Gemischen daraus.

Zu den vorstehend genannten Abfällen gehören beispielsweise industrielle Reststoffe wie Elektronikschrotte oder Schlacken aus der Metallverhütung, ebenfalls jedoch Haus- müll in unterschiedlicher Zusammensetzung. Letzterer er- fasst vornehmlich organische Gemische wie Lebensmittel, Kunststoffverpackungen, Verbundverpackungen, aber auch an- organische Bestandteile wie Glas, Metalle und deren Ver- bundstoffe.

Probleme bilden diese Gemische und Verbundelemente vor allem bei der Entsorgung, da bislang ein Trennen der Gemi- sche und der sich im Verbund befindlichen Stoffe nicht oder nur unzureichend unter hohem energetischen Aufwand statt- findet. Mehrheitlich werden diese Abfälle verbrannt oder deponiert. Einer werkstofflichen Verwertung werden nur Ab- fälle mit kleinem Verunreinigungsgehalt--beispielsweise Dosen aus Aluminiumblech--unterzogen. Komplexerer Müll wird aufgrund der fehlenden technischen Möglichkeiten bzw. der hohen Kosten durch beispielsweise nasschemische Pro- zesse oder thermische Prozesse nicht einer Behandlung zur werkstofflichen Verwertung unterzogen.

Bei konventioneller mechanischer Aufbereitung erfolgt der Aufschluss des Verbundelementes über die Korn-bzw. Parti- kelgröße, die kleiner als die jeweilige Schichtdicke der Komponenten ist. Dieser Aufschluss wird in der Regel über eine zumindest einstufige Feinstzerkleinerung in entspre- chenden Mühlen--etwa Hammer-, Prall-oder Gegenstrom- Mühlen--durchgeführt, gegebenenfalls mit Unterstützung von Stickstoff zur Inertisierung sowie zur Kühlung.

Durch die FR-A-1.562. 013 ist eine Zerkleinerungsmühle mit- - mehrere Drehscheiben aufweisendem--Rotor und diesen umfangendem zylindrischem Gehäuse bekannt geworden, bei der zu mahlendes Fördergut durch eine Schraube zum unteren Rotorende geführt und dann vom Luftstrom eines den Rotor-- oberhalb eines Siebbodens und unterhalb des Rotorlagers-- überspannenden Ventilators erfasst wird. Das aufwärts wandernde Mahlgut wird von sog. palques de broyage, also Mahl-oder Quetschplatten, die radial von drehenden Rotor- platten abragen und nahe der Gehäusewandung angeordnet sind, zerkleinert. Die mit der Gehäusewandung zusammenwir- kenden Mahl-oder Quetschplatten sind jeweils an ihrem Ende mit einem elliptischen Rahmen ausgestattet ; diese Rahmen verlaufen auf einem Konstruktionskreis an der Gehäuseinnen- seite und sollen die Mahl-und Zerkleinerungswirkung erhö- hen helfen. Im übrigen sollen an diesem Zerkleinerungsvor- gang nach Ansicht des Autors jener FR-A-1.562. 613 zusätz- lich auch Turbulenzen beteiligt sein. An dem Gehäuse dieser Zerkleinerungsmühle setzt unterhalb des Ventilators ein Bypass an, der abgesiebte Grobteile erneut dem unteren Zu- lauf zuträgt.

Eine derartige Zerkleinerungsmühle offenbart auch die DE-A- 42 13 274, die als Mikrowirbelsichtermühle zur Feinzerklei- nerung metallhaltiger Verbundmaterialien, vor allem zur Edelmetallrückgewinnung, aus bestückten Leiterplatten ein- gesetzt wird. Hierbei wird beispielsweise das Kupfer auf etwa 80 bis 100 um Korngröße zerkleinert und über die Sichterluft ausgetragen. An einer Ausmündung eines Bypasses ist eine Prallkante angeordnet, welche die am Umfang des Rotors strömenden Partikel in die Bypassmündung umlenkt.

Die bei der Drehbewegung des Rotors entstehenden Wirbel sind in der Zeichnung in der Art einer comic strip-Erschei- nung dargestellt, ohne dass eine verfahrenstechnische Be- deutung vorgestellt würde.

Die WO-A-9 305 883 enthält einen Verfahrensstammbaum zum Rückgewinnen von Fasern aus glasfaserverstärkten Kunststof- fen od. dgl. mit einem Schredder, nach dem das zerkleinerte Gut pulverisiert wird. Aus diesem Pulver werden freige- setzte Fasern separiert und das verbleibende pulverisierte Haufwerk beispielsweise als Füllstoff eingesetzt. In diesem Stammbaum findet sich eine als pulveriser bezeichnete Mikromühle, die in ihrem Aufbau jener aus der FR-A- 1.562. 013 gleicht.

Bei einem Verfahren nach WO 95/25595 zum Behandeln von Ver- bundelementen aus festen organischen und/oder anorganischen Verbundwerkstoffen wie Verbunden aus Metall/Metall, Kunst- stoff/Kunststoff, Metall/Kunststoff oder mineralischen Ver- bunden mit Metallen und/oder Kunststoffen wird ein Gemisch den Abrisskanten mit einer Beschleunigung von 20 bis 60 m/sec2 zugeführt und in den Wirbeln eine das Gemisch be- schleunigend aufschließende Bewegung hergestellt. Zudem wird während dieses Trenn-oder Aufschließvorganges die Ad- häsion zwischen den Komponenten der Feststoffteile durch deren Kraft übersteigende Beschleunigungs-und Reibungs- kräfte aufgehoben, und es werden die Komponenten der Feststoffteile voneinander unter Trennung der Schichten des genannten Verbundwerkstoffes gelöst bzw. voneinander abgezogen.

Die bekannten Verfahren haben also die Aufgabe, Verbundstoffe und Stoffgemische aufzubereiten, zu verkleinern, zu homogenisieren und auch teilweise oder total aufzutrennen. Solche Verfahren beruhen insbesondere auf mechanischer Scherung und Quetschung, auf relativ unkontrollierter Zertrümmerung oder auf Auftrennung in hoch energetischen Wirbeln.

In Kenntnis dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem Gemische und Verbundelemente so behandelt werden, dass die aus dem Prozess gewonnenen Fraktionen als Wertstoffe in die Wirt- schaftskreisläufe zurückgeführt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches ; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildun- gen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kom- binationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.

Erfindungsgemäß werden die Gemische und Verbundstoffe mit- tels eines mechanischen Verfahrens getrennt und separiert, bei dem die Impulsgabe bei plötzlichem Anhalten eines transportierten Partikels genützt wird. In dem Verbundstoff oder dem Gemisch wird durch eine dessen Fluss plötzlich unterbrechende Einrichtung der Aufschluss bzw. eine Trennung der Bestandteile mittels eines Impulses durchgeführt ; in bzw. zwischen den Schichten der Verbundelemente treten Schockwellen auf, welche diese Verbundelemente aufschließen. Dazu hat es sich als günstig erwiesen, dass dem in einem Rotor mit vertikaler Achse spiralartig abwärts erzeugten Förderweg Prozessluft in einem steigenden Strömungsweg gegenläufig geführt wird ; die erwähnte Schockwelle wird bevorzugt an einer Prallwand des Rotors zwischen den Schichten des Verbundstoffes erzeugt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung drehen sich zwei einander in radialem Abstand koaxial zugeordnete Wandflächen relativ zueinander um ihre Achse, und zwischen von den Prallwänden radial abragenden Prallflächen werden die von Zentrifugalkräften bewegten Verbundstoffe bzw.

Gemische bewegt und aufgeschlossen. Der Aufschluss des Verbundes kann bei Aufprall auf eine Prallwand erfolgen, und seine metallischen Bestandteile werden kugelartig verformt ; bevorzugt wird während des Verformungsvorganges der schichtartige metallische Bestandteil aufgerollt.

Als günstig hat es sich erwiesen, das Verbundelement auf eine Korngröße von 10 mm bis 50 mm vor dem Trenn-oder Aufschließvorgang zu zerkleinern, gegebenenfalls auch einer thermischen Vorbehandlung zu unterziehen. Zudem kann der Austrag aus dem Trenn-oder Aufschließvorgang vorteilhafterweise einem Separations-und/oder Siebvorgang bzw. einem Abtrennvorgang für Nichteisenmetalle unterzogen werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Separieren auf Trenntischen und/oder durch Fließbettseparatoren durchgeführt, wobei die Metall- und/oder Kunststoffteile nach dem Separieren verdichtet werden. Dazu ist es vorteilhaft, die Kunststoffe durch turbolaminare Separation und Identifikation voneinander zu trennen und/oder die Metall-und/oder Kunststoffanteile nach dem Separieren zu extrudieren.

Basierend auf inhärenten Materialeigenschaften--wie Dichte, Elastizitätsmodul (= Steifigkeit = Widerstand gegen Verformung), Festigkeit und molekularer Konstellation-- breiten sich erfindungsgemäß erzeugte Stoßwellen innerhalb der Materialien mit unterschiedlicher Ausbildung bezüglich Fortpflanzungsgeschwindigkeit, Frequenz und Amplitude aus.

Falls die durch diese Schockwellen generierten Kräfte beim Aufprall der Partikel die Adhäsionskraft der Interfaces-- der Kontaktflächen zwischen den einzelnen Materialphasen-- überschreiten, führt die auftretende Mikroscherung zur Ablösung, bzw. zur Separierung. Dieses Prinzip wird erfindungsgemß gezielt und vorsätzlich genutzt.

Das typische Fließverhalten bei Überschreiten der elastischen Dehnung z. B. bei Metallen, respektive die inhärente Elastizität von z. B. Kunststoffen resultieren in bleibenden sphärischen Verformungen bzw. in--teilweiser- - Rückfederung in die originale Partikelform (resilience) Durch dieses Phänomen werden die phasengetrennten Elemente von Verbundstoffen mittels bekannter und etablierter Technologien--z. B. auf mechanischer, hydraulischer oder pneumatischer Basis--relativ leicht sortierbar.

Das beschriebene Verfahren zeichnet sich durch die Einfachheit und Funktionalität der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus, und es ist ein entsprechend einfacher oder wenig problematischer Betrieb vorgegeben. Die gewollte Einfachheit des Konzeptes und des Aufbaus der beschriebenen Rotormaschine läßt deren technische Realisierung problemlos zu. Die Ausnutzung der materialwissenschaftlichen Erkenntnisse, von Vergütungsverfahren, von computer-und simulationsgestützter Konstruktionsoptimierung, sowie die mögliche Adaption und Optimierung der Prozessparameter wird die erwartbare Wirkleistung weiter steigen.

Im Rahmen der Erfindung liegt eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, bei der in den Innenraum eines Rotors der Förderweg für die Verbundstoffe bzw. das Gemisch gegenläufig zum Strömungsweg von Prozessluft geführt sowie die Werkstoffzuführung im Firstbereich des Rotors angeordnet ist. Der Förderweg soll zwischen zwei zueinander in Abstand relativ bewegbaren Wandflächen verlaufen, von denen in den Förderweg beidseits sowie zueinander versetzte Prallflächen abragen.

Nach weiteren erfindungsgemäßen Merkmalen sind die Wandflächen koaxial gekrümmt und/oder in Rotationsrichtung des Rotors drehbar gelagert.

Aufgrund der Einfachheit des Kernprozesses, des Separators und der erkennbar großen Durchsatzleistung sollten die resultierenden Trennkosten eigentlich relativ niedrig ausfallen. Die entsprechenden Kosten repräsentieren schlussendlich den totalen Ressourcenkonsum wie Transportleistung, Energie, Arbeitsleistung (immer mit Konsum von Ressourcen verbunden ! ), Wasser-Luft und Landverbrauch, Substitutionseffekt od. dgl. und demzufolge

den gesamten Umwelteinfluss. Falls die Menge der erfolgreich behandelten Abfallströme und deren Konversion in Werkstoffströme durch die wirtschaftliche Attraktivität des Prozesses ansteigt, resultiert daraus durch die resultierende Substitution natürlich eine entsprechende Senkung des Verbrauchs an primären Ressourcen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung ; diese zeigt in : Fig. 1 : einen skizzenhaften Verfahrensablauf beim Aufschluss eines Verbundelementes an einer Prallwand mit drei Schritten ; Fig. 2 : die Veränderung des der Prallwand zu- geführten Verbundelementes in vier Stu- fen ; Fig. 3 : die skizzenhafte Draufsicht auf rotie- rende Prallflächen während des Verfah- rens ; Fig. 4 : eine skizzenhafte Seitenansicht eines Rotors ; Fig. 5 bis Fig. 8 : Verfahrensstammbäume zu verschiedenen Verfahrensschritten.

Gemäß Fig. 1 wird ein Verbundstreifen 10 der Dicke e mit einer beidseits von PE-Schichten 12 abgedeckten mittleren Schicht 14 aus einer Aluminiumlegierung in Förderrichtung x einer diese kreuzenden Prallwand 20 zugeführt. Dank des Impulses der Beschleunigung und eines abrupten Abruchs die- ses Impulses an der Prallwand 20 sowie den auftretenden Schockwellen zwischen den Schichten 12,14 des Verbund- streifens 10 werden die physikalischen Unterschiede der verschiedenen Materialien--wie Dichte, Elastizität, Duk- tilität od. dgl.--so genutzt, dass sich aufgrund des unterschiedlichen Verhaltens der Verbundbestandteile 12,14 des Verbundstreifens 10 diese sich voneinander trennen.

Durch den Aufprall auf die Prallwand 20 werden zur Deforma- tion neigende Werkstoffe--beispielsweise die Aluminium- schicht 14--verformt, wohingegen elastische Materialien- - also die beiden Kunststoff-Schichten 12--die Aufprall- energie absorbieren mit der Folge, dass diese PE-Schichten 12 keine--oder nur eine geringe--Veränderung ihrer Struktur erfahren. Wird nämlich ein Verbundstoff 10 einer solchen Behandlung unterzogen, wird die Metallschicht 14 deformiert, während sich die Kunststoffschchten 12 nach einer kurzzeitigen Deformation aufgrund der Rückstellkraft in ihren ursprünglichen Zustand zurück verformen. Dieses unterschiedliche Verhalten der Verbundmaterialien 12,14 hat zur Folge, dass zwischen ihnen eine Scherkraft ent- steht, welche die Schichten 12,14 entlang ihrer Phasen- grenzen aufschließt. In Gemischen erfolgt kein Aufschluss, jedoch erfahren die in der Mischung vorhandenen Materialien aufgrund der physikalischen Unterschiede auch unterschied- liche Strukturen. So ergeben sich--in Abhängigkeit von den oben genannten physikalischen Eigenschaften--unter- schiedliche charakteristische Strukturen der Materialien.

Der Schritt b) in Fig. 1 zeigt die erhebliche und bleibende Deformation der Aluminiumschicht 14 sowie die sehr kurzzei- tige Deformation der beiden Kunststoffschichten 12 ; zwischen den Werkstoffen der Schichten 12,14 entsteht eine Scherkraft an den Phasengrenzen.

Im Schritt c) der Fig. 1 prallt sowohl die Aluminiumschicht 14--nun in Kugelform--gegen die Impulsrichtung x ab als auch die Kunststoffschichten 12, welch letztere sich in Folge der Rückstellkraft aus der Deformationssituation des Schrittes b) wieder gestreckt haben. Metalle werden ver- formt und erhalten dadurch eine Kugelstruktur, die sich aus einer aufgerollten Metallschicht 14 ergibt ; diese Kugeln haben nun ein mehrfaches an Durchmesser als zuvor in der flächigen Struktur vor der Behandlung.

Die beschriebenen Veränderungen sind in Fig. 2 verdeut- licht. Schritt a) zeigt hier das Ausgangsprodukt 10 mit seinen streifenförmigen Schichten 12,14. Bei b) ist ein fortschreitender Aufschluss zu erkennen ; die Schichten 12 klaffen maulartig auseinander, und die mittlere Al-Schicht 14 beginnt sich gegen die Impulsrichtung x zungenartig ein- zurollen. Im Schritt c) verkugelt sich die Mittelschicht 14 zunehmend und erreicht im Schritt d) die Kugelform 14a ; die Schichten 12 sind--wie oben beschrieben--in ihre Ursprungsform zurückgeführt.

In Fig. 3 ragen von zwei in lichtem radialem Abstand a parallel gekrümmten Wandflächen 22, 22a zueinander gerich- tete Prallflächen 24,24a im horizontalen Abstand b vonein- ander ab, wobei sich eine der Wandflächen 22 relativ zur anderen Wandfläche 22a in Richtung y dreht und zwar in Förderrichtung x von Verbundstoffen 10. Mit z ist eine Linie bezeichnet, die eine Prallbewegung von Partikeln andeutet.

In Fig. 4 ist ein Rotor 26 mit Drehrichtung y, um die Rotorachse A angedeutet, dem bei 30 von oben her ein Werk- stoffgemisch zugeführt wird. Die Verbundstoffe 10 des Werk- stoffgemisches werden durch die Schwerkraft abwärts geführt - der spiralenartige Förderweg ist bei 32 angedeutet. Von unten her wird Prozessluft eingebracht, deren Strömungsweg 34 entgegen jenem Förderweg 32 erfolgt. Durch die aufstei- gende Luft wird die Verweilzeit der Verbundwerkstoffe 10 im Rotorraum 28 beeinflusst, und es werden leicht flugfähige Partikel und Stäube in einem Zyklon mitgerissen, die mit der Prozessluft bei 36 den Rotor 26 verlassen.

Die energetische Verwertung des Prozesses ist Fig. 5 zu entnehmen ; nicht dargestellt sind hierin die üblichen Fol- geschritte während der mechanischen Vorbehandlung mit einer -- gegebenenfalls in der Art einer Kugelmühle ausgebildeten -- Ballenöffner-und Trockenstation, einem Vorzerkleinerer, einem Fe-Abscheider und einem NE-Abscheider. Vom Trockner

gelangt Abfall zu einem Filter, von den Abscheidern werden werkstofflich verwertbare Stoffe zu einer mechanischen Auf- bereitung gebracht. Unterhalb des NE-Abscheiders ist eine thermische Verwertungsstation für energetisch verwertbare Stoffe (Restorganik) angeordnet. Dargestellt ist ein Mischer bzw. Chargier 40 vor einem Dosierer 42 und einer diesem folgenden Station 44 zum Drehrohrvergasen oder Wirbelschichtverbrennen. Diese gibt Schlacke bzw. Asche ab sowie Gas, das einem Verbrennungsboiler 46 zugeführt wird.

Aus diesem entströmender Wasserdampf gelangt zu einer Dampfturbine 48 zum Erzeugen elektrischer Energie. An dem Verbrennungsboiler 46 entnommene Abwärme wird einer mechanischen Vorbehandlung 50 zugeführt. Im unteren Bereich dieses Stammbaumes ist angedeutet, dass die Schlacke bzw.

Asche aus dem Drehrohrvergasungsprozess 44 durch ein Austragsrohr 52 einem--der Herstellung eines keramischen bzw. hydraulischen Bindemittels dienenden--KBS*-Verfahren zugeführt wird ; dieses ist in Fig. 6 angedeutet. Hier werden in einem Mischer oder Chargierer 40a Zuschlagsstoffe zugeführt. Nach dem Mischen erfolgt eine Dosierung in einem Dosierer 42at von dem das Haufwerk zu einer Mühle 54 gelangt, die hydraulische Bindemittel weitergibt.

Bei der mechanischen Aufbereitung nach Fig. 7 folgt einem Zerkleinerer 28a ein Fe-Abscheider 30, an dessen Austrag 31 sich eine Station 36a für den mechanischen Aufschluss be- findet, welcher ein NE-Abscheider 32a nachgeschaltet ist.

An diesem werden zum einen NE-Anteile und Kunststoffanteile ausgeschieden sowie zum anderen energetisch verwertbare An- teile. Die NE-Anteile gelangen zu einer Siebstation 58 mit Tischausleser 60, dem die Anteile von Kupfer, Leichtmetall und verschiedene Schwermetalle entnommen werden.

*Keramisches Bindemittel-System

Die Kunststoffanteile aus dem NE-Abscheider 32a gelangen zu einem Separator 62, der in Anteile von PE ; PP ; PS ; PET ; PVC trennt. Diese Stoffe werden jeweils zu Compoundierungssta- tionen weitergeleitet, aus denen das entsprechende Granulat zu entnehmen ist.

Fig. 8 zeigt einen Stammbaum für Hausmüllabfälle. Dieser Abfall wird als Input bei 64 einer mechanischen Vorbehandlung unterzogen ; durch einen Austrag 66 gelangen werkstofflich verwertbare Stoffe wie Metalle, Kunststoffgemische od. dgl. --insbesondere Schwermetalle-- zu einer mechanischen Aufbereitung 70, zu der bei 69 auch vorsortierter Industriemüll gelangen kann. Es werden Schwermetalle aus dem Müll herausgenommen und--als Ausgangsprodukt für hydraulische Binder-- Schlackenqualität erzeugt.

Energetisch verwertbare Stoffe werden durch einen Austrag 68 zur Weiterbehandlung geführt. Die Fraktion werkstofflich verwertbarer Stoffe wird mechanisch aufbereitet und in-- bis zu vier--Fraktionen getrennt, die bei 71 (Metalle), 71a (Kunststoffe) und 71b (mineralische Stoffe) angedeutet sind. Hinzu tritt eine energetisch verwertbare Fraktion, welche über die Leitung 72 zu diesem Haufwerk aus dem Aus- trag 68 geführt wird. Die gesammelte Fraktion energetisch verwertbarer Stoffe wird in Station 74 mittels eines ener- getischen Prozesses behandelt, und die daraus entstehende thermische Energie bei 76 zur mechanischen Trennung zurück- geführt.

Schlacken und Filterstäube aus der energetischen Verwertung 74 gelangen zur Station 53 mit dem KBS-Verfahren, aus welchem ein hydraulisches Bindemittel abgezogen wird.