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WO2002072329A2 - Aufbereitungsverfahren und -vorrichtung, insbesondere für aushub - Google Patents

Aufbereitungsverfahren und -vorrichtung, insbesondere für aushub Download PDF

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WO2002072329A2
WO2002072329A2 PCT/DE2002/000826 DE0200826W WO02072329A2 WO 2002072329 A2 WO2002072329 A2 WO 2002072329A2 DE 0200826 W DE0200826 W DE 0200826W WO 02072329 A2 WO02072329 A2 WO 02072329A2
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WO
WIPO (PCT)
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material mixture
homogenizing
additive
component
mixture
Prior art date
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PCT/DE2002/000826
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French (fr)
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WO2002072329A3 (de
Inventor
Jürgen Schenk
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Individual
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Priority to US10/471,008 priority patent/US7182204B2/en
Priority to CA002439069A priority patent/CA2439069A1/en
Priority to AU2002308359A priority patent/AU2002308359A1/en
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Publication of WO2002072329A3 publication Critical patent/WO2002072329A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/12—Apparatus having only parallel elements
    • B07B1/14—Roller screens
    • B07B1/15—Roller screens using corrugated, grooved or ribbed rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/26—Mixers with an endless belt for transport of the material, e.g. in layers or with mixing means above or at the end of the belt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/60—Mixing solids with solids

Definitions

  • the invention relates to a method for processing a material mixture, in particular for processing a material mixture that contains at least one lumpy coarse component and a sticky component, and an apparatus for performing the method according to the invention.
  • blade separators for material separation. These are designed in the manner of an excavator bucket, in the bottom of which at least two driven rollers are arranged. Disks and chisels are arranged on these. For material preparation, the material mixture is picked up with this shovel and the shovel is pivoted in such a way that the material contained on the rollers overloaded. The rotations of the rollers let the fine fraction fall between them downwards, while the coarse component remains in the blade separator and can then be tipped out.
  • DE 199 25 502 Cl discloses a method for extracting oil from drilling mud and / or oil-containing drilling mud fractions.
  • coal dust is added to the drilling mud.
  • the resulting suspension is then mixed, after which the mixture is separated into a light and a heavy coal dust oil fraction.
  • the coal dust-oil fraction is then separated off by desorption or extraction.
  • the method according to the invention continuously prepares the material mixture.
  • both the material mixture to be processed and an additive are each fed to a homogenizing and separating device as a continuous stream of material.
  • a water-binding additive can be added to reduce the stickiness of the binding component.
  • the uniform distribution of the aggregate in the material mixture is therefore essential for good separability of the entire coarse component from the entire fine component.
  • the coarse component obtained as a usable product in this way but also the fine component provided with the additive in a sufficient degree of homogenization, so that post-treatment of the fine component can be omitted.
  • a flow equilibrium is established in the homogenizing and separating device between supplied material flows and discharged material flows.
  • the conditions in the homogenizing and separating device can thus be set essentially constant during the operation of the system.
  • the conditions include those present in the homogenizing and separating device Amount of substance, its composition, its speed and direction of movement, the moisture content of the mixture and the composition thereof.
  • the material components forming the mixture can be separated from one another in a single pass through the plant and converted into separately usable products.
  • non-recyclable waste such as sludge or the like.
  • the homogenizing and separating device has a homogenizing section which extends from an input to an output.
  • the material mixture and the aggregate pass through the homogenizing section in the same direction. Separation outputs branch off down the entire length of the homogenization section, which e.g. are formed by gaps between rotating shafts.
  • a moisture-regulating substance is preferably used as the additive, such as, for example, quicklime as powder or as granules, cement, ash, stone powder, granules, fibers (cellulose fibers or others), wood shavings, wood flour, suspensions such as lime sludge bentonite or sealing suspensions e.g. on a plastic basis.
  • the additives are preferably selected such that the cohesive and the lumpy component can be separated better from one another and that the cohesive component, after it has been separated from the lumpy component, has the required or desired physical properties, such as load-bearing capacity or tightness.
  • the amount of the additive supplied per unit of time is measured continuously or from time to time using the Water content of the mixture of materials to be processed.
  • a moisture probe connected to a central controller can be used for this.
  • the moisture can be determined by taking a sample and subsequent testing. On the basis of the physical properties of the sample (formability or directly measured moisture content) it is possible to determine the suitable amount of the additive, for example using a table, and to enter it via an input device in the central control of the processing plant.
  • the system can be designed such that the determined moisture content of the material mixture is entered, after which the central control device determines the required amount of aggregate on the basis of internal calculation rules or tables.
  • the size of the material mixture material flow fed in is regulated, for example, by means of the layer height on a feeding conveyor belt.
  • the layer height is made approximately as large as the largest diameter of the chunks forming the lumpy material component. This represents the lowest possible layer thickness for an undisturbed process.
  • a material mixture feed is preferably used in which the layer height of the material mixture lying, for example, on a conveyor belt and fed in this way is set as low as possible.
  • the width of the conveyor belt can be significantly larger. It is possible to apply the aggregate only as a narrow strip on the material mixture. However, it is preferred to apply it over the entire width, so that within the limits of the accuracy of this technical process, the same uniform layer height of the material mixture with uniform coverage (layer height) of the additive is obtained over the entire width of the feeding conveyor belt. This gives the best prerequisites for good homogenization and thus also for a good separation effect of the homogenization and separation device.
  • a device for carrying out the method according to the invention is specified in claim 12.
  • the device has at least one homogenizing and separating device, a material feed device and an additive metering device.
  • the devices are designed in such a way that they each work continuously, ie continuously feed material and aggregate to the homogenizing and separating device, the homogenizing and separating device working continuously, ie in a continuous process.
  • it is considered advantageous to arrange a roller grate in the storage container. This enables a more even material feed as well as the rejection of too large material components,
  • the material feed device is formed, for example, by a belt conveyor device and optionally an upstream separating device.
  • the material feed device continuously conveys a material mixture flow even with discontinuous material feed.
  • a constant material height can be set on the conveyor belt using a slider or an aperture.
  • the belt conveyor can also be designed as a weighing conveyor.
  • a feed hopper is preferably arranged above the conveyor belt. If it is to be expected that the material mixture contains components that are too coarse, it is considered advantageous to arrange a roller grate in or above the feed hopper for the lateral discharge of excessively coarse components. This prevents very coarse components from interfering with the conveying process when feeding the material mixture.
  • the roller grate arranged above the belt conveyor acts as a material buffer. Discontinuous and abundant material is fed onto the roller grate from the roller grate in a relatively uniform manner to the belt conveyor of the material feeder.
  • roller grate of the material feed device it is considered to be particularly advantageous to design the roller grate of the material feed device to be adjustable in inclination. This enables performance to be adjusted to different flow rates and material qualities.
  • the axes of rotation of the rollers are preferably arranged horizontally, while the conveying direction (horizontal, ascending or descending) should be adjustable.
  • the roller distances are preferably fixed; but they can also be set adjustable.
  • the roller spacing can be determined in accordance with each other.
  • a splitting or breaking device with at least two mutually parallel shafts can also be provided, which carry wedge elements.
  • the wedge elements are oriented obliquely to the radial direction and obliquely to the circumferential direction and serve to split up the very large components (coarse components, ie stones or boulders, the diameter of which is greater than the maximum layer thickness on the conveyor belt of the feed device).
  • Such a splitting device is preferably set up to limit the maximum grain size to approximately 200 mm, ie to split larger parts accordingly, and to convey smaller material unaffected.
  • a roller grate, a disc separator or a similar arrangement can be used as a homogenizing and separating device. These have in common that they have several shafts arranged parallel to one another, which are preferably driven rotating in the same direction.
  • the waves carry separator elements, for example disks, disks provided with chisels, or non-round, for example elliptical elements. Due to the rotation in the same direction, the shafts and the separator elements define a conveying direction.
  • the material mixture and the aggregate are added.
  • the coarse component is removed at the opposite end of the conveyor track. This can be done continuously or discontinuously.
  • a discharge device is used to control this process.
  • the separator elements can be provided with projections such as chisels, pins, fingers or the like. be provided. This improves both the separator effect and the homogenization effect.
  • the device according to the invention can have a sensor device which controls the size of the additive flow in relation to the material flow of the material mixture to be processed via a control device. This then enables a fully automatic mode of operation insofar as the quantity of aggregate required to achieve an optimal separation of the material components is automatically dosed.
  • FIG. 1 shows a device for processing a material mixture in a schematic representation
  • FIG. 2 shows the separation process as a flow picture
  • FIG. 3 shows the device according to FIG. 1 in a detailed detail view
  • FIG. 4 shows a disk separator as part of a homogenizing and separating device in a schematic sectional view
  • FIG. 5 shows a separating device with non-circular separator elements in a schematic side view
  • Figure 6 shows a splitting device for pretreatment of the
  • FIG. 1 ' A processing device 1 is illustrated in FIG. 1 ' , which is used in particular for processing material mixtures 2 which contain a coarse component 3 and a fine component 4.
  • the coarse component 3 is formed, for example, by stones, boulders or other solid components of the material mixture 2.
  • the material mixture 2 is, for example, excavated soil, which as a fine component 4 has a non-piece portion, which contains clay or clay. The clay or clay portion leads to a cohesion or a certain stickiness of the material mixture 2 or the fine component 4 in accordance with the moisture present.
  • the material mixture 2 is processed by the processing device 1 in that the coarse component 3, as indicated on the right in FIG. 1, is separated from the fine component 4 and output separately.
  • the fine component 4, however, is also mixed separately with an additive 5 as a prepared fine component 6.
  • the processing device 1 has a material feed device 7, which in the exemplary embodiment is formed by a belt conveyor device 8 in connection with a drive device 9.
  • This material feed device 7 is used to introduce the material mixture 2 into a homogenizing and separating device 12 in a continuous material flow 11.
  • the homogenizing and separating device 12 has a number of shafts 14 arranged horizontally parallel to one another, which are connected to the drive device 9 or a separate drive device. The shafts rotate evenly or with increasing speed in the direction of passage and, as illustrated in FIG.
  • a homogenization chamber 16 is formed above the shafts 14 and separator elements 15, through which the material mixture 2 is conveyed in accordance with the rotation of the shafts 14 from a feed position 17 to a starting position 18 in the conveying direction F.
  • the material mixture 2 is circulated, whereby the fine component 4 largely falls down between the shafts 14.
  • a collecting device 19 Arranged below the path formed by the shafts 14 is a collecting device 19 which directs the mixture 6 onto a conveying device 21, for example in the form of a belt conveying device.
  • a metering device 22 for the additive 5 is arranged above the material feed device 7.
  • the metering device 22 is designed such that it emits a continuous stream of material 23, which is illustrated, for example, in FIG. 3.
  • the metering device 22 can be designed as a cellular wheel sluice. This has a cellular wheel 24, which is driven in rotation, for example, under the control of a central control device 25 (FIG. 5).
  • the metering device 22 is preferably designed so as to apply the aggregate 5 over the entire width of the belt conveyor 8 to the lying on the belt conveyor 8 material mixture. 2
  • a discharge device 26 is provided, which is used for the controlled discharge of the coarse component 3 arriving here.
  • the discharge device 26 can be formed, for example, by a motor-operated slide 27 or a flap, which from time to time releases and closes an output under the control of the control device 25. Instead of the slide 27, if necessary, a free exit can also be provided, through which the coarse components 3 arriving here are continuously released.
  • a slide 28 is provided above the belt conveyor 8, which is fixed or can be adjusted separately by a motor under the control of the control device 25 or by hand , As illustrated in FIG.
  • the slider 28 produces a layer of material mixture of height H, the height H being determined by the distance between the lower edge of the slider 28 and the conveyor belt.
  • the height H is dimensioned such that it just slightly exceeds the largest diameter D of the coarse component 3. It is notess- "tens as large as the distance between the rollers 31st
  • the slide 28 preferably has a rotatably mounted roller 28a or a corresponding roller on its underside. He or she delimits a feed space 29 above the belt conveyor 8 which is filled with material mixture 2 and into which the material mixture 2 is constantly refilled.
  • a moisture sensor 32 which is connected to the control device 25, projects into this feed space, at least in a preferred embodiment. This uses the data obtained about the moisture or the water content of the material mixture to dose the appropriate amount of aggregate.
  • a rough separation device for example in the form of a roller grate 30 with driven rollers 31, is provided in the feed space 29 or above it.
  • the roller grate 30 is set or constructed in such a way that oversized material components do not get onto the conveyor belt but are sorted out.
  • the rollers 31 are arranged at appropriate distances from one another. This affects material components, the size of which corresponds to the height of the slide 28 exceed the slot defined by the conveyor belt.
  • the roller grate 30 serves to discharge the coarse components before further processing.
  • An outlet flap is provided on the side next to the roller grate to allow the collection of coarse parts.
  • a splitting or breaking device 36 can also be provided.
  • the coarse component is then not rejected, but shredded.
  • the splitting device 36 has at least two mutually parallel, oppositely driven shafts 37, 38 which carry wedge elements 41 on corresponding arms 39.
  • the wedge elements 41 run in groups on different diameters and are oriented obliquely to the radial direction and obliquely to the circumferential direction.
  • the distances between the shafts 37, 38 and their wedge elements 41 are set such that fine and medium-coarse components of up to approximately 200 mm in diameter are conveyed downwards without being crushed between the shafts 37, 38.
  • the wedge elements 41 each have a tip 42 for the selective introduction of force into the crushed material and serve to split up the very large components (coarse component, i.e. stones or boulders, the diameter of which is greater than the maximum layer thickness on the conveyor belt of the feed device).
  • a splitting device 36 is preferably set up to limit the maximum grain size to about 200 mm, i.e. to split larger parts accordingly and to convey smaller material unaffected.
  • blades 43 can be provided on the shafts for improved conveyance of fine particles between the shafts 37, 38.
  • Such a splitting device 36 can also be provided after the roller grate 30, if only from time to time split the coarse components separated by the roller grate and process them separately,
  • the processing device 1 described so far operates as follows:
  • the belt conveyor 8 conveys the material mixture 2 as a material flow 11 (FIG. 3) into the homogenization space 16 while forming a constant layer thickness.
  • the control device 25 determines the speed of the cellular wheel 24 on the basis of the water content of the material mixture 2 measured by the moisture sensor 32 or a corresponding specification. This creates a uniform layer of thickness Z, consisting of aggregate 5, on the material stream 11. For example, quick lime (CaO) is used as the aggregate. Depending on the water content of the material mixture, about 2 to a maximum of about 15% additive to the material mixture 2 is used. In this way, the material flow 11 and the material flow 23 as illustrated in FIG.
  • the separation is to be improved, or if this is difficult for other reasons, it can sometimes be carried out discontinuously by reversing the direction of rotation of the shafts 14 periodically or from time to time.
  • the belt conveyor 8 can be stopped briefly or continue to run. The reversal can under certain circumstances further support the material separation, especially if the fine component 4 is very cohesive.
  • the process mentioned produces two usable products at the same time, namely the coarse components 3 (stones, pebbles, rocks or the like) separated from the material mixture and the fine fraction 4 mixed with aggregate 5, such as cement, lime, fibers or other aggregate materials, as a mixture 6
  • coarse components 3a are already sorted out of the feed bunker by the roller grate 30 and discharged separately. They can be used without being shredded or fed to a shredding plant (e.g. rock crushing plant).
  • the mixture 6 of corresponding additives 5 can be reusable, for example as a filling material for trenches or the like.
  • the shafts 14 are connected to elliptical separator elements 15 '.
  • separator elements 15'a and 15'b are each offset on a shaft 14 by 90 °, as can be seen on the left in FIG. 5 on the basis of the separator elements 15'a and 15'b.
  • separator elements of adjacent shafts 14, which are adjacent to one another in the conveying direction F are offset from one another, again by 90 °.
  • the separator elements 15 ' can be provided with chisels 33, 34 which can promote both the homogenization of the material mixture and the separation into its coarse and fine components.
  • This type of homogenizing and separating device 12 provides an increased transport effect and a good separating effect for separating coarse components 3 and fine components 4 from one another.
  • both the material mixture 2 and an additive 5 are fed to a homogenizing and separating device 12 in continuous streams 11, 23.
  • the homogenizing and separating device 12 serves to uniformly mix the aggregate 5 and the material mixture 2 with one another in order to convert the fine component 4 of the material mixture 2 into such a state that the fine component 4 can be separated from the coarse component 3.
  • an intimate mixing of additive 5 and fine component 4 ' is achieved, so that the coarse component and fine component can be separated directly in the same device.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur Aufbereitung von Materialgemischen, die eine Grobkomponente (3) und eine vorwiegend bindige Feinkomponente (4) enthalten, werden einer Homogenisier- und Separiereinrichtung (12), in kontinuierlichen Stoffströmen (11, 23) sowohl das Materialgemisch (2) als auch ein Zuschlagstoff (5) zugeführt. Die Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) dient dazu, den Zuschlagstoff (5) und das Materialgemisch (2) gleichmässig miteinander zu vermischen, um die Feinkomponente (4) des Materialgemischs (2) in einen solchen Zustand zu überführen, dass die Feinkomponente (4) von der Grobkomponente (3) trennbar wird. Durch die kontinuierliche Zuführung von Materialgemisch (2) und Zuschlagstoff (5) zu der Homogenisier- und Separiereinrichtung (12), wird eine innige Durchmischung von Zuschlagstoff (5) und Feinkomponente (4) erreicht, so dass die Trennung von Grobkomponente und Feinkomponente unmittelbar in der gleichen Einrichtung erfolgen kann. Mit diesem Verfahren lassen sich Materialgemische (2) abfallfrei in einem einzigen Verfahrensschritt zu zwei verwertbaren Produkten aufbereiten.

Description

Aufbereitun sverfahren und -Vorrichtung, insbesondere für Aushub
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten eines Materialgemischs, insbesondere zur Aufbereitung eines Materialgemischs das zumindest eine stückige Grobkomponente und eine klebrige Komponente enthält, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Aufbereitung von Material, das Grobbestandteile wie Steine, kleinere Felsbrocken oder dergleichen und eine Feinkomponente enthält, die je nach Feuchtigkeitsgehalt an der Grobkomponente haftet oder klebt, zu einem verwertungsfähigen Produkt oder verwertungsfähigen Produkten ist in der Regel mit dem Wunsch verbunden, die Materialbestandteile voneinander zu trennen. In der Praxis schwanken sowohl die Zusammensetzung des Ausgangs- materialgemischs als auch dessen Feuchtigkeitsgehalt von Fall zu Fall erheblich. Außerdem widersetzen sich solche Materialien einer einfachen Trennung häufig hartnäckig. Haftet der Feinanteil an den Grobbestandteilen, kann das Materialgemisch nicht in einem Siebvorgang getrennt werden. Selbst mit so genannten Rollenrosten lässt sich das Material in vielen Fällen nicht ohne weiteres trennen. Der bindige Anteil führt dazu, dass sich ein Kuchen bildet, der nicht durch die Öffnungen zwischen den angetriebenen Rollen durchgeht, so dass keine ausreichende Trennung von Steinen und klebrigem Material erfolgt. Werden an den einzelnen Rollen der Rollenroste jedoch Meißel oder andere Profilierungen vorgesehen, die dazu dienen sollen, den Feinanteil zwischen den angetriebenen Rollen nach unten zu fördern, können sich Probleme mit der Grobkomponente, d.h. den enthaltenen Steinen oder Felsbrocken ergeben. Häufig werden deshalb zur Materialtrennung Waschverfahren eingesetzt, die den Feinanteil als Schlamm aus dem Grobanteil auswaschen. Der Schlamm ist jedoch meist nicht verwertungsfähig, wodurch hohe Folgekosten für die Entsorgung entstehen. Außerdem steht der wirtschaftlichen Anwendung solcher Verfahren häufig der hohe Wasserverbrauch gegenüber. Letztendlich wird auch nur ein Teil des Ausgangsmaterials, beispielsweise der Grobteil genutzt.
Aus der DE 196 27 465 C2 ist es bekannt, zur Materialtrennung so genannte Schaufelseparatoren einzusetzen. Diese sind nach Art einer Baggerschaufel ausgebildet, in deren Boden wenigstens zwei angetriebene Walzen angeordnet sind. Auf diesen sind Scheiben und Meißel angeordnet. Zur Materialaufbereitung wird mit dieser Schaufel das Materialgemisch aufgenommen und die Schaufel so geschwenkt, dass das enthaltene Material auf den W lzen lastet. Durch ihre Drehungen lassen die Walzen den Fein- • anteil zwischen einander nach unten durchfallen, während der Grobbestandteil in dem Schaufelseparator verbleibt und dann ausgekippt werden kann.
Weiter ist es aus der DE 196 27 465 C2 bekannt, auf das von dem Schaufelseparator aufgenommene Material Zuschlagstoff zu geben, der beispielsweise aus einem entsprechenden Silo als Portion entnommen wird, die dann in dem Schaufelseparator auf dem aufgenommenen Material liegt. Der Zuschlagstoff wird mit dem Feinanteil durch den Schaufelseparator gefördert und von dem Grobbestand- teil. getrennt. Dabei wird zunächst etwa 1/3 des aufgenommenen Materials ohne Zuschlagstoff durch den Schaufelseparator gefördert. Um eine vollständige Durchmischung von Zuschlagstoff und Feinanteil zu erreichen, ist es in der Regel erforderlich, das von dem Schaufelseparator abgegebene feinere Material nochmals mit diesem aufzunehmen und zwischen den Walzen durchlaufen zu lassen. Gegebenenfalls muss dieser Vorgang mehrmals wiederholt werden.
Außerdem ist aus DE 199 25 502 Cl ein Verfahren zur Gewinnung von Öl aus Bohrschlamm und/oder ölhaltigen Bohrschlammfraktionen bekannt. Bei diesem Verfahren wird dem Bohrschlamm Kohlenstaub zugesetzt. Nachfolgend wird die entstandene Suspension gemischt, wonach die Mischung in eine leichte und eine schwere Kohlenstaub-Ölfraktion aufgetrennt wird. Nachfolgend wird die Kohlenstaub-Ölfraktion durch Desorption oder Extraktion abgetrennt.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Aufbereitungsverfahren zur Aufbereitung eines Materialgemischs, das zumindest eine stückige Grobkomponente und eine klebrige Feinkomponente enthält, zu schaffen, wobei aus beiden Komponenten ein verwertungsfähiges Produkt erzeugt werden soll und wobei das Verfahren rationell und weitgehend unempfindlich gegen QualitätsSchwankungen des aufzubereitenden Materialgemischs sein soll.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 und gegebenenfalls mit der Vorrichtung nach Anspruch 12 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren bereitet das Materialgemisch kontinuierlich auf. Dazu werden einer Homogenisier- und Separiereinrichtung sowohl das aufzubereitende Materialgemisch als auch ein Zuschlagstoff jeweils als kontinuierlicher Stoffström zugeführt. Dadurch wird ermöglicht, dass die Homogenisier- und Separiereinrichtung den Zuschlagstoff gleichmäßig in dem Materialgemisch verteilt, so dass dieses trennfähig wird. Beispielsweise kann ein wasserbindender Zuschlagstoff beigegeben werden, um die Klebrigkeit der bindigen Komponente herabzusetzen. Die gleichmäßige Verteilung des Zuschlagstoffs in dem Materialgemisch ist somit wesentlich für eine gute Trennbarkeit der gesamten Grobkomponente von der gesamten Feinkomponente. Außerdem wird auf diese Weise nicht nur die Grobkomponente als verwertungsfähiges Produkt erhalten sondern zusätzlich die mit Zuschlagstoff versehene Feinkomponente in einem ausreichenden Homogenisierungsgrad, so dass eine Nachbehandlung der Feinkomponente entfallen kann. Schlamm fällt nicht an. Dies insbesondere deshalb, weil dem Materialgemisch kein Wasser zugemischt wird.
In der Homogenisier- und Separiereinrichtung stellt sich ein Fließgleichgewicht zwischen zugeführten Stoffströmen und abgeführten Stoffströmen ein. Damit sind die Verhältnisse in der Homogenisier- und Separiereinrichtung während des Betriebs der Anlage im wesentlichen konstant einstellbar. Zu den Verhältnissen gehören dabei die in der Homogenisier- und Separiereinrichtung vorhandene Stoffmenge, deren Zusammensetzung, deren Bewegungsgeschwindigkeit und -richtung, der Feuchtegehalt der Mischung und die Zusammensetzung derselben.
Im Gegensatz zu bekannten Verfahren können die das Gemisch bildenden Materialkomponenten in einem einzigen Durchlauf durch die Anlage von einander getrennt, und zu separat verwertungsfähigen Produkten überführt werden. Es entstehen außerdem keine nichtverwertbaren Abfälle, wie Schlämme oder dergleichen.
Die Homogenisier- und Separiereinrichtung weist eine Homogenisierstrecke auf, die sich von einem Eingang zu einem Ausgang erstreckt. Das Materialgemisch und der Zuschlagstoff durchlaufen die Homogenisierstrecke gleichsinnig. Über die gesamte Länge der Homogenisierstrecke zweigen nach unten Separierausgänge ab, die z.B. durch Zwischenräume zwischen drehenden Wellen gebildet werden.
Als Zuschlagstoff wird vorzugsweise ein feuchtig- keitsregulierender Stoff verwendet, wie beispielsweise Brandkalk als Pulver oder als Granulat, Zement, Asche, Steinmehl, Granulate, Fasern (Zellulosefasern oder andere) , Holzspäne, Holzmehl, Suspensionen wie Kalkschlamm Bentonite oder DichtSuspensionen z.B. auf Kunststof - basis . Die Zuschlagsstoffe werden vorzugsweise so gewählt, dass sich die bindige und die stückige Komponente voneinander besser trennen lassen und dass die bindige Komponente, nachdem sie von der stückigen Komponente abgetrennt worden ist, die erforderlichen oder gewünschten physikalischen Eigenschaften, wie Tragfähigkeit oder Dichtheit, aufweisen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Zu- messung der Menge des pro Zeiteinheit zugeführten Zuschlagstoffs ständig oder von Zeit zu Zeit anhand des Wassergehalts des aufzubereitenden Materialgemischs vorgenommen. Dazu kann eine Feuchtigkeitsmesssonde dienen, die an eine zentrale Steuerung angeschlossen ist. Alternativ kann die Feuchtigkeit durch Probenentnahme und nachfolgende Probeuntersuchung festgestellt werden. Es ist möglich anhand der physikalischen Eigenschaften der Probe (Bildbarkeit oder direkt gemessener Feuchtigkeitsgehalt) die geeignete Menge des Zuschlagstoffs, beispielsweise anhand einer Tabelle zu bestimmen und über eine Eingabeeinrichtung der zentralen Steuerung der Aufbereitungsanlage einzugeben. Alternativ kann die Anlage so beschaffen sein, dass der ermittelte Feuchtegehalt des Materialgemischs eingegeben wird, wonach die zentrale Steuereinrichtung die erforderliche Menge Zuschlagstoff anhand interner Berechnungsvorschriften oder Tabellen bestimmt.
Darüber hinaus ist es möglich, der Homogenisier- und Separiereinrichtung die Stoffströme insoweit kontrolliert zuzuführen, als nur so viel Material zugeführt wird, wie die Homogenisier- und Separiereinrichtung ausgangsseitig verlässt. Dadurch können Schwankungen der Separiergeschwindigkeit, beispielsweise in Folge von Qualitätsschwankungen des Materialgemischs ausgeglichen werden.
Es wird bevorzugt, der Homogenisier- und Separiereinrichtung sowohl das Materialgemisch als auch den Zuschlagstoff gemeinsam in einem einzigen Stoffstrom zuzuführen. Dies ergibt in der Regel eine besonders gute Homogenisierung und Durchmischung von Zuschlagstoff und Feinanteil. Die Größe des zugeführten Materialgemisch- Stoffstroms wird beispielsweise über die Schichthöhe auf einem zuführenden Förderband reguliert. Die Schichthöhe wird bei einer bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens etwa so groß gemacht wie der größte Durchmesser der die stückige Materialkomponente bildenden Brocken. Dies stellt für einen ungestörten Prozess die geringstmögliche Schichtdicke dar.
Es wird vorzugsweise mit einer Materialgemischzuführung gearbeitet, bei der die Schichthöhe des beispielsweise auf einem Förderband liegenden und auf diese Weise zugeführten Materialgemischs so gering wie möglich eingestellt ist. Die Breite des Förderbands kann demgegenüber wesentlich größer sein. Es ist möglich, den Zuschlagstoff lediglich als schmalen Streifen auf dem Materialgemisch aufzubringen. Es wird jedoch bevorzugt, diesen auf gesamter Breite auszubringen, so dass in den Grenzen der Genauigkeit dieses technischen Prozesses auf der gesamten Breite des zuführenden Förderbands die gleiche einheitliche Schichthöhe des Materialgemischs mit gleichmäßiger Bedeckung (Schichthöhe) des Zuschlagstoffs erhalten wird. Dies ergibt die besten Voraussetzungen für eine gute Homogenisierung und somit auch für eine gute Separie- rungswirkung der Homogenisier- und Separiereinrichtung.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Anspruch 12 angegeben. Die Vorrichtung weist wenigstens eine Homogenisier- und Separiereinrichtung, eine Materialzuführungseinrichtung und eine Zuschlägstoffdosiereinrichtung auf. Die Einrichtungen sind dabei so ausgebildet, dass sie jeweils kontinuierlich arbeiten, d.h. der Homogenisier- und Separiereinrichtung pausenlos Material und Zuschlagstoff zuführen, wobei die Homogenisier- und Separiereinrichtung pausenlos, d.h. in einem kontinuierlichen Prozess arbeiten. Um auch bei diskontinuierlicher Materialaufgabe einen wirklich kontinuierlichen Homogenisier- und Separierprozess zu erhalten, wird es als vorteilhaft angesehen, in dem Vorratsbehälter einen Rollenrost anzuordnen. Dieser ermöglicht sowohl eine vergleichmäßigte Materialzuführung als auch die Ausleitung von zu großen Materialbestandteilen,
Die Materialzuführungseinrichtung ist beispielsweise durch eine Bandfördereinrichtung und gegebenfalls eine vorgeschaltete Separiereinrichtung gebildet. Die Materialzuführungseinrichtung fördert kontinuierlich einen Materialgemischstrom auch bei diskontinuierlicher Materialaufgabe. Um den Förderstrom einzustellen kann z.B. über einen Schieber oder eine Blende eine konstante Materialhöhe auf dem Förderband eingestellt werden. Die Bandfördereinrichtung kann auch als Wägefördereinrichtung ausgebildet sein. Vorzugsweise ist über dem Förderband ein Aufgabetrichter angeordnet. Wenn zu erwarten ist, dass das Materialgemisch zu grobe Komponenten enthält, wird es als vorteilhaft angesehen, in oder über dem Aufgabetrichter einen Rollenrost zur seitlichen Ausleitung allzu grober Bestandteile anzuordnen. Damit wird verhindert, dass sehr grobe Komponenten den Förderprozess bei der Materialgemischzuführung stören. Außerdem wirkt der über der Bandfördereinrichtung angeordnete Rollenrost als Materialpuffer. Auf den Rollenrost diskontinuierlich und reichlich aufgegebenes Material wird von dem Rollenrost schon relativ gleichmäßig an die Bandfördereinrichtung der Materialzuführungseinrichtung abgegeben.
Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, den Rollenrost der Materialzuführungseinrichtung in der Neigung verstellbar auszubilden. Dadurch lässt sich eine Leistungsanpassung an unterschiedliche Förderströme und Materialqualitäten herbeiführen. Die Drehachsen der Rollen sind vorzugsweise horizontal angeordnet, während die Förderrichtung (horizontal, ansteigend oder absteigend) einstellbar sein sollte. Die Rollenabstände sind vorzugsweise fix; sie können aber auch einstellbar festgelegt werden. Die Rollenabstände können miteinander übereinstimmend festgelegt werden. Anstelle des Rollenrosts zur Ausleitung der Gröbstkomponente kann auch eine Spalt- oder Brecheinrichtung mit wenigstens zwei zueinander parallelen Wellen vorgesehen werden, die Keilelemente tragen. Die Keilelemente sind schräg zur Radialrichtung und schräg zur Umfangs- richtung orientiert und dienen dazu, die sehr großen Komponenten (Gröbstkomponente, d.h. Steine oder Felsbrocken, deren Durchmesser größer ist als die maximale Schichtdicke auf dem Förderband der Zuführungseinrichtung) aufzuspalten. Vorzugsweise ist eine solche Spalteinrichtung dazu eingerichtet, die Maximalkorngröße auf etwa 200 mm zu begrenzen, d.h. größere Teile entsprechend zu spalten, und kleineres Material unbeeinflusst zu fördern.
Als Homogenisier- und Separiereinrichtung kann ein Rollenrost, ein Scheibenseparator oder eine ähnliche Anordnung Anwendung finden. Diesen ist gemeinsam, dass sie mehrere parallel zueinander angeordnete Wellen aufweisen, die vorzugsweise gleichsinnig drehend angetrieben sind. Die Wellen tragen Separatorelemente, beispielsweise Scheiben, mit Meißeln versehene Scheiben, oder unrunde, z.B. elliptische Elemente. Durch die gleichsinnige Drehung legen die Wellen und die Separatorelemente eine Förderrichtüng fest. Am Anfang der so gebildeten Förderbahn werden das Materialgemisch und der Zuschlagstoff aufgegeben. An dem gegenüberliegenden Ende der Förderbahn wird die Grobkomponente abgenommen. Dies kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Eine Ausschleuseeinrichtung dient dazu, diesen Vorgang zu steuern. Die Separatorenelemente können mit Vorsprüngen, wie z.B. Meißeln, Stiften, Fingern oder dergl . versehen sein. Dies verbessert sowohl die Separatorwirkung als auch die Homogenisierwirkung. Bedarfsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Sensoreinrichtung aufweisen, die über eine Steuereinrichtung die Größe des Zuschlagstoffstroms im Verhältnis zu dem Stoffstrom des aufzubereitenden Materialgemischs steuert. Dies ermöglicht dann eine vollautomatische Arbeitsweise insoweit, als die zur Erzielung einer optimalen Separierung der Materialkomponenten erforderliche Zuschlagstoffmenge automatisch dosiert wird.
Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnungen oder Unteransprüchen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
Figur 1 eine Vorrichtung zur Aufbereitung eines Materialgemischs in schematisierter Darstellung,
Figur 2 den Separiervorgang als Flussbild,
Figur 3 die Vorrichtung nach Figur 1 in einer ausschnittsweisen Detailansicht,
Figur 4 einen Scheibenseparator als Bestandteil einer Homogenisier- und Separiereinrichtung in schematisierter Schnittansicht,
Figur 5 eine Separiereinrichtung mit unrunden Separatorelementen in einer schematisierten Seitenansicht und
Figur 6 eine Spalteinrichtung zur Vorbehandlung des
Materialgemischs, in perspektivischer Darstellung. In Figur 1' ist eine Aufbereitungsvorrichtung 1 veranschaulicht, die insbesondere der Aufbereitung von Materialgemischen 2 dient, die eine Grobkomponente 3 und eine Feinkomponente 4 enthalten. Die Grobkomponente 3 wird beispielsweise durch Steine, Felsbrocken oder andere Festbestandteile des Materialgemischs 2 gebildet. Das Materialgemisch 2 ist beispielsweise Bodenaushub, der als Feinkomponente 4 einen nichtstückigen Anteil aufweist, der Lehm oder Ton enthält. Der Lehm- oder Tonanteil führt zu einer Bindigkeit oder einer gewissen Klebrigkeit des Materialgemischs 2 bzw. der Feinkomponente 4 entsprechend der vorhandenen Feuchte.
Das Materialgemisch 2 wird von der Aufbereitungsvorrichtung 1 aufbereitet, indem die Grobkomponente 3, wie in Figur 1 rechts angedeutet, von der Feinkomponente 4 getrennt und separat ausgegeben wird. Die Feinkomponente 4 hingegen wird vermischt mit einem Zuschlagstoff 5 als aufbereitete Feinkomponente 6 ebenso gesondert abgegeben. Dazu weist die Aufbereitungsvorrichtung 1 eine Materialzuführungseinrichtung 7 auf, die im Ausführungsbeispiel durch eine Bandfördereinrichtung 8 in Verbindung mit einer Antriebseinrichtung 9 gebildet ist. Diese Materialzuführungseinrichtung 7 dient dazu, das Materialgemisch 2 in einem kontinuierlichen Stoffstrom 11 in eine Homogenisier- und Separiereinrichtung 12 einzuleiten. Die Homogenisier- und Separiereinrichtung 12 weist eine Anzahl horizontal parallel zueinander angeordneter Wellen 14 auf, die mit der Antriebseinrichtung 9 oder einer gesonderten Antriebseinrichtung antriebsmäßig verbunden sind. Die Wellen drehen gleichmäßig oder mit in Durchlaufrichtung zunehmender Drehzahl und tragen, wie Figur 4 veranschaulicht, Separatorelemente 15, beispielsweise in Form drehfest mit den Wellen verbundener Scheiben. Oberhalb der Wellen 14 und Separatorelementen 15 ist ein Homogenisierraum 16 ausgebildet, durch den das Material- gemisch 2 entsprechend der Drehung der Wellen 14 von einer Aufgabeposition 17 zu einer Ausgangsposition 18 in Förderrichtung F gefördert wird. Dabei wird das Materialgemisch 2 umgewälzt, wodurch die Feinkomponente 4 größtenteils zwischen den Wellen 14 nach unten ausfällt. Unterhalb der von den Wellen 14 gebildeten Bahn ist eine Auffangeinrichtung 19 angeordnet, die das Gemisch 6 auf eine Fördereinrichtung 21, beispielsweise in Form einer Bandfördereinrichtung leitet.
Zur ständigen Zumischung des Zuschlagstoffs 5 zu dem Stoffstrom 11 ist über der Materialzuführungseinrichtung 7 eine Dosiereinrichtung 22 für den Zuschlagstoff 5 angeordnet. Die Dosiereinrichtung 22 ist so ausgebildet, dass sie einen kontinuierlichen Stoffstrom 23 abgibt, der z.B. in Figur 3 veranschaulicht. Die Dosiereinrichtung 22 kann als Zellenradschleuse ausgebildet sein. Diese weist ein Zellenrad 24 auf, das beispielsweise unter der Steuerung einer zentralen Steuereinrichtung 25 (Fig. 5) drehend angetrieben ist.' Die Dosiereinrichtung 22 ist dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass sie den Zuschlagstoff 5 auf der gesamten Breite der Bandfördereinrichtung 8 auf das auf der Bandfördereinrichtung 8 liegende Materialgemisch 2 aufbringt.
An der Ausgangsposition 18 der Homogenisier- und Separiereinrichtung 12 ist eine Ausschleuseeinrichtung 26 vorgesehen, die der gesteuerten Ausleitung der hier ankommenden Grobkomponente 3 dient. Die Ausschleuseeinrichtung 26 kann beispielsweise durch einen Motor betätigten Schieber 27 oder eine Klappe gebildet sein, der einen Ausgang unter der Steuerung der Steuereinrichtung 25 von Zeit zu Zeit freigibt und wieder verschließt. An Stelle des Schiebers 27 kann bedarfsweise jedoch auch ein freier Ausgang vorgesehen sein, durch den die hier ankommenden Grobbestandteile 3 ständig abgegeben werden. Um auf der Bandfördereinrichtung 8 eine einheitliche Schichthöhe von Materialgemisch 2 und somit einen konstanten Materialstrom 11 zu erzeugen, ist über der Bandfördereinrichtung 8 ein Schieber 28 vorgesehen, der fest eingestellt oder über einen Motor unter der Kontrolle der Steuereinrichtung 25 oder auch von Hand separat verstellbar ist. Der Schieber 28 erzeugt, wie Figur 3 veranschaulicht, eine Schicht Materialgemisch der Höhe H, wobei die Höhe H durch den Abstand der Unterkante des Schiebers 28 zu dem Förderband bestimmt wird. Die Höhe H ist so bemessen, dass sie den größten Durchmesser D der Grobkomponente 3 gerade eben geringfügig übersteigt. Sie ist wenigs- " tens so groß wie der Abstand zwischen den Rollen 31.
Der Schieber 28 weist an seiner Unterseite vorzugsweise eine drehbar gelagerte Rolle 28a oder eine entsprechende Walze auf. Er bzw. sie grenzt über der Bandfördereinrichtung 8 einen Aufgaberaum 29 ab, der mit Materialgemisch 2 gefüllt ist und in den das Materialgemisch 2 ständig nachgefüllt wird. In diesen Aufgaberaum ragt, zumindest bei einer bevorzugten Ausführungsform, ein Feuchtesensor 32, der mit der Steuereinrichtung 25 verbunden ist. Diese nutzt die gewonnenen Daten über die Feuchtigkeit bzw. den Wassergehalt des Materialgemischs dazu, die jeweils passende Menge Zuschlagstoff zu dosieren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist in dem Aufgaberaum 29 oder über diesem eine Grobtrenneinrichtung z.B. in Form eines Rollenrostes 30 mit angetriebenen Rollen 31 vorgesehen. Der Rollenrost 30 ist so eingestellt oder beschaffen, dass übergroße Materialbestandteile nicht auf das Förderband gelangen sondern aussortiert werden. Dazu sind die Rollen 31 in entsprechenden Abständen voneinander angeordnet. Dies betrifft Materialbestandteile, deren Größe die Höhe des von dem Schieber 28 mit dem Förderband definierten Schlitzes übersteigen. Der Rollenrost 30 dient dazu, die Grobbestandteile vor der weiteren Bearbeitung auszuschleusen. Seitlich neben dem Rollenrost ist eine Auslassklappe vorgesehen, um angesammelte Grobteile ausleiten zu können.
Anstelle des Rollenrosts 30 zur Ausleitung der Gröbstkomponente 3a kann auch eine Spalt- oder Brecheinrichtung 36 gemäß Figur 6 vorgesehen werden. Die Gröbstkomponente wird dann nicht ausgeleitet, sondern zerkleinert. Die Spalteinrichtung 36 weist wenigstens zwei zueinander parallelen gegenläufig angetriebenen Wellen 37, 38 auf, die an entsprechenden Armen 39 Keilelemente 41 tragen. Die Keilelemente 41 laufen gruppenweise auf unterschiedlichen Durchmessern und sind schräg zur Radialrichtung und schräg zur Umfangsrichtung orientiert. Zwischen den Wellen 37, 38 und deren Keilelementen 41 sind die Abstände so eingestellt, dass feine und mittelgrobe Komponenten bis etwa 200 mm Durchmesser zwischen den Wellen 37, 38 unzerkleinert nach unten gefördert werden. Die Keilelemente 41 weisen jeweils eine Spitze 42 zur punktuellen Krafteinleitung in das Brechgut auf und dienen dazu, die sehr großen Komponenten (Gröbstkomponente, d.h. Steine oder Felsbrocken, deren Durchmesser größer ist als die maximale Schichtdicke auf dem Förderband der Zuführungseinrichtung) aufzuspalten. Vorzugsweise ist eine solche Spalteinrichtung 36 dazu eingerichtet, die Maximalkorngröße auf etwa 200 mm zu begrenzen, d.h. größere Teile entsprechend zu spalten, und kleineres Material unbeeinflusst zu fördern. Außerdem können an den Wellen Schaufeln 43 zur verbesserten Förderung von Feinanteilen zwischen den Wellen 37, 38 hindurch vorgesehen sein.
Eine solche Spalteinrichtung 36 kann auch im An- schluss an den Rollenrost 30 vorgesehen werden, wenn nur von Zeit zu Zeit durch den Rollenrost abgetrennte Gröbstkomponente gespalten und separat verarbeitet werden soll,
Die insoweit beschriebene Aufbereitungsvorrichtung 1 arbeitet wie folgt:
Zur Aufbereitung des Materialgemischs 2 wird dieses ständig in den Aufgaberaum 29 gegeben. Die Bandfördereinrichtung 8 fördert unter Ausbildung einer konstanten Schichtdicke das Materialgemisch 2 als Stoffstrom 11 (Figur 3) in den Homogenisierungsraum 16. Anhand des über den Feuchtesensor 32 gemessenen Wassergehalts des Materialgemischs 2 oder einer entsprechenden Vorgabe legt die Steuereinrichtung 25 die Drehzahl des Zellenrads 24 fest. Es entsteht dadurch auf dem Stoffstrom 11 eine gleichmäßige Schicht der Dicke Z, bestehend aus Zuschlagstoff 5. Beispielsweise wird hier Brandkalk (CaO) als Zuschlagstoff verwendet. Entsprechend dem Wassergehalt des Materialgemischs wird mit etwa 2 bis maximal etwa 15 % Zuschlagstoff zu dem Materialgemisch 2 gearbeitet. Auf diese Weise werden der Stoffstrom 11 und der Stoffstrom 23 wie Figur 2 veranschaulicht, zu einem gemeinsamen Stoffström 11, 23 zusammengeführt und somit als einheitlicher Stoffström dem Homogenisierungs- und Mischraum 16 zugeführt. Die Homogenisierung des Materialgemsichs und die Separierung der einzelnen Komponenten erfolgt in einem einzigen Verfahrensschritt. Bedarfsweise kann es vorgesehen werden, Göbstkomponenten 3a von dem Materialgemisch 2 abzutrennen aus dem Vorratsraum auszuleiten.
Durch die Umwälzwirkung der Wellen 14 und der mit ihnen verbundenen Scheiben 15 findet schon in der Nähe der Aufgabeposition 17 eine Vermischung und somit Homogenisierung statt, bei der der' Zuschlagstoff '5 innig mit insbesondere der Feinkomponente 4, vermischt wird. Auf dem Weg von der Aufgabeposition 17 zu der Ausgangsposition 18 nimmt der Homogenisierungsgrad zu, wodurch eine Konsistenz eingestellt wird, die eine Trennung der Feinkomponente 4 von der Grobkomponente 3 zulässt. Entsprechend wird das Gemisch 6, bestehend aus Feinkomponente 4 und Zuschlagstoff 5, durch die Zwischenräume zwischen den Wellen 14 nach unten gefördert, während die Grobkomponente 3 fast vollständig von Feinkomponente 4 befreit, an der Ausgangsposition 18, ankommt.
Sie kann hier kontinuierlich oder periodisch ausgelassen werden.
Soll die Trennung verbessert werden, oder ist diese aus sonstigen Gründen schwierig, kann teilweise diskontinuierlich gearbeitet werden, indem die Drehrichtung der Wellen 14 periodisch oder von Zeit zu Zeit umgekehrt wird. Dabei kann die Bandfördereinrichtung 8 kurz angehalten werden oder weiterlaufen. Durch die Reversierung kann unter Umständen die Materialtrennung noch unterstützt werden, insbesondere wenn die Feinkomponente 4 sehr bindig ist.
Durch das genannte Verfahren entstehen zeitgleich zwei verwertbare Produkte, nämlich die von dem Materialgemisch abgetrennten Grobkomponenten 3 (Steine, Kiesel, Gesteinsbrocken oder dergleichen) und der mit Zuschlagstoff 5, wie beispielsweise Zement, Kalk, Fasern oder anderen Zuschlagmaterialien, vermischte Feinanteil 4 als Gemisch 6. Besonders grobe Bestandteile 3a werden von dem Rollenrost 30 bereits aus dem Aufgabebunker aussortiert und separat ausgeschleust. Sie können unzerkleinert genutzt oder einer Zerkleinerungsanlage (z.B. Gesteinsbrechanlage) zugeführt werden. Das Gemisch 6 entsprechender Zuschlagstoffe 5 wiederverwendungsfähig sein, beispielsweise als Füllmaterial für Gräben oder dergleichen. Bei einer abgewandelten Ausführungsform, die in Figur 5 veranschaulicht ist, sind die Wellen 14 mit el- lipsenförmigen Separatorelementen 15' verbunden. Diese sind auf einer Welle 14 jeweils gegen 90° versetzt angeordnet, wie in Figur 5 links anhand der Separatorelemente 15 'a und 15 ' b zu erkennen ist. Außerdem sind die in Förderrichtung F einander benachbarten Separatorelemente benachbarter Wellen 14 gegeneinander versetzt, und zwar wiederum um 90°. Die Separatorenelemente 15' können bedarfsweise mit Meißeln 33, 34 versehen sein, die sowohl die Homogenisierung des Materialgemischs als auch die Trennung in seine Grob- und Feinkomponente fördern können.
Diese Art der Homogenisier- und Separiereinrichtung 12 erbringt eine erhöhte Transportwirkung und eine gute Scheidewirkung zur Separierung von Grobkomponenten 3 und Feinkomponenten 4 voneinander.
Bei einem Verfahren zur Aufbereitung von Materialgemischen, die eine Grobkomponente 3 und eine vorwiegend bindige Feinkomponente 4 enthalten, werden einer Homogenisier- und Separiereinrichtung 12, in kontinuierlichen Stoffströmen 11, 23 sowohl das Materialgemisch 2 als auch ein Zuschlagstoff 5 zugeführt. Die Homogenisierund Separiereinrichtung 12 dient dazu, den Zuschlagstoff 5 und das Materialgemisch 2 gleichmäßig miteinander zu vermischen, um die Feinkomponente 4 des Materialgemischs 2 in einen solchen Zustand zu überführen, dass die Feinkomponente 4 von der Grobkomponente 3 trennbar wird. Durch die kontinuierliche Zuführung von Materialgemisch 2 und Zuschlagstoff 5 zu der Homogenisier- und Separiereinrichtung 12, wird eine innige Durchmischung von Zuschlagstoff 5 und Feinkomponente 4 'erreicht, so dass die Trennung von Grobkomponente und Feinkomponente unmittelbar in der gleichen Einrichtung erfolgen kann. Mit diesem Ver- fahren lassen sich Materialgemische 2 abfallfrei in einem einzigen Verfahrensschritt zu zwei verwertbaren Produkten aufbereiten.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Aufbereiten eines Materialgemischs
(2),
wobei das aufzubereitende Materialgemisch (2) einer Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) zugeführt wird, der außerdem ein Zuschlagstoff zugeführt wird, um diesen mit dem Materialgemisch (2) zu vermischen,
wobei die Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) während des Mischvorgangs eine Komponente (4) des Materialgemischs (2) abtrennt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) kontinuierlich arbeitet und
dass das Materialgemisch (2) und der Zuschlagstoff (5) der Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) als Stoffström (11) gleichzeitig und kontinuierlich zugeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Materialgemisch (2) Steine, die eine stückige Komponente (3) bilden, und eine Feinkomponente (4) mit lehmigen oder tonigen Bestandteilen enthält, der je nach Feuchtigkeitsgehalt eine mehr oder weniger klebrige oder teigig form- und bildbare Komponente bildet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Durchführung des Verfahrens die in der Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) vorhandene Stoffmenge konstant ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagstoff (5) ein Feuchtigkeit regulierender Stoff ist oder ein Feuchtigkeit absorbierender Stoff ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagstoff (5) ein chemischer Zusatzstoff ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagstoff (5) ein Bindemittel ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierung des Zuschlagstoffs (5) anhand des Wassergehalts des Materialgemischs (2) vorgenommen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagstoffström (23) anhand des Stoffstroms (11) des Materialgemischs (2) eingestellt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des ZuschlagstoffStroms (23) anhand der Feuchte des Materialgemischs (2) und der Größe des Stoffstroms (11) des Materialgemischs (2) so eingestellt wird, dass die Haftung der Feinkomponente (4) an der stückigen Komponente (3) gemindert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Materialgemisch (2) und der Zuschlagstoff (5) jeweils einen Stoffstrom (11, 23) bilden, die vor der Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) zusammengeführt und dieser als gemeinsamer Stoffstrom zugeführt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Materialgemisch (2) als Stoffstrom (11) so geführt wird, dass sich eine Schichthöhe (H) einstellt, die geringer ist, als die Breite des Stoffstroms (11) , und dass der Zuschlagstoff (5) als Schicht auf das Materialgemisch (2) aufgebracht wird.
12. Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
mit einer Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) zum Homogenisieren zugeführter Stoffströme (11, 23) und zur Abtrennung einer stückigen Materialkomponente (3),
mit einer Materialzuführungseinrichtung (7) zur kontinuierlichen Zuführung eines Stoffstroms (11) des aufzubereitenden Materialgemischs (2) zu der Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) und
mit einer Zuschlagstoffdosiereinrichtung (22) zur kontrollierten kontinuierlichen Zuführung eines Zuschlagstoffs (5) zu der Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) .
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Homogenisier- und Separiereinrichtung
(12) mehrere parallel zueinander angeordnete, drehbar gelagerte Wellen (14) aufweist, die mit einer Antriebseinrichtung (9) verbunden sind, und auf denen Separatorelemente (15) angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (14) mit den von ihnen drehfest getragenen Separatorelementen (15) eine Förderbahn bilden, die eine überwiegend horizontale Förderrichtung (F) festlegt, wobei die Materialzuführungseinrichtung (7) an dem stromaufwärtigen Ende (17) der Förderbahn angeordnet ist und wobei an dem stromabwärtigen Ende (18) eine Ausschleuseeinrichtung (27) für die Grobkomponente (3) angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Separatorelemente (15) Kreisscheiben sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Separatorelemente (15) unrunde Körper
(15') sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Separatorenelemente (15, 15') Vorsprünge (33, 34), z.B. Meißel, tragen.
18. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (9) derart ausgebildet ist, dass die Wellen (14) gleichsinnig, jedoch mit von Zeit zu Zeit wechselnden Drehrichtungen und/oder unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (25) vorgesehen ist, die wenigstens die Zuschlagstoffdosiereinrichtung (22) steuert und dass die Steuereinrichtung (25) mit einer Sensoreinrichtung (32) zur Erfassung der Feuchtigkeit des Materialgemischs (2) oder einer Eingabeeinrichtung zur Eingabe der gewünschten Zuschlagmenge verbunden ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschlagstoffdosiereinrichtung (22) an der Materialzuführungseinrichtung (7) angeordnet ist, um den Zuschlagstoff (5) gemeinsam mit dem Stoffstrom (11) des aufzubereitenden Materialgemischs (2) der Homogenisier- und Separiereinrichtung
(12) zuzuleiten.
21. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialzuführungseinrichtung (7) einen Rollenrost (30) aufweist, der zur Ausschleusung übergroßer Materialbestandteile (3a) dient.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rollenrost (30) eine Ausschleuseeinrichtung z.B. in Form einer gesteuerten Klappe angeordnet ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenrost (30) in seiner Ausrichtung verstellbar ausgebildet ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenrost (30) richtungsumkehrbar ist .
25. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zu der Materialzuführungseinrichtung (7) eine Bandfördereinrichtung gehört, deren Förderband mit gegebener oder einstellbarer Fördergeschwindigkeit läuft, um der Homogenisier- und Separiereinrichtung (12) den Stoffström (11) des aufzubereitenden Materialgemischs (2) zuzuführen.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass über der Bandfördereinrichtung zur Festlegung einer Förder-Schichthöhe ein Schieber (28) angeordnet ist, der vorzugsweise mit einer drehbaren Welle (28a) an seiner Schieberunterseite versehen ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandfördereinrichtung als Bandwaage ausgebildet ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung entsprechend dem von der Materialzuführungseinrichtung (7) geförderten Materialstrom gesteuert ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialzuführungseinrichtung (7) eine Spalteinrichtung (36) aufweist, die zur Zerkleinerung von Materialbestandteile (3a) , deren Abmessungen eine Grenze übersteigen, und zur unzerkleinerten Weitergabe von Materialbestandteilen dient, deren Abmessungen kleiner sind als die Grenze.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Spalteinrichtung wenigstens zwei gegenläufig angetriebene Wellen (37, 38) aufweist, an denen freistehende Spaltkeile (42) befestigt sind.
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