DD301566A5 - Verfahren zum Recycling von Leuchtstofflampen und Lampenbruch - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerlegen/Entsorgen von Leuchtstofflampen und deren Bruch. Anwendungsgebiete sind vorrangig die Aufbereitungstechnik für derartige unbrauchbar gewordene Erzeugnisse und die Umweltschutztechnik zum Recycling von Quecksilber und schadstoffhaltigen Abprodukten. Das Verfahren beruht auf einer selektiven Zerlegung der Leuchtstofflampen in ihre Bestandteile. Im einzelnen geschieht das durch die Verfahrensschritte: Abbrechen der Pumprohre, Abziehen der Sockel und sortenreine Trennung in ihre Bestandteile, Schrägstellen des Leuchtstofflampenmittelrohres zur Quecksilberrückgewinnung, Siebtrommeln der Scherben zur Abtrennung des Leuchtstoffes und Restquecksilbers, kontinuierliches Quecksilberausheizen des Leuchtstoffes und die Aufbereitung der Lampenenden. Teilschritte des Verfahrens sind auch für Leuchtstofflampen beliebiger Form bzw. Lampenbruch anwendbar. Das Verfahren ist im Verfahrensschema dargestellt.{Abprodukte; Aufbereitungstechnik; Lampenbestandteile; Lampenendenaufbereitung; Leuchtstoffabtrennung; Leuchtstofflampen; Quecksilberausheizen; Quecksilberrückgewinnung; Siebtrommeln; Entsockeln; Recycling; Umweltschutztechnik}

Description

_] unusgobiet dor Erfindung

gdung wird y.ur Aufbereitung gebrauchsunfahiger und verbrauchter Leuchtstofflampen und deren Bruch genutzt. Die rung kann sowohl boi Horstollungsbotriehen derartiger Erzeugnisse als auch bei speziollen EntsorgungseinrichUingen . Verschiedene Vorfahronsschritto können in dor Umwolttechnik angewandt worden. Sie sind ebenso bei der Uing/Entsorgung anderor quecksilber- oder schadstoffhaltigor Lichtquellen einsotzbar.

irlütik des bekannten Slandosdor Tochnik

₍m zur Aufbereitung gobrauchsunfähiger und verbrauchter Leuchtstofflampen wurden anfangs nur unter dem ^punkt oiner gofahrlosen Zerlogung und oiner meist daran anschließenden Abtrennung des ökologisch sehr _nchon Quocksilbors entwickelt. So wird in der Patentschrift GB 2086250 (B02C 13/06) eine Zerkleinerungsanlage für die j₍so Entsorgung einzelner Altlampon beschrieben. Durch oino Wasserzerstäubung wird Quecksilber in ei no Auffangschale j|Ein Recycling andoror Materialion außer Quecksilber erfolgt nicht.

_entschrift SU 506080 (H 01J 9/50) boschreibt oine Vorrichtung zur Zorkloinorung unbrauchbarer quecksilberhaltiger .,illen. Damit ist oin maschinelles Zorkleinorn größerer Mengen an Altlampen boi gleichzeitigem Auswaschen des Jbers mit Wasser möglich. Cino Weiterverarbeitung des ausgewaschenen Glasbruchs ist wegen dor darin enthaltenen _eiln nicht vorgosohon, In dor Patentschrift JA 52-Ί8577 (C 22 B 43/00) wird das zerkleinerte Glasmaterial mit Wasser gion, und danach werden die lotzton Quocksilborspuron durch Säurebehandlung entfernt. Das Waschwasser muß stets .cmischon Nachbehandlung unterworfen worden.

Jiilber relativ flüchtig ist, war es naheliegend, anstelle eines Waschverfahrens Quecksilber thermisch aus dem sizu entfernen, zumal die Kosten für die Waschverfahren durch die nachfolgende Wasseraufbereitung gegenüber vjn Verfahren 2- bis 3mal höher sind. Ein thermisches Ausheizregime nach dem Brechen von Leuchtstofflampen wird isntschrift S 7804104 (C22B43/00) dargestellt.

»irmischen Quecksilberentfernung ist das Quecksilber soweit ausgetrieben, daß der Lamponbruch anschließend jeder Ilen Deponie zugeführt werden kann.

leidende Nachteil besteht jedoch in der Tatsache, daß ohne vorherige Abtrennung von Lampenbgstandteilen nach hen der Lampen große Mengen Glas und Metallteile aufgeheizt werden, was bei einer vorherigen Zerlegung l«h wesentlich günstiger gestaltet werden könnte. Erste Ansätze dazu sind in der Patentschrift EP 0248198 (H01J 9/00) ai der einem Verfahren zum thermischen Ausheizon des Lampenbruchs eine Magnetabscheidung zum Entfernen des eerials vorgelagert ist. Oa Leuchtstofflampen in den meisten Fallen jedoch Aluminiumsockel besitzen, ist die ^e Trennung praktisch nicht zu rc lisieren.

Qren zur vollständigen Rückgewinnung des metallfreien Mittelrohres von Leuchtstofflampen wird in der Patentschrift i38 (HOU 5/14) beschrieben. Bei dem Verfahren wird die Lampe zunächst belüftet, in bekannter Weise durch ftiock diu Enden abgetrennt und de- Leuchtstoff mit Druckluft aus dem Mittelrohr ausgeblasen. Das leuchtstoff- und Qrfreie Mittelrohr wird durch einen Brecher geleitet und die anfallenden Glasscherben der Glasherstellung wieder zur I^ gestellt. Auch in jiner Mitteilung der Fa.OSRAM in Licht 41 (1989)5, S.336-337 wird eine derartige fingsanlage beschrieben, bei der der Leuchtstoff aus dem Mittelrohr ausgeblasen wird. Leuchtstoff und Lampenenden hier Sondermülldeponie zugeführt. Die geschilderten Verfahren gestatten die fast vollständige Rückführung des eses und lassen eine Quecksilberrückgewinnung auf thermischen Wege zu, ohne daß das gesamte Kolbenglas mit h[ werden muß.

^¹ an den bisher bekannten Verfahren ist, daß sich nur auf ein Recycling des Kolbenglasos und des Quecksilbers >tt wird. Nach dem Abtrennen der l.ampenenden mit den daran befindlichen Sockeln ist eine Tronnung in deren GiIe nur sehr aufwendig zu erreichen. Damit ist eine Rückgewinnung des Aluminiums aus der Sockelhülse und des Jaus dem Sockelstiften kaum noch möglich. Ohne vorheriges Abtrennen der Sockel von den Lampenenden sind auch Ande Schritte zur weiteren Aufbereitung dsr Lampanenden in ihre Bestandteile und die Entfernung dos Quecksilbers nur ^vm Aufwand zu erreichen.

leidender Nachteil des Ausblasens von Leuchtstoff ist der hohe Energieverbrauch durch den Einsatz der Druckluft. i\ufwnnd entsteht durch oas Abfiltern des quecksilberhaltigen Leuchtstoffes. Das Verfahren zum Ausblasen des cffes ist weiterhin mit dem Nachteil behaftet, daß bei einem vorzeitigen Brechen des Mittelrohres, resultierend aus ¹ then oder thermischen Belastungen, keine Möglichkeit zur Leuchtstoffentfernung besteht und damit die Ehrung entfällt.

Hersteller verwenden im allgemeinen zur Erhöhung der Haftfestigkeit der Leuchtstoffschicht ein Haftmittel. Damit sind blasen des Leuchtstoffes bestimmte Grenzen gesetzt, da bei einer gut haftenden Schicht nach dem Ausblasen vereinzelt 'ff in fein verteilten Streifen zurückbleibt. Die Folge ist ein erhöhter Anteil von quecksilberhaltigem Leuchtstoff im ^aührten Kolbenglas.

fflampen, die bereits nach der Herstellung gebrauchsunfähig sind, enthalten das zudosierte Quecksilber im on in einer in de^r Lampe sichtbaren Perle. Bei den bekannten Verfahren wird diese Perle mit dem Leuchtstoff Sen, da eine Möglichkeit zur vorherigen Rückgewinnung nicht im Verfahren vorgesehen ist. Die Folge ist ein erhöhter ι Quecksilber im Leuchtstoff, der erst nachträglich wieder entfernt werden kann.

F'findung

'Ziel der Erfindung, durch geeignete Verfahrensschritte die Aufbereitung von gebrauchsunfähigen und verbrauchten fflampen beliebiger Form bzw. auch von Lampenbruch bei einem weitgohonden Recycling der Ausgangsmaterialien Jen. Dabei sind die Entstehung quecksilber- und schadstoffhaltiger Abprodukte zu vormeiden und die Abproduktmenge ι eren. Recycling ist zu ermöglichen von Kolbenglas, Bleiglas, Quecksilber, Leuchtstoff, Aluminium und verschiedenen -Gegenüber bekannten Verfahren wird die Verarbeitbarkeit von Lampen beliebiger Form und deren Lampenbruch fiit. Durch einen hohen Anteil von rückführbarem Material soll nine Entlastung der Umwelt von Quecksilber und lutvolumon erreicht werden.

¹H) des Wesens der Erfindung

^d von den fortgeschrittenen der bekannten Verfahren zur Aufbereitung/Entsorgung von Leuchtstofflampen, bei denen rich ein Teil quecksilberhaltiger Abprodukte Sondermülldeponien zugeführt werden muß, der Anteil an Abprodukten fit immer noch ca. 15% beträgt und die Entsorgung quecksilberhaltigen Lamponbruchos nicht möglich ist, stand die üein Verfahren zu entwickeln, das

ι die Verarbeitung ganzer stab- oder andersförmiger Leuchtstofflampen als auch jeglichen Lampenbruches gestattet Weitgehende Aufbereitung den Anteil zu deponierender Abprodukte auf ä 10% senkt und dadurch die Umwelt ontlastet tidermülldeponien zu verbringende Abprodukte vermeidet

iiortenreine Abtrennung wiederverwendungsfähiger Materialion ein umfassendes Recycling gewährleistet.

it|sgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren, das eine Verknüpfung bekannter und neuartiger Verfahrensschritte iwie folgt gelöst:

ipenaufboreitungsanlage werdeQ an oiner Eingabe ganze, stabförmige Leuchtstofflampen, nach Länge und . ngsstuff. sortiert, zugeführt. Erster Vorfahronsschritt für ungopumpte Lampen ist das Abbrechen der Pumprohre, die asbruch gesammelt worden. Evakuierte Leuchtstofflampen werden zuerst auf bekannte Weise belüftet. Gesockelto ifflampen werden im nächsten neuartigen Verfahrensschritt eirior Auftrennung der Verbindungsstelle Sockelstift-

''ung unterzogen und durch eine patentierte Vorrichtung (H 01 J, 3407176) entsockelt. Die Sockel werden dabei "ierlegt. Die fremdkörperfreien Sockelhülsen werden ausgetragen und gesammelt, der Verbund Isoliersteg mit .Ί wird zum weiteren Aufschließen durch Zerkleinern des Isoliersteges ausgetragen. Nach einem pneumatischen es Isolierstegbruches werden dio fremdkörperfreien Sockelstifte ausgetragen und gesammelt. Der Isolierstegbruch ^produkt.

nprohrfreien oder belüfteten, sockelfreien Lampen werden nun auf bekannte Weise die Enden beidseitig "t. Das verbleihende Mittelf ohr wird beim Weiterbewegen einseitig angehoben, um als weiteren neuartigen 'chritt darin befindliche Quecksilberperlen abzutrennen, die nach einer Reinigung Wiederverwendung finden. Es ^r'doinerung des Mittelrohres auf bekannte Weise in einem Brecher. Dabei sind ringförmige Bruchstücke zu vermeiden, ³samkeit des sich anschließenden, neuartigen Verfahrensschrittes zu gewährleisten.

¹ /erfahrenschritt durchlaufen die Scherben mit einer Verweilzeit § 3min eine rotierende Siebtrommel; durch den ° cheuereffekt wird der anhaftende Leuchtstoff abgeschabt und ausgeschieden. Der mit dem Leuchtstoff adhäsiv ^IC Quecksilberrest ist damit ebenfalls von den Scherben entfernt. Die gereinigten Kolbönglasscherben werden "i und der Wiedereinschmelzung zugeführt.

"Tnten Lampenenden werden durch einen weiteren Brecher ebenfalls zerkleinert, um in einer zweiten Siebtrommel Vtoff und Restquecksilber befreit zu werden. Auch hier sind ringförmige Bruchstücke auszuschließen. Die Varweilzeit ¹¹OSOr Siebtrommel S 2min. Von einer zweiten, als Schleuse mit Grobbrecher ausgebildeten Eingabestelle können ¹' zweiten Siebtrommel angeordneten Brecher such Scherben von nichtstabförmigen Leuchtstofflampen und "ch zugeführt werden. Dio Reinigung dieser Scherben orfolgt analog des Lampenendenbruches. reinigten Lampen- und Lampenendenbruch werden im nächsten Verfahrensschritt durch ein ⁵;heideverfahren die metallhaltigen Bleiglasgestellteile vom Scherbenrest abgeschieden. Dieser Scherbenrest wird "ikt ausgetragen.

isch abgeschiedenen Bleiglasgestellteile werden zusammen mit dem in einer Leuchtstofflampenfertigung ι Gestellbruch im folgenden Verfahrensschritt einer Walzenbrecherkombination zugeführt, in welcher das Bleiglas zu iß zerdrückt wird. Aus dem entstehenden Gemisch von Bleiglasgrieß und einem Metallgewirr aus Stromzuführungen, Wendeln, Haltedrähten und Abschirmringen werden die Metallteile ebenfalls durch ein Magnetabscheideverfahren 3 werden als Mischschro't (Fe, Cu, Ni und W enthaltend) einem Recycling zugeführt. Der weitgehend fremdkörperfreie iß wird zur Wiedereinschmelzung der Glasindustrie zugeführt.

Siebtrommeln abgeschiedene quecksilberhaltige Leuchtstoff-Glassplitter-Gemisch wird im letzten neuen schritt in einem Drohrohrofen im kontinuierlichen Prozeß auf 500⁰C bei einer Verweilzeit von ca. 3 min erhitzt. Der e Quecksilberdampf wird, unterstützt durch einen Inertgasstrom von ca. 1 m³/h, aus dem Ofenraum abgesaugt und ihlung Kondensiert. Das zurückgewonnen Quecksilber kann nach einer Reinigung wiederverwendet werden. Iberhaltigen Filterrückstände der für das Trockenverfahren erforderlichen Absauganlage werden auf die gleiche indelt.

η als schadstofffreie Abprodukte bei diesem Verfahren nur Isolierstegbruch, metallfreier Mischglasbruch und ^: an, die gemeinsam jeder beliebigen Deponie zugeführt werden können.

gsbeispiel

; Verfahrensschemas verden die Pumprohro einer Leuchtstofflampe beidseitig entfernt. Evakuierte flampen werden belüftet Pos2. Für die in späteren Bearbeitungsschritten angestrebte Rückgewinnung erfreier Sockelstifte erfolgt in einem weiteren Schritt Pos3 die Trennung der Verbindungsstelle Stromzuführung e durch Schneiden, thermisches Entlöten, thermisches Trennen oder Schleifen. Bei Verwendung von Istromzuführungen ist dieser Schritt hinfällig, da auch die Sockelstifte vorzugsweise aus Buntmetallegierungen

.ampenenden von der Leuchtstofflampe abgetrennt werden, wird eine Entsockel- und Zerlegevorrichtung wirksam, τι Arbeitsgang die Sockel von der Lampe löst und gleichzeitig in Sockelhülsen, Isolierstege und den Verbund /Sockelstifte trennt, Pos4. Die fremdkörperfreien Sockelhülsen (vorwiegend eine Aluminiumlegierung) sind ohne inigungsverfahren als Sekundärrohstoff verwendbar. Das Entfernen der Sockel von den Leuchtstofflampen vor dem )n der Enden schließ; eine Amalgambildung aus.

nd Isoliersteg/Sockelstifte wird einer Stiftmühlte zugeführt und darin aufgeschlossen, Pos5. Das aufgeschlossene iockelstifte/lf olierstegbruch) gelangt nun in eine pneumatische Trenneinrichtung, die den Isolierstegbruch von den en trennt, Pos6.

lose Leuchtstofflampe wird durch thermisches Absprengen von den Lampenenden Defreit, Pos 7, und das ide Mittelrohr anschließend in einen Winkel zur Horizontalen bewegt, wodurch die in ihr befindlichen 3rperlen entfernt und separat aufgefangen werden, PosO.

eßenden Stachelbrecher wird das Mittelrohr zu Scherben zerkleinert, Poe 9, dio einer Siebtrommel zugeführt werden.

teuerte Umwälzung der Scherben in dieser Siebtrommel erfolgt durch den Scheuereffekt der Scherben untereinander in und separates Austragen des Leuchtstoffes und mit diesem auch des adhäsiv mit dem Leuchtstoff verbundenen Brs, Pos 10. Der so erhaltene Glasscherbenrückstand ist vollständig fremdkörperfrei υηα als Sekundärrohstoff wieder . Die in Pos7 anfallenden Lampenenden werden einem weiteren Aufschluß und Trennprozeß unterzogen.

ien in einen Zweiwalzenbrecher mit Stachelwalzen, der einen teilweisen Aufschluß in Kolbenglasscherben und istelle mit Kolbenglasresten durchführt, Pos 11.

indige Aufschluß der Bleiglasgestelle vom Kolbenglas erfolgt in der sich anschließenden Siebtrommel, Pos12, die g durch den Scheuereffekt eine Trennung des quecksilberbehafteten Leuchtstoffes von den Kolbenglasscherben

itabscheider trennt die metallhaltigen Bleiglasgestellteile von den Kolbenglasscherben und Restsockelkitt, Pos 13. Das is mit Restsockelkitt und geringen Bleiglasanteilen ist nicht mehr quecksilberbehaftet und deponiernnres Abprodukt.

sch aussortierten Bleiglasgestellteile gelangen anschließend in eine Walzenbrecherkombination, Pos 14, in der ein Schluß erfolgt. Es entsteht ein Gemisch aus zusammenhängenden Stromzuführungen, Haltedrähten, igen. Wendeln und Bleiglasgrieß.

nittelbar anschließende Magnetabscheideverfahren, Pos15, trennt diese metallischen Anteile vom Bleiglasgrieß, bei Pos 17 wird außerdem anfallender Gestellbruch aus der Leuchtstofflampenfertigung. Der Bleiglasgrieß und das sch werden gesammelt und einem Recycling zugeführt.

juchtstofflamper.produktion anfallende Lampenbruch sowie nichtstabförmige Lampen werden einem her zugeführt, Pos 18. Über eingehauste Förderbänder wird der entstandene Bruch wie die Lampenenden dem brechern mit Stachelwalzen zugeführt, Pos 11.

obtrommeln, Pos 10 und 12, anfallende quecksilberhaltige Leuchtstoff-Glasgrieß-Gemisch wird einem Drehrohrofen ler in kontinuierlichen Prozeß das thermische Ausheizen des Quecksilbers ermöglicht, Pos 16. Die behafteten Filterrückstände der Absauganlage werden ebenso behandelt. Der entstehende Quecksilberdampf wird jnd durch den Kühler zur Kondonsation geleitet. Das ausgeheizte Gemisch wird als Abprodukt ausgetragen oder (bei lampen) gesammelt.

nsport von Scherben, Sockelhülsen, Isoliersteg/Sockelstifie und Pumpstengel zwischen den Einzelaggregaten bzw. g werden Förderbänder verwendet, die an allen Stellen, an denen quecksilberhaltiges Material vorliegt, eingehaust ansport des Leuchtstoffes erfolgt in Schneckenförderern. Die beiden Siebtrommeln sind ebenfalls eingehaust und lamte Transportsystem für quecksilberhaltiges Material an eine Absauganlage angeschlossen, anlage dient zur Einhaltung der gesetzlich vorgeschriebenen Arbeitsplatzkonzentration an Quecksilber im η bei gleichzeitiger Reinigung der Abluft von Leuchtstoffstaub und Quecksilberdampf. Die Abscheidung des es erfolgt mit hintereinandergeschalteten Filterkombinationen, während die anschließende Quecksilberentfernung uft nach DD-WP B 01 D, 3136692 erfolgt.

Claims (1)

1. :<ahren zum Recycling von Leuchtstofflampen und Lampenbruch, gekennzeichnet durch die nhrensschritte: Abbrechen der Pumprohre, Entfernen der Sockel und sortenreine Trennung in "Bestandteile, Schrägstollen des Leuchtstofflampenmittelrohres, Siebtrommeln der Scherben, jnuierliches Quecksilberausheizen des Leuchtstoffs und Aufbereitung der Lampenenden. _vahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch verschiedene bekannte dhanische Trennverfahren (3) ein Lösen der Verbindungsstelle Stromzuführung/Sockelstift 'igt und daß vor dem Abtrennen der Lampenenden durch eine patentierte Vorrichtung die Sockel Vnt werden (4), wodurch eine Amalgambildung vermieden und die Lampenendenaufbereitung ,instigt wird.

   ₎₍ahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Entfernen und Zerlegen r.ampensockel die Rückführung des Sockelhülsenmateriales und nach Aufschluß des Bundes Sockelstifte mit innerem Isoliersteg (5) sowie anschließendem pneumatischen ^nverfahren (6) die Rückführung des Sockelstiftmaterials ermöglicht wird. _!Sahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtstoffiampenmittelrohr „äggestellt wird, um darin enthaltene Quecksilberperlen vor den weiteren Verfahrensschritten «trennen und zurückzugewinnen (8).

   *ahren zum Recycling von Leuchtstofflampen und Lampenbruch, dadurch gekennzeichnet, daß 'linzelnen Verfahrensschritte so gestaltet sind, daß auch Leuchtstofflampen beliebiger Form und ^penbruch über einen Brecher (18) und Gestellbruch über einen Brecher (14) zugeführt und yereitet werden können.

   icahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ^fitrommelverfahren (10) bzw. (12) eine Entfernung des Leuchtstoffes und des Restquecksilbers ^3:ohl für die wiedereinschmelzbaren Kolbenglasscherben als auch von jeglichem Lampenbruch jlich sind.

   _sahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein kontinuierliches sheizen des Restquecksilbers aus dem abgesiebten Leuchtstoff (16) ein vollständiges Recycling 'Quecksilbers in das Gesamtverfahren integriert ist.

   "ahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Siebtrommeln von ^htstoff und Quecksilber befreite Lampenbruch mit einem Magnetabscheider in nglasgestellteile mit Metalleinschlüssen und metallfreien Mischbruch getrennt wird (13). !fahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleiglasgestellteile mit alleinschlüssen und der in einer Lampenfertigung anfallende Gestellbruch durch Brechen des glases mit einer Walzenbrecherkombination (14) und anschließenden Magnetabscheider (15) leiglasgrieß und Mischschrott zei logt werden.

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