Verfahren und Vorrichtung zum Aussondern von Materialien schwerer als Kunststoff, insbe-i sondere Metallen, durch Flotation in einem Wasserbad, bei der Trennung von Kunststoffen unterschiedlicher Dichte

Es sind heute Verfahren und Vorrichtungen bekannt um Shredderfiraktionen unterschiedlicher Stoffgemenge nach den verschiedenen Stoffen zu trennen, um diese einer Wiederverwertung zuzuführen. Bei Stoffgemengen bei denen Kunststoffe unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und Dichte in einem Flotationsverfahren voneinander getrennt werden, setzen sich die schwereren Kunststoffe auf einem Siebboden im Flotationsbecken ab und werden von dort ausgetragen. Die Flotationsfltissigkeit ist meist reines Wasser. Um in einer reinen Wasserflüssigkeit eine saubere Trennung von Kunststoffen unterschiedlicher Dichte, bedingt durch unterschiedliche chemische Zusammensetzung, zu erzielen, ist unabdingbar, dass nicht erwünschte Flüssigkeitsbewegungen ausgeschaltet, zumindest jedoch auf ein Minimum beschränkt bleiben.

Mit den in einem Shredder aufbereiteten Kunststoffgernengen gelangen auch ferromagneti- sche und nichtmagnetischen Metallteile oder andere Materialien, die schwerer als Kunststoffe sind in das Flotationsbecken und setzten sich, meist in Form von kleinen Haufen, auf einem Siebboden ab. Der leichtere Kunststoffanteil in einem solchen Gemenge benötigt für den Absetzvorgang mehr Zeit als die schwereren Materialien und kann daher mit Flotationsflüssigkeit im oberen Bereich eines Flotationsbeckens zusammen mit Flotationsflüssigkeit abgezogen werden. Eine Trennung von Kunststoffen unterschiedlicher Dichte hat in dieser ersten Stufe meist noch nicht stattgefunden. In einer weiteren, nachgeschalteten 2. Stufe erfolgt die Trennung von Kunststoffen, entsprechend ihrer Dichteunterschiede in bekannter Weise. Die Materialien, schwerer als Kunststoff, die sich auf dem Siebboden der ersten Stufe absetzen, führen zu dem Problem des Verstopfens der Durchlassöffnungen für Flotationsflüssigkeit im Siebboden. Der Wirkungsgrad bei der Trennung der unterschiedlichen Materialien des Stoffgemenges in der ersten Stufe wird dadurch nicht unwesentlich nachteilig beeinflusst.

Es ist Aufgabe der Erfindung diese, sich auf dem Siebboden ablagernden Metallhaufen während des Betriebs zu entfernen, ohne den Trennvorgang der Kunststoff partikel vom Metall oder anderen schwereren Materialien nachteilig zu beeinflussen. Ein Abkratzen oder abspülen scheidet aus, da dadurch unerwünschte Bewegung in das Flotationsbecken eingeleitet würde

und hierdurch der Trennvorgang von Kunststoffen unterschiedlicher Dichte von den anderen Restmaterialien negativ beeinträchtigt würde.

Erfindungsgemäß wird das Problem dadurch gelöst, dass der Siebboden der ersten Stufe, die der Aussonderung von Stoffen schwerer als Kunststoff dient, horizontal im Flotationsbecken verschiebbar gelagert ist und zur Absetzbeckenwandung hin an einer Seite einen Abstand belässt, sodass zwischen Siebodenbegrenzung und Beckenwandung ein Spalt gebildet ist, der den Spielraum beschreibt, um den die Horizontalbewegung des Siebbodens durchgeführt werden kann. Der Siebboden ist mit einem Antrieb ausgestattet, der z. B. hydraulischer, magnetischer, mechanischer oder elektrischer Art sein kann, mittels dessen die Horizontalbewegung des Siebbodens durchgeführt wird.

Hierzu sind mindestens eine Führungsschiene vorgesehen, auf der Rollen gleiten mit denen der Siebboden direkt oder über Tragarme verbunden ist. Um die Bewegung in der Flotati- onsflüssigkeit durch Verschieben des Siebbodens zu minimieren können die Tragarme ein Wirbel vermeidendes Strömungsprofil aufweisen. Ein Steuergerät wirkt mit dem Antrieb in der Weise zusammen, dass der Siebboden in Richtung einer Verkleinerung des Spalts langsam erfolgt und nach Erreichen der Endstellung in dieser Richtung ruckartig in der anderen Richtung beschleunigt und beim Erreichen der anderen Endstellung schlagartig angehalten wird. Dieser Bewegungsvorgang wird in Intervallen wiederholt und bewirkt, dadurch dass immer wieder auf eine schnelle, plötzliche Beschleunigung eine abrupte Verzögerung, bis zum Stillstand des Siebbodens folgt, dass die Metallhaufen infolge der eingeleiteten kinetischen Energie sich auf dem Siebboden in Richtung des Spalts bewegen und zum Spalt gleitet, bis sie letztlich durch den Spalt in ein Auffangbecken fallen, aus dem sie über eine Schleuse abgeführt werden können. Dieser Vorgang ähnelt einem Verfahren bei dem der Siebboden plötzlich unter den Metallhaufen weggezogen würde. Die Massenträgheit der Metallhaufen wird genutzt um sie auf dem Siebboden in Richtung Spalt und Auffangbecken zu bewegen. Dieser Vorgang wird in Intervallen wiederholt, sodass schließlich sämtliche, sich bildenden Metallhaufen durch den Spalt zwischen einer Begrenzung des Siebbodens und der zugeordneten Beckenwandung in das Auffangbecken fallen. Aus diesem Auffangbecken wird das Metall vom Siebboden entfernt und kann zur weiteren Verwertung abgeführt werden.

Figurenbeschreibung: Figur 1

Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung das der Entfernung von Metallablagerungen auf einem Siebboden (1) bei einer Flotationseinrichtung zum Trennen von Kunststoffen unterschiedlicher Dichte von Materialien, die schwerer als Kunststoff sind, dient. Hierbei speziell mit dem Erhalt der Funktionsfahigkeit des Siebbodens (1) in einem Absetzbecken (27) für die Trennung von Kunststoffen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung mittels eines Flotationsverfahrens und deren Trennung von Materialien schwerer als Kunststoffe. Bei der Trennung eines solchen Gemenges von unterschiedlichen Stoffen, wie Kunststoffen, ferritischen und nicht ferritischen Metallen, sowie Gesteinen, die meist mittels eines Shredders einer ersten groben Aufbereitung unterzogen werden, d. h. in etwa gleich große Einzelstücke zerkleinert werden, wird ein Flotationsverfahren eingesetzt, das in mehreren Stufen arbeitet. In einer ersten Stufe lagern sich die im Stoffgemenge mitge- führten schweren Metallanteile in Form von Haufen (8) auf dem Siebboden (1) ab und die leichteren Kunststoffanteile verharren im ersten Flotationsbecken noch im Schwebezustand und können dadurch leicht in eine zweite Stufe in ein weiteres Flotationsbecken zur Trennung von Kunststoffen unterschiedlicher Dichte, übergeleitet werden. Die auf dem Siebboden (1) der ersten Stufe sich absetzenden Metallhaufen (8) sind von dort nur schwer zu entfernen. Ein Abkratzen oder Wegspülen mit einem starken Flüssigkeitsstrahl scheiden aus, da dadurch in die Flotationsflüssigkeit eine nicht erwünschte Bewegung eingebracht würde, die den Trennvorgang von Kunststoffen und Metallteilen stören, wenn nicht vollständig verhindern würde, da eine neuerliche Durchmischung von Kunststoffteilen und Metallanteilen nicht unterbunden werden könnte. Aus diesem Grunde belässt die Erfindung zwischen einer Rückwand (26) des Absetzbeckens (27) und einer rückwärtigen Breitseite (25) des Siebbodens (1) einen Spalt „S" (7), wenn sich des Siebbodens (1) in der einen Endlage befindet und an der Vorderwand (28) des Absetzbeckens (27) mit seiner Begrenzung (29) anliegt. Der Siebboden (1) ist in Längsrichtung (Pfeihichtung) verschiebbar auf Rollen- oder Gleitlagern (2) in einer Führungsschiene (3) gelagert. Ein Actuator, z. B. Hydraulikmotor (6), greift über ein, mit dem Siebboden (1) zusammenwirkendes, von einem Hebel (4) und einer Kolbenstange (5) gebildetes Gestänge an dem Siebboden (1) an und führt, gesteuert von einer Steuereinrichtung (14) (Control-unit), eine Längsbewegung des Siebbodens (1) durch. Der Hydraulikmotor (6) (Actuator) ist über eine Hochdruckleitung (19) mit einem Tank (17), der Hydraulikflüssigkeit beinhaltet, verbun-

den, aus dem eine Hydraulikpumpe (18) über die Saugleitung (21) Hydraulikflüssigkeit in die Hochdruckleitung (19) zum Hydraulikmotor (6) befördert. Der Druck in der Hochdruckleitung (19) wird mittels eines überdruckventils (16), konstant gehalten, da dieses überdruckventil (16) überschüssig geförderte Hydraulikflüssigkeit über eine Rückströmleitung (20) in den Tank (17) zurückströmen lässt. In die Hydraulikhochdruckleitung (19) sind vor dem Hydraulikmotor (6) Steuerventile (13) eingebaut, die von der Steuereinrichtung (14) über einen Servomotor (15) so betätigt werden, dass diese wechselweise jeweils eine Druckkammer (23 „A" oder 24 „B") des Hydraulikmotors (6) mit der Hochdruckleitung (19) verbinden. Die Druckkammern (23 und 24) werden in einem Zylinder (30) durch einen frei beweglichen Kolben (22) gebildet, der fest mit der Kolbenstange (5) verbunden ist. Gleichzeitig wird die von der Hochdruckleitung (19) getrennte Druckkammer (A) über die Rückströmleitung (20) mit dem Tank (17) verbunden, sodass aus der nicht mit der Hochdruckleitung (19) verbundenen Druckkammer (A), zu deren Entlastung, Hydraulikflüssigkeit abfließen kann. Gleichzeit wirkt in der Druckkammer (B) die Hydraulikflüssigkeit, infolge des geöffneten Steuerventils (13). Die beiden Druckkammern (A und B) sind durch einen Kolben K (22), der in einem Zylinder (30) flüssigkeitsdicht gleitend gelagert ist, voneinander getrennt. Der Kolben K (22) wirkt mit dem Gestänge (4 +5) form- oder kraftschlüssig zusammen und bewegt den Siebboden (1). Die Steuereinrichtung (14) beeinflusst den Hydraulikmotor dergestalt, dass zunächst eine langsame Bewegung des Siebbodens (1) in Richtung einer Verkleinerung des Spalts (7) erfolgt und dann mit großer Beschleunigung der Siebboden (1) in die Gegenrichtung gleichsam katapultiert wird, sodass sich der vorher verschlossene Spalt (7) wieder öffnet. Beim Erreichen der anderen Endlage (maximale Spaltöffnung) wird der Siebboden (1) abrupt auf Null abgebremst und der Siebboden (1) angehalten. Die in den Metallhaufen (8) durch die schnelle Bewegung eingebrachte kinetische Energie wirkt beim plötzlichen Abbruch dieser Bewegung fort und die Metallhaufen (8) gleiten infolge der gespeicherten kinetischen Energie über den Siebboden (1) solange, bis diese Energie verbraucht ist oder bis die Metallhaufen (8) über die Breitseite (25) in den Spalt S (7) und von dort in ein Auffangbecken (31) fallen. Dieser Vorgang wird in Intervallen fortlaufend wiederholt. Die Metallteile werden zur weiteren Verwertung über eine Schleuse (12) abgeführt.

Der Siebboden (T) in der zweiten Stufe und die mit diesem verbundene Aufhängung ( Führungsschiene 3 ') können um eine horizontale Achse eines Drehgelenks (9) schwenkbar gelagert sein, um hierdurch, durch Schrägstellung des Siebbodens (1 '), die Dicke „D" der Sedimentschicht der sich ablagernden Kunststoffpartikel (10) zusätzlich zu den verstellbaren

Klappen (32) zu beeinflussen. Die Dicke der Sedimentschicht soll in etwa gleich über die gesamte Siebfläche sein. Messsensoren (11) ₅ verteilt über die gesamte Siebbodenfläche (1') geben Steuerkommandos an eine zugehörige, die Schräge des Siebbodens (1 ') beeinflussende Steuereinrichtung.

Figur 2

In Figur 2 ist ein Hydraulikmotor (6) beispielsweise dargestellt, der von einem in einem Zylinder (30) gleitenden Kolben (22) gebildet ist, der in dem Zylinder (30) zwei Druckkammern (23 und 24) voneinander trennt, die ihrerseits mit einer Hochdruckleitung (19) über Steuerventile (13) wechselweise verbindbar sind. Der Kolben (22) ist mit mindestens eine Kolbenstange (5) fest verbunden, die mit einem Hebel (4) zusammenwirkt, der am Siebboden (1) angreift und diesen in der gewünschten, vorstehend beschriebenen Weise bewegt. Von den beiden Druckkammern (23 und 24) ist jeweils eine mit der Hochdruckleitung (19) dann verbunden, wenn die andere über das Steuerventil (13) gerade auf Entlastung geschaltet mit einer Rückströmleitung (20) in Verbindung steht.

Figur 3

In Figur 3 ist eine mögliche Aufhängung und Lagerung des verschiebbaren Siebbodens (1) dargestellt. Hierbei hängt der Siebboden (1) an einer Laufschiene (3) über Rollen (2), die ihrerseits über Tragarme (33) mit dem Siebboden (1) zusammenwirken. In dieser Darstellung sind an der Unterseite des Siebbodens (1) die verstellbaren Klappen (32) erkennbar.

Figur 4

hi Figur 4 ist eine Aufhängung des Siebbodens (1) veranschaulicht bei der die Rollen (2) auf einer Führungsschiene (3) laufen, die mittig über dem Flotationsbecken angeordnet ist und sich über Stützen (34) an der Wandung des Flotationsbeckens abstützt. Die Tragarme (33) für den beweglichen Siebboden (1) weisen eine entsprechende konstruktive Form auf. Die Rollen (2), die auf der Führungsschiene (3) laufen, weisen eine ballige Flanke (35) auf der, der Führungsschiene (3) zugerichteten Seite auf, um Reibungsverluste an der Führungsschiene (3) beim Bewegen des Siebbodens (1) zu minimieren.

Bezeichnungen

1 Siebboden 1. Stufe 1 ' Siebboden 2. Stufe

2 Rollen- oder Gleitlager

3 Führungsschiene

4 Hebel

5 Kolbenstange

6 Hydraulikmotor (Actuator)

7 Spalt (S)

8 Metallhaufen

9 Drehgelenk

10 Kunststofrpartikel

11 Messsensoren für Dicke (D) der abgelagerten Kunststoffpartikel

12 Austragschleuse für Metalle

13 Steuerventile (gegenläufig umschaltbar)

14 Steuereinrichtung (Control unit)

15 Servomotor

16 überdruckventil

17 Tank für Hydraulikflüssigkeit

18 Hydraulikpumpe

19 Hochdruckleitung

20 Rückströmleitung

21 Ansaugleitung für Hydraulikflüssigkeit

22 Kolben

23 Druckkammer „A"

24 Druckkammer „B"

25 Breitseite

26 Rückwand

„D" Dicke des Sediments (10)

27 Flotations- oder Absetzbecken 1. Stufe 27' Flotations- oder Absetzbecken 2. Stufe

28 Vorderwand

Begrenzung Zylinder Auffangbecken Verstellbare Klappen am Siebboden Tragarm Stützen ballige Rollenflanke Austragschleuse für schweren Kunststoff