DE102016108116A1

DE102016108116A1 - Sortieranlage und Sortierverfahren zur Sortierung von Aluminiumschrott

Info

Publication number: DE102016108116A1
Application number: DE102016108116.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Brößner; Ronald Gillner; Michael Jenal; Heiner Müller; Michael Wimmer
Original assignee: Hydro Aluminium Rolled Products GmbH
Current assignee: Speira GmbH
Priority date: 2016-05-02
Filing date: 2016-05-02
Publication date: 2017-11-02
Also published as: EP3241620A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sortieranlage (52) zur Sortierung von Aluminiumschrott, insbesondere UBC-Schrott, mit einer ersten Sortierlinie (68a) umfassend mindestens eine Sortiervorrichtung (70a, 72a, 74a), die dazu eingerichtet ist, einen der ersten Sortierlinie (68a) zugeführten Schrottmassenstrom (60) zu sortieren, wobei die Sortieranlage (52) eine zweite Sortierlinie (68b) aufweist, die mindestens eine Sortiervorrichtung (70b, 72b, 74b) umfasst, die dazu eingerichtet ist, einen der zweiten Sortierlinie (68b) zugeführten Schrottmassenstrom (62) zu sortieren, und wobei die Sortieranlage (52) eine Siebklassiervorrichtung (54) umfasst, die dazu eingerichtet ist, einen der Sortieranlage (52) zugeführten Schrottmassenstrom (58) durch Siebklassieren in mindestens einen ersten Teilschrottmassenstrom (60) und einen zweiten Teilschrottmassenstrom (62) aufzuteilen und den ersten Teilschrottmassenstrom (60) der ersten Sortierlinie (68a) und den zweiten Teilschrottmassenstrom (62) der zweiten Sortierlinie (68b) zuzuführen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Sortierverfahren zum Sortieren von Aluminiumschrott, insbesondere von UBC-Schrott, bei dem ein Schrottmassenstrom (58) durch Siebklassieren in mindestens einen ersten und einen zweiten Teilschrottmassenstrom (60, 62) aufgeteilt wird und bei dem der erste und der zweite Teilschrottmassenstrom (60, 62) getrennt voneinander sortiert werden. Die Erfindung betrifft zudem eine die Sortieranlage (52) umfassende Recyclinganlage (140) und ein das Sortierverfahren umfassendes Recyclingverfahren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sortieranlage zur Sortierung von Aluminiumschrott, insbesondere UBC-Schrott, mit einer ersten Sortierlinie umfassend mindestens eine Sortiervorrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen der Sortierlinie zugeführten Schrottmassenstrom zu sortieren. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Sortierverfahren zum Sortieren von Aluminiumschrott, insbesondere von UBC-Schrott, vorzugsweise unter Verwendung der zuvor genannten Sortieranlage.
Nach dem Stand der Technik erfolgt das Recycling von Aluminium über mehrere Verfahrensschritte. Diese umfassen in der Regel das Sammeln der unterschiedlichen Aluminiumschrotte, eine mechanische Aufbereitung mit der sich anschließenden metallurgischen Verwertung. Für das ressourceneffiziente Recycling muss die mechanische Aufbereitung ein Aluminiumschrottprodukt erzeugen, dass den qualitativen Ansprüchen des metallurgischen Verwertungsweges entspricht. Hierzu werden unterschiedliche Aufbereitungsschritte durchgeführt.
Die mechanische Aufbereitung des Schrottes erfolgt in der Regel über eine Zerkleinerung, der sich diverse Sortierschritte anschließen. Die Sortierschritte können bspw. Eisen und NE-Metall Trennung über Magnetscheider beinhalten, Windsichtung, Wirbelstromscheidung, sensorgestützte Sortierung (bspw. Röntgentransmission oder -fluoreszens, Induktion, LIBS, NIR, etc.). Die verfahrenstechnische Kombination der Sortierschritte erlaubt das Aussortieren verschiedener Verunreinigungen bzw. das Sortieren in unterschiedliche Aluminiumqualitäten. Ziel der mechanischen Aufbereitung kann es dabei sein, ein Aluminiumkonzentrat zu erzeugen, dass direkt für die metallurgische Verwertung genutzt werden kann.
Es hat sich herausgestellt, dass das Sortierergebnis der aus dem Stand der Technik bekannten Sortierverfahren abhängig von der Beschaffenheit des Schrotts stark schwanken kann, so dass eine für das Einschmelzen erforderliche Aussortierung von Verunreinigungen nicht immer in zufriedenstellender Weise gewährleistet werden kann.
Dieses Problem tritt insbesondere beim Recycling von UBC-Schrott auf. Unter UBC(used beverage can)-Schrott wird (Aluminium-)Getränkedosenschrott verstanden, der einen großen Anteil am gesamten aufkommenden Aluminiumschrott aus dem Bereich der Verpackungen ausmacht. Es besteht daher ein großer Bedarf an einem effektiven und robusten Recyclingprozess für UBC-Schrott.
UBC-Schrott weist typischerweise verschiedenartige Verunreinigungen auf, zum Beispiel metallische Verunreinigungen aus Gussaluminium oder auch aus Nichtaluminiumlegierungen wie Kupfer- oder Eisenlegierungen. Weiterhin enthält UBC-Schrott typischerweise auch nichtmetallische Verunreinigungen wie Kunststofffolien oder mineralische Verunreinigungen. Diese Verunreinigungen müssen im Sortierprozess vor der metallurgischen Weiterverwertung aussortiert werden. Weiterhin sind die Dosen in aller Regel lackiert, so dass vor dem Einschmelzen der Dosenschrotte noch eine Entlackung erfolgt.
UBC-Schrott wird zum Transport und zur Lagerung typischerweise zu Paketen zusammengepresst. Der Kompaktierungsgrad der Pakete kann sehr unterschiedlich sein und zum Beispiel zwischen 200 und 1200 kg/m³ schwanken. Dies führt beim Recycling des UBC-Schrotts zum Teil zu großen Durchsatzschwankungen, wobei besonders hohe Durchsätze die Sortierung erschweren.
Es wurde festgestellt, dass die bekannten Sortieranlagen zur Sortierung von UBC-Schrott nicht die gewünschte Sortiereffizienz zeigen.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Sortieranlage und ein Sortierverfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen die zuvor beschriebenen Probleme insbesondere bei der Sortierung von UBC-Schrott zumindest teilweise reduziert werden.
Diese Aufgabe wird bei einer Sortieranlage zur Sortierung von Aluminiumschrott, insbesondere UBC-Schrott, mit einer ersten Sortierlinie umfassend mindestens eine Sortiervorrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen der ersten Sortierlinie zugeführten Schrottmassenstrom zu sortieren, erfindungsgemäß zumindest teilweise dadurch gelöst, dass die Sortieranlage eine zweite Sortierlinie aufweist, die mindestens eine Sortiervorrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, einen der zweiten Sortierlinie zugeführten Schrottmassenstrom zu sortieren, und dass die Sortieranlage eine Siebklassiervorrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, einen in der Sortieranlage zugeführten Schrottmassenstrom durch Siebklassieren in mindestens einen ersten Teilschrottmassenstrom und einen zweiten Teilschrottmassenstrom aufzuteilen und den ersten Teilschrottmassenstrom der ersten Sortierlinie und den zweiten Teilschrottmassenstrom der zweiten Sortierlinie zuzuführen.
Weiterhin wird die zuvor genannte Aufgabe erfindungsgemäß zumindest teilwiese gelöst durch ein Sortierverfahren zum Sortieren von Aluminiumschrott, insbesondere von UBC-Schrott, vorzugsweise unter Verwendung der zuvor beschriebenen Sortieranlage, bei dem ein Schrottmassenstrom durch Siebklassieren in mindestens einen ersten und einen zweiten Teilschrottmassenstrom aufgeteilt wird und bei dem der erste und der zweite Teilschrottmassenstrom getrennt voneinander sortiert werden.
Im Rahmen der Erfindung hat sich gezeigt, dass die schlechte Sortiereffizienz von Sortieranlagen aus dem Stand der Technik insbesondere bei Schrott mit breiter Korngrößenverteilung auftritt, wie es insbesondere bei UBC-Schrott der Fall ist. Mit der zuvor beschriebenen Sortieranlage und dem zuvor beschriebenen Sortierverfahren kann nun auch Schrott mit einer breiten Korngrößenverteilung effektiv sortiert werden, indem der der Sortieranlage zugeführte Schrottmassenstrom zunächst durch Siebklassieren in zwei oder mehr Teilschrottmassenströme aufgeteilt und dann separat voneinander sortiert wird. Auf diese Weise können die einzelnen Sortierlinien besser an die jeweiligen Korngrößen bzw. Korngrößenverteilung des betreffenden Teilschrottmassenstroms angepasst werden.
Die Sortieranlage umfasst eine erste und einer zweite Sortierlinie, die jeweils mindestens eine Sortiervorrichtung aufweisen. Die einzelnen Sortierlinien können jeweils auch mehrere hintereinander geschaltete Sortiervorrichtungen zur Sortierung verschiedener Verunreinigungsfraktionen wie zum Beispiel eisenhaltige bzw. magnetische Fragmente, Kunststoff- oder anderweitig organische Fragmente oder mineralische Fragmente aufweisen. Weiterhin kann die Sortieranlage auch mehr als zwei, beispielsweise drei oder vier Sortierlinien umfassen.
Die mindestens eine Sortiervorrichtung der ersten bzw. zweiten Sortierlinie ist dazu eingerichtet, einen der ersten bzw. zweiten Sortierlinie zugeführten Schrottmassenstrom zu sortieren.
Unter einem Schrottmassenstrom wird ein Strom von Schrottfragmenten verstanden, der der Sortieranlage bzw. einer Sortierlinie zugeführt bzw. durch diese transportiert wird. Die Größe des Schrottmassenstroms definiert sich durch die Masse der transportierten Schrottfragmente pro Zeit. Wird der Sortieranlage beispielsweise ein Massenstrom von 10 t/h zugeführt, so bedeutet dies, dass der Sortieranlage bei diesem Massenstrom in einer Stunde 10 t Schrott zugeführt werden. Alternativ kann die Größe des Schrottmassenstroms auch über das Volumen der transportierten Schrottfragmente pro Zeit angegeben werden. Ist die Schüttdichte des Schrotts ungefähr bekannt, so kann das Volumen einfach in die zugehörige Masse umgerechnet werden und umgekehrt.
Der einer Sortieranlage zugeführte Schrottmassenstrom kann über die Zeit variieren. Für eine bessere Auslastung der Sortieranlage und ein besseres Sortierergebnis ist der Schrottmassenstrom vorzugsweise vorgegeben und liegt insbesondere in einem vorgegebenen Bereich.
Die mindestens eine Sortiervorrichtung der ersten Sortierlinie ist vorzugsweise dazu eingerichtet, den der ersten Sortierlinie zugeführten ersten Teilschrottmassenstrom einzelkorngenau zu sortieren. Weiterhin ist die mindestens eine Sortiervorrichtung der zweiten Sortierlinie vorzugsweise dazu eingerichtet, den der zweiten Sortierlinie zugeführten zweiten Teilschrottmassenstrom einzelkorngenau zu sortieren.
Unter einer einzelkorngenauen Sortierung wird verstanden, dass die einzelnen Fragmente aus dem Schrottmassenstrom abhängig von ihrer jeweiligen Beschaffenheit einzeln sortiert werden. Ein Beispiel für eine derartige Sortiervorrichtung ist ein Magnetscheider, mit dem eisenhaltige bzw. magnetische Fragmente mit einem Magnetfeld gezielt aussortiert werden können. Da ein einzelnes Schrottfragment (Korn) bei diesem Vorgang abhängig von seinen eigenen magnetischen Eigenschaften sortiert wird, handelt es sich um eine einzelkorngenaue Sortierung. Ein anderes Beispiel für eine derartige Sortiervorrichtung ist eine Röntgentransmissions-gestützte Sortiervorrichtung, bei dem jedes einzelne Schrottfragment (Korn) mittels Röntgentransmission analysiert und abhängig von dem Analyseergebnis sortiert wird.
Es wurde festgestellt, dass insbesondere einzelkorngenaue Sortiervorrichtungen wie Wirbelstromscheider und Röntgentransmissions-gestützte Sortiervorrichtungen häufig nur in einem bestimmten Korngrößenbereich mit guter Effizienz arbeiten. Bei einer sehr breiten Korngrößenverteilung arbeiten diese Vorrichtungen daher nicht optimal. Aus diesem Grund ist die Aufteilung des Schrottmassenstroms in mehrere Teilschrottmassenströme durch Siebklassieren besonders bei Sortiervorrichtungen für einzelkorngenaue Sortierung vorteilhaft, da die jeweiligen Sortiervorrichtungen auf diese Weise an die durch die Siebklassierung vorgegebenen Korngrößen des jeweiligen Teilschrottmassenstroms angepasst werden können.
Die Sortieranlage umfasst eine Siebklassiervorrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen der Sortieranlage zugeführten Schrottmassenstrom durch Siebklassieren in mindestens einen ersten und einen zweiten Teilschrottmassenstrom aufzuteilen. Zu diesem Zweck weist die Siebklassiervorrichtung insbesondere ein oder mehrere Siebe auf, mit denen der der Sortieranlage zugeführten Schrottmassenstrom gesiebt werden kann. Bei dem einen oder mehreren Sieben kann es sich um bewegte und/oder unbewegte Siebe handeln. Vorzugsweise umfasst die Siebklassiervorrichtung mindestens ein bewegtes Sieb, mit dem eine schnellere und bessere Siebung erreicht werden kann.
Die Siebklassiervorrichtung kann insbesondere mehrere Siebe aufweisen, beispielsweise um bei mehr als zwei Sortierlinien entsprechend viele Teilschrottmassenströme zu erzeugen oder um die Korngrößenverteilung der einzelnen Teilschrottmassenströme enger zu definieren, beispielsweise indem Feinkorn oder besonders große Fragmente ausgesiebt werden.
Die Siebklassiervorrichtung ist weiterhin dazu eingerichtet, den ersten Teischrottmassenstrom der ersten Sortierlinie und den zweiten Teilschrottmassenstrom der zweiten Sortierlinie zuzuführen. Insbesondere kann die Siebklassiervorrichtung dazu eingerichtet sein, den Siebüberlauf eines Siebes, d. h. das Material, das auf dem Sieb verbleibt, als ersten Teilmassenstrom der ersten Sortierlinie und den Siebunterlauf eines Siebens, d. h. das Material, das durch das Sieb hindurchfällt, als zweiten Teilmassenstrom der zweiten Sortierlinie zuzuführen oder umgekehrt.
Durch die Aufteilung des der Sortieranlage zugeführten Schrottmassenstroms durch Siebklassieren wird erreicht, dass die einzelnen Teilschrottmassenströme verschiedene Korngrößenverteilungen der Schrottfragmente aufweisen. So weist ein Teilschrottmassenstrom aus dem Siebüberlauf eines Siebes im Wesentlichen größere Schrottfragmente auf als ein Teilschrottmassenstrom aus dem Siebunterlauf des Siebes. Auf diese Weise kann ein Schrottmassenstrom mit einer breiten Korngrößenverteilung in mehrere Teilschrottmassenströme mit schmaleren Korngrößenverteilungen aufgeteilt werden, so dass die Korngrößen innerhalb eines Teilschrottmassenstroms weniger stark variieren als im ursprünglichen Schrottmassenstrom. Die Sortierlinien bzw. die Sortiervorrichtungen der Sortierlinien können daher besser auf die Korngrößenverteilung des jeweiligen Teilschrottmassenstroms angepasst werden.
Auf diese Weise können die einzelnen Sortierlinien an die jeweilige Korngrößenverteilung angepasst werden. Insbesondere ist eine Anpassung der Sortiervorrichtungen der einzelnen Sortierlinien an die jeweilige Korngrößenverteilung möglich, so dass eine effektivere Sortierung erreicht werden kann. Entsprechend sind die Sortiervorrichtungen vorzugsweise an die Korngrößenverteilung des jeweiligen Teilmassenstroms der betreffenden Sortierlinie angepasst.
Beispielsweise kann die Siebklassierung so durchgeführt werden, dass der erste Teilschrottmassenstrom aus dem Überlauf eines Siebs eine Korngrößenverteilung aufweist, bei der d5 = 30 mm ist, d. h. bei der 95 Gew.-% der Schrottfragmente eine Korngröße von mindestens 30 mm aufweisen. Durch eine zusätzliche Siebung können zusätzlich besonders große Schrottfragmente aussortiert werden, so dass der erste Teilschrottmassenstrom z. B. eine Korngrößenverteilung aufweisen kann, bei der d5 = 30 mm und d95 = 120 mm ist, d. h. dass 90 Gew.-% der Schrottfragmente eine Korngröße zwischen 30 und 120 mm aufweisen und jeweils 5 Gew.-% darüber und 5 Gew.-% darunter liegen. Der zweite Teilschrottmassenstrom kann beispielsweise eine Korngrößenverteilung aufweisen, bei der d95 = 30 mm ist, insbesondere d5 = 5 mm und d95 = 30 mm ist.
UBC-Schrott weist nach der Zerkleinerung in einer der Sortieranlage typischerweise vorgelagerten Zerkleinerungsanlage in der Regel eine Korngrößenverteilung auf, bei der d5 zwischen 0,01 und 10 mm und d95 zwischen 100 und 300 mm liegt. Durch die Siebklassierung werden mindestens zwei, vorzugsweise auch drei oder mehr Teilschrottmassenströme mit unterschiedlichen Korngrößenverteilungen erzeugt, die separat voneinander sortiert werden.
Beispielsweise kann eine Aufteilung in drei Teilschrottmassenströme erfolgen. So kann die Siebklassierung insbesondere so durchgeführt werden, dass der der Sortieranlage zugeführte Schrottmassenstrom aufgeteilt wird in einen ersten Teilschrottmassenstrom mit einer Korngrößenverteilung, bei der d5 zwischen 1 und 10 mm und d95 zwischen 2 und 20 mm liegt (sogenanntes Feingut), einen zweiten Teilschrottmassenstrom mit einer Korngrößenverteilung, bei der d5 zwischen 1 und 20 mm und d95 zwischen 20 und 80 mm liegt (sogenanntes Mittelgut), und einen dritten Teilschrottmassenstrom mit einer Korngrößenverteilung, bei der d5 zwischen 20 und 100 mm und d95 zwischen 50 und 300 mm liegt (sogenanntes Grobgut).
Alternativ kann beim Siebklassieren auch eine Aufteilung in zwei Teilschrottmassenströme erfolgen, insbesondere in Fein- und Grobgut oder in Mittel- und Grobgut mit den zuvor hierfür genannten Korngrößenverteilungen.
Weiterhin ist auch eine Aufteilung in mehr als drei Teilschrottmassenströme denkbar.
Die Siebklassiervorrichtung kann insbesondere durch die Auswahl entsprechender Siebe zur Siebklassierung in Teilschrottmassenströme mit bestimmten Korngrößenverteilungen bzw. Zielbereichen für d5 und d95 eingerichtet werden. Weiterhin kann durch die Einstellung von Siebbewegungen und die vorgegebene Verweildauer von Schrottfragmenten in der Siebklassiervorrichtung Einfluss auf die Korngrößenverteilungen der Teilschrottmassenströme genommen werden.
Die Korngrößenverteilung bzw. die Werte für d5, d95 etc. wird durch eine Siebanalyse entsprechend DIN 66165-1 und 66165-2 bestimmt mit Prüfsieben nach DIN ISO 3310-2:2015-07 (Analysensiebe mit Lochblechen) und DIN ISO 2395:1999-01. Zur Anpassung von Sortiervorrichtungen an die Korngrößenverteilung ist es in aller Regel ausreichend, die obere und/oder die untere Grenze der Korngrößenverteilung bzw. d5 und d95 zu kennen oder abzuschätzen. Eine genauere Analyse der Korngrößenverteilung (z. B. Werte für d25, d50, d75) ist daher normalerweise nicht erforderlich.
Für die Zuführung des ersten bzw. zweiten Teilmassenstroms zur ersten bzw. zweiten Sortierlinie kann die Siebklassiervorrichtung insbesondere ein entsprechend eingerichtetes Transportsystem umfassen, das beispielsweise ein oder mehrere Transportbänder und/oder Schurren aufweisen kann.
Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin zumindest teilweise gelöst durch eine Recyclinganlage zur Aufbereitung von Aluminiumschrott, insbesondere UBC-Schrott, die die zuvor beschriebene Sortieranlage umfasst. Entsprechend wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß zudem zumindest teilweise gelöst durch ein Recyclingverfahren zur Aufbereitung von Aluminiumschrott, insbesondere UBC-Schrott, vorzugsweise unter Verwendung der zuvor beschriebenen Recyclinganlage, bei dem eine Menge Schrott zerkleinert wird und bei dem der zerkleinerte Schrott mit dem zuvor beschriebenen Sortierverfahren sortiert wird.
Die Sortieranlage ist also vorzugsweise in eine Recyclinganalage zur Aufbereitung von UBC-Schrott eingebettet. Eine solche Recyclinganlage umfasst neben der Sortieranlage vorzugsweise eine der Sortieranlage vorgeschaltete Zerkleinerungsanlage zur Zerkleinerung des Schrotts. Weiterhin können eine der Sortieranlage nachgeschaltete Entlackungsanlage zur Entlackung der Schrottfragmente sowie ein der Entlackungsanlage nachgeschalteter Schmelzofen zum Einschmelzen der entlackten Schrottfragmente vorgesehen sein.
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der Sortieranlage, der Recyclinganlage, des Sortierverfahrens und des Recyclingverfahrens beschrieben, wobei die einzelnen Ausführungsformen jeweils sowohl für die Sortieranlage und die Recyclinganlage als auch für das Sortierverfahren und das Recyclingverfahren anwendbar sind und sich zudem untereinander kombinieren lassen.
Bei einer Ausführungsform umfasst die erste und/oder die zweite Sortierlinie jeweils einen Wirbelstromscheider. Bei einer entsprechenden Ausführungsform des Sortierverfahrens wird der erste und/oder der zweite Teilschrottmassenstrom jeweils mittels eines Wirbelstromscheiders sortiert. Unter einem Wirbelstromscheider wird eine Vorrichtung verstanden, bei der Schrottfragmente durch ein elektromagnetisches Wechselfeld geführt werden, das beispielsweise von schnell rotierenden Permanentmagneten erzeugt wird. Das elektromagnetische Wechselfeld führt in leitenden Schrottfragmenten zur Erzeugung eines Wirbelstroms und so zu einer Kraftwirkung auf diese Schrottfragmente, die eine Trennung der leitenden Schrottfragmente von nichtleitenden Schrottfragmenten wie zum Beispiel Kunststoffen oder mineralischen Verunreinigungen ermöglicht.
Insbesondere kann der Wirbelstromscheider ein Transportband aufweisen, an dessen Ende die Schrottfragmente in einer Abwurfparabel von dem Transportband fliegen. Durch ein am Ende des Transportbandes erzeugtes elektromagnetisches Wechselfeld wird die Abwurfparabel der elektrisch leitfähigen Schrottfragmente beeinflusst, so dass die leitfähigen und die nicht-leitfähigen Schrottfragmenten unterschiedlich weit fliegen. Auf diese Weise können die leitfähigen von den nicht-leitfähigen Schrottfragmenten getrennt werden. Vorzugsweise ist hinter dem Ende des Transportbands ein als Trennscheitel bezeichnetes Blech derart angeordnet, dass die nicht-leitfähigen Schrottfragmente vor dem Trennscheitel fallen.
Wirbelstromscheider sind damit zur robusten und effektiven Abtrennung nichtleitender Verunreinigungen geeignet, arbeiten jedoch nur in einem bestimmten Korngrößenbereich effektiv, auf den sie ausgelegt sind. Durch die Integration eines Wirbelstromscheiders in die erste bzw. zweite Sortierlinie, der jeweils ein Teilschrottmassenstrom aus der Siebklassiervorrichtung zugeführt wird, kann der jeweilige Wirbelstromscheider auf die spezifische Korngrößenverteilung der Schrottfragmente für die jeweilige Sortierlinie ausgelegt werden, so dass eine effektive Abtrennung der nichtleitenden Verunreinigungen erreicht wird.
Durch die Korngröße und das Gewicht der einzelnen Schrottfragente wird insbesondere die Abwurfparabel von einem Transportband des Wirbelstromscheiders beeinflusst. Daher werden vorzugsweise die Geschwindigkeit des Transportbandes und/oder die Position des Trennscheitels an die Korngrößenverteilung des entsprechenden Teilschrottmassenstroms angepasst.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die erste und/oder die zweite Sortierlinie jeweils eine Röntgen-gestützte Sortiervorrichtung, insbesondere eine Röntgen-gestützte Sortiervorrichtung, die für eine Einzelkornsortierung auf Basis einer Dual-Energie-Röntgentransmissionsmessung eingerichtet ist. Bei einer entsprechenden Ausführungsform des Sortierverfahrens wird der erste und/oder der zweite Teilschrottmassenstrom jeweils dadurch sortiert, dass Röntgenstrahlung-basierte Messungen, insbesondere Dual-Energie-Röntgentransmissionsmessungen, an Schrottfragmenten des ersten bzw. zweiten Teilschrottmassenstroms durchgeführt werden und die Schrottfragmente basierend auf dem zugehörigen Messergebnis sortiert werden.
Unter einer Röntgen-gestützte Sortiervorrichtung wird eine Sortiervorrichtung verstanden, bei der die durch die Sortiervorrichtung laufenden Schrottfragmente mittels Röntgenstrahlung analysiert und abhängig von dem Analyseergebnis sortiert werden. Beispielsweise lassen sich mittels Röntgentransmissionsmessungen Leichtmetalle wie Al von zum Beispiel Stahl oder Kupferlegierungen unterscheiden.
Bei der Dual-Energie-Röntgentransmissionsmessung wird die Röntgentransmission an einem Schrottfragment mit zwei verschiedenen Wellenlängen der Röntgenstrahlung gemessen. Auf diese Weise lässt sich die Dichte des Schrottfragments unabhängig von dessen Dicke bestimmen, so dass Schrottfragmente aus Aluminiumlegierungen von Schrottfragmenten aus anderen Legierungen unterschieden werden können. Dadurch können Schrottfragmente mit Nichtaluminiumlegierungen aussortiert werden.
Röntgen-gestützte Sortiervorrichtungen und insbesondere Sortiervorrichtungen, die Dual-Energie-Röntgentransmissionsmessungen einsetzen, sind grundsätzlich bekannt, so dass eine genaue Beschreibung dieser Sortiervorrichtungen an dieser Stelle entbehrlich ist.
Derartige Sortiervorrichtungen arbeiten typischerweise nur in einem bestimmten Korngrößenbereich effektiv, auf den sie ausgelegt sind. Durch die Integration einer Röntgen-gestützten Sortiervorrichtung in die erste bzw. zweite Sortierlinie, der jeweils ein Teilschrottmassenstrom aus der Siebklassiervorrichtung zugeführt wird, kann die jeweilige Röntgen-gestützte Sortiervorrichtung auf die spezifische Korngrößenverteilung der Schrottfragmente für die jeweiligen Sortierlinie ausgelegt werden, so dass eine effektive Abtrennung der Schrottfragmente aus Nichtaluminiumlegierungen erreicht wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Röntgen-gestützte Sortiervorrichtung dazu eingerichtet, durch Dual-Energie-Röntgentransmissionsmessung einen Wert für die Dichte und einen Wert für die Dicke eines Schrottfragments zu bestimmen und das Schrottfragment abhängig von dem Wert für dessen Dichte und von dem Wert für dessen Dicke zu sortieren. Bei einer entsprechenden Ausführungsform des Sortierverfahrens wird durch Dual-Energie-Röntgentransmissionsmessungen an einem Schrottfragment ein Wert für die Dichte und ein Wert für die Dicke des Schrottfragments bestimmt und das Schrottfragment abhängig von dem Wert für dessen Dichte und von dem Wert von dessen Dicke sortiert. Mit der Dual-Energie-Röntgentransmissionsmessung kann neben einem Wert für die Dichte eines analysierten Schrottfragments auch ein Wert für dessen Dicke bestimmt werden. Es wurde festgestellt, dass dieser Wert für die Dicke eines Schrottfragments besonders vorteilhaft zur Sortierung von UBC-Schrott verwendet werden kann, da sich auf diese Weise dünnwandige Dosenschrottfragmente von dickwandigen Schrottfragmenten z. B. aus Gussaluminium unterscheiden lassen, die eine ähnliche Dichte aufweisen wie Dosenschrottfragmente.
Die Gesamtdicke eines Dosenschrottfragments entspricht häufig nicht der einfachen Dosenwandstärke, sondern einem Vielfachen davon, da bei einem Schrottfragment häufig mehrere Wandabschnitte übereinanderliegen bzw. übereinander gefaltet sind. Die Zahl der übereinanderliegenden Wandabschnitte hängt im Wesentlichen von der Größe des Schrottfragments ab, da große Schrottfragmente in der Regel häufiger gefaltet sind und damit eine größere Gesamtdicke aufweisen. Eine effektive Sortierung abhängig von dem Wert für die Dicke eines Schrottfragments ist daher besonders effektiv, wenn die zu sortierenden Schrottfragmente eine bestimmte Korngrößenverteilung aufweisen. Daher ergibt sich durch die Integration der zuvor beschriebenen Sortiervorrichtung, bei der die Schrottfragmente auch abhängig von dem Wert für deren Dicke sortiert werden, in eine Sortierlinie, der ein Teilschrottmassenstrom aus der Siebklassiervorrichtung zugeführt wird, ein zusätzlicher synergetischer Effekt, da das auf die Dicke der Schrottfragmente bezogene Sortierkriterium aufgrund der bekannten Korngrößenverteilung genauer eingestellt werden kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Sortieranlage ein Transportsystem auf, das dazu eingerichtet ist, den ersten Teilschrottmassenstrom durch die erste Sortierlinie zu transportieren und den zweiten Teilschrottmassenstrom durch die zweite Sortierlinie zu transportieren. Auf diese Weise können die Teilschrottmassenströme kontrolliert durch die Sortierlinien transportiert werden. Das Transportsystem kann beispielsweise einen oder mehrere Förderbänder aufweisen.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Sortieranlage ein Transportsystem auf, das dazu eingerichtet ist, den ersten Teilschrottmassenstrom bei Bedarf ganz oder teilweise dem zweiten Teilschrottmassenstrom zuzuführen, bevor der zweite Teilschrottmassenstrom der zweiten Sortierlinie zugeführt wird, und/oder dazu eingerichtet ist, den zweiten Teilschrottmassenstrom bei Bedarf ganz oder teilweise dem ersten Teilschrottmassenstrom zuzuführen, bevor der erste Teilschrottmassenstrom der ersten Sortierlinie zugeführt wird. Zu diesem Zweck kann das Transportsystem beispielsweise einen oder mehrere Förderer, insbesondere Förderbänder oder Förderschnecken aufweisen, mit denen Schrottfragmente bei Bedarf aus einem Teilschrottmassenstrom in einen anderen Teilschrottmassenstrom geführt werden können. Auf diese Weise kann die Sortieranlage zum Beispiel auch beim Ausfall oder bei Wartung einer der Sortierlinien weiterbetrieben werden, indem der für die ausgefallene oder zu wartende Sortierlinie vorgesehene Teilschrottmassenstrom stattdessen einer anderen Sortierlinie zugeführt wird. Weiterhin kann ein Teilschrottmassenstrom auch teilweise einer anderen Sortierlinie zugeführt werden, insbesondere um die Sortierlinien gleichmäßig auszulasten, wenn die Teilschrottmassenströme sehr unterschiedlich sind.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Sortieranlage ein Transportsystem auf, das dazu eingerichtet ist, den ersten und den zweiten Teilschrottmassenstrom nach Durchlaufen der jeweiligen Sortierlinie zusammenzuführen. Auf diese Weise werden die fertig sortierten Teilschrottmassenströme wieder zu einem Gesamtschrottmassenstrom zusammengeführt und können so zusammen der weiteren Verarbeitung, insbesondere einer Entlackungsanlage und/oder einem Schmelzofen zugeführt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann das Transportsystem der Sortieranlage auch dazu eingerichtet sein, die an den einzelnen Sortiervorrichtungen aussortierten Verunreinigungen zu jeweiligen Containern zu transportieren, um diese zu sammeln und ggf. weiterverwenden oder entsorgen zu können. Um einen kontinuierlichen Betrieb der Sortiervorrichtung zu ermöglichen, können auch jeweils zwei Container vorgesehen sein, so dass auf einen zweiten Container gewechselt werden kann, wenn der erste Container voll ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sortieranlage eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Sortieranlage. Die Steuerungseinrichtung ist vorzugsweise zur Steuerung der Sortieranlage gemäß dem zuvor beschriebenen Sortierverfahren oder einer Ausführungsform davon eingerichtet. Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung einen Mikroprozessor und einen damit verbundenen Speicher umfassen, wobei der Speicher Befehle enthält, deren Ausführung auf dem Mikroprozessor die Durchführung des zuvor beschriebenen Sortierverfahrens bzw. einer Ausführungsform davon veranlasst. Auf diese Weise kann ein automatisierter Betrieb der Sortieranlage erreicht werden.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird.
In der Zeichnung zeigen
1 mehrere Pakete UBC-Schrott mit geringem Kompaktierungsgrad,
2 mehrere Pakete UBC-Schrott mit hohem Kompaktierungsgrad,
3 eine Diagrammdarstellung einer Recyclinganlage bzw. eines Recyclingverfahrens für Aluminiumschrott aus dem Stand der Technik,
4 die Sortieranlage der Recyclinganlage aus 3,
5 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sortieranlage und des erfindungsgemäßen Sortierverfahrens,
6 den Röntgensortierer der Sortieranlage aus 5,
7 eine schematische Darstellung einer Dual-Energie-Röntgentransmissionsmessung des Röntgensortierers aus 6 und
8 eine Diagrammdarstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Recyclinganlage und des erfindungsgemäßen Recyclingverfahrens.
Die vorliegend beschriebene Sortieranlage bzw. die diese umfassende Recyclinganlage sind insbesondere für die Sortierung bzw. Aufbereitung von UBC-Schrott vorgesehen. Bei UBC-Schrott handelt es sich um Schrott aus gebrauchten Aluminiumgetränkedosen. Für die Herstellung von Aluminiumdosen werden in der Praxis nur wenige verschiedene Aluminiumlegierungen verwendet, nämlich aus der AA5xxx-Serie (AA: Aluminum Association), insbesondere AA5184, und aus der AA3xxx-Serie, insbesondere AA3104, so dass Schrott aus Aluminiumgetränkedosen prinzipiell gut für das Recycling geeignet ist.
Allerdings weisen am Schrottmarkt verfügbare UBC-Schrotte neben dem eigentlichen Aluminiumdosenschrott verschiedene Arten von Verunreinigungen auf, die vor einer metallurgischen Verwertung des Schrotts entfernt werden müssen.
Typischerweise weist UBC-Schrott verschiedene nichtmetallische Verunreinigungen, wie Kunststofffolien, Sand oder Wasser auf, aber auch verschiedene metallische Verunreinigungen wie Fragmente aus Nichtaluminiumlegierungen oder Gussaluminium auf.
Neben der Vielfalt der verschiedenen Verunreinigungen, besteht bei der Aufbereitung von UBC-Schrott eine weitere Herausforderung darin, dass der Schrott an den Aluminiumdosen-Sammelstellen und Schrottplätzen zu mehr oder weniger stark kompaktierten Paketen zusammengepresst werden.
1 zeigt ein Beispiel von Paketen 2 aus UBC-Schrott, die einen relativ geringen Kompaktierungsgrad mit einer Dichte von 200 kg/m³ aufweisen. Die in den Paketen enthaltenen Aluminiumdosen bzw. Aluminiumdosenfragmente 4 sind relativ lose zusammengepresst. Typischerweise lassen sich derartigen Paketen 2 einzelne Aluminiumdosenfragmente 4 bereits mit relativ geringem Kraftaufwand, teilweise sogar per Hand, entnehmen. Um den Paketverbund zu erhalten, sind derartige Pakete typischerweise mit einer Kunststofffolie 6 umwickelt und können z. B. auf einer Palette 8 gelagert bzw. transportiert werden.
2 zeigt ein Beispiel von Paketen 12 aus UBC-Schrott, die einen hohen Kompaktierungsgrad mit einer Dichte von 1200 kg/m³ aufweisen. Die in den Paketen enthaltenen Aluminiumdosen bzw. Aluminiumdosenfragmente 14 sind stark zusammengepresst. Typischerweise ist es nicht möglich, Aluminiumdosenfragmente 14 per Hand aus einem solchen Paket 12 zu entnehmen. Insbesondere sind die Aluminiumdosenfragmente 14 so stark zusammen gepresst, dass die Pakete auch ohne weitere Hilfsmittel wie Kunststofffolien oder dgl. zusammenhalten.
3 zeigt nun eine Diagrammdarstellung einer Recyclinganlage bzw. eines Recyclingverfahrens für Aluminiumschrott aus dem Stand der Technik. Die Recyclinganlage 20 umfasst eine Zerkleinerungsanlage 22, eine Sortieranlage 24, eine Entlackungsanlage 26 und einen Schmelzofen 28.
Zur Aufbereitung von UBC-Schrott wird der Schrott zunächst in die Zerkleinerungsanlage 22 gegeben und dort zerkleinert. Der zerkleinerte Schrott wird sodann in die Sortieranlage 24 gegeben und dort sortiert, um Verunreinigungen aus dem Schrott zu entfernen. Der sortierte Schrott wird dann der Entlackungsanlage 26 zugeführt, um Lackschichten von den Getränkedosenfragmenten zu entfernen und schließlich im Schmelzofen 28 eingeschmolzen.
4 zeigt eine Diagrammdarstellung der Sortieranlage 24 der Recyclinganlage 20 aus 3. Die Sortieranlage 24 weist mehrere hinter einander geschaltete Sortiervorrichtung 30, 32, 34 auf, um verschiedene Verunreinigungen aus dem von der Zerkleinerungsanlage 22 zerkleinerten Schrott 36 auszusortieren.
Die Sortiervorrichtung 30 ist ein Magnetscheider, mit dem magnetisierbare Fremdschrotte, d. h. im Wesentlichen eisenhaltige Schrotte, aussortiert werden können. Die Sortiervorrichtung 32 ist ein Wirbelstromscheider, mit dem nichtmetallische Verunreinigungen wie zum Beispiel Kunststoffe aussortiert werden können. Die Sortiervorrichtung 34 ist eine Röntgen-basierte Sortiervorrichtung, mit der zum Beispiel Fremdlegierungen oder Gussaluminium aussortiert werden können.
Der sortierte Schrott 38 wird dann nach Verlassen der Sortiervorrichtung 30 zur Entlackungsanlage 26 transportiert.
Für das Recycling von UBC-Schrott ist es wünschenswert, den Schrott möglichst vollständig von Verunreinigungen zu befreien und gleichzeitig einen hohen Durchsatz mit hohem Massenstrom zu erreichen. Diese Zielvorgabe wird durch die Sortiervorrichtung 30 nur bedingt erfüllt. Insbesondere hat sich herausgestellt, dass die breite Korngrößenverteilung von UBC-Schrott zu einer ineffektiven Sortierung führt, da beispielsweise der Wirbelstromscheider 32 und die Röntgen-basierte Sortiervorrichtung 34 nur in bestimmten Korngrößenbereichen effektiv arbeiten.
5 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sortieranlage und des erfindungsgemäßen Sortierverfahrens zum Sortieren von Aluminiumschrott, insbesondere UBC-Schrott.
Die Sortieranlage 52 umfasst eine Siebklassiervorrichtung 54 mit einem Sieb 56, mit dem ein der Sortieranlage 52 zugeführter Schrottmassenstrom 58 in einen ersten Teilschrottmassenstrom 60 und einen zweiten Teilschrottmassenstrom 62 aufgeteilt wird. Zu diesem Zweck wird der Schrottmassenstrom 58 in der Siebklassiervorrichtung 54 mit dem Sieb 56 gesiebt, so dass Schrottfragmente mit einer Korngröße von mehr als 30 mm auf dem Sieb verbleiben und Schrottfragmente mit einer Korngröße bis zu 30 mm durch das Sieb hindurchfallen. Der Siebüberlauf, d. h. die Schrottfragmente mit einer Korngröße von mehr als 30 mm, bilden den ersten Teilschrottmassenstrom 60. Zur Aussortierung besonders großer Schrottfragmente kann auch ein weiteres Sieb (nicht dargestellt) vorgesehen sein, mit dem zum Beispiel im Wesentlichen alle Schrottfragmente mit einer Korngröße von mehr als 120 mm aussortiert werden, so dass der erste Teilschrottmassenstrom 60 schließlich im Wesentlichen Schrottfragmente mit Korngrößen zwischen 30 und 120 mm enthält, z. B. eine Korngrößenverteilung, bei der d5 = 30 mm und d95 = 120 mm ist.
Die Siebklassiervorrichtung 54 umfasst noch ein zweites Sieb 64, mit dem der Siebunterlauf, d. h. die Schrottfragmente mit einer Korngröße bis zu 30 mm, gesiebt werden. Mit dem Sieb 64 können Schrottfragmente mit einer Korngröße bis 8 mm, d. h. sogenanntes Feinkorn, ausgesiebt werden. Die übrigen Schrottfragmente mit Korngrößen zwischen 8 und 30 mm bilden den zweiten Teilschrottmasseristrom 62. Das Feinkorn ist für eine Sortierung schlecht geeignet und wird daher vorzugsweise einem Container 66 für die Feinkornfraktion zugeführt und auf diese Weise aus dem Recyclingprozess abgeführt.
Die Sortieranlage 52 weist eine erste Sortierlinie 68a und eine zweite Sortierlinie 68b auf, die jeweils mehrere hintereinander folgende Sortiervorrichtungen 70a–b, 72a–b, 74a–b zur einzelkorngenauen Sortierung umfassen. Der ersten Sortierlinie 68a wird der erste Teilschrottmassenstrom 60 und der zweiten Sortierlinie 68b der zweite Teilschrottmassenstrom 62 zugeführt.
Bei den Sortiervorrichtungen 70a–b handelt es sich um Magnetscheider, mit denen aus dem ersten bzw. zweiten Teilschrottmassenstrom 60, 62 magnetisierbare Fremdschrotte, d. h. im Wesentlichen eisenhaltige Schrotte, aussortiert werden können. Die Magnetscheider 70a–b können zu diesem Zweck beispielsweise ein an einer Kante umgelenktes Förderband aufweisen, an dessen Unterseite Permanentmagneten vorgesehen sind. Während nichtmagnetisierbare Fragmente an der Kante vom Förderband fliegen, bleiben magnetisierbare Fragmente wegen der Permanentmagneten am Förderband haften und können auf diese Weise aussortiert und beispielsweise einem Container 76 für die magnetisierbare Fraktion zugeführt werden.
Bei den Sortiervorrichtungen 72a–b handelt es sich um Wirbelstromscheider, mit denen aus dem ersten bzw. zweiten Teilschrottmassenstrom 60, 62 nichtmetallische Verunreinigungen wie zum Beispiel Kunststoffe aussortiert werden können. Zu diesem Zweck können die Wirbelstromscheider beispielsweise ein an einer Kante umgelenktes Förderband aufweisen, wobei an der Kante ein Permanentmagnet mit hoher Geschwindigkeit rotiert wird und dadurch ein elektromagnetisches Wechselfeld an der Kante erzeugt. Die auf dem Förderband transportierten Schrottfragmente fliegen an der Kante vom Förderband. Das elektromagnetische Wechselfeld induziert in elektrisch leitfähigen Schrottfragmenten einen Wirbelstrom, so dass diese Fragmente weiter fliegen als nichtleitfähige Schrottfragmente. Letztere lassen sich dadurch mit den Wirbelstromscheidern 72a–b aussortieren und beispielsweise einem Container 78 für die nichtmetallische Fraktion zuzuführen.
Bei den Sortiervorrichtungen 74a–b handelt es sich um Röntgen-basierte Sortiervorrichtungen, mit denen insbesondere Fragmente aus Fremdlegierungen oder Gussaluminium aussortiert und einem Container 80 für diese Fremdschrottfraktion zugeführt werden können. Die Funktionsweise dieser Röntgen-basierte Sortiervorrichtungen 74a–b wird weiter unten im Zusammenhang mit 6 und 7 im Einzelnen erläutert.
Die Sortiervorrichtungen 70a, 72a, 74a der ersten Sortierlinie 68a sind an die durch das Sieb 56 definierte Korngrößenverteilung des ersten Teilschrottmassenstroms 60 (z. B. d5 = 30 mm und d95 = 120 mm) angepasst. Da insbesondere der Wirbelstromscheider 72a und die Röntgen-basierte Sortiervorrichtung 74a nur in dem beschränkten Korngrößenbereich effektiv arbeiten, für den sie ausgelegt sind, Lässt sich durch die Anpassung dieser Sortiervorrichtungen an die Korngrößenverteilung des ersten Teilschrottmassenstroms 60 die Sortiereffektivität erhöhen.
Entsprechend sind die Sortiervorrichtungen 70b, 72b, 74b der zweiten Sortierlinie 68b an die durch die Siebe 56 und 64 definierte Korngrößenverteilung des zweiten Teilschrottmassenstroms 60 (z. B. d5 = 8 mm und d95 = 30 mm) angepasst, so dass auch in der zweiten Sortierlinie 68b eine höhere Sortiereffektivität erreicht wird.
Nach Durchlaufen der jeweiligen Sortierlinien 68a und 68b werden die sortierten Teilschrottmassenströme 60 und 62 wieder zu einem sortierten Schrottmassenstrom 82 zusammengeführt und zur weiteren Verarbeitung beispielsweise einer Entlackungsanlage zugeführt.
Der Transport der Schrottmassenströme bzw. Teilschrottmassenströme durch die Sortieranlage 52 erfolgt mittels eines Transportsystems 84, das beispielsweise Förderbänder und/oder Förderschrauben aufweisen kann, mit denen der Schrottmassenstrom 58 zur Siebklassiervorrichtung 54 und die Teilschrottmassenströme 60, 62 durch die jeweiligen Sortierlinien 68a–b transportiert werden können sowie die Teilschrottmassenströme 60, 62 nach Durchlaufen der Sortierlinien 68a–b zum sortierten Schrottmassenstrom 82 zusammengeführt und aus der Sortieranlage 52 heraus transportiert werden können.
Das Transportsystem 84 ist vorzugsweise dazu eingerichtet, den ersten Teilschrottmassenstrom 60 ganz oder teilweise in den zweiten Teilschrottmassenstrom 62 bzw. den zweiten Teilschrottmassenstrom 60 ganz oder teilweise in den ersten Teilschrottmassenstrom 62 einzuleiten, bevor der zweite Teilschrottmassenstrom die zweite bzw. der erste Teilschrottmassenstrom die erste Sortierlinie 68a–b durchläuft. Zu diesem Zweck kann das Transportsystem 84 beispielsweise zwei entsprechend angeordnete Förderschrauben oder Förderbänder 86a–b oder alternativ eine reversierende Förderschraube oder ein reversierendes Förderband umfassen.
Auf diese Weise kann beispielsweise bei Wartung oder Ausfall der ersten Sortierlinie 68a die Sortieranlage 52 weiter betrieben werden, indem der erste Teilschrottmassenstrom 60 über die Förderschraube 86a dem zweiten Teilschrottmassenstrom 62 zugeführt wird und zusammen mit diesem die zweite Sortierlinie 68b durchläuft. Ebenso kann eine sehr ungleiche Aufteilung des Schrottmassenstroms 58 auf den ersten und zweiten Teilschrottmassenstrom 60, 62 ausgeglichen werden, indem ein Teil des größeren Teilschrottmassenstroms in den kleineren Teilschrottmassenstrom überführt wird.
Die Sortieranlage 52 umfasst weiterhin eine Steuerungseinrichtung 88 zur Steuerung der Sortieranlage 52. Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung 88 zur Steuerung des Transportsystems 52 eingerichtet sein.
6 zeigt die Röntgen-basierte Sortiervorrichtung 74a aus 5 in schematischer Schnittansicht. Die Röntgen-basierte Sortiervorrichtung 74a weist ein Förderband 102 auf, auf das die Schrottfragmente 104 des ersten Teilschrottmassenstroms 60 gelangen, nachdem sie den Wirbelstromscheider 72a verlassen haben. Mit dem Förderband 102 werden die Schrottfragmente 104 zu einer Messvorrichtung 106 transportiert, die zur Dual-Energie-Röntgentransmissionsmessung eingerichtet ist. Zu diesem Zweck weist die Messvorrichtung 106 eine oberhalb des Förderbands 102 angeordnete Röntgenquelle 108 zur Erzeugung von Röntgenstrahlung 110 und eine unterhalb des Förderbands 102 angeordnete Detektoranordnung 112 auf, mit der die Absorption der Röntgenstrahlung 110 für zwei verschiedene Röntgenenergien bestimmt werden kann.
7 zeigt eine schematische Darstellung einer Dual-Energie-Röntgentransmissionsmessung mit der Messvorrichtung 106. Gelangt ein Schrottfragment 104 zwischen die Röntgenquelle 108 und die Detektoranordnung 112, so wird das Schrottfragment 104 von der Röntgenstrahlung 110 durchstrahlt. Die Detektoranordnung 112 weist einen ersten Detektor 114 zur Messung der durch das Schrottfragment 104 transmittierten niederenergetischen Röntgenstrahlung 110a auf. Unterhalb des ersten Detektors 114 ist ein Filter 116 angeordnet, der die niederenergetische Röntgenstrahlung 110a blockiert. Der unterhalb des Filters 116 angeordnete zweite Detektor 118 misst somit nur die transmittierte hochenergetische Röntgenstrahlung 110b, die den Filter 116 passiert.
Die vom ersten und zweiten Detektor 114, 118 gemessene Röntgenintensität ist von der Dichte und der Dicke des Schrottfragments 104 abhängig. Daher lässt sich aus den für die beiden Röntgenenergien gemessenen Röntgenintensitäten ein Wert für die Dichte und ein Wert für die Dicke des Schrottfragments 104 bestimmen.
Durch einen Vergleich des bestimmten Werts für die Dichte des Schrottfragments 104 mit einem vorgegebenen Dichtenbereich für Aluminiumlegierungen kann die Messvorrichtung 106 feststellen, ob das Schrottfragment 104 aus einer Aluminiumlegierung oder einer Fremdlegierung besteht.
Die Sortiervorrichtung 74a in 6 weist weiterhin eine am Ende des Förderbands 102 angeordnete Druckluftsortiervorrichtung 120 auf, mit der Schrottfragmente einzeln aussortiert werden können. Die Druckluftsortiervorrichtung 120 weist einen Drucklufttank 122 und über eine Leitung 124 mit diesem verbundene, ansteuerbare Druckluftdüsen 126 auf.
Wird mit der Messvorrichtung 106 ein Schrottfragment 104 aus einer Fremdlegierung detektiert, so wird eine der Position des Schrottfragments 104 auf dem Band entsprechende Druckluftdüse geöffnet, wenn das betreffende Schrottfragment 104 das Bandende erreicht hat. Auf diese Weise wird das Schrottfragment 104 durch einen scharfen Luftstoß gezielt aussortiert und zum Container 80 für die Fremdlegierungsfraktion transportiert. Auf diese Weise können die Schrottfragmente 104 dichteabhängig sortiert werden.
Vorzugsweise ist die Sortiervorrichtung 74a weiterhin dazu eingerichtet, die Schrottfragmente 104 dickenabhängig zu sortieren. Zu diesem Zweck vergleicht die Messvorrichtung 106 den bestimmten Wert für die Dicke des gemessenen Schrottfragments 104 mit einem vorgegebenen Dickenbereich, der an die typischen Wanddicken von Aluminiumgetränkedosen sowie an die typische Anzahl der übereinander gefalteten Wandlagen bei Schrottfragmenten mit der Korngrößenverteilung des ersten Teilschrottmassenstroms angepasst ist.
Auf diese Weise können beispielsweise Schrottfragmente aus Aluminiumguss identifiziert werden, die eine vergleichbare Dichte aufweisen wie Aluminiumgetränkedosenfragmente, jedoch eine erheblich größere Dicke. Derartige Fremdschrotte können dann ebenfalls mit der Druckluftsortiervorrichtung 120 aussortiert werden.
Insbesondere die dickenabhängige Sortierung der Schrottfragmente arbeitet nur in einem beschränkten Korngrößenbereich effektiv, da größere Korngrößen typischerweise mit größeren Dicken aufgrund der mehrfachen Faltung von Wandlagen einhergehen. Daher ist diese Art der Sortierung gerade bei der vorliegenden Sortieranlage vorteilhaft, bei der eine Aufteilung in zwei Teilschrottmassenströme durch Siebklassierung erfolgt, so dass die jeweiligen Röntgen-basierten Sortiervorrichtungen 74a–b an die Korngrößenverteilung des jeweiligen Teilschrottmassenstroms 60, 62 angepasst werden können. Beispielsweise kann die Sortiervorrichtung 74a für die größeren Schrottfragmente dazu eingerichtet sein, Schrottfragmente mit einer Dicke, die das Sechsfache einer typischen Dosenwanddicke von 0,1 mm (d. h. eine Dicke von 0,6 mm) überschreitet, aussortiert werden. Die Sortiervorrichtung 74b für die kleineren Schrottfragmente kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, dass bereits Schrottfragmente mit einer Dicke, die das Vierfache der typischen Dosenwanddicke von 0,1 mm (d. h. eine Dicke von 0,4 mm) überschreitet, aussortiert werden.
Insgesamt kann mit der Sortieranlage 52 damit auch bei großem Durchsatz eine effektive Sortierung von UBC-Schrott erreicht werden.
8 zeigt eine Diagrammdarstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Recyclinganlage und des erfindungsgemäßen Recyclingverfahrens. Die Recyclinganlage 140 umfasst eine Zerkleinerungsanlage 142 zur Zerkleinerung von Aluminiumschrott. Der Zerkleinerungsanlage 142 ist die zuvor beschriebene Sortieranlage mit der Siebklassiervorrichtung 54 und den zwei Sortierlinien 68a und 68b nachgelagert, der die von der Zerkleinerungsanlage 142 zerkleinerten Schrottfragmente als Schrottmassenstrom 58 zugeführt werden. Der Sortieranlage 52 ist eine Entlackungsanlage 144 nachgeordnet, der der von der Sortieranlage 52 sortierte Schrottmassenstrom 82 zugeführt wird. In der Entlackungsanlage 144 werden Lackschichten auf der Oberfläche der Aluminiumgetränkedosenfragmente in einem heißen Luftstrom bei ca. 400°C verdampft. Der Entlackungsanlage 144 ist schließlich noch ein Schmelzofen 146 nachgeordnet, in dem die entlackten Schrottfragmente dann eingeschmolzen und metallurgisch weiterverarbeitet werden können
Wie zuvor im Zusammenhang mit 5 erläutert, kann der UBC-Schrott mit der Sortieranlage 52 effektiv und mit hohem Durchsatz sortiert werden, so dass der nachfolgenden Entlackungsanlage 144 und dem nachfolgenden Schmelzofen 146 ein möglichst verunreingungsarmer Schrottmassenstrom zugeführt werden kann. Dadurch wird ein störungsärmerer Betrieb der Entlackungsanlage 144 und des Schmelzofens 146 und eine bessere Zusammensetzung der mit dem Schmelzofen 146 erzeugten Schmelze erreicht als mit der Recyclinganlage 20 aus dem Stand der Technik.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 66165-1 und 66165-2 [0031]
DIN ISO 3310-2:2015-07 [0031]
DIN ISO 2395:1999-01 [0031]

Claims

Sortieranlage (52) zur Sortierung von Aluminiumschrott, insbesondere UBC-Schrott, – mit einer ersten Sortierlinie (68a) umfassend mindestens eine Sortiervorrichtung (70a, 72a, 74a), die dazu eingerichtet ist, einen der ersten Sortierlinie (68a) zugeführten Schrottmassenstrom (60) zu sortieren, dadurch gekennzeichnet, – dass die Sortieranlage (52) eine zweite Sortierlinie (68b) aufweist, die mindestens eine Sortiervorrichtung (70b, 72b, 74b) umfasst, die dazu eingerichtet ist, einen der zweiten Sortierlinie (68b) zugeführten Schrottmassenstrom (62) zu sortieren, und – dass die Sortieranlage (52) eine Siebklassiervorrichtung (54) umfasst, die dazu eingerichtet ist, einen der Sortieranlage (52) zugeführten Schrottmassenstrom (58) durch Siebklassieren in mindestens einen ersten Teilschrottmassenstrom (60) und einen zweiten Teilschrottmassenstrom (62) aufzuteilen und den ersten Teilschrottmassenstrom (60) der ersten Sortierlinie (68a) und den zweiten Teilschrottmassenstrom (62) der zweiten Sortierlinie (68b) zuzuführen.
Sortieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sortierlinie (68a) mindestens eine Sortiervorrichtung (70a, 72a, 74a) umfasst, die dazu eingerichtet ist, den der ersten Sortierlinie (68a) zugeführten ersten Teilschrottmassenstrom (60) einzelkorngenau zu sortieren und/oder dass die zweite Sortierlinie (68b) mindestens eine Sortiervorrichtung (70b, 72b, 74b) umfasst, die dazu eingerichtet ist, den der zweiten Sortierlinie (68b) zugeführten Teilschrottmassenstrom (62) einzelkorngenau zu sortieren.
Sortieranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sortierlinie (68a) einen Wirbelstromscheider (72a) umfasst und/oder die zweite Sortierlinie (68b) einen Wirbelstromscheider (72b) umfasst.
Sortieranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sortierlinie (68a) eine Röntgen-gestützte Sortiervorrichtung (74a) umfasst und/oder die zweite Sortierlinie (68b) eine Röntgen-gestützte Sortiervorrichtung (74b) umfasst, insbesondere eine Röntgen-gestützte Sortiervorrichtung, die für eine Einzelkornsortierung auf Basis einer Dual-Energie-Röntgentransmissionsmessung eingerichtet ist.
Sortieranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Röntgen-gestützte Sortiervorrichtung (74a–b) dazu eingerichtet ist, durch Dual-Energie-Röntgentransmissionsmessung einen Wert für die Dichte und einen Wert für die Dicke eines Schrottfragments zu bestimmen und das Schrottfragment (104) abhängig von dem Wert für dessen Dichte und von dem Wert für dessen Dicke zu sortieren.
Sortieranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sortieranlage (52) ein Transportsystem (84) aufweist, das dazu eingerichtet ist, den ersten Teilschrottmassenstrom (60) bei Bedarf ganz oder teilweise dem zweiten Teilschrottmassenstrom (62) zuzuführen, bevor der zweite Teilschrottmassenstrom (62) der zweiten Sortierlinie (68b) zugeführt wird, und/oder dazu eingerichtet ist, den zweiten Teilschrottmassenstrom (62) bei Bedarf ganz oder teilweise dem ersten Teilschrottmassenstrom (60) zuzuführen, bevor der erste Teilschrottmassenstrom (60) der ersten Sortierlinie (68a) zugeführt wird.
Sortieranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sortieranlage (52) ein Transportsystem (84) aufweist, das dazu eingerichtet ist, den ersten und den zweiten Teilschrottmassenstrom (60, 62) nach Durchlaufen der jeweiligen Sortierlinie (68a–b) zusammenzuführen.
Sortieranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sortieranlage (52) eine Steuerungseinrichtung (88) zur Steuerung der Sortieranlage (52) umfasst, die vorzugsweise zur Steuerung der Sortieranlage (52) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15 eingerichtet ist.
Recyclinganlage (140) zur Aufbereitung von Aluminiumschrott, insbesondere UBC-Schrott, umfassend eine Sortieranlage (52) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Sortierverfahren zum Sortieren von Aluminiumschrott, insbesondere von UBC-Schrott, vorzugsweise unter Verwendung einer Sortieranlage (52) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, – bei dem ein Schrottmassenstrom (58) durch Siebklassieren in mindestens einen ersten und einen zweiten Teilschrottmassenstrom (60, 62) aufgeteilt wird und – bei dem der erste und der zweite Teilschrottmassenstrom (60, 62) getrennt voneinander sortiert werden.
Sortierverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Teilschrottmassenstrom (60, 62) jeweils einzelkorngenau sortiert wird.
Sortierverfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Teilschrottmassenstrom (60, 62) jeweils mittels eines Wirbelstromscheiders (72a–b) sortiert wird.
Sortierverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Teilschrottmassenstrom (60, 62) jeweils dadurch sortiert wird, dass Röntgenstrahlung-basierte Messungen, insbesondere eine Dual-Energie-Röntgentransmissionsmessungen, an Schrottfragmenten (104) des ersten bzw. zweiten Teilschrottmassenstroms (60, 62) durchgeführt werden und die Schrottfragmente (104) basierend auf dem zugehörigen Messergebnis sortiert werden.
Sortierverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass durch Dual-Energie-Röntgentransmissionsmessungen an einem Schrottfragment (104) ein Wert für die Dichte und ein Wert für die Dicke des Schrottfragments (104) bestimmt wird und das Schrottfragment (104) abhängig von dem Wert für dessen Dichte und von dem Wert von dessen Dicke sortiert wird.
Recyclingverfahren zur Aufbereitung von Aluminiumschrott, insbesondere UBC-Schrott, vorzugsweise unter Verwendung einer Recyclinganlage (140) nach Anspruch 9, – bei dem eine Menge Schrott zerkleinert wird und – bei dem der zerkleinerte Schrott mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14 sortiert wird.