DE4339822C1 - Sorting used glass, used in mfr. of imaging tubes of different compsn. - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sortierung von anorganischen nichtmetallischen Werkstoffen, insbesondere Gläsern, gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 12. Vorzugsweise werden zu recycelnde Bildröhren nach ihren Glasinhaltsstoffen sortiert. Die Erfindung beinhaltet weiterhin die Verwendung aussortierter Bildröhrengläser entsprechend dem Anspruch 1.The invention relates to a method and a device for the sorting of inorganic non-metallic Materials, in particular glasses, according to the preamble of Claims 1 and 12. Preferably to be recycled Picture tubes sorted by their glass ingredients. The invention also includes the use of sorted out Picture tube glasses according to claim 1.
Farbbildröhren bestehen aus drei Glassorten. Das Frontglas, auch als Bildschirm bezeichnet, ist barium-/strontiumhaltig, während das Konusglas und der Bildröhrenhals bleihaltig sind. Mengenmäßig von Interesse sind besonders Schirm- und Konusglas. Der Bildschirm ist weiterhin mit einer Leuchtschicht aus meist sulfidisch oder oxidisch phosphoreszierenden Metallverbindungen auf der Innenseite überzogen. Das Konsulglas ist mit Fe-Oxid und/oder Graphit beschichtet.Color picture tubes consist of three types of glass. The Front glass, also referred to as a screen, is barium / strontiumhaltig, while the cone glass and the Picture tube neck are leaded. In terms of quantity are especially screen and cone glass. The screen is continue with a luminescent layer of mostly sulphidic or oxidic phosphorescent metal compounds the inside covered. The consul glass is with Fe oxide and / or graphite coated.
Im Rahmen des Elektronikschrottrecyclings gelangt die vordemontierte Bildröhre in die Bildröhrenaufbereitung, wo sie zerkleinert und von Einbauten befreit wird.As part of electronic scrap recycling reaches the pre-mounted picture tube in the picture tube preparation, where it is crushed and freed of internals.
Je nach Herkunftsland und Bildröhrenhersteller schwanken die Gehalte an Ba/Sr/Pb in den Gläsern. Es gibt in der Regel folgende Zuordnungen der Gehalte zu den Bildröhrengläsern (Gehaltsschwankungen):Depending on the country of origin and picture tube manufacturers vary the contents of Ba / Sr / Pb in the glasses. There are in the Usually the following assignments of the contents to the Picture tubes (salary fluctuations):
-
- Schirmglas: Ba/Sr-haltig
- Shield glass: Ba / Sr-containingBa|5-11% Sr 5-10% Pb <0,3% Ba | 5-11% Sr 5-10% pb <0.3% -
- Konusglas: Pb-haltig
- Cone glass: Pb-containingPb|10-20% Ba 0,6-1,2% Sr <0,5% Pb | 10-20% Ba 0.6-1.2% Sr <0.5%
Für eine stoffliche Verwertung solcher Gläser in der Glasindustrie müssen diese mit definierten Gehalten an obigen Elementen bereitgestellt werden, damit diese bei der Herstellung neuer Bildröhren der Glasschmelze zugesetzt werden können.For a recycling of such glasses in the Glass industry must adhere to these with defined levels above elements are provided for this the production of new picture tubes of molten glass can be added.
Bisher sind jedoch keine Verfahren bekannt, die eine Sortierung solcher Werkstoffe gemäß ihren Inhaltsstoffen ermöglichen.So far, however, no methods are known which a Sorting of such materials according to their ingredients enable.
Zur Zeit werden die Gläser noch als Füllstoff, Versatzmaterial, Deponiegut, zur Schaumglasherstellung oder zum Abschirmen leicht radioaktiver Stoffe (Pb- Gläser) verwendet. Eine beschränkte Verwertung der Pb- Gläser in Bleihütten ist auch bekannt. Die Aufbereitung der Gläser beschränkt sich zur Zeit auf die Trennung der Konus- und Schirmgläser sowie die Metallabtrennung und Entschichtung der separierten Gläser (EP 0 524 578 A1, DE 41 24 595 A1, G 92 06 668.2, DE 40 03 497 A1, DE 39 01 842 A1, US 005 089 743 A, EP 0 525 266 A1).At the moment, the glasses are still used as filler, Offset material, landfill, for foam glass production or for shielding slightly radioactive substances (Pb Glasses) used. A limited utilization of the Pb Glasses in lead sheds is also known. The preparation The glasses is currently limited to the separation of the Cone and screen glasses as well as the metal separation and Stripping of the separated glasses (EP 0 524 578 A1, DE 41 24 595 A1, G 92 06 668.2, DE 40 03 497 A1, DE 39 01 842 A1, US 005 089 743 A, EP 0 525 266 A1).
In der DE 36 18 173 A1 wird eine Glassortieranlage beschrieben. Diese dient jedoch lediglich zum Aussondern von Nicht-Glas oder mit Nicht-Glas-Resten behafteten Glasteilen.In DE 36 18 173 A1 a glass sorting plant described. However, this is only for screening of non-glass or non-glass residues Glass parts.
Die EP 0 493 239 A1 beschreibt eine Maschine zum Sortieren von Kunststoffflaschen nach der Kunststoffzusammensetzung und nicht nach Kunststoffinhaltsstoffen.EP 0 493 239 A1 describes a machine for Sorting of plastic bottles after the Plastic composition and not after Plastic ingredients.
Die Besonderheit bei der Gehaltsbestimmung in Gläsern liegt darin, daß es sich um eine Materialmatrix handelt (SiO₂-Matrix), die mit Elementen/Verbindungen dotiert ist. Bekannte Verfahren identifizieren hingegen vom Chemismus her verschiedene Materialien, so z. B. Identifikation verschiedener Metallteile, Identifikation verschiedener Kunststoffe, Separierung Glas-Keramik- Metalle. Eine Separierung von Gläsern nach unterschiedlichen Farben ist ebenfalls bekannt, wobei bei dieser Sortieraufgabe auf Glasinhaltsstoffe kein Bezug genommen wird.The peculiarity of the content determination in glasses lies in the fact that it is a material matrix (SiO₂ matrix) doped with elements / compounds is. On the other hand, known methods identify Chemism ago different materials, such. B. Identification of various metal parts, identification various plastics, glass-ceramic separation Metals. A separation of glasses after different colors is also known, with at This sorting task on glass ingredients no relation is taken.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren und eine geeignete Vorrichtung zu entwickeln, die es gestattet, anorganische nichtmetallische Werkstoffe, insbesondere Gläser, entsprechend ihren Glasinhaltsstoffen zu erkennen und in definierte Gehaltsklassen zu sortieren und Bildröhren verschiedener Hersteller mit unterschiedlichen Glasrezepturen wieder aufzubereiten.The object of the invention is therefore a Method and to develop a suitable device which allows inorganic non-metallic Materials, in particular glasses, according to their To recognize glass ingredients and in defined Grade grades and picture tubes different manufacturers with different Reprocess glass recipes.
Gemäß der Erfindung werden die Gläser nach einer entsprechenden Aufbereitung und Zerkleinerung sowie einer Befreiung von Nichtglasbestandteilen über eine Fördereinrichtung vereinzelt und mit den Bruchflächen zu einem optischen System ausgerichtet. Über das optische System werden die Glasbruchstücke nach ihren Glasinhaltsstoffen analysiert und über eine Austragsvorrichtung den Glasinhaltsstoffen entsprechend in geeignete Behältnisse ausgelenkt.According to the invention, the glasses are after a appropriate processing and crushing and a Exemption of non-glass components via a Separated conveyor and with the fracture surfaces to aligned with an optical system. About the optical System will be the glass fragments according to their Glass ingredients analyzed and over a Discharge device according to the glass ingredients deflected into suitable containers.
Die optische Analyse, d. h. die Bestimmung der Glasinhaltsstoffe, kann durch Ausnutzung der Stoffeigenschaften Reflexion und Absorption erfolgen und zur Detektion werden Reflexionsspektren im nahen UV-Bereich herangezogen. Zur Bestimmung der Glasinhaltsstoffe kann nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung die UV-Fluoreszenz eingesetzt werden. Dabei werden die Konzentrationen an BaO, SrO und PbO mittels diffus austretender Fluoreszenzstrahlung kontinuierlich erfaßt.The optical analysis, d. H. the determination of Glass ingredients, can be made by exploiting the Substance properties Reflection and absorption occur and For detection, reflection spectra are in the near UV range used. To determine the Glass ingredients may, according to a preferred feature of Invention, the UV fluorescence can be used. there are the concentrations of BaO, SrO and PbO means diffuse fluorescence emission continuously detected.
Die Selektion der Anregungswellenlängen erfolgt nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mittels Interferenzfilter mit Wellenlängen zwischen 200 nm und 400 nm.The selection of the excitation wavelengths takes place after a further feature of the invention by means Interference filter with wavelengths between 200 nm and 400 nm.
Die Interferenzfilter sind dabei in einem Interferenzfilterrad mit Chopper integriert, welcher die Verwendung eines Lock-In-Verstärkers erlaubt und das Empfangssignal am Detektor triggert.The interference filters are in one Interference filter wheel integrated with chopper, which the Use of a lock-in amplifier allowed and that Receive signal triggers at the detector.
Die austretende Fluoreszenzstrahlung wird im Wellenlängenbereich von 300 bis 600 nm detektiert.The exiting fluorescence radiation is in Wavelength range of 300 to 600 nm detected.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt die Signalerfassung mittels lichtempfindlicher Detektoren, wie z. B. Photodioden oder Photomultiplier.According to a further feature of the invention, the Signal acquisition by means of light-sensitive detectors, such as B. photodiodes or photomultipliers.
Der für die Detektion zu erfassende Wellenlängenbereich wird mittels eines Kantenfilters vom Bereich der Anregungswellenlängen abgegrenzt.The wavelength range to be detected for detection is by means of an edge filter from the range of Excitation wavelengths delimited.
Ein besonders bevorzugtes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die analysierten Glasbruchstücke von einer zur Austragstriggerung erforderlichen Lichtschranke erfaßt und mit der Austragsvorrichtung in die entsprechenden Behältnisse einsortiert werden.A particularly preferred feature of the invention is in that the analyzed glass fragments from one to the Discharge trigger required photocell detected and with the discharge device in the corresponding Containers are sorted.
Die vorstehende Beschreibung des Sortierverfahrens läßt bereits die wesentlichen Komponenten der dazugehörigen Vorrichtung erkennen.The above description of the sorting process leaves already the essential components of the associated Detect device.
Im übrigen wird diesbezüglich auf die nachstehende Figurenbeschreibung verwiesen, die insoweit auch allgemeingültige Merkmale enthält.Moreover, in this regard, the following Description of the figures referenced, so far as well contains general characteristics.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels für grobstückige Gläser (50 mm) näher beschrieben werden.The invention will be described below with reference to a Example of coarse glasses (50 mm) be described in more detail.
In den Abbildungen zeigenIn the pictures show
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfahrens Fig. 1 is a schematic representation of the method
Fig. 2 die Gestaltung der Fördereinrichtungen Fig. 2 shows the design of the conveyors
Fig. 3 Schnittbilder der Fördereinrichtung Fig. 3 sectional views of the conveyor
Fig. 4 Identifikationssystem. Fig. 4 identification system.
Die in Fig. 1 dargestellte Gehaltsbestimmung ist für vorzerkleinerte und von Metallteilen befreite Bildröhrengläser (Fernsehbildröhren, PC-Monitore etc.) vorgesehen. Die Glasteile werden aus einem Vorlagebehälter 1a, über eine Vibrorinne mit eingebauten Schikanen 1b auf eine Schurre 1c aufgegeben, aufgrund der Masseträgheit der Teile sowie der Geometrie der Fördereinrichtung vereinzelt, ausgerichtet und der Identifizierung an einem Meßschlitz 1d der Schurre 1c zugeführt. Nach der Identifizierung durch das optische System 2a werden die Teile auf ein muldenförmiges Förderband 3 gegeben, von einer zur Austriggerung benötigten Lichtschranke 2b erfaßt und im weiteren Verlauf vom dann flach ausgebildeten Förderband 4 mit Hilfe der Austragsvorrichtung 6 (Druckluftdüsen, Stößel oder Klappen) in die vorgesehenen Behältnisse einsortiert. Die Datenverarbeitung, Steuerung der Austragsvorrichtung sowie die Triggerung werden mittels einer EDV-Einheit 5 realisiert.The content determination shown in Fig. 1 is provided for pre-shredded and freed of metal parts picture tube glasses (television picture tubes, PC monitors, etc.). The glass parts are from a storage container 1 a, placed on a chute 1 c via a Vibrorinne with built-baffles 1 c due to the inertia of the parts and the geometry of the conveyor isolated, aligned and the identification of a measuring slot 1 d of the chute 1 c supplied , After identification by the optical system 2 a, the parts are placed on a trough-shaped conveyor belt 3 , detected by a photocell required for the removal of light 2 b and later in the then flat trained conveyor belt 4 by means of the discharge device 6 (compressed air nozzles, plunger or flaps) sorted into the designated containers. The data processing, control of the discharge device and the triggering are realized by means of a computer unit 5 .
Fig. 2 zeigt das Fördersystem und ordnet dem Fördersystem die Schnittdarstellungen zu, die in Fig. 3 explizit aufgezeigt werden. Auf der Vibrorinne A-A werden die Glasteile vereinzelt. Die nachfolgende Schurre ist auf der Eingangsseite als Mulde B-B, am Ausgang asymmetrisch gewinkelt C-C ausgebildet und übernimmt das Ausrichten der Gläser bezüglich der Bruchflächen. Dadurch müssen die Bildröhrengläser vor der Identifikation nicht entschichtet werden. Außerdem gibt es keinen Einfluß von Verkratzungen auf den Bruchflächen, die durch Entschichtungsverfahren hervorgerufen werden. Die Identifikationsstrecke D-D enthält in der Kante einen Meßschlitz 1d. Die identifizierten Teile gelangen auf das Förderband, wo der Austrag in die entsprechenden Sammelbehälter erfolgt. Fig. 2 shows the conveyor system and assigns the conveyor system to the sectional views, which are shown explicitly in Fig. 3. On the vibrating trough AA, the glass parts are separated. The following chute is formed on the input side as a trough BB, at the outlet asymmetric angled CC and takes over the alignment of the glasses with respect to the fracture surfaces. As a result, the picture tube glasses do not have to be decoated prior to identification. In addition, there is no influence of scratching on the fracture surfaces caused by stripping methods. The identification path DD contains a measuring slot 1 d in the edge. The identified parts arrive on the conveyor belt, where the discharge takes place in the corresponding collection container.
Die in Fig. 1 mit 2a bezeichnete Identifikationseinheit wird in Fig. 4 erläutert. Dem Verfahren liegt eine Erkennung über die unterschiedlichen UV-Anregungsbanden für BaO, SrO und PbO zugrunde. Die bei ca. 300-600 nm liegende Emission dient jeweils als Maß für die Absorption und kann einer Konzentration zugeordnet werden. Für die Identifikation der am Meßsystem vorbeikommenden Scherben ist eine On-line Messung vorgesehen, die den Effekt der unregelmäßigen Glaskanten verkleinert. Das von einem Glasteil verursachte Maximalsignal am Detektor wird im Rechner einer Konzentration zugeordnet. Eine UV-Lichtquelle 2a-1, deren Intensitätsschwankungen durch einen Referenzdetektor 2a-0 erfaßt werden, wirft das Licht durch eine Linsenoptik 2a-2 auf ein Interferenzfilterrad mit Chopper 2a-3. Das den Filter verlassende schmalbandige Licht der für die jeweilige Anregung signifikanten Wellenlänge wird anhand eines weiteren Linsensystems 2a-4 auf das hinter dem Meßschlitz, siehe Abb. 3, D-D befindliche Glasstück fokussiert. Die diffus aus der Scherbe austretende Fluoreszenzstrahlung erreicht über ein Linsensystem 2a-5 und einen ca. 400 nm Kantenfilter 2a-6 den Detektor 2a-7. Aus dem Chopper-Lock-In-Signal des Interferenzfilterrades, dem Referenzdetektorsignal und dem Fluoreszenzsignal kann mittels Lock-In-Verstärker und EDV-Systems 5 anhand der Eichwerte für die konzentrationsabhängige Fluoreszenz der Gehalt an BaO, SrO und PbO ermittelt werden. Ist die Konzentration ausgewertet, so wird über eine Rechnerschnittstelle unter Berücksichtigung des Lichtschrankentriggersignals der Austrag angesteuert. Der Altglasindustrie werden so Altglaschargen mit definierten Gehalten an den Verbindungen BaO, SrO und PbO zur Verfügung gestellt, die bei der Bildröhrenherstellung entsprechend der Glasrezeptur mit zugemischt und somit stofflich verwertet werden.The designated in Fig. 1 with 2 a identification unit is explained in Fig. 4. The method is based on a recognition of the different UV excitation bands for BaO, SrO and PbO. The emission at about 300-600 nm serves as a measure of the absorption and can be assigned to a concentration. For the identification of the shards passing the measuring system an on-line measurement is provided, which reduces the effect of the irregular glass edges. The maximum signal at the detector caused by a glass part is assigned to a concentration in the computer. A UV light source 2 a-1, whose intensity fluctuations are detected by a reference detector 2 a-0, throws the light through a lens optics 2 a-2 on an interference filter with chopper 2 a-3. The narrow-band light leaving the filter of the wavelength significant for the respective excitation is focused by means of another lens system 2 a-4 onto the glass piece located behind the measuring slit, see Fig. 3, DD. The fluorescence radiation emerging diffusely from the sherd reaches the detector 2 a-7 via a lens system 2 a-5 and an approximately 400 nm edge filter 2 a-6. The content of BaO, SrO and PbO can be determined from the chopper lock-in signal of the interference filter wheel, the reference detector signal and the fluorescence signal by means of the lock-in amplifier and EDP system 5 using the calibration values for the concentration-dependent fluorescence. If the concentration is evaluated, the discharge is controlled via a computer interface, taking into account the light barrier trigger signal. The used glass industry is thus provided Altglaschargen with defined levels of the compounds BaO, SrO and PbO available, which are mixed in the picture tube production according to the glass formulation and thus recycled material.
Claims (16)
- - die Glasbruchstücke auf einer Fördereinrichtung vereinzelten Glasbruchstücke mit der Bruchfläche zu einem optischen System ausgerichtet werden,
- - wobei die ausgerichteten Glasbruchstücke nach ihren Glasinhaltsstoffen analysiert werden
- - und über eine Austragsvorrichtung, den Glasinhaltsstoffen entsprechend, in geeignete Behältnisse ausgelenkt werden.
- - the glass fragments on a conveyor isolated glass fragments are aligned with the fracture surface to form an optical system,
- - The aligned glass fragments are analyzed for their glass ingredients
- - And via a discharge device, the glass ingredients according to be deflected into suitable containers.
- - die auf einer Fördereinrichtung (1) vereinzelten Glasbruchstücke mit der Bruchfläche zu einem optischen System (2a) ausgerichtet werden,
- - die ausgerichteten Glasbruchstücke mittels des optischen Systems (2a) und einer Auswerteinheit (5) nach ihren Glasinhaltsstoffen analysiert werden
- - und über Fördereinheiten (3, 4) einer Austragsvorrichtung (6) zugeführt werden, die die Glasbruchstücke den Glasinhaltsstoffen entsprechend in geeignete Behältnisse (7) auslenkt.
- - on a conveyor (1) scattered glass fragments with the fractured surface to an optical system (2 a) are aligned,
- - The aligned glass fragments are analyzed by means of the optical system ( 2 a) and an evaluation unit ( 5 ) for their glass ingredients
- - And via conveyor units ( 3 , 4 ) of a discharge device ( 6 ) are fed, which deflects the glass fragments in accordance with the glass ingredients in suitable containers ( 7 ).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |