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Verfahren zum Aufbereiten von Kabelschrott
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Die Frfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs
1 angegebenen Art.
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Aus der US-PS 35 27 414 ist ein Verfahren zum Aufbereiten von Kabelschrott
bekannt, bei dem die isolierten Metalldrähte in relativ kurze Abschnitte vorgegebener
Länge zerschnitten und diese als loses Haufwerk durch ein Kältemittel wie z.B. flüssiges
Kohlendioxid derart hindurchgeleitet werden, daß das Isolationsmaterial aus Kunststoff,
Gummi od.dgl. versprödet. Anschließend daran werden die abgekühlten Drahtstücke
zwischen Brechwalzen hindurchgeführt, wobei das versprödete Isolationsmaterial mechanisch
zerkleinert wird. Die metallischen Drahtabschnitte können dann vom abgetrennten
Isolationsmaterial separiert und einer Wiederverwendung zugeführt werden. Allerdings
ist diese Wiederverwendung dadurch beeinträchtigt, daß das Isolationsmaterial nicht
in dem gewünschten Umfang von den Metallkomponenten abgetrennt wird. Diese Schwierigkeit
tritt insbesondere bei litzenförmigen Metallkomponenten auf, da bei diesen wegen
der geflochtenen, verdrillten od. dgl. Ausführung die Verbi.ndungsfläche zwischen
Metall und Isolation und dementsprechend auch die Bindungskräfte besonders groß
sind.
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Es ist weiterhin aus der DE-AS 23 42 402 bekannt, zum Zerkleinern
von größeren Schrottkörpern diese durch Abkühlung auf tiefe Temperaturen derart
zu verspröden, daß sie durch eine in ihnen angeordnete Sprengladung zertrümmerbar
sind. Durch die explodierende Sprengladung wird eine Stoßwelle erzeugt, die in dem
Körper überwiegend Zugbeanspruchungen herbeiführt, welche die gewollte Zerstückelung
bewirken. Dieses Verfahren wird insbesondere angewandt zur Rückgewinnung der vorherrschenden
Eisenkomponente und
der Nichteisenmetalle aus Kraftfahrzeugschrott.
Dabei werden beispielsweise Autowracks in bekannter Weise zusammengepreßt und diese
Schrottpakete der Abkühlung und Sprengung unterworfen.
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In diesen Schrottpaketen sind die Verbindungsflächen zwischen den
verschiedenen Materialien vergleichsweise sehr klein, da sie aus fertigungstechnischen
Gründen in leicht lösbarer mechanischer rorm, z.B. als Verschraubungen, Vernietungen,
Verstiftungen, Punktverschweißungen oder lose Wicklungen wie bei Motoren und Generatoren,
vorliegen. Weiterhin sind in diesen Schrottpaketen die unterschiedlichen Werkstoffe
sehr ungleichmäßig und zufällig verteilt, bedingt beispielsweise durch die sehr
unterschiedlithe geometrische Form und Anordnung der verschiedenen Bauteile eines
Autos.
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Für die Kabelschrottaufbereitung gemäß der vorgenannten US-PS 35 27
414 ist diese Explosivstoffzerkleinerung anstelle der mechanischen Zerkleinerung
mittels Brechwalzen nicht geeignet, da die explosive Abtrennung des versprödeten
Isolationsmaterials von den relativ kurzen Drahtstücken äußerst unvollständig ist.
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Diese unbefriedigende Trennung ist darauf zurückzuführen, daß ibei
den isolierten Drahtstücken die Bindungsflächen zwischen Metall und Isolationsmaterial
um mehrere Größenordnungen größer sind als bei den vorgenannten Autowracks. Hierdurch
ist die Haftfestigkeit zwischen Metall und Isolationsmaterial ebenfalls sehr viel
größer als bei den in der DE-AS 23 42 402 genannten 1Fällen.
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Als weiterer Einfluß kommt hinzu, daß die Vielfältigkeit der Grenzflächcn
zwischen Netall und Isolationsmaterial - dA denen es sich um Stoffe mit erheblichen
Dichteunterschieden handelt - zur Dispersion der durch die Sprengung ausgelösten
Stoßwelle führt.
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Dies hat einen schnellen Abbau der Stoßwellenenergie zur Folge, wodurch
die Ablösung des versprödeten Isolationstnaterials von den einzelnen relativ kurzen
Netallstücken sehr erschwert wird Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere
die vorstehend
angegebenen Nachteile zu vermeiden, d.h. ein Verfahren
zur Aufbereitung von Kabel schrott anzugeben, das bei möglichst geringem Aufwand
zu einer einwandfreien Trennung der unterschiedlichen Dijaterialien führt, wobei
nicht nur die Metallkomponente bzw. -komponenten, sondern auch das Isolationsmaterial
wiederverwendbar sein soll.
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Diese Aufgabe wird entsprechend dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.
Der Kebeischrott wird hierbei zu selbsttragenden formstabilen Kabelpreßkörpern komprimiert,
die ohne zusätzliche Umhüllung handhabbar sind und dabei ihre Form nicht ändern.
In den Kabelpreßkörpern liegen die isolierten Drähte, Litzen, Kabelstücke od. dgl.
in wirrer, d.h. ungeordneter verbogener, ineinander verschlungener, ineinander verhakter
od. dgl. Form vor.
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Wie sich wider Erwarten gezeigt hat, ist es durch die erfindungsgemäße
Maßnahme des Verpressens des Kabelschrottes zu einem Kabelpreßkörper von geordneter
äußerer Form mit zumindest überwiegend gleichmäßiger Verteilung von Kernwerkstoff
und Mantelmaterial und mit in ihm ausgebildeten Aufnahmeraum für die Sprengladung
gelungen, eine praktisch vollständige und schonende Abtrennung des Isolationsmaterials
zu erreichen, so daß dieses lin besonders wirtschaftlicher Weise wiederverwendbar
ist. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei für das Mengenverhältnis von Sprengstoff
zu Kabelschrott ein Bereich von etwa 1:50 bis 1:500, insbesondere etwa 1:80 bis
1:150, erwiesen.
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Dieses Ergebnis ist um so mehr überraschend, als bei den erfindungsgemäßen
Kabelpreßkörpern die Bindungsflächen und dementsprechend auch die Bindungskräfte
noch sehr viel größer sind als - entsprechend der US-PS 35 27 414 - bei einem losen
Haufwerk aus einzelnen relativ kurzen Drahtstücken. Weiterhin ist zu berücksichtigen,
daß auch bei den erfindungsgemäßen Kabelpreßkörpern die Stoßwelle durch Dispersion
rasch abgeschwächt wird.
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Entgegen der in der DE-AS 23 42 402 gegebenen Lehre, daß die |Stoßwellenwirkung
und die Zugbeanspruchungen zur Zertrümmerung der Werkstoffe führen, beruht die vorteilhafte
Wirkung des enfindtflgsgen0äßen Verfahrens insbesondere darauf, daß beim
Auseinanderreißen
des Kabelpreßkörpers unter der Wirkung des Schwadendrucks der explodierenden Sprengladung
die zwischen den Drähten, Litzen, Kabelstücken od.dgl. auftretenden Reibungs-, Prall-
und Scherkräfte den Ablösungsvorgang verursachen. Daher erweist es sich als notwendig,
daß für die Ausdehnung des Kabelpreßkörpers nach der Sprengung ein Freiflugraum
vorhanden ist.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist nach Anspruch 2 vorgesehen,
die Sprengung des Kabelpreßkörpers im freihingenden Zustand durchzuführen, so daß
sich der Kabelpreßkörper bzw.
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dessen durch die Sprengung getrennten Materialien möglichst ungehindert
nach allen Seiten ausdehnenkcrrr.n. Als besonders vorteilhaft hat sich eine solche
frei hängende Anordnung des Kabelpreßkörpers im Sprengraum erwiesen, bei welcher
die Freiflugstrecken in allen drei Richtungen des Raumes möglichst gleich sind.
Der Sprengraum kann z.B. als Sprengbunker, d.h.
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gemauerter, betonierter od. dgl. Raum, ausgebildet sein, bevorzugt
ist er jedoch als Sprengkessel, insbesondere als Stahlkonstruktion, ausgeführt.
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Im Hinblick auf eine möglichst wirtschaftliche schonende Abtrennung
des Isolationsmaterials wird das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt nach Anspruch
3 durchgeführt, gemäß dem eine optimale Einwirkung während des Freifluges erreicht
wird.
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Eine weitere vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist im Anspruch 4 angegeben, gemäß welchem das Einbringen und einwandfreie Positionieren
des Kabelnreßkörpers im Sprengraum mit dem Betätigen des Verschlusses des Sprengraums
- einer Tür, einem Deckel, einer Bodenplatte od.dgl. - derart zwangsweise gekoppelt
ist, daß der Sprengraum erst dann einwandfrei nach außen abgeschlossen ist, wenn
sich der Kabelpreßkörper in seiner vorgegebenen Position innerhalb des Sprengraums
befindet. Erst mit den einwandfreien Verschluß des Sprengraums wird aber auch der
Zündstromkreis geschlossen, so daß eine vorzeitige Zündung bei noch nicht abgeschlosenem
Sprengraum aus sicherh£itstechnischen Gründen zuverlässig ausgeschlossen ist. Bevorzugt
ist auch hierbei der Sprengraum als Sprengkessel ausgeb ldet, in zum
der
Xabelpreßkörper an Verschlußdeckel frei hängend angeordnet wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es in vorteilhafter Weise,
Kabelschrott - insbesondere bestehend aus Kupfer und Gummi- oder Kunststoffummantelungen
- aufzuarbeiten und die beiden Stoffkomponenten auf sehr wirtschaftliche Weise so
zu trennen, daß sie für dne Wiederverwendung geeignet sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand eines in der
Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbelspieles noch näher erläutert.
Hieran sind der verfahrenstechnische Ablauf, die Art, Anzahl und Anordnung der apparativen
Einrichtungen sowie ihre Verkntipfung erkennbar. Dabei wird der Kabelpreßkörper
der Kürze halber als Ballen bezeichnet. Der beschriebene verfahrenstechnische Ablauf
stellt lediglich eine bevorzugte Lösung dar und bedeutet keine Einschränkung des
erfindungsgemaSen Verfahrens.
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Die wichtigsten Verfahrensschritte sind: 1 Portionierung des Kabelschrottes
auf etwa 50 kg.
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II Ballenpressung des Kabelschrottes ohne Vorzerkleinerung; der Ballen
hat einen Durchmesser von etwa 300 mm, eine Länge von etwa 350 mm und einen zentralen
Aufnahme raum mit einem Durchmesser von etwa 50 mm und einer Länge von etwa 300
mm.
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| III Ballenvorkühlung durch verdampften Stickstoff auf -30 bis -40
°C.
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IV Ballentiefkühlung mit flüssigem Stickstoff (Siedepunkt -196 °C)
durch Eintauchen in ein Stickstoffbad.
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V Sprengvorbereitung durch Einbringen der Sprengladung und des Zünders.
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|VI Sprengung im Sprengkessel bei frei hängender Anordnung des Ballens.
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VII u. VIII Grob- und Feinsortierung in Stahl-, Kupfer- und Mantelschrott.
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Die einzelnen Verfahrensschritte sind in der Figur durch entsprechend
bezifferte Abschnitte gekennzeichnet0 Zu I: Der Antransport des Kabelschrottes zu
dem Kabelschrotlager 1 erfolgt z.B. mittels Güterwagen, durch Lastkraftwagen oder
sonstige werkeigene Beförderungsmittel, wenn die Wiedergewinnungsanlage direkt einem
Kabelhersteller angegliedert ist. Die Bunkerung des Kabelschrottes ist vorgesehen
in einer Schrottbox, die durch Trennwände unterteilt werden kann, um verschiedenen
Kabelschrott vorzusortieren. Aus der Schrottbox wird die für die jeweilige Ballengröße
vorgesehene Menge Kabelschrott 2 mittels des elektrisch betätigten Greifers 3 entnommen
und der Ballenpressung zugeführt.
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Zu II: Die Ballenpressung erfolgt mittels einer horizontal arbeitenden
Hydraulikpresse 4 in einem vierstufigen Verfahren: 1. Stufe: Volumendosierte Beschickung
mittels des Greifers 3.
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2. Stufe: Einschieben der etwa 50 kg Kabelschrott 2, z.B.
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isolierte Kupferdrähte, in den QuerDreßraum durch den Vorpreßzylinder
bei gleichzeitigem Abschneiden der Restdrähte im Fülltrichter. Die Schneidkraft
der Presse beträgt etwa 1000 kN.
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3. Stufe: Einpressen des zylindrischen Aufnahmeraumes von etwa 50
mm für die Sprengladung in den vorgepreßten Ballen mittels eines hydraulisch betätigten
Dorns. Die Preßkraft beträgt etwa 500 kN.
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4. Stufe: Endpressung auf die vorgenannten Ballenmaße bei gleichzeitiger
Ausstoßung des fertigen Ballens.
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Die Preßkraft beträgt etwa 1500 kN. Diese herkömmlich aufgebaute
Presse ist vollautomatisch gesteuert.Die Bedienung erstreckt sich nur auf ihre Beschickung.
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Zulil: Die aus der Presse 4 ausgestoßenen Ballen gleiten über eine
Stapelrutsche auf ein Transportband 5, auf dem, sie
in stehender
Anordnung und gleichmäßigem Abstand weiterbefördert werden. Am Ende deses Bandes
steht eine Wickelvorrichtung 6. Durch diese werden die Ballen 7 einzeln jeweils
von einem Kupferdraht so umschlungen, daß aut zur Ballendeckfläche eine Schlaufe
entsteht, die einen Weitertransport mittels der Hängebahn 8 ermöglicht. Die Haken
der Hängebahn 8 greifen selbsttätig in die Schlaufen der Ballen 7 ein und transportierten
diese durch einen nicht gezeigten Vorkühlkanal. Die Vorkühlung erfolgt durch im
Gegenstrom an den Ballen vorbeiströmenden, verdampften Stickstoff, der anschließend
ins Freie geblasen wird. Die| Hängebahn 8 ist seitlich und oben mit einer Isolationsverkleidung
versehen, so daß eine bestmögliche Ausnutzung der kalten Stickstoffdämpfe erreicht
wird.
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Zu IV: Die im 1-min-Takt gesteuerte Hängebahn 8 hat am Ende des Vorkühlkanals
eine Absenkstation, durch welche die an den Haken hängenden vorgekühlten Ballen
7 d.n das Stickstoffbad 9 eingetaucht werden. Die Verweilzeit beim Durchfahre dieses
Bades beträgt etwa 5 rqin. In dieser Zeit erfolgt die Tiefkühlung der Ballen auf
eine Temperatur von -196 OC. Da ein Teil des flüssigen Stickstoffs verdampft, wird
das Bad aus einem nicht gezeigten Stickstofftank nachgespeist, so daß die Niveauhöhe
des Flüssigkeitsspiegels im Bad 9 in vorgegebenen Grenzen gehalten wird.
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Durch die. Vor- und anschließende Tiefkühlung versprödet das Isolationsmaterial
der Drähte aus insbesondere Kupfer. Dies ist eine wesentliche Voraussetzung für
die spätere Abtrennung durch Sprengeinwinrkung.
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Zu V : Nach dem Herausnehmen aus dem Stickstoffbad 9 klinkt der den
Ballen 7 tragende Haken der Hängebahn 8 selbsttätig aus, und der Ballen 7 wird aur
einem kurzen schnellaufenden Transportband 10 abgestellt. Dieses Transportband brungt
den tiefgekühlten Ballen durch eine nicht gezeigte Kältescheleuse in den Raum zur
Sprengvorbereitung. Hier wird die Sprengladung manuell in die beim Pressen des Ballens
eingeformte zentrale Ausnehmung dingelegt und
der Zünder mit der
Zündleitung angeschlossen. Der Ballen 7 wird nunmehr von dem Bedienungsmann in den
Elektrohebezug 11 eingehängt, der gleichzeitig den massiven stählernen Verschlußkegel
12 für den Sprengkessel 13 3 trägt. An diesem Verschlußkegel sind die Kontakte für
den Zündstromkreis | befestigt. Der Bedienungsmann steuert den Hebezug 11 durch
eine nicht gezeigte Schleuse in den Sprengraum und beot achtet durch ein Panzerglasfenster
das exakte Aufsetzen des deckelförmigen Verschlußkegels 12 auf die obere Offnung
des Sprengkessels 13.
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Zu VI: Der Sprengkessel 13 ist zylindrisch mit oben und unten angeordneten
konischen Teilen. Er ist stehend aufgehängt in einer schwingungsdämpfenden Stahlkonstruktion.
Der Kessel besteht aus geschweißten Stahlblechen und hat ein Volumen von etwa 15
m³. Dieser Sprengkessel 13 stellt erfindungsgemäß den für die Ausdehnung des Kabelpreßkörpers
7 nach der Sprengung notwendigen Freiflugraum dar. Die ermittelte Größe hat sich
als besnnders vorteilhaft erwiesen und wird bevorzugt angewendet.
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Im Inneren, und zwar in der Nähe des Sprengzentrums sind zusätzlich
austauschbare Verschleißbleche angeordnet. Der Sprengkessel 13 ist außen mit einer
Schallisolation umgeben. Der offene konische Boden des Yessels wird während der
Sprengung durch zwei horizontal angeordnete, hydrau lisch gegeneinander bewegte
Bodenverschlußplatten 14 ; hermetisch abgeschlossen. Diese Platten sind rollengelagert
und laufen in Führungsschienen. Rings um den Kessel, kurz über dem Bodenverschluß
ist eine Raum@bsaugung mit Ventilator für die Absaugung der Schwaden angeordnet.
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Die Zündung der Sprengladung kann erst erfolgen, nachdem der Verschlußkegel
12 auf dem Sprengkessel 13 eingerastet ist. Erst hierdurch erfolgt die Schließung
des Zündstromkreises. Die Auslösung der Zündung geschieht durch den Bedienungsmann
im Raum der Sprengvorbereitung. Nach der Sprengung öffnen sich, gesteuert durch
ein Zeitrelais,
die Bodenverschlußplatten 14 selbsttätig und das
Haufwerk aus freiliegendem Kupfer und dem feinzerkleinerten Isolationsmaterial rutscht
über die Austragsschurre 15 in den Wagen des Schrägaufzuges 16. Die Taktzeit für
die Sprengvorbereitung, Sprengung und Haufwerkaustragung ist der Taktzeit der Ballenpresse
4 und Hängebahn 8 angepaßt.
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Der Sprengkcssel 13 steht in einem gesonderten Sprengraum mit Schallisolation,
wodurch Umwelteinflüsse auf ein Minimum herabgesetzt werden.
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Zu VII: Der Schrägaufzug 16 ist eine Reversierbahn. Der das Haufwerk
eines gesprengten Ballens 7 aufnehmende Transportwagen ist ein Abwurfwagen, der
die Charge 17 auf dac Schwingsieb 18 der Grobsortierung entleert. Durch das Schwingsiebmaschengewebe
fallen die Feinteile aus Kupferdrähten od.dgl. und Mantelwerkstoff auf das Transportband
19. Oberhalb des Schwingsiebes 18 läuft das endlose Magnet-Abscheideband 20, welches
eventuell vorhandenen Stahlschrott aussortiert. Dieser wird im Sammelbehälter 21
aufgefangen. Über dem Schwingsieb und dem Abscheideband ist eine nicht gezeigte
Haumabsaugung angebracht. Er-| fahrungsgemäß bleibt nach der Sprengung der weitaus
größte | Teil der Kupferdrähte in einem zusammenhängenden wirren, jedoch aufgelockerten
Ballen verbunden. Beim Durchlaufen des Schwingsiebes 18 läßt sich somit das Feingut
leicht | herausrütteln, so daß der Ballen mit einem hohen Kupfer-Reinheitsgrad vorliegt.
Dieser lose Kupferballen fällt aus dem SChwingsieb direkt in die leichte Ballenpresse
22 und wird hier zu einem Paket verdichtet. Diese Ballenpresse arbeitet nach dem
Prj nzip der in der Landwirtschaft ver--| wendeten Strohballenpressen. Durch einen
Bandschrägaufzug 23 werden die verdichteten Kupferdrahtballen in den Sammelbehälter
24 geworfen.
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Zu VIII:Das Transportband 19 entleert den Feinschrott aus Kupfer-und
Mantelwerkstoff zur Feins@rtierung in den @inlauftrichter 25 des Schnecken-Schrägaufzuges
26, der diesen
in den Sammelbehälter 27 transportiert. Eine unter
diesem Sammelbehälter angeordnete Zellradschleuse dosiert den Feinschrott kontinuierlich
in den Einlauschacht des Zick-Zack-Windsichters 28. Dieser nach dem Schwerkraftprinzip
arbeitende Sichter wird von unten nach oben von Luft durchstromt. An jeder der mehrfach
hintereinander angeordneten Knickatellen erfolgt eine Trennung durch Querstromsichtung.
Das Kupfer und die groben Teile aus Isolationswerkstoff fallen nach unten in einen
Zwischenbehalter, während die feinen leichteren Teilchen aus beiden Komponenten
den Sichter 28 mit der Luft nacn oben vc-rlassen. Die in diesem Luftstrom noch enthaltenen
Restteilchen von feinem Kupferschrott werden in dem Zyklon 29 abgeschieden und durch
die Zellenradschleuse direkt in den Sammelbehälter 30 entleert. Die aus dem Zyklon
29 aus tretende Luft mit dem mm noch in ihr enthaltenen Feinststaub aus Isolationsmaterial
wird in das Luftfilter 31 geführt. Hier erfolgt die endgültige Trennung des Feinststaubes,
der nach Austragung durch die Zellenradschleuse in den Staubsammelbehälter 32 fällt.
Die gereinigte Luft wird mittels eines Ventilators über die Leitung 33 ins Freie
geblasen.
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Zur weiteren Trennung der im Zwischenbehälter am unteren Ende des
Sichters 28 vorliegenden Kupfer- und Mantelschrottkomponenten erfolgt eine elektrostatische
Scheieung. Da die elektrische Oberflächenleitfahigkeit der Einzelteile des Korngemisches
sehr unterschiedlich ist, werden auf den Oberflachen dieser Teilchen verschieden
starke elektrische Ladungen erzeugt. Dies geschieht auf dem Walzenscheider J; der
eine umlaufende walzenförmige Transportelektrode und eine an Hochspannung liegende
Gegenelektrode aufweist.
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Die Teilchen mit schlechterer Oberflächenleitfähigkeit (Isolationswerkstoff)
geben ihre Ladung nur langsam ab, haften also länger an der Walze,während die Teilchen
mit besserer Oberflächenleitfähigkeit (Kupfer) ihre Ladung sehr schnell verlieren.
Sie werden umgeladen und In einer Wurfparabel von der gleichnamigen Transportwalze
abgestoßen.
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Eine Mittelfraktion nicht einwandfrei geschiedener Komponenten wird
durch das Gebläse 35 in den Sammelbehälter 27 zurückgeführt und durchläuft erneut
diesen Trennprozeß.
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Die sauber getrennten Komponenten werden in den Sammelbehältern 36
und 30 für Kupfer- und Mantelfeinachrott aufgefangen. Der Abtransport der Sammelbehälter
kann z.B.
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mittels Gabelstapler erfolgen.
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Die Anlagenteile der Verfahrens schritte VII und VIII sind kein Teil
der Erfindung. Sie sind dargestellt, um zu zeigen, daß mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren eine kontinuierliche Anlage zur Kabelschrott-Aufbereitung und Wiedergewinnung
der Komponenten betrieben werden kann. Die nur beispielsweise dargestelltcn einzelnen
Positionen dieser Anlagenteile entsprechen der herkömmlichen Ausführung und können
durch gleichwertige ähnliche Trennverfahren ersetzt werden, ohne die Erfindung einzuschranken.
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Die Erfindung wird anhand der nachstehenden beiden Beispiele noch
weiter erläutert.
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Beispiel 1 Im Rahmen der Entwicklung, die Isolierung von Kupferkabelschrott
abzutrennen, wurden Versuche durchgeführt in der Art, daß der Kabelschrott in Fässer
eingebracht und zentral bzw. axial im Faß eine geballte oder zylindrische Ladung
Sprengstoff angeordnet wurde Darauf wurde das Paß mit flüssigem Stickstoff gefüllt
und der Sprengstoff zur Detonation gebracht.
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Bei einem Sprengstoffaufwand eines hochbrisanten Sprengstoffs (Hexogen)
von 15 bis 20 g/kg Kabelschrott wurde ein Abtrennen des Isolationsmaterials zwischen
80 und 98 ffi erreicht. Aber auch mit niederbrisanten Sprengstoffen wurden mit 20
g/kg Kabel schrott vergleichbare Ergebnisse erhalten. Sofern der flüssige Stickstoff
kurz vor der Sprengung abgelassen wurde, verschlechterte sich das Ergebnis wesentlich.
Dadurch war aer Flüsigstickstoffverbrauch des Verfahrens mit rund 1 kg/kg Kabel
schrott vergleichsweise hoch. Aus Kostengründen - hoher Stickstoffverbrauch, Bedarf
einer bei der Sprengung verlorengehenden Hülle, hoher
Arbeitsaufwand
zum Einbringen des Kabeischrottes in die Hülle (Faß) - bestand wenig Aussicht, dieses
nicht erfindungsgemäße Verfahren wirtschaftlich anzuwenden.
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Beissie? 2 Daraufhin wurde versucht, das Verfahren wirtschaftlich
zu gestalten. Des geschah erfindungsgemäß dadurch, daß Kabelschrott (hier Kupferlitze
mit PVC-Ummantelung) in einer hydraulischen Presse zu zylindrischen Ballen von 70
kg Gewicht, 270 mm Durch messer und 250 bis 360 mm Länge zusammengepreßt wurde.
Der Kabelschrott wurde wie er bei der Kabelherstellung als Abfall anfällt, d.h.
ohne zusätzliche Zerkleinerung,Ablängung od.dgl.
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verwendet. Der Preßdruck wurde bei den verschiedenen Ballen zwischen
17 und 25 1KN/m2 variiert. Der Ballen wurde mit einer axialen Bohrung von 42 mm
Durchmesser gefertigt, in die ein Kunststoffrohr gleichen Außendurchmessers mit
1mm Wanddicke eingeführt wurde.
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Dieser Preßkörper wurde zur Abkühlung und Versprödung des Isolationsmaterials
in einen Behälter mit flüssigem Stickstoff getaucht. Nach mindestens 2 min Eintauchzeit
wurde der Preßkörper aus dem Stickstoffbad herausgenommen. Eine vorbereitete Sprengstoffpatrone
mit 300 g eines niederbrisanten Sprengstoffes (30 Gew.-- TNT, 70 Gew.-V Ammoniumnitrat)
wurde in das axiale Rohr im Prcßkörper eingeführt und mit einer Sprengkapsel versehen
Danach erfolgte, zur Vermeidung einer Wiedererwärmung des Schrottkörpers, möglichst
umgehend die Sprenung.
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Bei insgesamt sieben derartigen Versuchen wurde ein sehr gutes Abtrennen
des Isolationsmaterials von der Kupferlitze beobachtete Weniger als 1 % des Isolationsmaterials
blieben an der litze haften. Eine Verringerung der eingesetzten Sprengstoffmenge
wäre bei diesem Ergebnis zwar noch möglich, ist aber nicht unbedingt erforderlich,
da der Sprengstoff keinen wesentlichen Kostenfaktor des Verfahrens mehr darstellt.
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|Natürlich ist das Verfahren auch mit größeren und kleineren
Kabelpreßkörpern
in der gleichen Art durchfuhrbar.
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Von dem nicht erfindungsgemäßen Verfahren des Sprengens von lose in
den Behälter eingefülltem Kabelschrott unterscheidet sich dieses dadurch, daß die
Herstellung der Kabelpreßkörper weitgehend automatisiert und damit wirtschaftlich
gestaltet werden kann, daß der Körper vor dem Sprengen dem Flüssigstickstoffbad
entnommen werden kann, wodurch der Bedarf auf 0,5 bis 0,75 kg Stickstoff/kg Kabelschrott
sinkt, d pro Kilogramm Kabelschrott nur noch etwa die halbe Menge eines niederbrisanten
Sprengstoffs benötigt wird und daß beim Sprengen auf einen in Verlust geratenden
Behalter verzichtet werden kann. Trotz dieser Einsparung ist der Effekt des Abschlagens
der Isolation bei diesem Verfahren noch wesentlich besser.
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Der Wirkungsablauf beim Abtrennen des Isolationsmaterials von den
Kupferdrähten ist wie folgt: Durch die Uinsetzung des Sprengstoffes entsteht im
Innern des Drahtballens plötzlich eine Gasmenge hohen Druckes, die die umgebenden
Drahtmassen auseinanderdränt und wegschleudert. Hierbei werden die Drähte vielfach
gebogen und geknickt, so daß der durch Kälte versprödete Isolationsmantel vielfach
bricht. Des weiteren werden beim Auseinanderreißen der Drahtmassen sich die Drähte
in vielfältiger Art unter starken Biegevorgängen gegenseitig heftig aneinander scheuern,
schlagen usw., so daß der versprödete Isolationsmantel abgerissen und abgestreift
wird.
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Das Ergebnis der Versuche zeigt, daß dieser Vorgang in dem erfindungsgemäßen
Kabelpreßkörper, dessen Drähte, Litzen, Kabelstücke od.dgl. durch den Preßvorgang
zusätzlich verwirkt und verbogen wurden, heftiger stattfindet als bei dem lose in
die Fässer eingelegten Material.
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Ein vorwiegendes Abschlagen dr Drahtisolierung durch die Stoßwelle
des Sprengstoffes, der bei anderen Schrottsprengverfahren gemäß der DE-AS 23 42
402 ein wesentliche Rolle zukommt, tritt
hier überraschenderweise
jedoch nicht auf. Nachgewiesen werden kann das dadurch, daß ein abgekühlter Kabelpreßkörper
in einem dickwandigen Behälter gesprengt wird, dessen Volumen kleiner als das 4-fache
Volumen des Kabelpreßkörpers ist, so daß Sich der Kabolpreßkörrer bei der Sprenung
nur beschränkt ausdehnen kann.
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Hier tritt auch bei der Beanspruchung durch die Ctoßwelle der Detonation
eines hochbrisanten Sprengstoffes nur ein mäßiges Abschlagen der versprödeten Isolationsstoffe
auf.
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Daß die Stoßwelle der Detonation der Sprengstoffe hier keinen bestimmenden
Einfluß auf das Abschlagen der Isolation ausübt, zeigt auch der Umstand, daß niederbrisante
Sprengstoffe mit nahezu demselben Erfolg eingesetzt werden können wie hochbrisante,
die etwa den gleichen Gasdruck aufweisen, aber einen wesentlich größeren Detonationsstoß
erzeugen als die niederbrisanten Sprengstoffe.
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L e e r s e i t e