DE102004045821B4

DE102004045821B4 - Verfahren und Anlage zur Aufbereitung der Schredderleichtfraktion aus der Zerkleinerung von Schrotten und metallischen Abfällen

Info

Publication number: DE102004045821B4
Application number: DE200410045821
Authority: DE
Inventors: Gert Prof. Dr.-Ing. habil. Schubert; Hans-Georg Dr.-Ing. Jäckel; Volker Grunert
Original assignee: Srw Sachsische Recyclingwerke GmbH; SRW SAECHSISCHE RECYCLINGWERKE
Current assignee: Srw Metalfloat 04579 Espenhain De GmbH
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2024-09-18
Also published as: DE102004045821A1

Abstract

Verfahren nach Patent 103 34 646 zur Aufbereitung der Shredderleichtfraktion aus der Zerkleinerung von Schrotten und metallhaltigen Abfällen, insbesondere Fahrzeugkarossen, wobei die Shredderleichtfraktion im Anfallzustand die Prozesse Auflockerung und Trocknung sowie Klassierung durchläuft, wobei durch den Auflockerungs- und Trocknungsprozeß die sekundären Verfilzungen (z.B. durch Transport- und Lagerprozesse) der organischen Komponenten des Aufgabegutes, wie z.B. Textilfasern, Schaumstoffe, Holz, Folien, und die feinkörnigen Anhaftungen gelöst und die dadurch freigesetzten feinen mineralischen Komponenten des Aufgabegutes, wie z.B. Glas, Keramik, Beton, Ziegel, Sand, weitestgehend vollständig in das Feingut und die restlichen Bestandteile, wie z.B. Kunststoff, Gummi, Metalle und die gröberen mineralischen Bestandteile, in gröberen Stückgrößenklassen ausgebracht werden, und die groben Klassierprodukte einer 1. und einer 2. Siebmaschine zur Gewinnung der Metallinhalte und der organischen Bestandteile einer Aerostromsortierung unterzogen werden, wobei das Feingut der 1. Siebmaschine einer nachgeschalteten 2. Siebmaschine aufgegeben wird, die feinen Klassierprodukte der 2. Siebmaschine zur Gewinnung der Metallinhalte und der mineralischen...

Description

Die Erfindung betrifft gemäß Anspruch 1 ein Verfahren zur Aufbereitung einer Shredderleichtfraktion aus der Zerkleinerung von Schrotten und metallhaltigen Abfällen nach patent 103 34 646 und gemäß Anspruch 9 eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8. Die Erfindung ist geeignet zur Aufbereitung der Shredderleichtfraktion aus der Aufbereitung von Altfahrzeug-, Misch- und Sammelschrotten, mit dem Ziel der Erzeugung verwertbarer Produktströme, z.B.
– ein für die Immobilisierung geeignetes mineralisches Produkt,
– zwei aus organischen Bestandteilen bestehende Produkte für die rohstoffliche und/oder energetische und ggf. werkstoffliche Verwertung sowie
– ein die Metalle und die groben mineralischen Bestandteile enthaltendes metallreiches Produkt.
Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo ein zu großer Gehalt an organischen Bestandteilen die Deponiefähigkeit der Shredderleichtfraktion verhindert.
Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik erfolgt die Aufbereitung der Altfahrzeug-, Misch- und Sammelschrotte nach der Entfernung der Betriebsstoffe aus den Altfahrzeugen mit Hilfe der verfahrenstechnischen Grundprozesse Aufschlusszerkleinerung und Sortierung. Für die Aufschlußzerkleinerung hat sich der Hammerreißer (Shredder) bewährt, der ein weitestgehend aufgeschlossen vorliegendes Zerkleinerungsprodukt liefert. Dieses wird nachfolgend mittels Aerostromsortierung (z.B. Zick-Zack-Sichter; Drehtrommelsichter) von den relativ leichten Bestandteilen (Leichtgut) befreit, wobei dieses Produkt im allgemeinen als Shredderleichtfraktion (SLF) bezeichnet wird. Das gleichzeitig entstehende Schwergut wird anschließend zur Abtrennung der ferromagnetischen Bestandteile (Stahl, Gusseisen) einer Magnetscheidung unterzogen, die als unmagnetisches Produkt die sogenannte Shredderschwerfraktion (SSF) liefert.
Während das Stahlprodukt ohne Einschränkungen sofort metallurgisch verwertbar ist, erfordert die SSF zur Rückgewinnung des vergleichsweise hohen NE-Metallinhaltes nach ihrer Klassierung eine z.T. mehrstufige Sortierung. Die SLF, die aus mineralischen und organischen Bestandteilen sowie aus Metallen besteht, wird bisher deponiert.
Um die gesetzlichen Auflagen erfüllen zu können und die zukünftig hohen Entsorgungskosten der Shredderbetreiber reduzieren zu können, werden verschiedene Verfahren vorgeschlagen, aus der SLF rohstofflich und/oder energetisch verwertbare Bestandteile in nennenswerten Anteilen abzutrennen bzw. die Deponiefähigkeit zu sichern.
In EP 0 884 107 A2 wird vorgeschlagen, aus der SLF mittels der Grundprozesse Zerkleinern, Klassieren und Sortieren eine metallfreie, energetisch verwertbare Fraktion > 20 mm zu gewinnen.
In DE 199 15 481 A1 ist ein Verfahren zum Gewinnen organischer und anorganischer Bestandteile aus Materialien einer Shredderleichtfraktion sowie eine Anlage zur Durchführung des entsprechenden Verfahrens beschrieben, wobei die Shredderleichtfraktion bis zu 30 % relative Feuchte enthalten kann, wodurch die Gefahr eines Verklebens der Materialien untereinander und somit eine Behinderung des Klassierers in nachfolgenden Klassier- und Separiereinrichtungen wächst. Um das zu vermeiden, wird eine Trocknung vorgenommen. Je nachdem, in welcher Zusammensetzung Shredderleichtfraktionen im Zusammenhang mit weiteren Komponenten vorliegen, müssen entsprechende Verfahren und Anlagen zu deren Aufbereitung entwickelt werden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anlage entsprechend Patent 103 34 646 zu entwickeln, mit denen die SLF mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand so aufbereitet werden kann, dass ein für die Immobilisierung geeignetes mineralisches Produkt sowie wenigstens zwei in ihrer Zusammensetzung unterschiedliche metallarme organische Produkte entstehen und der Metallinhalt in einem verwertbaren metallhaltigen Produkt angereichert wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs und eine Anlage nach den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, die SLF nach einem Auflockerungs- und Trocknungsprozess mittels einer Trockentrommel und/oder eines Mischaggregates mit rotierenden Elementen Klassier- und Sortierprozessen zuzuführen.
Das Aufgabegut (Stückgrößenklasse z.B. 0 ... 300 mm) ist zunächst so aufzulockern, dass die sekundären Verfilzungen der organischen Komponenten des Aufgabegutes und die feinkörnigen Anhaftungen gelöst und die dadurch freigesetzten feinen, mineralischen Komponenten (z.B. Glas, Keramik, Beton, Ziegel, Sand) bei einer nachfolgenden Siebklassierung weitestgehend in das Feingut, und die restlichen Bestandteile (z.B. Kunststoff, Gummi, Metalle und die gröberen mineralischen Bestandteile) in gröberen Stückgrößenklassen ausgebracht werden.
Vorteilhaft ist es, wenn möglichst viele mineralische Bestandteile die Korngrößenklasse < 2 mm und die restlichen Bestandteile die Stückgrößenklassen 2–20 mm und > 20 mm bilden. Das gelingt nur bei relativ trocken vorliegender SLF (Wassergehalt ca. < 10 %). Bei höheren Wassergehalten muß dem Auflockerungsprozeß eine Trocknung, z.B. mittels eines Trommeltrockners überlagert werden.
Vorteilhaft ist es weiterhin, den Metallinhalt des Feingutes < 2 mm durch eine Dichtesortierung mittels Aeroherd abzutrennen, so dass ein weitestgehend metallfreies, mineralisches Produkt entsteht, welches für die Immobilisierung geeignet ist.
Die weitere Verarbeitung der beiden anderen Klassierprodukte 2–20 mm und > 20 mm erfolgt durch eine Aerostromsortierung mittels Querstrom-, Gegenstrom- oder beide Sichtprinzipien verwendende Sichter. Hierbei wird das Aufgabegut so in Sinkgeschwindigkeitsklassen zerlegt, dass jeweils ein metallreiches Schwergut (SG) mit den gröberen mineralischen Komponenten und 3 bzw. 4 metallarme Leichtgüter (LG) LG1 bis LG3 bzw. LG4 entstehen. Die Leichtgüter bestehen fast ausschließlich aus organischen Bestandteilen, wobei die Produkte LG1 und LG2 insbesondere aus Fasern, Schaumstoffen, Folien und Holz sowie LG3, ggf. LG4 aus stückigen Kunststoffen und Gummi gebildet werden. Ausgehend von der unterschiedlichen Zusammensetzung der entstehenden Produkte bieten sich verschiedene Verwertungsmöglichkeiten (rohstoffliche oder energetische Verwertung, Herstellung sortenreiner Kunststoffgranulate, Mischkunststoffgranulate für Hochöfen u. v. a.) an, die eine gezielte weitere Aufbereitung der durch Aerostromsortierung erzeugten organischen Produkte erfordern.
Weiterhin wird die vorgenannte Aufgabe durch eine entsprechende Anlage zur Durchführung der angegebenen verfahrenstechnischen Grundoperationen gelöst. Die Anlage zeichnet sich dadurch aus, dass entsprechende Mittel vorhanden sind, die SLF so aufzubereiten, dass eine Klassierung in vorzugsweise 3 Stückgrößenklassen möglich ist, wobei die feinen mineralischen Komponenten des Aufgabegutes (wie z.B. Glas, Keramik, Beton, Ziegel, Sand) durch die Auflockerung und Trocknung, z.B. mittels eines Trommeltrockners und/oder eines Mischaggregates mit rotierenden Elementen, weitestgehend vollständig in das Feingut, vorzugsweise in die Korngrößenklasse < 2 mm gelangen, und die restlichen Bestandteile (wie z.B. Kunststoff, Gummi, Metalle, mineralisches Grobgut) vorzugsweise in den Stückgrößenklassen 2–20 mm bzw. > 20 mm ausgebracht werden, und die Klassierprodukte zur Gewinnung der Metallinhalte einer Sortierung mittels Magnetscheidung und Aeroherden (Korngrößenklasse < 2 mm) bzw. einer Aerostromsortierung (Sichtung der Stückgrößenklassen 2 ... 20 mm und > 20 mm) unterzogen werden.
Im Folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und einer Figur näher erläutert:
1 zeigt ein Aufbereitungsverfahren, bei dem ein Aufgabegut, im vorliegenden Fall die SLF aus der Zerkleinerung von Altfahrzeug-, Misch- und Sammelschrotten der Stückgröße 0 ... 300 mm, aufbereitet wird. Das Material wird zunächst mittels eines Kastenbeschickers 1 über ein Steigband der Auflockerungs- und Trocknungsvorrichtung 3, einem Trommeltrockner und/oder einem Mischaggregat mit rotierenden Elementen aufgegeben. Sind im Aufgabegutstrom noch sicherheitsrelevante Massivteile, dickwandige Metallstücke und grobe Steine vorhanden, so werden diese bei Anwendung eines Mischaggregates mit rotierenden Elementen mit Hilfe eines Schwerteilauslesers 2 abgetrennt. Anschließend wird die SLF einer Siebklassierung mittels einer Spannwellensiebmaschine 4 unterzogen, wobei zunächst bei einer Siebmaschenweite von (18 × 30) mm² ein Grobgut > 20 mm (Masseanteil ca. 15 ... 20 %) sowie ein Zwischenprodukt < 20 mm entsteht. Letzteres wird zur Abtrennung des Feingutanteiles < 2 mm einer zweiten Spannwellensiebmaschine 5 mit einer Siebmaschenweite von (3 × 10) mm² zugeführt, wodurch neben dem mineralreichen Feingut (Masseanteil ca. 50 %) eine Stückgrößenklasse 2–20 mm (Masseanteil ca. 30 ... 35 %) entsteht.
Mit den Stückgrößenklassen 2–20 mm und > 20 mm wird nachfolgend eine Aerostromsortierung mittels mehrstufig angeordneter Zick-Zack-Sichter 6, 7 durchgeführt, wobei durch unterschiedliche Luftgeschwindigkeiten in den einzelnen Sichtstufen zwei aus Fasern, Schaumstoffen, Folien und Holz bestehende Produkte, ein bzw. zwei vor allem aus stückigen Kunststoffen und Gummi bestehende Produkte sowie ein metallreiches und die gröberen mineralischen Bestandteile enthaltendes Produkt entstehen. Die weitere Aufbereitung der metallreichen Produkte (SG) erfolgt in den bereits vorhandenen Anlagen zur Aufbereitung der Shredderschwerfraktion. Die nachfolgende Aufbereitung der fast ausschließlich aus organischen Bestandteilen bestehenden Produkte LG1, LG2, LG3, ggf. LG4 wird den jeweiligen potentiellen Einsatzgebieten (rohstoffliche bzw. energetische Verwertung, Herstellung sortenreiner Kunststoffprodukte, Mischkunststoffgranulate für Hochöfen u.a.) angepasst.
Die Korngrößenklasse < 2 mm wird zur Gewinnung des Metallinhaltes einem Aeroherd aufgegeben. Das dabei entstehende Leichtgut und das Staubprodukt gelangen zur Immobilisierung, während das Schwergut einem Magnetscheider zugeführt wird. Letzterer erzeugt ein Fe-Konzentrat, das im Hochofen eingesetzt werden kann sowie ein NE-metallreiches Produkt, das entweder direkt verkauft werden kann oder noch angereichert werden muss.

1: Aufgabevorrichtung/Kastenbeschicker
2: Schwerteilausleser
3: Auflockerungs- und Trocknungsvorrichtung/Trommeltrockner und/oder Mischaggregat mit rotierenden Elementen
4: Siebmaschine/Spannwellen-Siebmaschine
5: Siebmaschine/Spannwellen-Siebmaschine zur Klassierung des
: Zwischenproduktes
6: Aerostromsortierer/Zick-Zack-Sichter zur Sichtung der Stückgrößenklasse + 20 mm
7: Aerostromsortierer/Zick-Zack-Sichter zur Sichtung der Stückgrößenklasse 2–20 mm
8: Aeroherd
9: Magnetscheider
10: SG metallreiches Produkt mit gröberen mineralischen Bestandteilen
11: LG1, LG2 Produkt aus Fasern, Schaumstoffen, Folien, Holz, u. a.
12: LG3, LG4 Produkt aus stückigem Kunststoff und Gummi

Claims

Verfahren nach Patent 103 34 646 zur Aufbereitung der Shredderleichtfraktion aus der Zerkleinerung von Schrotten und metallhaltigen Abfällen, insbesondere Fahrzeugkarossen, wobei die Shredderleichtfraktion im Anfallzustand die Prozesse Auflockerung und Trocknung sowie Klassierung durchläuft, wobei durch den Auflockerungs- und Trocknungsprozeß die sekundären Verfilzungen (z.B. durch Transport- und Lagerprozesse) der organischen Komponenten des Aufgabegutes, wie z.B. Textilfasern, Schaumstoffe, Holz, Folien, und die feinkörnigen Anhaftungen gelöst und die dadurch freigesetzten feinen mineralischen Komponenten des Aufgabegutes, wie z.B. Glas, Keramik, Beton, Ziegel, Sand, weitestgehend vollständig in das Feingut und die restlichen Bestandteile, wie z.B. Kunststoff, Gummi, Metalle und die gröberen mineralischen Bestandteile, in gröberen Stückgrößenklassen ausgebracht werden, und die groben Klassierprodukte einer 1. und einer 2. Siebmaschine zur Gewinnung der Metallinhalte und der organischen Bestandteile einer Aerostromsortierung unterzogen werden, wobei das Feingut der 1. Siebmaschine einer nachgeschalteten 2. Siebmaschine aufgegeben wird, die feinen Klassierprodukte der 2. Siebmaschine zur Gewinnung der Metallinhalte und der mineralischen Bestandteile Aeroherden zugeführt werden und das Schwergut einer Magnetscheidung unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Auflockerungs- und Trocknungsprozess freigesetzten feinen Bestandteile des Aufgabegutes überwiegend mineralisch sind und vorzugsweise die Korngröße < 2 mm aufweisen.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die überwiegend organischen Bestandteile des Aufgabegutes vorzugsweise Stückgrößen von 2–20 mm und > 20 mm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflockerung und Trocknung der Shredderleichtfraktion im Anfallzustand mittels einer Auflockerungs- und Trocknungsvorrichtung, wie z. B. eines Trommeltrockners und/oder eines Mischaggregates mit rotierenden Elementen, erfolgt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennung des Feingutes < 2 mm mittels einer Siebmaschine vorzugsweise nach der Abtrennung des Grobgutes, z.B. der Stückgrößenklasse > 20 mm mittels einer weiteren Siebmaschine erfolgt, wobei gleichzeitig die Stückgrößenklasse 2–20 mm entsteht.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Feingut < 2 mm zur Gewinnung des Metallinhaltes sowie zur Erzeugung eines immobilisierbaren mineralischen Produktes zunächst mittels Aeroherden sortiert und das entstehende Schwergut nachfolgend mittels Magnetscheidung in ein Fe-Konzentrat und ein NE-metallhaltiges Produkt getrennt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gröberen Klassierprodukte, vorzugsweise die Stückgrößenklassen 2–20 mm und > 20 mm, mittels einer 3- bzw. 4-stufigen Aerostromsortierung, vorzugsweise mittels eines Zick-Zack-Sichters, so in Sinkgeschwindigkeitsklassen zerlegt werden, dass 3 bzw. 4 metallarme, weitestgehend aus organischen Bestandteilen bestehende Leichtgüter (LG1 bis LG3 bzw. LG4) entstehen sowie ein metallreiches Schwergut (SG) abgetrennt werden kann, in dem sich die gröberen mineralischen Komponenten anreichern.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftgeschwindigkeiten in den Sichtstufen der Sichter für die Herstellung der 3 bzw. 4 Leichtgüter so gewählt werden, daß 2 Produkte (LG1 und LG2) entstehen, die aus Fasern, Schaumstoffen, Folien und Holz bestehen, sowie 1 bzw. 2 Produkte (LG3 bzw. LG4), die vor allem stückige Kunststoffe und Gummi enthalten.
Anlage zur Durchführung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8 gekennzeichnet durch – eine der Aufgabeeinheit nachgeschaltete Auflockerungs- und Trocknungsvorrichtung (3), – eine nachgeschaltete Siebmaschine (4), – wobei das Zwischenprodukt einer weiteren Siebmaschine (5) aufgegeben wird, und – das Grobgut der Siebmaschine (4) einem Aerostromsortierer (6) aufgegeben wird, bei dem in den einzelnen Sortierstufen Produkte aus stückigem Kunststoff und Gummi (LG3), aus Fasern, Schaumstoff, Folien, Holz u.a. (LG1, LG2) und ein metallreiches Produkt (SG) mit gröberen mineralischen Bestandteilen entstehen, – das Feingut der Siebmaschine (5) auf Aeroherden (8) weiter in ein Leichtgut, ein Staubprodukt und ein Schwergut aufbereitet wird, – wobei das Schwergut einem Magnetscheider (9) aufgegeben wird, der ein Fe – Konzentrat und ein NE – metallhaltiges Produkt abscheidet, und – das Grobgut der Siebmaschine (4) einem Aerostromsortierer (6) aufgegeben wird, der ein metallreiches Produkt mit gröberen mineralischen Bestandteilen (SG), zwei Produkte aus Fasern, Schaumstoff, Folien, Holz u. a. (LG1, LG2) und gegebenenfalls zwei Produkte aus stückigem Kunststoff und Gummi (LG3, ggf. LG4) abtrennt.
Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabeeinheit einen Kastenbeschicker (1) darstellt.
Anlage nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet dass die Auflockerungs- und Trocknungsvorrichtung (3) einen Trommeltrockner und/oder ein Mischaggregat mit rotierenden Elementen darstellt.
Anlage nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwerteilausleser (2) zum Auslesen dickwandiger Metallstücke und größerer Steine vorgeschaltet ist, wenn ein Mischaggregat mit rotierenden Elementen als Auflockerungs- und Trocknungsvorrichtung (3) eingesetzt wird.
Anlage nach den Ansprüchen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebmaschine (4, 5) eine Spannwellensiebmaschine darstellt.
Anlage nach den Ansprüchen 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Aerostromsortierer einen drei- oder vierstufigen Zick-Zack-Sichter (6, 7) darstellt.