DE102004041494A1

DE102004041494A1 - Verfahren und Anlage zur Trennung komplexer metallhaltiger Stoffverbunde und Wiedergewinnung der Basiswerkstoffe

Info

Publication number: DE102004041494A1
Application number: DE200410041494
Authority: DE
Inventors: Helmut Nickel
Original assignee: Nickel Helmut Dipl-Ing
Current assignee: Nickel Helmut Dipl-Ing
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2006-03-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschluss und zur sortenreinen Abtrennung von Wertstoffen aus verbundstoffhaltigen Altmaterialien, insbesondere Elektro- und Elektronikschritt, und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens. DOLLAR A Das vorbehandelte und teilzerlegte Behandlungsgut wird ein- oder gegebenenfalls zweistufig zerkleinert und im weiteren Behandlungsverlauf von Schad- und Störstoffen befreit. Aus dem fraktionierten Materialstrom werden ferromagnetische Bestandteile, VA sowie Leichtstoffe entfernt. In einer sich hieran anschließenden Klassierung wird der Stoffstrom in zwei Ströme aufgeteilt. Aus dem Grobgut erfolgt unter Verwendung spezifischer Sensoren eine stoffselektive Entnahme von Metallen und Kunststoffen. Das Feingut wird für eine weitergehende Behandlung nochmals klassiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschluss und zur Trennung komplexer metallhaltiger Altmaterialien, Ausschusswaren und Abfälle, insbesondere Elektro- und Elektronikschrott einschließlich der sortenreinen Wiedergewinnung der eingesetzten Basiswerkstoffe, sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
Aus Gründen der Ressourcenschonung in Verbindung mit fördernden und fordernden rechtlichen Bestimmungen ist die Verwertung von Altmaterialien und Abfällen in Deutschland seit geraumer Zeit gängige Praxis. Für die getrennte Erfassung und Behandlung bis zur finalen Entsorgung stehen vielschichtige Systeme und Techniken zur Verfügung. Ausgehend von Monofraktionen und einfach zu trennenden Stoffgemischen könne hohe Mengenanteile in den Produktionskreislauf zurückgeführt oder auf sonstige Weise hochwertig verwertet werden.
Abgesehen von den vergleichsweise leicht aufzubereitenden Abfällen fallen Stoffgemische zur Entsorgung an, deren fachgerechte Aufbereitung erhebliche technologische Aufwendungen erforderlich macht. Ausgediente Elektro- und Elektronikgeräte zählen zu diesen Abfallstoffgemischen, die angesichts ihrer steigenden Verbreitung in Verbindung mit einer zunehmend geringeren Nutzungsdauer in Zukunft weiter beträchtlich anwachsen werden.

Gegenwärtig werden recht unterschiedliche Ansätze zur Aufbereitung von Elektroaltgeräten beschritten. Als Standardkonzept kann hierbei die Behandlung kompletter Geräte durch mechanische Zerkleinerung mit anschließender teils mehrstufiger Separation metallhaltiger Bestandteile angesehen werden. Elektroaltgeräte beinhalten jedoch vielfach schadstoffbehaftete Bauelemente, die bei derartigen unselektiven Behandlungskonzepten erhebliche Risiken darstellen. Allein unter dem Aspekt der Notwendigkeit einer selektiven Erfassung von Gefahrstoffen ist das klassische Verschrotten ganzer Geräte ohne Vorbehandlung somit nicht tragfähig. Weitere abfallrechtliche Anforderungen wie die Abfallablagerungsverordnung oder produktspezifische Bestimmungen wie das in Vorbereitung befindliche Elektro- und Elektronikgerätegesetz erfordern überdies Aufbereitungstechniken, die über den Umfang einer Abtrennung von Metallen weit hinausreichen.

Alternativ zu den oben beschriebenen zerstörenden Aufbereitungstechniken werden durch manuelle Eingriffe dominierte Demontagetechniken praktiziert, die eine Zerlegung in Einzelbestandteile vorsehen. Die Auftrennung erfolgt zerstörungsfrei im Sinne eines Erhalts der Struktur und ggf. der Funktion einzelner Komponenten. Mit der Anzahl der Zerlegungsschritte steigen die Kosten entsprechend an. Ein höherer Zerlegeaufwand kann wirtschaftlich im Allgemeinen nur dargestellt werden, wenn funktionsfähige Komponenten einer Wiederverwendung zugeführt werden. Sowohl bei den Herstellern als auch den Konsumenten stößt die Wiederverwendung von gebrauchten Bauelementen und Geräten allerdings auf geringe Akzeptanz. Hersteller befürchten Absatzeinbussen bei Neuwaren, Produkthaftungsprobleme und Imageverluste. Überdies wird die Wiederverwendung als innovationshemmend gewertet, weil sie nach Herstellereinschätzung die Innovationsgeschwindigkeit bremst und somit die Konkurrenzfähigkeit im globalen Wettbewerb gefährdet.

Die Nachfrage nach gebrauchten elektrischen Geräten ist in den Industrieländern nur schwach ausgeprägt, da diese Gefahrstoffe wie Asbest beinhalten können, in der Regel ungünstigere Verbrauchswerte und schlechtere Gebrauchseigenschaften gegenüber Neuartikeln aufweisen sowie häufig durch Inkompatibilitäten hinsichtlich neuer Standards und Produkte gekennzeichnet sind. Dieser Trend wird durch den Sachverhalt verstärkt, dass auf die Markteinführung meist ein schneller Preisverfall der Geräte erfolgt und deshalb bevorzugt auf Neuware und weniger auf Gebrauchtgüter zurückgegriffen wird. Insgesamt ist daher die Rentabilität tiefgreifender Demontage- und Zerlegeverfahren nicht gegeben.

Vor diesem Hintergrund sehen neuentwickelte Verfahrenskonzepte für die Aufbereitung komplexer verbundstoffhaltiger Materialien wie Elektroaltgeräte eine Kombination von manuellen Demontagetechniken als Vorschaltstufe mit nachgeschalteten zerstörenden Aufbereitungsverfahren zur Weiterbehandlung vorsortierter Stoffströme vor. Die manuelle Demontage als erster Behandlungsschritt beim Recycling von Elektroaltgeräten dient vorrangig dem Ausbau und der vollständigen Entfernung schadstoffhaltiger Materialien und kann darüber hinaus folgende Arbeitsschritte umfassen:

– Ausbau kompletter Bauteile zur Wiederverwendung
– Separation sortenreiner Wertstoffe
– Auslese von Störstoffen, die die Weiterverarbeitung beeinträchtigen (zum Beispiel betonhaltige Materialien aus älteren Waschmaschinenfabrikaten)

Durch die überwiegend manuelle Vorsortierung erfolgt eine wesentliche Verringerung der Materialvielfalt und Komplexität der Eingangsmaterialien. Gleichwohl stellen die schadstoffentfrachteten Materialien nach wie vor ein heterogenes Gemisch verschiedener Formen und Größen mit hoher Werkstoffvielfalt dar. Aus rationellen Gründen wird im Allgemeinen mit dem Ziel einer Werkstofftrennung der verbleibende Materialstrom in der Gesamtheit weiterbehandelt. Zur Anwendung kommen überwiegend mechanische, mehrstufige Trennverfahren. Diesen ist gemeinsam, dass für den Materialaufschluss von Verbundstoffen im Regelfall ein- oder mehrstufige Zerkleinerungsstufen vorgehalten werden. Zur Gewinnung weitgehend sortenreiner Einzelmaterialien werden hauptsächlich trockenmechanische Verfahren der Aufbereitungstechnik wie Sieben oder Sichten sowie bekannte Techniken zur Abscheidung von Metallen eingesetzt. Bekannt sind weiterhin Separationstechniken, bei denen bestimmte Bestandteile des zu trennenden Gemischs mittels spezifischer Sensoren sowie durch Verwendung von Bildidentifikationssystemen erkannt und anschließend manuell oder automatisch beispielsweise mittels Ausblasvorrichtung aussortiert werden.

Ein grundsätzliches Problem der Aufbereitung von Verbundstoffen zum Zwecke einer Rückgewinnung der Basiswerkstoffe liegt in dem Umstand begründet, dass die Anforderungen an einen effizienten Materialaufschluss und die Erfordernisse für eine selektive Stofferfassung mit hohen Ausbeuten durch sich ausschließende Betriebsoptima gekennzeichnet sind. Einerseits nimmt der Aufschlussgrad der Verbundstofftrennung mit abnehmenden Korngrößen der Materialmischung zu. Ein weitgehend vollständiges Lösen von Werkstoffverbunden setzt somit häufig eine Feinzerkleinerung voraus. Andererseits erfordern sowohl Sortiertechniken als auch Klassiertechniken möglichst große Kornabmessungen, um Einzelstoffe zu erkennen, zu bewerten und auszusortieren (Sortiertechniken) beziehungsweise das Stoffgemisch mit hohen Trennschärfen zu klassieren (Klassiertechniken).

Das dargestellte Grundsatzproblem zählt zu den wichtigsten Ursachen, weshalb die bekannten Verfahren zur weitergehenden Trennung von Verbundstoffen durchweg problembehaftet und daher verbesserungsbedürftig sind.

Eine Ausrichtung der Verfahrenskonzepte auf einen möglichst vollständigen Materialaufschluss führt zu Stoffgemischen mit hohem Feinkornanteil. Da das Feinkorn in der Regel ausgetragen wird, ist der Materialverlust entsprechend hoch. Das Problem wird darüber hinaus durch den Umstand verschärft, dass diese entsorgungspflichtigen Rückstände auf Grund der Bandbreite der Inhaltsstoffe im Allgemeinen keine direkt ablagerungsfähige Stoffe im Sinne der Abfallablagerungsverordnung darstellen und somit einer preisintensiven thermischen Nachbehandlung bedürfen.

Da die Verschiebung zu feinteiligen Stoffgemischen überdies eine Trennung nach der Sorte erschwert, zeichnen sich die separierten Stofffraktionen durch einen vergleichsweise hohen Gehalt an Fremdstoffen aus. Letzteres ist mit erheblichen Einbussen bei der Vermarktung verbunden. Weiterhin gilt es zu beachten, dass feinteilige Stoffe wie beispielsweise Aluminiumpartikel ein erhebliches sicherheitstechnisches Risiko in Bezug auf Brände, Verpuffungen u.dgl. darstellen.

Ebenfalls von Bedeutung ist die Freisetzung von Wärmeenergie, die mit der Materialzerkleinerung einhergeht. Bei hohen Beanspruchungen durch Zerkleinerungsvorgänge kann es aufgrund der hiermit verbundenen Wärmebelastung zu Erweichungen und Zersetzungen insbesondere von Kunststoffen kommen. Verklebungen, Anbackungen o.dgl. sowie ein Austritt gasförmiger Schadstoffe zählen zu den möglichen Folgeerscheinungen, die massive Betriebsstörungen bis hin zum totalen Betriebsausfall einer Anlage hervorrufen können.

Der weitgehende Verzicht auf mechanische Zerkleinerungsaggregate aus den oben benannten Gründen erfordert vor dem Hintergrund eines möglichst hohen Aufschlussgrades aufwendige manuelle Zerlegungsschritte. Als Nachteile sind der ausgesprochen hohe Personalaufwand sowie der geringe realisierbare Materialdurchsatz anzusehen. Beide Aspekte führen zu unwirtschaftlichen Lösungen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren für den Aufschluss von verbundstoffhaltigen metallhaltigen Materialien und Separation in Reinstfraktionen bereitzustellen, welches gleichzeitig eine preisgünstige und hocheffiziente Selektion nach Werkstoffsorten mit hohen Materialausbeuten gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 und einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10 gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 9 und 11 beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht

– eine selektive Ausschleusung von Schadstoffen bzw. schadstoffbelasteten Produkten
– einen wirksamen Aufschluss von Verbundstoffen
– eine vollständige Abtrennung von Eisen- und Nichteisenmetallen (Aluminium, Buntmetalle)
– eine Gewinnung von Kunststoffen mit zuverlässiger Sortentrennung und hohen Stoffausbeuten
– eine Reduktion der nicht verwertbaren Stoffanteile auf ein minimales Restvolumen

Abgesehen von geringen spezifischen Behandlungskosten bietet das erfindungsgemäße Verfahren folgende Vorteile:

– Komplettaufbereitung mit einem Verfahren, welches für die Behandlung nahezu aller elektrischer Altgeräte und Verbundmaterialien geeignet ist
– rein trockenmechanische Aufbereitung, d.h. abwasserfreier Betrieb
– geringer spezifischer Leistungsbedarf
– weitgehend vollautomatische Betriebsweise
– wartungs- und verschleißarmer Betrieb
– hohe Schutzgüte, aufwändige Sicherheitskonzepte (Explosionsschutz, u.a.) entfallen
– erzielbare Stoff Rückgewinnungsraten überschreiten durchweg die 85%-Marke

Weitergehende Erläuterungen zu den Vorteilen sowie Details und kennzeichnende Merkmale der Erfindung werden nachfolgend dargestellt. Die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einschließlich der verschiedenen Ausgestaltungsmöglichkeiten geht aus den vereinfachten Fließbildern in 1 und 2 hervor.

Die Aufbereitung komplexer verbundstoffhaltiger Materialien wie Elektronik- und Elektroaltgeräte unterliegt in den EG-Mitgliedsstaaten gesetzlich vorgeschriebenen Behandlungsstandards. Hierzu zählt die im Anhang Π der EG-Richtlinie 2002/96/EG festgelegte selektive Behandlung von Werkstoffen und Bauteilen. Die Liste gem. Anhang II der benannten EG Richtlinie gibt konkret vor, welche schadstoffbehafteten Stoffe, Zubereitungen und Bauteile aus Altgeräten entfernt werden müssen. Um diese Vorgaben zu erfüllen, besteht im Regelfall die Notwendigkeit eine manuelle Vorbehandlung, die gegebenenfalls eine Geräteteilzerlegung einschließt, durchzuführen. Die Vorbehandlung beinhaltet beispielsweise das Entfernen von Flüssigkeiten aus Kühlgeräten oder das Abtrennen externer elektrischer Leitungen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vor diesem Hintergrund auf die Verarbeitung von manuell vorbehandelten und teilzerlegten Altmaterialien ausgelegt. Zum Zwecke der händischen Entnahme von Schadstoffen und Störstoffen sieht das erfindungsgemäße Verfahren verschiedene Umsetzungsmöglichkeiten vor.
1 zeigt schematisch eine mögliche Abfolge der Verfahrensschritte.
Bei dieser Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Behandlungsgut A in der ersten Stufe 1 zunächst grob vorzerkleinert und auf ein Sortierband 2 aufgegeben. Auf diese Weise lässt sich die Zerlegung und Entfernung schadstoffbelasteter Produkte gegenüber der rein manuellen Demontage vereinfachen und zeitlich beschleunigen. Dies hat den Vorteil, dass die Durchsatzleistung deutlich gesteigert werden kann.
Für das Ausbringen von Schad- und Störstoffen werden mehrere Sortierarbeitsplätze vorgehalten, die vorzugsweise an beiden Seiten des Bandes angeordnet werden. Die Bandgeschwindigkeit wird auf hohe Ausbringleistungen abgestimmt und liegt bei einer händischen Sortierung ohne Hilfsvorrichtungen, die beispielsweise die Identifikation der Teile erleichtern, bei Bandgeschwindigkeiten unterhalb von 0,5 m/s. Da die Gerätehersteller künftig gesetzlich dazu verpflichtet sind, Maßnahmen zur Erleichterung der Schadstoffentfrachtung umzusetzen, ist davon auszugehen, dass zur Kennzeichnung von schadstoffbelasteten Baugruppen und -teilen zunehmend produktspezifische Kennzeichnungen wie beispielsweise Datenspeicherungseinheiten (Strichcodes) verwendet werden, die mittels EDV-gestützter Systeme eine schnelle und einfache Identifizierung gestatten. Bei Einsatz von automatischen Erkennungssystemen kann die Bandgeschwindigkeit auf Werte oberhalb von 0,5 m/s gesteigert werden.
Die Bandbreite des Sortierbandes muss der durchschnittlichen Arbeitstiefe einer Sortierkraft Rechnung tragen. Bei beidseitiger Anordnung der Sortierarbeitsplätze wird die Bandbreite vorzugsweise auf einen Maximalwert von 1,2 m festgelegt. Um hohe und genaue Sortierleistungen zu erzielen, wird außerdem die Zahl der zu entnehmenden Fraktionen je Sortierarbeitsplatz begrenzt.
Der von Schadstoffen und gegebenenfalls Störstoffen befreite Materialstrom durchläuft in der Ausgestaltungsvariante gem. 1 eine zweite Zerkleinerungsstufe 3. Hier findet ein weitgehender Aufschluss der Verbundstoffe statt. Erfindungsgemäß kann die Aufgabe des Behandlungsguts B unter Umgehung der Vorzerkleinerung und der sich anschließenden Schadstoffauslesestrecke auch vor der zweiten Zerkleinerungsstufe erfolgen. Dieser Aufgabepunkt wird insbesondere für schadstoffentfrachtete Kleingeräte sowie für sämtliche schadstofffreien Verbundmaterialien vorgehalten.
Durch Verwendung eines auf Scher- und Prallbeanspruchung ausgerichteten Zerkleinerungsapparates sowie entsprechender Begrenzung des Leistungseintrages wird ein weitgehender Aufschluss des Materials, insbesondere der Trennung von Metallen und Nichtmetallen, erreicht ohne hierbei das Materialgemisch in seiner Gesamtheit auf kleine Korngrößen zu zerkleinern. Diese Verfahrensweise stellt eine wichtige Voraussetzung für die erfindungsgemäße Weiterbehandlung des Materialstromes dar.
Um die weitergehende Aufbereitung zu erleichtern und die Komplexität des zu trennenden Stoffgemisches zu verringern, werden nach einem kennzeichnenden Merkmal der Erfindung zunächst die selektiv separierbaren Materialien aus dem zerkleinerten Gemisch entfernt. Mittels herkömmlicher Magnetabscheidung 4 erfolgt zunächst eine Entnahme der ferromagnetischen Bestandteile (Fe-Metalle). Für die Aussondierung edelstahlhaltiger (VA) Materialien wird eine gesonderte Abscheidestufe 5 vorgehalten. Das Wirkprinzip des Abscheiders für VA-haltige Materialien beruht auf dem Effekt, dass sich im Ergebnis einer Zerkleinerung dieser Stoffe an den Bruchgrenzen Flächen ausbilden, die unter Einwirkung eines starken Magnetfeldes polarisiert und hierdurch abgetrennt werden können.
Im verbleibenden Materialgemisch beeinträchtigen insbesondere Leichtstoffe wie Folien, Flusen aus Textilresten o. dgl., Holzspäne und andere feinteilige Stoffe geringer Dichte die Effektivität des Aussortierens weiterer Wertstofffraktionen. Aus diesem Grund werden erfindungsgemäß im weiteren Behandlungsablauf zunächst die Leichtstoffe wie Flusen, Folien, Textilien, Holz u.ä. mittels Windsichtung 6 aus dem Hauptmaterialstrom abgetrennt. Das abgetrennte Leichtstoffgemisch ist ausgesprochen heizwertreich und eignet sich für eine energetische Verwertung.
Zu den unerwünschten Begleitstoffen im Materialgemisch zählen weiterhin Gewölle aus Drähten o. dgl., die sowohl die weitergehende Aufbereitung erschweren als auch die Funktionstüchtigkeit der Vorrichtungen nachgeschalteter Aggregate wie beispielweise Fördereinrichtungen oder Siebapparate beeinträchtigen können. Eine Ausschleusung von Drahtgewölle bietet abgesehen von der Erhöhung der Betriebssicherheit den Vorteil, dass die Materialvielfalt des Stoffgemischs verringert und somit die weitergehende Aufbereitung erleichtert wird.
Bei entsprechender Betriebseinstellung des Sichters 6 besteht die Möglichkeit, dass das im Materialgemisch enthaltene Gewölle weitgehend mit der Leichtstofffraktion ausgetragen wird. Falls die Leichtstofffraktion einer energetischen Verwertung zugewiesen werden soll, ist es jedoch günstiger, wenn nicht brennbare Bestandteile wie Drahtgewölle möglichst nicht in die Leichtstofffraktion gelangen.
Für eine selektive Erfassung von Drahtgewölle wird gemäß einer optionalen Ausführung der Erfindung im Anschluss an die Sichtstufe eine Separationsstufe 7 für die Entnahme von Gewölle vorgesehen. Vorrichtungen zur Separation von Gewölle sind in unterschiedlicher Ausgestaltung bekannt. Der Austrag kann beispielsweise mit Hilfe von rotierenden Bürsten, in denen sich die Gewölle verhaken, u. a. mechanischen Abtrenneinrichtungen erfolgen. In der erfindungsgemäßen Anlage zur Umsetzung des Verfahrens kann zur Abtrennung von Drahtgewöllen auch eine Sortierstrecke 16 vorgehalten werden. Diese Ausgestaltungsvariante eröffnet grundsätzlich die Möglichkeit zur Entnahme weiterer Störstoffe.
Der optional vorgehaltenen Separationsstufe für die Entfernung von Gewölle schließt sich gemäß der Erfindung eine Klassierstufe 8 mit Aufteilung des Materialstroms in zwei Stoffströme an. Vorzugsweise erfolgt die Auftrennung der Stoffströme nach ihrer Korngröße bei einer Grenzkorngröße oberhalb von 8 mm. Als Klassiereinrichtungen können sowohl Siebe als auch Sichter eingesetzt werden. Bei der Verwendung eines Sichters kann der Trennschnitt durch Variation der Sichtluft eingestellt werden. Im Falle des Einsatzes eines Siebapparates sind Anpassungsmöglichkeiten durch Austausch der Siebbeläge gegeben.
Durch die Stoffstromteilung mit einem Klassierschnitt oberhalb von 8 mm wird die Materialmenge bzw. die Anzahl der Einzelstücke im Grobgut deutlich reduziert, so dass unter Berücksichtigung der Abmessungen der Teile sowie angesichts einer deutlich verminderten Teilchenzahl eine Vereinzelung der Teilchen technisch praktikabel und sinnvoll ist. Zum Zwecke einer Vereinzelung wird das Grobgut mittels Schüttelrinne o.ä. auf ein Transportband 9 aufgegeben. Das Grobgut setzt sich vorrangig aus Kunststoffen und Nichteisenmetallen zusammen.
Das stoffselektive Aussortieren dieser Wertstoffe erfolgt erfindungsgemäß automatisch mit Hilfe von Sensoren. Die sekundenschnelle Identifikation sowohl von Kunststoffen als auch Metallen mittels spezifischer Sensoren ist Stand der Technik. Nach einem kennzeichnenden Merkmal der Erfindung wird das auf dem Transportband 9 befindliche Grobgut zuerst an einem oder mehreren Metallsensoren vorbeigeführt, die abgesehen von der Identifikation des Stoffes gleichzeitig die Position auf dem Band bestimmen. Die Separation der erkannten Teile erfolgt vorzugsweise durch pneumatisch betriebene Austragsvorrichtungen. Der Austrag kann sowohl auf dem Band als auch nach Abwurf der Teilchen vorgenommen werden, wobei die identifizierten Teile im Flug mittels pneumatischer Ejektoren abgesondert werden.
Die vollständige Vereinzelung der zu trennenden Teile ist zwingende Voraussetzung für eine stoffselektive Trennung, da sämtliche Teile einzeln durch den Sensor oder das Sensorsystem erfasst werden müssen. Hierzu ist es erforderlich das Material möglichst gleichmäßig über das Band verteilt aufzugeben.
Durch Bandgeschwindigkeiten von vorzugsweise 3 m/s oder größer wird nicht nur die Durchsatzleistung erhöht, sondern gleichzeitig ein durch Trägheits- und Hafteffekte hervorgerufenes Auseinanderdriften (Vereinzelung) der Teile auf dem Band erreicht. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass im Vergleich zur händischen Sortierung die Bandgeschwindigkeiten deutlich angehoben werden können, da das sensorische Erkennen in Verbindung mit einer meist rechnergestützten Auswertung der Messsignale keine den Materialdurchsatz limitierenden Faktoren darstellen.
Die ausgesonderten Metallteile werden nach einem weiteren kennzeichnenden Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung einem Abscheider für Nichteisenmetalle (NE) 12 zugeführt und in eine Fraktion bestehend aus groben Aluminiumteilchen sowie ein Buntmetallgemisch getrennt. Der von den Metallteilen befreite Grobgutstrom wird zum Zwecke der Entnahme mindestens einer Kunststoffart an einem oder mehreren spezifischen Kunststoffsensoren 10 vorbeigeleitet. Bei der separierten Kunststoffart kann es sich beispielsweise um PVC oder schadstoffbelastete, bromhaltige Kunststoffe handeln. Die letztgenannten Kunststoffe sind gemäß der EG-Richtlinie 2002/96/EG selektiv zu erfassen. Das Abtrennen der PVC-Fraktion ist hingegen bei einer Orientierung auf eine energetische Verwertung einer Kunststoffmischfraktion erforderlich, da auf Grund der Vorgaben zur Begrenzung des Chloreintrags nur weitgehend chlorfreie Brennstoffe einer Verwertungsanlage zugeführt werden können. Grundsätzlich können erfindungsgemäß je nach Aufgabenstellung und den Vermarktungsmöglichkeiten der Reinkunststoffsorten mehrere sowohl übergeordnete Kunststoffgattungen (Polyolefine wie z.B. PP, PE) als auch einzelne Kunststoffarten unter Verwendung spezifischer Sensoren aussortiert werden.
Erfindungsgemäß erfolgt die Identifikation, Lokalisierung und Entnahme von Kunststoffen analog zur Aussortierung von Metallen. In der technischen Ausgestaltung kann zur selektiven Erfassung und Entnahme mehrerer Kunststoffarten eine Reihenschaltung spezifischer Sensoren vorgenommen werden. Die Entnahme von Metallen und Kunststoffen kann weiterhin entweder einstufig (17), d.h. auf einem Transportband erfolgen oder es werden hierfür zwei gesonderte Sortierbänder (9, 10) vorgehalten.
Der aus der ersten Stoffstromaufteilung 8 hervorgehende Feingutstrom stellt im Allgemeinen eine Mischfraktion dar, die weder vermarktungsfähig noch unter Beachtung der Zuordnungswerte der Abfallablagerungsverordnung direkt ablagerungsfähig ist. Nach einem kennzeichnenden Merkmal der Erfindung wird der Feingutstrom mittels Klassierung 11 in zwei Stoffströme aufgeteilt. Bei der vorzugsweisen Festlegung des Klassierschnitts auf 2 mm besteht der Stoffstrom kleiner 2 mm (Durchlauf bei Verwendung eines Siebs) vorrangig aus schweren, spröden Materialien wie Glas oder Keramik. In der Fraktion größer 2 mm können abgesehen von mineralischen Bestandteilen auch nennenswerte Gehalte an feinteiligen Eisen (Fe) – und Nichteisenmetallen (NE) enthalten sein, so dass eine weitergehende Aufbereitung 13 vorzugsweise unter Verwendung von Fe- und NE-Scheidern sinnvoll ist.
Bedingt durch die ab 01.06.2006 geltenden Stoffverbote, die unter anderem die Verwendung von Cadmium, Blei, Quecksilber sowie polybromierte Biphenyle in Elektrogeräten untersagen, ist davon auszugehen, dass angesichts einer deutlichen Verringerung des Schadstoffinventars der Geräte, die Schadstoffentfrachtung von Altgeräten zukünftig wesentlich einfacher als gemäß der Ausführungsvariante in 1 gestaltet werden kann.
Vor diesem Hintergrund erfolgt gemäß der in 2 dargestellten Ausgestaltungsvariante der Erfindung die Entnahme 15 von etwaigen Schadstoffen und Störstoffen nach der Zerkleinerung 14 des Behandlungsgutes. Die Zerkleinerung kann hierbei vorzugsweise einstufig 14 oder optional zweistufig mit Vor- und Nachzerkleinerung durchgeführt werden.

Claims

Verfahren zum Aufschluss und zum Trennen von vorbehandelten und teilzerlegten verbundstoffhaltigen Materialgemischen insbesondere Elektro- und Elektronikschrott nach der Werkstoffsorte, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Materialstrom in einem ersten Behandlungsschritt einstufig oder unter Verwendung von hintereinandergeschalteten Apparaten zweistufig zerkleinert wird, dass entweder zwischen den Zerkleinerungsstufen oder im weiteren Behandlungsverlauf durch Vorhaltung mindestens einer Sortierstrecke eine Entnahme von visuell und/oder unter Verwendung von Detektoren erkannten schadstoffbelasteten Teilen und/oder Störstoffen erfolgt, dass die eisenmetallhaltigen Stoffe aus dem zerkleinerten Materialstrom abgeschieden werden, dass nach der Abscheidung eisenmetallhaltiger Stoffe eine Abtrennung edelstahlhaltiger Teile erfolgt, dass der von edelstahlhaltigen Stoffen befreite Materialstrom einem Sichter zum Austrag von Leichtstoffen wie Flusen, Folien, Holzspäne o. dgl. zugeführt wird, dass der von Leichtstoffen befreite Materialstrom klassiert und dabei in einen Grobgutstrom und einen Feingutstrom aufgeteilt wird, dass der Grobgutstrom auf ein Transportband aufgegeben und an mindestens einem Metalldetektor vorbeigeleitet wird, der Metallteile identifiziert und lokalisiert, dass die identifizierten und lokalisierten Metallteile aus dem Grobgutstrom entfernt werden, dass der von Metallteilen befreite Grobgutstrom anschließend an mindestens einem Sensor zur Lokalisierung und Identifikation von Kunststoffteilen vorbeigeführt wird, dass mindestens eine vorgegebene Kunststoffsorte aus dem von Metallteilen befreiten Grobgutstrom entfernt wird, dass der Feingutstrom klassiert und in zwei Stoffströme unterschiedlicher Körnung aufgeteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Klassierschnitt der Aufteilung des Materialstroms in einen Grob- und Feingutstrom bei einer Korngröße von 8 mm oder größer erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Klassierschnitt der weitergehenden Aufteilung des Feingutstromes in zwei Stoffströme bei einer Korngröße von 2 mm erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar nach der ein- oder zweistufigen Zerkleinerung schadstoffbelastete Teile und/oder Störstoffe entnommen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar nach Abtrennung der Leichtstoffe schadstoffbelastete Teile und/oder Störstoffe entnommen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass nach Abtrennung der Leichtstoffe und vor Aufteilung des Materialstroms in einen Grob- und Feingutstrom Drahtgewölle entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Grobgutstrom entfernten Metallteile einem Abscheider für Nichteisenmetalle zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die gesonderte Entnahme von Metallteilen und Kunststoffen entweder einstufig innerhalb einer Sortierstrecke oder zweistufig mit zwei in Reihe geschalteten Sortierstrecken erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung spezifischer Detektoren verschiedene kunststoffhaltige Materialien nach Sorten oder bestimmten übergeordneten Gattungen getrennt entnommen werden.
Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage mindestens einen Zerkleinerer, eine Sortierstrecke für die Entnahme von schadstoffbelasteten Stoffen und sonstigen Störstoffen, einen Abscheider für ferromagnetische Stoffe, eine Vorrichtung zur Separation edelstahlhaltiger Teile, einen Windsichter zur Abtrennung von Leichtstoffen, mindestens einen Klassierapparat zur Trennung der Stoffströme nach der Korngröße, mindestens eine mit Detektoren ausgestattete Sortierstrecke für die gesonderte Entnahme von Metallteilen und Kunststoffen umfasst.
Anlage nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass entweder eine Sortierstrecke oder eine mechanische Trennvorrichtung für die Separation von Drahtgewölle vorgehalten wird.