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DE4228504A1 - Process for sorting pre-sorted mixed wastes - using magnetic and gravity sepn. and flotation - Google Patents

Process for sorting pre-sorted mixed wastes - using magnetic and gravity sepn. and flotation

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DE4228504A1
DE4228504A1 DE19924228504 DE4228504A DE4228504A1 DE 4228504 A1 DE4228504 A1 DE 4228504A1 DE 19924228504 DE19924228504 DE 19924228504 DE 4228504 A DE4228504 A DE 4228504A DE 4228504 A1 DE4228504 A1 DE 4228504A1
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Guenter Arhelger
Karl-Heinz Dr Unkelbach
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Abstract

Mixts. of wastes, partic. plastics, composite materials, and metal are sorted by a process in which the pre-sorted mixt. is subjected to crushing in at least one stage, with magnetic sepn. of coarse Fe particles. Dense materials, e.g. glass, non-ferrous metals, are gravimetrically separated and the remaining mixt. is stirred into a liq. with high energy input. Porous plastics are sucked off the surface with an air stream followed by at least on sink-swim sepn. in a centrifuge. ADVANTAGE - Good sepn. without manual intervention or classification.

Description

Die Erfindung ist auf ein Verfahren zur Sortierung von Abfallgemischen, vorzugsweise Gemische aus Kunststoffen, Verbundstoffen und Metalle, ge­ richtet. Derartige Abfallgemische, die beispielsweise als Haushaltsabfall an­ fallen und von den Haushalten bereits teilweise so vorsortiert werden, daß sie weitgehend Glas und Papier nicht mehr enthalten, stellen für eine wei­ tere Aufbereitung und Sortierung wegen der Vielfalt der vorhanden Stoffe und wegen vielfach vorhandenen unerwünschten Verunreinigungen eine schwer zu lösende Aufgabe dar. Bekannte Sortierverfahren enthalten des­ halb in der Regel als Verfahrensstufe eine teure Handauslese sowie oftmals als Zwischenstufen eine Klassierung, die insbesondere wegen vorhandener faseriger Materialien (aus Schuhen, Textilien, Papier, Teppichboden etc.) schwierig durchzuführen und störanfällig sind.The invention relates to a method for sorting waste mixtures, preferably mixtures of plastics, composites and metals, ge judges. Such waste mixtures, for example, as household waste fall and are already partially pre-sorted by households so that They largely no longer contain glass and paper tere preparation and sorting because of the variety of available substances and due to the presence of many undesirable impurities difficult task to solve. Known sorting methods contain the half of the process step is an expensive manual selection and often as intermediate levels, a classification that is particularly due to existing fibrous materials (from shoes, textiles, paper, carpets, etc.) difficult to carry out and prone to failure.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem die ge­ nannten Abfallgemische ohne Handauslese und ohne Klassierung in sorten­ reine Komponenten sortiert werden können.The object of the invention is to provide a method with which the ge named waste mixtures without manual selection and without classification into types pure components can be sorted.

Die Lösung der gestellten Aufgabe geschieht mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1, vorteilhafte Weiterbildungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen angegeben.The task is solved with the measures of Labeling part of claim 1, advantageous developments of the Er invention are specified in the subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Abfallgemisch nach einer Vorzerkleinerung und Magnetscheidung in einen Rührbehälter gegeben, wo infolge eines hohen Energieeintrags durch die Rührvorrichtung vorhandenes Papier und Textilien bis auf ihre Fasern aufgelöst werden. Diese Fasern stö­ ren die nachfolgenden naßmechanischen Sortierschritte nicht, so daß diese Materialien nicht vorher, wie bei bekannten Verfahren, durch eine oder mehrere Maßnahmen, wie beispielsweise Handauslese oder Klassierung, entfernt werden müssen.In the method according to the invention, the waste mixture is after a Pre-shredding and magnetic separation placed in a stirred tank where  due to a high energy input through the stirring device Paper and textiles can be broken down to their fibers. These fibers interfere Ren the subsequent wet mechanical sorting steps, so that these Materials not previously, as in known methods, by one or several measures, such as manual selection or classification, must be removed.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere durch die naß­ mechanischen Sortierschritte der Sink-Schwimm-Scheidung und Herdarbeit erhaltenen Einzelkomponenten, insbesondere die erhaltenen Kunststoffe, sind weitgehend frei von unerwünschten Verunreinigungen und sortenrein.The according to the inventive method, especially by the wet mechanical sorting steps of sink-swim divorce and stove work individual components obtained, in particular the plastics obtained, are largely free of unwanted contaminants and are single-variety.

Bei entsprechenden Versuchen hat sich als besonders vorteilhaft ergeben, die Vorzerkleinerung zunächst auf eine Korngröße von ca. 120 mm durch­ zuführen, mit einer Magnetscheidung Eisen abzutrennen und erst daran an­ schließend auf die für die naßmechanische Sortierung erforderliche End­ korngröße, beispielsweise auf kleiner 20 mm weiter zu zerkleinern. Eine mit diesem zerkleinerten Gut dann durchgeführte Magnetscheidung erfaßt nun auch die durch die Zerkleinerung freigelegten Eisenpartikel.In the case of corresponding tests, it has been found to be particularly advantageous pre-shredding to a grain size of approx. 120 mm feed, remove iron with a magnetic separator and only attach to it concluding on the end required for the wet mechanical sorting grain size, for example to shred to less than 20 mm. One with this shredded material then carried out magnetic separation also the iron particles exposed by the comminution.

Als vorteilhaft erwies sich auch die Maßnahme gemäß der Erfindung, die Schwimm-Sink-Scheidung in der Zentrifuge in mehreren Stufen hinterein­ ander durchzuführen und nur das Schwergut der letzten Zentrifugenstufe auf einem Stoßherd weiterzusortieren. Auf diese Weise gelang die Tren­ nung in sortenreine Produkte bei einem geringstmöglichen maschinellen Einsatz.The measure according to the invention, which Float-sink divorce in the centrifuge in several stages other and only the heavy goods of the last centrifuge stage to sort on a shock stove. In this way the doors succeeded into single-variety products with the least possible mechanical Commitment.

Nachfolgend wird an einem Anwendungsbeispiel das Verfahren gemäß der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnungsfigur näher erläutert.The method according to FIG Invention explained with reference to a schematic drawing figure.

Das von den Haushalten teilweise vorsortierte Abfallgemisch wird zunächst über eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Vorrichtung einer Zer­ kleinerungsvorrichtung (1) aufgegeben, wo eine Zerkleinerung des ge­ samten Abfallgemisches auf beispielsweise kleiner 120 mm erfolgt. Dieses zerkleinerte Gemisch gelangt nun in eine erste Magnetscheidevorrich­ tung (2), wo Fe-Materialien (3) abgetrennt werden.The waste mixture, which is partially pre-sorted by the households, is first given up via a device (not shown in the drawing) of a shredding device ( 1 ) where the entire waste mixture is reduced to, for example, less than 120 mm. This crushed mixture now passes into a first Magnetscheidevorrich device ( 2 ), where Fe materials ( 3 ) are separated.

Das verbleibende Gemisch wird nun einer weiteren Zerkleinerungsvorrich­ tung (4) zugeführt, in der auf die für eine naßmechanische Sortierung er­ forderliche Korngröße, beispielsweise auf kleiner 20 mm zerkleinert wird. Durch eine daran anschließende weitere Magnetscheidung, beispielsweise mit einem Trommelmagnetscheider (5) kann nun das durch die Zerkleine­ rung freigelegte Eisen (6) entfernt werden. Gleichzeitig kann hierbei eine Abtrennung größerer Stücke spezifisch schwerer Stoffe (7), die beispiels­ weise Glas, Steine, Nichteisenmetalle sein können, durch die unterschiedli­ che Abwurfparabel bei Abwurf von der Magnettrommel (5) erfolgen.The remaining mixture is now fed to another Zerkleinerungsvorrich device ( 4 ) in which it is crushed to the grain size required for wet mechanical sorting, for example to less than 20 mm. A subsequent magnetic separation, for example with a drum magnetic separator ( 5 ), can now be used to remove the iron ( 6 ) exposed by the comminution. At the same time, larger pieces of specifically heavy substances ( 7 ), which can be glass, stones, non-ferrous metals, for example, can be separated by the different discharge parabola when discharged from the magnetic drum ( 5 ).

Das nach der Abtrennung der spezifisch schweren Stoffe sowie der durch Magnetscheidung entfernten Fe-Metalle verbleibende Gut wird nun erfin­ dungsgemäß in einen Rührbehälter (8) gegeben und dort mit hohem Ener­ gieeintrag durch die Rührvorrichtung mit einer Flüssigkeit versetzt. Hierbei ist der Energieeintrag so hoch, daß anhaftende Schmutz- und Staubteilchen sowie anhaftende Luftbläschen entfernt sowie miteinander "verklebte" Par­ tikel voneinander getrennt werden. Insbesondere werden durch den hohen Energieeintrag vorhandene Papiere und Textilien bis zu ihren einzelnen Fa­ sern aufgelöst.The remaining after the separation of the specifically heavy substances and the Fe metals removed by magnetic separation is now inventions according to the invention in a stirred tank ( 8 ) and mixed with a high energy input through the stirring device with a liquid. Here, the energy input is so high that adhering dirt and dust particles as well as adhering air bubbles are removed and particles "stuck together" are separated from one another. In particular, the high energy input means that existing papers and textiles are broken down to their individual fibers.

Auf der Oberfläche der so entstandenen Suspension bildet sich im Rührbe­ hälter eine Schwimmgutschicht aus spezifisch leichten Stoffen aus, die insbesondere aus spezifisch sehr leichten Schaumkunststoffen besteht. Durch eine oberhalb der Suspensionsoberfläche angeordnete Absaugöff­ nung einer Absaugvorrichtung (in der Zeichnung nicht näher dargestellt) werden diese Schaumkunststoffe (9) von der Suspensionsoberfläche durch einen Luftstrom abgetrennt und weggeführt. On the surface of the suspension formed in this way, a floating material layer of specifically light substances is formed in the stirred tank, which consists in particular of very light foam plastics. By means of a suction opening arranged above the suspension surface of a suction device (not shown in the drawing), these foamed plastics ( 9 ) are separated from the suspension surface by an air stream and carried away.

Nach der Abtrennung der Schaumkunststoffe wird die Suspension einer mehrstufigen Sortierung in Zentrifugen zugeführt. In diesen Zentrifugen fin­ det eine Schwimm-Sink-Scheidung statt, wobei als Trennflüssigkeit eine Flüssigkeit mit einer Dichte gewählt wird, deren Wert zwischen den Dich­ ten der zu trennenden Stoffe liegt. Infolge der hohen Zentrifugalkräfte, die bei der Drehung der Zentrifuge entstehen, findet eine effektive Trennung in ein Schwimmgut und in ein Sinkgut statt. Die getrennten Stoffe werden durch gleichfalls rotierende Transportschnecken erfaßt und zu verschie­ denen Austragsöffnungen der Zentrifuge transportiert. Im dargestellten Anwendungsbeispiel werden beispielsweise in einer ersten Stufe (10) bei einer Dichte der Trennflüssigkeit von 1 g/cm3 als Schwimmgut Polyole­ fine (11), in einer zweiten Stufe (12) bei einer Dichte der Trennflüssigkeit von 1,1 g/cm3 als Schwimmgut Polystyrole (13) und in einer dritten Stufe (14) bei einer Dichte der Trennflüssigkeit von 1,2 g/cm3 als Schwimmgut Polyamide (15) abgetrennt. Als Schwergut (17) der letzten Schwimm-Sink-Stufe (14) wird eine aus Papier- und Textilfasern (20), Restkunststoffe (19), Nichteisenmetalle (18), Glas und Steine (21) beste­ hende Mischung erhalten, die nun durch Herdarbeit auf einen Stoß­ herd (16) voneinander getrennt werden,.After the foam plastics have been separated, the suspension is passed to a multi-stage sorting in centrifuges. In these centrifuges, a sink-and-swim divide takes place, a liquid with a density being selected as the separation liquid, the value of which lies between the densities of the substances to be separated. As a result of the high centrifugal forces that arise when the centrifuge rotates, there is an effective separation into a float and a sink. The separated substances are captured by rotating screw conveyors and transported to various discharge openings of the centrifuge. In the application example shown, for example, in a first stage ( 10 ) with a density of the separation liquid of 1 g / cm 3 as floating material polyols fine ( 11 ), in a second stage ( 12 ) with a density of the separation liquid of 1.1 g / cm 3 as floating material polystyrene ( 13 ) and in a third stage ( 14 ) at a density of the separation liquid of 1.2 g / cm 3 as floating material polyamide ( 15 ). As a heavy material ( 17 ) of the last swim-sink stage ( 14 ), a mixture consisting of paper and textile fibers ( 20 ), residual plastics ( 19 ), non-ferrous metals ( 18 ), glass and stones ( 21 ) is obtained, which now consists of Stove work can be separated from each other on a bump stove ( 16 ).

Sämtliche Flüssigkeiten, die bei den naßmechanischen Trennungen zur Anwendung kommen, werden nach einer Klärung zu den einzelnen Trenn­ stufen zurückgeführt. Die entsprechenden Kläreinrichtungen sowie erfor­ derliche Leitungen sind bekannte Einrichtung und wurden in der Zeichnung nicht dargestellt.All liquids used in wet mechanical separations After clarification, the individual separations are used levels returned. The corresponding clarification facilities and requ Such lines are well-known device and were in the drawing not shown.

Das angeführte Anwendungsbeispiel stellt nur eine von möglichen Zusam­ menstellungen einzelner Aufbereitungs- und Sortierschritte gemäß der Er­ findung dar, die der Mengenverteilung der Inhaltsstoffe in den Abfallgemi­ schen entsprechend angepaßt werden können.The application example given is only one of possible combinations the individual preparation and sorting steps according to the Er invention represents the quantitative distribution of the ingredients in the waste mix can be adjusted accordingly.

Claims (6)

1. Verfahren zur Sortierung von Abfallgemischen, vorzugsweise Gemi­ schen aus Kunststoffen, Verbundstoffen und Metallen, gekennzeich­ net durch folgende nacheinander ablaufende Verfahrensschritte:
  • a) Mindestens einstufiges Vorzerkleinern des vorsortierten Gemi­ sches, und mindestens einstufige Magnetscheidung zur Abtren­ nung grober Eisenpartikel.
  • b) Abtrennen spezifisch schwerer Stoffe (Glas, Steine, Nichteisen­ metalle) durch einfache gravimetrische Verfahren, beispielsweise durch unterschiedliche Abwurfparabel bei Abwurf beispielsweise von einem Gurtförderer.
  • c) Einrühren des nach b) verbleibenden Gemisches in eine Flüssig­ keit mit hohem Energieeintrag durch die Rührvorrichtung.
  • d) Absaugen vorhandener poröser Kunststoffe (Schaumstoffe) mit einem Luftstrom aus der bei c) sich bildenden Schwimmgut­ schicht.
  • e) Mindestens einstufige Schwimm-Sink-Scheidung in einer Zentri­ fuge.
  • f) Mindestens einstufige Herdsortierung des Schwergutes aus e).
1. Process for sorting waste mixtures, preferably mixtures of plastics, composite materials and metals, characterized by the following successive process steps:
  • a) At least one-stage pre-shredding of the pre-sorted mixture, and at least one-stage magnetic separation to separate coarse iron particles.
  • b) Separation of specifically heavy substances (glass, stones, non-ferrous metals) by simple gravimetric methods, for example by different discharge parabolas when discharging from a belt conveyor, for example.
  • c) stirring the remaining mixture according to b) into a liquid with high energy input through the stirring device.
  • d) suctioning off existing porous plastics (foams) with an air stream from the floating material layer forming at c).
  • e) At least one-stage swim-sink divorce in a centrifuge.
  • f) At least one-stage sorting of the heavy goods from e).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorzer­ kleinerung zunächst nur auf eine Korngröße von 120 mm durchge­ führt wird, daran anschließend eine Magnetscheidung erfolgt und dann weiter auf kleiner 20 mm weiterzerkleinert wird, wonach eine weitere Magnetscheidung erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the Vorzer first reduced to a grain size of 120 mm is carried out, then a magnetic separation takes place and then further reduced to less than 20 mm, after which a further magnetic separation takes place. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimm-Sink-Scheidung in hintereinandergeschalteten Zentrifugen erfolgt, wobei die Dichte der Trennflüssigkeit von Zentrifuge zu Zentri­ fuge zunimmt und das Schwergut der vorhergehenden Zentrifuge als Aufgabe auf die nachfolgende Zentrifuge dient.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Float-sink divorce in cascaded centrifuges takes place, the density of the separation liquid from centrifuge to centri joint increases and the heavy load of the previous centrifuge as Task on the subsequent centrifuge serves. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur das Schwergut der letzten Zentrifuge einer Herdsortierung unterworfen wird.4. The method according to claim 3, characterized in that only that Heavy goods of the last centrifuge subjected to a sorting becomes. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche für die Sortierung notwendi­ gen Flüssigkeiten nach einer Klärung zur Sortierung zurückgeführt werden.5. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that all necessary for sorting liquids after clarification are returned for sorting become. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallgemische durch eine vorher durchgeführte Vorsortierung weitgehend frei von Fremdstoffen wie beispielsweise Papier und/oder Glas sind.6. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the waste mixtures by a previously carried out pre-sorting largely free of foreign substances such as for example paper and / or glass.
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