to this embodiment of Fig. 2, such as e.g. the temperature sensor 14, the probe 17, etc., without this having to be referenced separately in FIG. In the event that the particles of the mixture 3 are too large for the separation of the metallic Kompo-20, this mixture 3, in particular the chip mixture, a feed device 19, e.g. a hopper, which is connected for example via a conveyor belt 20 or directly to a reduction device 21, abandoned. The arrangement of a conveyor belt 20 offers, for example, the advantage that the task of the mixture 3 can take place flore-side. 25
In der Zerkleinerungseinrichtung 21, beispielsweise einem Brecher, Schneid- oder Mahlwerk, etc., werden die einzelnen Komponenten des Gemisches 3 auf die erforderliche Partikelgröße zerkleinert, wobei eine mittlere Partikelgröße ausgewählt sein kann aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 6 mm, insbesondere 7 mm, vorzugsweise 8 mm, und einer oberen Grenze 30 von 15 mm, insbesondere 12 mm, vorzugsweise 10 mm, und einer Breite, die ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 2 mm, insbesondere 2,5 mm, vorzugsweise 2,75 mm, und einer oberen Grenze von 5 mm, insbesondere 4 mm, vorzugsweise 3 mm, und einer mittleren Höhe, die ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 mm, insbesondere 0,15 mm, vorzugsweise 0,2 mm, und einer oberen Grenze von 0,5 mm, 35 insbesondere 0,4 mm, vorzugsweise 0,3 mm, um damit im Trennbecken 4, d.h. im Trennmedium 5 eine ausreichende Benetzung der metallischen Komponente 2, d.h. dessen Partikel für eine ausreichende Trennleistung zu erreichen. Die mittlere Höhe der Partikel bezieht sich bei spanförmigen Partikeln auf deren, im Querschnitt betrachtet, zumindest annähernd trapezförmiges Aussehen. 40 Für die Trennleistung ist es auch vorteilhaft, Partikel einzusetzen die eine mittlere Größe zwischen 0,1 mm und 12 mm - bezogen auf die Maschenweite eines Siebes - aufweisen.In the comminution device 21, for example a crusher, cutting or grinding mechanism, etc., the individual components of the mixture 3 are comminuted to the required particle size, wherein an average particle size can be selected from a range with a lower limit of 6 mm, in particular 7 mm, preferably 8 mm, and an upper limit 30 of 15 mm, in particular 12 mm, preferably 10 mm, and a width which is selected from a range with a lower limit of 2 mm, in particular 2.5 mm, preferably 2, 75 mm, and an upper limit of 5 mm, in particular 4 mm, preferably 3 mm, and an average height which is selected from a range with a lower limit of 0.1 mm, in particular 0.15 mm, preferably 0.2 mm, and an upper limit of 0.5 mm, 35 in particular 0.4 mm, preferably 0.3 mm, so that in the separating basin 4, ie in the separation medium 5 sufficient wetting of the metallic component 2, i. to reach its particles for a sufficient separation performance. The average height of the particles in the case of chip-shaped particles refers to their, viewed in cross-section, at least approximately trapezoidal appearance. 40 For the separation performance, it is also advantageous to use particles having a mean size between 0.1 mm and 12 mm - based on the mesh size of a sieve - have.
Der Zerkleinerungseinrichtung 21 kann zumindest ein Sieb (in Fig. 2 nicht dargestellt), insbe-45 sondere eine Sieblinie, nachgeordnet sein, mit dem bzw. der die gewünschte bzw. die gewünschten Siebfraktionen ausgesiebt werden. Eine Sieblinie ist immer dann von Vorteil, wenn für die Trennung selbst eine bestimmte Zusammensetzung an unterschiedlichsten Korngrößen des Gemisches 3 erwünscht ist. so Vorteilhaft ist es auch, wenn dieses zumindest eine Sieb bzw. das oberste Sieb der Sieblinie mit der Zerkleinerungseinrichtung 21 über eine entsprechende Rückführfördereinrichtung in den Aufgabebereich verbunden ist, beispielsweise mit der Aufgabeeinrichtung 19, wobei auch hier wiederum die Anordnung des Förderbandes 20 und damit die flurebene Aufgabe des Gemisches 3 von Vorteil ist, da dadurch keine zusätzliche Energie für das Antreiben eines Förderers 55 zur Höhenüberwindung der Rückfraktion der Sieblinie bzw. des Siebes in den Einlaufbereich 1 2 AT 501 329 B1 der Zerkleinerungseinrichtung 21 erforderlich ist, sodass diese Rückfraktion neuerlich der Zerkleinerung zugeführt wird.At least one sieve (not shown in FIG. 2), in particular a grading curve, downstream of which the desired or the desired sieve fractions are sieved, can be arranged downstream of the comminuting device 21. A grading curve is always advantageous if, for the separation itself, a specific composition of different grain sizes of the mixture 3 is desired. It is also advantageous if this at least one sieve or the uppermost wire of the grading curve is connected to the comminution device 21 via a corresponding return conveyor in the task area, for example with the feeder 19, again in this case the arrangement of the conveyor belt 20 and thus the Hall level task of the mixture 3 is advantageous because it requires no additional energy for driving a conveyor 55 to overcome the height of the backfraction of the grading curve or sieve in the inlet region 1 2 AT 501 329 B1 shredder 21 so that this backfraction again the Crushing is supplied.
In den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 ist der Zerkleinerungsvorrichtung 21 alternativ eine 5 Reinigungsstufe 22 nachgeordnet. Diese Reinigungsstufe 22 kann beispielsweise über zumindest eine Sprühdüse 23, bevorzugt mehrere, verfügen, mit der ein entsprechendes Reinigungsmittel, z.B. ein Tensid oder dgl., über die einzelnen zerkleinerten Partikel des Gemisches 3 versprüht wird und diese damit von anhaftenden Verunreinigungen beispielsweise mittels eines Lösungsmittels gereinigt werden, sodass eine gesäuberte Oberfläche für die Reaktion im io Trennbecken 4 zur Verfügung steht. Es ist dabei von Vorteil, wenn die Partikel des Gemisches 3 beispielsweise auf einem Lochband 24 oder dgl. durch die Reinigungsstufe 22 bewegt werden, sodass das ablaufende Reinigungsmittel, welches mit den Verunreinigungen behaftet ist, mittels Schwerkraft in einem trichterförmigen Auslass 25 ablaufen und dort einer entsprechenden Sammlung, gegebenenfalls zur weiteren Verarbeitung zugeführt werden kann. 15In the exemplary embodiments according to FIG. 2, the comminuting device 21 is alternatively arranged downstream of a cleaning stage 22. This cleaning stage 22 may comprise, for example, at least one spray nozzle 23, preferably several, with which a corresponding cleaning agent, e.g. a surfactant or the like. Is sprayed over the individual comminuted particles of the mixture 3 and these are thus cleaned of adhering impurities, for example by means of a solvent, so that a cleaned surface for the reaction in the separation basin 4 is available. It is advantageous if the particles of the mixture 3 are moved, for example on a perforated belt 24 or the like. Through the cleaning stage 22, so that the running cleaning agent, which is afflicted with the contaminants, run by gravity in a funnel-shaped outlet 25 and there appropriate collection, may be supplied for further processing if necessary. 15
Am Ende der Reinigungsstufe 22 können die Partikel des Gemisches 3 wiederum einer Aufgabeeinrichtung 19, beispielsweise besagtem Trichter, eines weiteren Förderbandes 20 bzw. einer weiteren Fördereinrichtung übergeben werden, mit der diese dem Trennbecken 4 zugeführt werden. In dem Trennbecken 4 bzw. an diesem kann eine erste Verteilungseinrichtung 8, bei-20 spielsweise in Form eines Rührwerkes, angeordnet sein, um die gegebenenfalls feuchten Partikel des Gemisches 3, sofern diese nicht vorher einer Trocknung unterzogen wurden, bestmöglich zu vereinzeln und damit einer Agglomeratbildung vorzubeugen.At the end of the cleaning stage 22, the particles of the mixture 3 can in turn be transferred to a feed device 19, for example said hopper, to a further conveyor belt 20 or to a further conveyor device with which these are fed to the separating basin 4. In the separating basin 4 or at this, a first distribution device 8, for example in the form of a stirrer, be arranged to the possibly moist particles of the mixture 3, if they were not previously subjected to drying, best possible to separate and thus one Prevent agglomeration.
Im Anschluss daran können diese Partikel einer weiteren Fördereinrichtung 26 übergeben 25 werden, mit der die Partikel des Gemisches 3 letztendlich in das Trennmedium 5 eingebracht werden.Subsequently, these particles can be transferred to a further conveyor 26, with which the particles of the mixture 3 are finally introduced into the separation medium 5.
Diese Fördereinrichtung 26 ist in Fig. 2 in Form von zwei Schneckenförderern, bevorzugt mit unterschiedlicher Förderlänge, ausgeführt, um damit eine möglichst gleichmäßige Verteilung 30 der Partikel des Gemisches 3 über den Boden 12 des Trennbeckens 4 zu bewirken. Alternativ und/oder zusätzlich dazu ist es möglich (gegebenenfalls sogar mit nur einem Schneckenförderer), dass diese weitere Fördereinrichtung 26 horizontal verschwenkbar ausgebildet ist, sodass weite Bereiche des Bodens 12 des Trennbeckens 4 von dieser Fördereinrichtung 26 überstrichen werden und damit eine entsprechende Vergleichmäßigung der Partikel des Gemisches 3 35 im Trennbecken 4 erreicht wird, wodurch die Benetzung der Partikel des Gemisches 3 durch das Trennmedium 5 verbessert werden kann.This conveyor 26 is in Fig. 2 in the form of two screw conveyors, preferably with different conveying length, carried out so as to effect a uniform distribution of the particles 30 of the mixture 3 over the bottom 12 of the separating basin 4. Alternatively and / or additionally, it is possible (possibly even with only one screw conveyor) that this further conveyor 26 is formed horizontally pivotable, so that wide areas of the bottom 12 of the separation tank 4 are swept by this conveyor 26 and thus a corresponding homogenization of the particles of the mixture 3 35 in the separating basin 4 is achieved, whereby the wetting of the particles of the mixture 3 by the separation medium 5 can be improved.
In Fig. 2 sind so genannte Paddelwalzen als Austragelemente 9 dargestellt, die durch ihre Drehbewegung eine Strömung in Richtung auf die Austrageinrichtung 11 erzeugen, sodass 40 aufgeschwommene Metallpartikel, also beispielsweise Magnesiumspäne, durch diese Strömung der Austrageinrichtung 11 zugeführt und über diese dem System entzogen werden.In Fig. 2, so-called paddle rollers are shown as discharge elements 9, which generate by their rotational movement a flow in the direction of the discharge device 11, so 40 floated metal particles, ie, for example, magnesium chips, fed through this flow of the discharge device 11 and are withdrawn through this system ,
Der Boden 12 des Trennbeckens 4 ist bei der Ausführungsvariante nach Fig. 2 konisch ausgeführt, sodass die nach unten sinkenden, nicht aufschwimmenden Partikel über die Schwerkraft 45 einem schieberförmigen Austragelement 9 zugeführt und von dort dem Trennbecken 4 entzogen werden können. Selbstverständlich sind auch hier andere Ausführungsvarianten möglich, beispielsweise dass anstelle der konischen Ausführung der Boden 12 nur einseitig abgeschrägt ist. so In Fig. 2 ist strichliert eine Gassammeleinrichtung 27 angedeutet, beispielsweise eine Absaughaube, mit der das aufsteigende Gas, also beispielsweise der Wasserstoff, gesammelt und einem entsprechenden Sammelbehältnis zugeführt werden kann. Wie bereits erwähnt, kann der Wasserstoff z.B. thermisch verwertet werden, um damit zumindest anteilsmäßig die erforderliche Energie für die möglicherweise notwendige Temperierung des Trennmediums 5 zu erhal-55 ten. 1 3 AT 501 329 B1The bottom 12 of the separating basin 4 is conical in the embodiment according to FIG. 2, so that the particles which sink downwards and do not float can be fed via gravity 45 to a slide-shaped discharge element 9 and can be withdrawn therefrom to the separating basin 4. Of course, other embodiments are possible here, for example, that instead of the conical design, the bottom 12 is bevelled only on one side. 2, a gas collecting device 27 is indicated in broken lines in FIG. 2, for example a suction hood with which the ascending gas, for example the hydrogen, can be collected and supplied to a corresponding collecting container. As already mentioned, the hydrogen may e.g. be utilized thermally, so as to at least proportionately the required energy for the possibly necessary tempering of the separation medium 5 th 55 th hold. 1 3 AT 501 329 B1
Es ist weiters möglich, dass die Verteilungseinrichtung 8 zumindest ein Zulaufrohr zur vertikalen Zuführung eines Fluids in das Trennbecken 4 aufweist, wodurch wiederum eine Strömung im Trennbecken 4 erzeugt werden kann, mit der die Partikel des Gemisches 3 in Schwebe gehalten werden können. Entsprechende Einrichtungen zur Steuerung und Kontrollierung der Strö-5 mungsgeschwindigkeit sowie generell der Strömungsverhältnisse im Trennbecken 4 können - wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind - in diesem angeordnet sein und beispielsweise mit bereits beschriebener Steuer- und/oder Regeleinrichtung 16 leitungsverbunden sein.It is also possible that the distribution device 8 has at least one inlet pipe for the vertical supply of a fluid in the separation tank 4, which in turn can be generated in the separation tank 4, a flow with which the particles of the mixture 3 can be held in suspension. Corresponding devices for controlling and controlling the flow velocity and, in general, the flow conditions in the separating basin 4 can-as they are known from the state of the art-be arranged in this and, for example, be conductively connected to already described control and / or regulating device 16.
Weiters ist es möglich, dass das Trennbecken 4 zumindest einen Zulauf und einen Ablauf für io das Trennmedium 5 aufweist, wodurch dieses diskontinuierlich oder bevorzugt kontinuierlich ausgetauscht und gegebenenfalls einer Wiederaufbereitung zugeführt werden kann, sodass eine Gehalt an Metallionen in diesem Trennbecken 4 bzw. Trennmedium 5 ein vorbestimmbares Niveau bzw. vorbestimmbare Konzentration nicht übersteigt. Die Wiederverwertung des ausgeschiedenen Trennmediums 5 kann beispielsweise in Form einer Fällung dieser Metallio-15 nen erfolgen, beispielsweise können Magnesiumsalze, z.B. Magnesiumsulfat, Magnesiumchlorid, etc. ausgefällt und als Sekundärrohstoff verwendet werden, wobei das Trennmedium 5 selbst wiederum dem Trennbecken 4 zugeleitet werden kann.Furthermore, it is possible for the separating basin 4 to have at least one inlet and one outlet for the separating medium 5, as a result of which it can be exchanged discontinuously or preferably continuously and optionally recycled, so that a content of metal ions in this separating basin 4 or separating medium 5 does not exceed a predeterminable level or predeterminable concentration. The recycling of the precipitated separating medium 5 can be carried out, for example, in the form of a precipitation of these metal ions, for example magnesium salts, e.g. Magnesium sulfate, magnesium chloride, etc. are precipitated and used as a secondary raw material, wherein the separation medium 5 itself can be fed to the separation tank 4 again.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbe-20 sondere für die Trennung von Gemischen 3 aus der Metallverarbeitung, insbesondere aus der spanenden Metallverarbeitung, also beispielsweise von Metallspänen, wobei die beschriebene Ausführung „Trennung von Aluminiumspänen und Magnesiumspänen bzw. deren Legierungen“ nur als Beispiel dient und das Verfahren selbstverständlich auch für ähnlich sich verhaltende Metalle bzw. Metallgemische verwendet werden kann. Beispielsweise ist es auf diese Weise 25 auch möglich, Magnesiumspäne von Stahllegierungen, d.h. Stahlspänen abzutrennen.The method according to the invention and the device according to the invention are particularly suitable for the separation of mixtures 3 from metalworking, in particular from machining metalworking, that is for example from metal shavings, the described embodiment "separation of aluminum shavings and magnesium shavings or their alloys" only As an example, and the method can of course be used for similarly behaving metals or metal mixtures. For example, in this way it is also possible to use magnesium turnings of steel alloys, i. Separate steel chips.
Es können also auch Gemische getrennt werden, deren eine Komponente 2 mit einer entsprechenden Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, Gasbildung, z.B. Wasserstoff, zeigt, wobei die andere Komponente, also beispielsweise Aluminium, mit Wasser bzw. mit Wasser enthaltenden 30 Flüssigkeiten keine bzw. geringe Gasbildung hervorrufen.It is thus also possible to separate mixtures of which one component 2 is mixed with a corresponding liquid such as water, gas formation, e.g. Hydrogen, shows, with the other component, so for example aluminum, with water or water containing 30 liquids cause no or little gas formation.
Die Gasbildung kann - wie bereits erwähnt - auch durch mögliche, während des Herstell-, Be-und Verarbeitungs- bzw. Recyclingsverfahrens eingesetzte, anhaftende Kühl-Schmierstoffe, aber auch durch der Lösung gezielt zugesetzte Additiva durch eine chemische Reaktion her-35 vorgerufen werden. Durch die hervorgerufene Gas- und Blasenbildung und gegebenenfalls zusätzliche Änderung der Dichte des Trennmediums 5 mit Schwerelösungen, wie z.B. Natrium-polywolframatlösungen, Zinkbromidlösungen, erfolgt die Abtrennung der zumindest einen metallischen Komponente 2, wobei selbstverständlich auch der Dichteunterschied zwischen den metallischen Komponenten, z.B. von AI und Mg, eine Rolle spielt. 40The gas formation can - as already mentioned - also by possible, used during the manufacturing, loading and processing or recycling process, adhering cooling lubricants, but also targeted by the solution additives added by a chemical reaction ago-35 be called. Due to the gas and bubble formation produced and, if appropriate, additional change in the density of the separation medium 5 with heavy solutions, such as Sodium polytungstate solutions, zinc bromide solutions, the separation of at least one metallic component 2 takes place, of course, the density difference between the metallic components, e.g. of AI and Mg, plays a role. 40
Zum Austragen der aufgeschwommenen Partikel des Gemisches 3 kann anstelle des zumindest einen Austragelementes 9 generell eine Strömung, beispielsweise durch Zuführung eines entsprechenden Fluids im Bereich der Oberfläche 7 des Trennbeckens 4, erzeugt werden. 45 Die nicht schwimmende Fraktion kann entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich vom Boden 12 des Trennbeckens 4 abgezogen werden.For discharging the floated particles of the mixture 3, instead of the at least one discharge element 9, a flow, for example by supplying a corresponding fluid in the region of the surface 7 of the separating basin 4, can generally be generated. The non-floating fraction can be withdrawn either continuously or discontinuously from the bottom 12 of the separating basin 4.
Die beschriebene Vorbehandlung in Form der Reinigungsstufe 22 kann neben der Reinigung der Späne auch dazu dienen, um gegebenenfalls die anhaftenden Kühl-Schmierstoffe zu neut-50 ralisieren bzw. gegebenenfalls eine chemische Reaktion auszulösen, um den nachfolgenden Trennprozess zu beschleunigen, beispielsweise anhaftende Oxidschichten zumindest soweit zu zerstören, dass die entsprechende Gasbildung durch chemische Reaktion stattfinden kann. Es kann in dieser Reinigungsstufe weiters eine Vorbehandlung derart stattfinden, dass über gegebenenfalls zugesetzte Additiva, welche an den Partikel, insbesondere Metallpartikel, des Gemi-55 sches 3 anhaften, eine Verringerung der Oberflächenspannung Trennmediums 5. z.B. desThe described pretreatment in the form of the cleaning stage 22 can also serve, in addition to cleaning the chips, to neutralize the adhering cooling lubricants or, if appropriate, trigger a chemical reaction in order to accelerate the subsequent separation process, for example adhering oxide layers at least to the extent to destroy that the corresponding gas formation can take place by chemical reaction. A pretreatment may further take place in this purification stage in such a way that a reduction in the surface tension of the separation medium 5, for example, via optionally added additives which adhere to the particles, in particular metal particles, of the mixture 3. of
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