Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von Materialgemischen, insbesondere mineralischen Materialgemischen, z.B. ein Gemisch aus Kies und Sand.

Verunreinigte mineralische Materialgemische werden beispielsweise gewaschen, um sie oder einzelne Bestandteile für einen bestimmungsgemäßen Zweck, etwa für die Herstellung von Beton oder anderweitig als Baustoff, nutzen zu können. Beispielsweise können mineralische oder andere Materialgemische Feinanteile (z.B. Lehm und Ton), organische Stoffe, Leichtstoffe, Wertstoffe oder andere unerwünschte Stoffe aufweisen, die von dem Materialgemisch getrennt werden, um das somit gereinigte Materialgemisch für die bestimmungsgemäße Verwendung, z.B. als Baustoff oder zum Recycling, aufzubereiten. Beispielsweise kann ein Kies aufweisendes mineralisches Materialgemisch mit Lehm, Ton oder anderen bindigen oder unerwünschten Bestandteilen vermischt und verklebt sein. Diese Bestandteile müssen aus dem Materialgemisch entfernt werden, um Kies zu erhalten, der als Baustoff verwendet werden kann. In einem Beispiel werden insbesondere Bestandteile mit einer Korngröße von weniger als 63 Mikrometer aus dem Materialgemisch entfernt, um es für eine bestimmungsgemäße Verwendung aufzubereiten.

Mineralische Baustoffe oder Baustoffgemische sind in der Regel mineralische Material- bzw. Stoffgemische innerhalb eines vorbestimmten Korngrößenbereichs. Entsprechende Korngrößenbereiche sowie ggf. zugeordnete Sieblinien und Baustoffeigenschaften sind häufig in Normen definiert. Um ein einer betreffenden Norm entsprechendes Materialgemisch zu erhalten, ist es notwendig, ein zugrundeliegendes Materialgemisch zu trennen, d.h. insbesondere Bestandteile des Materialgemischs, die eine normfremde Korngröße aufweisen, aus dem Materialgemisch zu entfernen. Dies kann in Abhängigkeit von der betreffenden Korngröße auch als eine Reinigung des Materialgemischs aufgefasst werden. Beispielsweise kann das Materialgemisch Kies, Sand, Lehm und Ton aufweisen, wobei die Lehm- und Tonanteile, welche definitionsgemäß eine Korngröße von weniger als 63 Mikrometer aufweisen, aus dem Materialgemisch getrennt werden. Im Ergebnis steht ein Materialgemisch zur Verfügung, welches lediglich Kies und Sand aufweist und beispielsweise zur Herstellung von Beton verwendet werden kann.

Zur Reinigung von mineralischen Materialgemischen und zur Trennung unerwünschter Feinanteile sind Aufbereitungsanlagen bekannt, die das Materialgemisch mechanisch bearbeiten und unerwünschte Stoffe auswaschen. Solche Aufbereitungsanlagen sind jedoch komplex und außerdem fehleranfällig sowie wartungs- und kostenintensiv. Nachteilig bei derartigen Anlagen ist insbesondere ein kontinuierlich aufrechtzuerhaltender Massestrom des Materialgemischs, wodurch die Verweilzeit des Materialgemischs in der Aufbereitungsanlage während des Reinigungsprozesses relativ stark eingeschränkt ist. Infolgedessen ist die Reinigungsleistung oftmals nicht zufriedenstellend. Außerdem ist der erzielbare Durchsatz stark begrenzt. Daher müssen häufig mehrere Aufbereitungsanlagen parallel betrieben werden, um einen wirtschaftlichen Durchsatz zu erzielen. Zusätzlich müssen die einzelnen Anlagen mit ebenfalls kostenintensiver Fördertechnologie kombiniert werden. Als weiteres Problem hat sich herausgestellt, dass bekannte Aufbereitungsanlagen aufgrund ihrer Bauweise Materialgemische nur bis zu einer vorbestimmten maximalen Korngröße reinigen können. Materialgemische mit größerer Korngröße müssen dementsprechend verworfen werden. Probleme bereiten außerdem stark verunreinigte Materialgemische, beispielsweise solche Materialgemische, die stark bindige mineralische Bestandteile aufweisen. Oftmals können dann nicht alle unterwünschten Bestandteile in zufriedenstellender Weise entfernt werden. Insbesondere können große Mengen an Ton und Lehm nicht effektiv aufgebrochen und gelöst werden, sodass ein entsprechend verunreinigtes Materialgemisch letztlich nicht effektiv gewaschen und folglich auch nicht in der erforderlichen Weise getrennt bzw. aufbereitet werden kann.

Es ist besteht Bedarf an verbesserten Möglichkeiten zum Trennen von Materialgemischen. Insbesondere besteht Bedarf, anfallende mineralische Materialgemische effektiv und kostengünstig zu reinigen und auf diese Weise im Sinne einer Kreislaufwirtschaft (wieder-) verwerten zu können.

Die Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Ein Verfahren zum Trennen von Materialgemischen umfasst zumindest folgende Schritte: Einlassen einer Flüssigkeit in ein Trennbecken; Einbringen des Materialgemisches in das Trennbecken, um das Materialgemisch zumindest teilweise mit der Flüssigkeit in Kontakt zu bringen; Anheben zumindest einer Teilmenge des Materialgemischs mit einem Ladebehälter; und Freigeben der Teilmenge in das Trennbecken.

Das Verfahren bietet mehrere Vorteile, insbesondere eine hohe Wirksamkeit der Trennung von unerwünschten Bestandteilen, sodass beispielsweise ein mineralisches Stoffgemisch auch von großen Mengen an Lehm- und Tonbestandteilen zuverlässig befreit werden kann. Ferner können pro Zeiteinheit große Mengen eines mineralischen Materialgemischs flexibel gereinigt werden. Beispielsweise kann das Verfahren, insbesondere der Reinigungsaufwand, an einen Reinigungsbedarf für das mineralische Materialgemisch angepasst werden. Das Verfahren kann jedoch vorteilhaft auch auf andere Materialgemische angewendet werden, beispielsweise für Wertstoffmaterialien, die mit unerwünschten Bestandteilen vermischt sind und vor dem Recycling von den unerwünschten Bestandteilen getrennt werden müssen.

Die Flüssigkeit ist vorzugsweise durch Wasser gebildet und dient einerseits zum Lösen der unerwünschten Bestandteile aus dem Materialgemisch. Beispielsweise können mit dem Materialgemisch vermischte oder verbundene Bestandteile in der Flüssigkeit aufgelöst, abgelöst oder aufgeschwemmt werden, um die Bestandteile von dem Materialgemisch zu trennen oder deren Haftung an dem Materialgemisch zumindest abzuschwächen. Hierfür kann das zu reinigende Materialgemisch mit der Flüssigkeit angereichert werden, beispielsweise indem das Materialgemisch in die Flüssigkeit getaucht und/oder indem die Flüssigkeit auf das Materialgemisch aufgebracht wird.

Das Materialgemisch wird in das Trennbecken eingebracht und mit der Flüssigkeit in Kontakt gebracht, sodass diese auf das Materialgemisch einwirken kann. Beispielsweise kann die Flüssigkeit teilweise in unerwünschte Bestandteile, wie etwa Lehm oder Ton einziehen, um diese mit der Flüssigkeit anzureichern oder aufzusättigen.

Die Flüssigkeit dient ferner dazu, die unerwünschten Bestandteile aus dem Materialgemisch zu entfernen. Beispielsweise kann unerwünschtes Material, welches in der Flüssigkeit freigesetzt, gelöst oder suspensiert ist, mit der Flüssigkeit abtransportiert werden, beispielsweise indem die Flüssigkeit dem Materialgemisch entzogen wird und/oder aus dem Trennbecken abfließt.

Nachdem das Materialgemisch in das Trennbecken eingebracht worden ist, wird eine Teilmenge des Materialgemischs mithilfe einer Ladeschaufel angehoben. Beispielsweise wird die Teilmenge in die Ladeschaufel aufgenommen und in eine vordefinierte Höhe angehoben. Das Aufnehmen der Teilmenge in die Ladeschaufel bewirkt bereits vorteilhafte Relativbewegungen innerhalb des Materialgemischs, die einen effektiven Beitrag zum Trennen insbesondere bindiger Bestandteile leisten. Beispielsweise kann das Materialgemisch durch die Ladeschaufel abschnittsweise stark unter Druck gesetzt werden, wodurch das Gemisch zwangsbewegt wird und hierdurch mechanisch gereinigt wird.

Die Teilmenge wird vorzugsweise soweit angehoben, dass diese sich außerhalb einer in dem Trennbecken angesammelten Menge von Flüssigkeit befindet. Auf diese Weise wird die Teilmenge der angesammelten Flüssigkeit zumindest teilweise entzogen, wobei in der Teilmenge vorhandene Flüssigkeit teilweise in das Trennbecken zurückfließen kann, während das Materialgemisch angehoben wird. Die zurückfließende Flüssigkeit kann vorteilhaft gelöste Bestandteile mitführen und aus dem Materialgemisch entfernen. Ferner kann die in das Trennbecken zurückfließende Flüssigkeit unmittelbar auf in dem Trennbecken verbliebendes Material fallen und hierdurch eine mechanische Reinigungswirkung entfalten. Der Reinigungsprozess wird hierdurch gleichfalls mit Synergieeffekten weiter vorangetrieben.

Die angehobene Teilmenge wird in das Becken freigegeben.

Insbesondere kann das Materialgemisch selbsttätig, d.h. durch die Gravitationskraft in das Trennbecken fallen. Die Ladeschaufel kann hierfür auf geeignete Weise verschwenkt oder geöffnet werden, z.B. indem ein Boden des Ladebehälters geöffnet wird. Durch das Freigeben der Teilmenge werden vorteilhafte Relativbewegungen innerhalb des Materialgemischs erzeugt, insbesondere durch unterschiedliche Fallbewegungen von Teilen des Materialgemischs. Beispielsweise können sich einzelne Steine relativ zueinander bewegen und auf diese Weise mechanisch aufeinander einwirken, z.B. indem diese aneinander reiben oder sich voneinander entfernen.

Vorteilhafte Relativbewegungen innerhalb des Materialgemischs werden insbesondere dadurch erzeugt, dass das Materialgemisch im Zuge seiner Freigabe durch die Gravitationskraft sukzessive, d.h. portionsweise in Bewegung versetzt wird, beispielsweise in Form einer Lawine. Während das Materialgemisch in das Trennbecken fällt und zunehmend beschleunigt wird, wirken zudem Streukräfte in dem Materialgemisch, die eine Trennung von den unerwünschten Bestandteilen durch Sortiereffekte weiter begünstigen. Das Materialgemisch trifft sodann beispielsweise auf einen Boden des Trennbeckens, wodurch das Materialgemisch stark abgebremst wird und hierdurch Trennungskräfte auf das Materialgemisch einwirken. Alternativ oder zusätzlich kann das Materialgemisch zunächst auf eine Trennstruktur und/oder eine in dem Trennbecken angesammelte Menge von Flüssigkeit treffen. Hierbei werden erneut starke mechanische Kräfte innerhalb des Materialgemischs freigesetzt. Die Reinigung kann hierdurch noch effektiver gestaltet werden, wobei insbesondere hartnäckige Bestandteile besonders wirksam aufgebrochen und gelöst werden. Gleichzeitig kann das Materialgemisch in dem Trennbecken wieder in Kontakt mit der Flüssigkeit gebracht werden, um die unerwünschten Bestandteile in der Flüssigkeit zu lösen und mit dieser aus dem Materialgemisch zu entfernen.

Das Verfahren zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass es mit vergleichsweise einfachen Mitteln, insbesondere mit einer Flüssigkeit und einem Ladebehälter durchgeführt werden kann, sodass auf den Einsatz von kostenintensiven Aufbereitungsanlagen verzichtet werden kann. Gleichzeitig hat sich das Verfahren als besonders effektiv erwiesen, um selbst hartnäckige Lehm- und Ton-Bestandteile oder vergleichbare Bestandteile von dem Materialgemisch zu trennen und auszuwaschen. Es hat sich außerdem gezeigt, dass selbst solche Materialgemische, die relativ große Mengen von unerwünschten Bestanteilen aufweisen, mit hoher Wirksamkeit und Effizienz gereinigt werden können. Somit ist es nunmehr möglich, selbst stark verunreinigte Materialgemische kostengünstig zu reinigen und einer kommerziell vorteilhaften Nutzung zuzuführen.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass pro Zeiteinheit deutlich größere Mengen des Materialgemischs gereinigt werden können als dies mit herkömmlichen Aufbereitungsanlagen möglich ist, und zwar mit vergleichsweise sehr geringem technischen Aufwand. Zudem können auch unterschiedlichste Arten von Materialgemischen gereinigt werden. Beschränkungen bei der Beschaffenheit des Materialgemischs, insbesondere der Korngröße und -form, bestehen nicht. Das Verfahren ist außerdem besonders zuverlässig und effizient, da die einzelnen Verfahrensschritte vergleichsweise einfach durchgeführt werden können und das inhärente Ausfallrisiko komplexer Aufbereitungsanlagen vollständig wegfällt. Das Verfahren ist auch besonders dazu geeignet, die Reinigung flexibel an das zu trennende Materialgemisch anzupassen. Beispielsweise können die Menge oder die Einwirkdauer der Flüssigkeit leicht auf das Materialgemisch abgestimmt werden. Ferner können der Umfang der Teilmenge oder eine Flöhe, in die die Teilmenge angehoben wird, wahlweise festgelegt werden, um ein gewünschtes Trennergebnis zu erzielen.

Das Einbringen des Materialgemischs in das Trennbecken kann vor dem Anheben der Teilmenge und vor dem Freigeben der Teilmenge erfolgen. Es ist jedoch denkbar, dass das Einbringen der Teilmenge zusammen mit dem Freigeben der Teilmenge erfolgt, insbesondere indem die Teilmenge in das Trennbecken fällt und hierdurch beispielsweise erstmalig in Kontakt mit der Flüssigkeit gebracht wird. Ausführungsformen sind der Beschreibung, den Figuren sowie den Ansprüchen zu entnehmen.

Gemäß einer Ausführungsform wird die Teilmenge um wenigstens einen Meter, bevorzugt wenigstens drei bis vier Meter angehoben. Im Allgemeinen ist es vorteilhaft, die Teilmenge in eine Mindesthöhe anzuheben und dann freizugeben. Auf diese Weise werden größere und stärkere Relativbewegungen innerhalb des Materialgemischs erzeugt, die eine höhere Reinigungsleistung bewirken. Insbesondere kann das Materialgemisch bei einer größeren Fallhöhe auf eine höhere Geschwindigkeit beschleunigt werden, bevor es auf den Boden des Trennbeckens bzw. eine Oberfläche der Flüssigkeit oder zuvor auf ein optionales Trennelement auftrifft. Das Trennelement kann oberhalb eines Bodens des Trennbeckens, auf dem Boden des Trennbeckens oder insbesondere an einer Wandung des Trennbeckens, z.B. an einer geneigten Rückwand des Trennbeckens angeordnet sein. Die entsprechend höhere Bewegungsenergie wird bei dem Auftreffen in Reinigungsenergie umgesetzt, indem die Bestandteile des Materialgemischs mit hoher Kraft gegeneinander wirken. Insbesondere wirken innerhalb des Materialgemischs Flieh- und Streukräfte, die die Reinigung weiter verstärken. Es hat sich gezeigt, dass eine Flöhe von wenigstens drei Metern in den meisten Fällen zufriedenstellende Ergebnisse liefert. Bei hartnäckiger Verschmutzung kann das Materialgemisch auch in größere Flöhen angehoben werden. Ab einer Flöhe von 3 bis 4 Meter sind keine wesentlichen Verbesserungen der Reinigungsleistung mehr zu erwarten. Im Einzelfall können größere Werte jedoch sinnvoll sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Teilmenge zumindest eine vordefinierte Menge des Materialgemischs, wobei die Teilmenge vorzugsweise zumindest 100 Kilogramm des Materialgemischs umfasst, besonders bevorzugt zumindest 500 Kilogramm. Eine relativ große Teilmenge ist einerseits vorteilhaft, um einen möglichst großen Teil des Materialgemischs pro Zeiteinheit zu reinigen. Andererseits können sich vorteilhafte Relativbewegungen innerhalb des Materialgemischs und innerhalb des Materialgemischs wirkende Verschiebungskräfte und Drücke verstärken, wenn die betreffende Teilmenge möglichst groß ist. Darüber hinaus wirken innerhalb einer großen Teilmenge größere Kräfte, insbesondere wenn die Teilmenge in das Trennbecken freigegeben wird und auf den Boden auftrifft. Die Reinigungsleistung wird hierdurch signifikant verstärkt. Zudem wirken enorme Reinigungskräfte innerhalb kürzester Zeit auf erhebliche Mengen des Materialgemischs ein. Dies ist bei herkömmlichen Aufbereitungsanlagen nicht möglich, weil diese pro Zeiteinheit nur relativ geringe Mengen des Materialgemischs bewegen und außerdem insgesamt geringere Reinigungskräfte erzeugen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Ladebehälter ein Ladevolumen auf, um die Teilmenge vollständig aufzunehmen. Die Effizienz des Verfahrens kann hierdurch gegenüber dem Fall von kleineren Ladebehältern gesteigert werden. Der Ladebehälter ist allgemein dazu geeignet, die Teilmenge auf eine gewünschte Höhe anzuheben. Der Ladebehälter kann beispielsweise als eine Ladeschaufel ausgebildet sein.

Der Ladebehälter kann eine unterbrechungsfreie Wandung aufweisen, die einen Innenbereich zur Aufnahme des Materialgemischs teilweise umschließt. Auf diese Weise können auch kleine Korngrößen zuverlässig aufgenommen werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, eine Wandung des Ladebehälters zumindest abschnittsweise mit Unterbrechungen zu versehen. Beispielsweise kann der Ladebehälter zumindest abschnittsweise eine gitterartige Struktur oder alternativ eine andere Trennstruktur aufweisen. Die in dem Ladebehälter aufgenommene Teilmenge des Materialgemischs kann teilweise bearbeitet werden, indem unerwünschtes Material durch die gitterartige Trennstruktur von dem Materialgemisch getrennt wird. Es können jedoch auch andere Trennstrukturen eingesetzt werden. Beispielsweise können innerhalb des Ladebehälters ein oder mehrere Vorsprünge angeordnet sein, die für vorteilhafte Relativbewegungen innerhalb der aufgenommenen Teilmenge sorgen und auf diese Weise das Verfahren verbessern. Beispielsweise können Verklumpungen von Lehm oder Ton effektiv aufgebrochen werden. Hierfür kann die Trennstruktur insbesondere ein oder mehrere längliche Vorsprünge aufweise, wie etwa stabförmige Abschnitte, die das Materialgemisch abschnittsweise zerteilen oder aufbrechen, wenn die Teilmenge in den Ladebehälter aufgenommen oder aus dem Ladebehälter freigegeben wird.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Ladebehälter, der z.B. als eine Ladeschaufel ausgebildet sein kann, ein Gitter auf, welches dazu ausgebildet ist, mit dem Materialgemisch Zusammenwirken, wenn es in den Ladebehälter aufgenommen wird. Beispielsweise kann der Ladebehälter zur Aufnahme einer Teilmenge des Materialgemischs gegen das Materialgemisch bewegt werden, sodass das Materialgemisch durch das Gitter in den Innenbereich gedrückt, insbesondere gepresst wird. Auf diese Weise können z.B. Lehm- und Tonbestandteile zumindest zum Teil effektiv aufgebrochen werden. Zusätzlich können mit Hilfe des Gitters Bestandteile des Materialgemischs in Abhängigkeit von der Öffnungsgröße des Gitters aus dem Materialgemisch getrennt werden. Beispielsweise können Steine, deren Größe den maximalen Abstand zwischen benachbarten Trennelementen des Gitters übersteigt, durch das Gitter als Überkorn aus dem Materialgemisch entfernt werden, insbesondere bevor das Materialgemisch zur Durchführung des weiteren Trennverfahrens in das Trennbecken eingebracht wird. Der mit dem Gitter ausgerüstete Ladebehälter weist vorzugsweise wenigstens einen Wandungsabschnitt (z.B. einen Bodenabschnitt) auf, der wahlweise bewegt werden kann, um in dem Ladebehälter aufgenommenes Materialgemisch aus dem Ladebehälter freizugeben. Beispielsweise kann der Ladebehälter einen Klappboden aufweisen, um das Materialgemisch freizugeben.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Schritte des Anhebens und Freigebens des Materialgemischs mehrfach, vorzugsweise mindestens zweimal wiederholt. Die Reinigungsleistung des Verfahrens kann auf diese Weise erhöht und insbesondere an die Beschaffenheit und Zusammensetzung des zu trennenden Materialgemischs angepasst werden. Es hat sich gezeigt, dass zwei Wiederholungen bei verunreinigtem Sand in den meisten Fällen bereits zu sehr befriedigenden Ergebnissen führen. Für mit Lehm und Ton verunreinigte Materialgemische sind in der Regel drei bis fünf Wiederholungen ausreichend.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Teilmenge auf ein an dem Trennbecken angeordnetes Trennelement freigegeben. Das Trennelement kann insbesondere eine Gitterstruktur, vorzugsweise Siebstruktur aufweisen, um das Materialgemisch zu trennen. Beispielsweise können Bestandteile mit einer Korngröße oberhalb eines vorbestimmten Durchmessers aus dem Materialgemisch getrennt werden. Auf diese Weise kann das Materialgemisch übereinstimmend zu einer Norm aufbereitet werden, die für das Materialgemisch einen vorbestimmten Korngrößenbereich vorschreibt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Ladebehälter an einer mobilen Maschine montiert, wobei die mobile Maschine gesteuert wird, um zumindest einen der folgenden Schritte auszuführen: Bewegen des Ladebehälters zum Einbringen der Teilmenge in den Ladebehälter; Bewegen des Ladebehälters zum Anheben der Teilmenge; Bewegen des Ladebehälters zum Freigeben der Teilmenge. Die mobile Maschine kann auf diese Weise vorteilhaft für mehrere, insbesondere für sämtliche Verfahrensschritte eingesetzt werden, in denen das Materialgemisch bewegt werden muss. Eine mobile Maschine steht in den meisten Betrieben, in denen Materialgemisch aufbereitet oder gehandelt wird, ohnehin zur Verfügung, sodass das Verfahren keine zusätzlichen Maschinen erfordert. Darüber hinaus ist eine mobile Maschine bereits bei Verwendung von herkömmlichen Aufbereitungsanlagen notwendig, um das Materialgemisch in eine Aufbereitungsanlage einzubringen. Das Verfahren ist somit im Vergleich besonders effizient, da die Reinigung nun im Wesentlichen ausschließlich durch die mobile Maschine durchgeführt werden kann. Das Materialgemisch muss nicht mehr umständlich in die Aufbereitungsanlage eingefüllt und nach der Verarbeitungszeit der Aufbereitungsanlage wieder entfernt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die mobile Maschine ferner gesteuert, um zumindest einen der folgenden Schritte auszuführen: Bewegen des Ladebehälters zum Einbringen des Materialgemischs in das Trennbecken; Bewegen des Ladebehälters zum Entfernen des Materialgemischs aus dem Trennbecken. Diese Schritte können ebenfalls durch die Maschine ausgeführt werden. Der Gesamtaufwand für das Verfahren und insbesondere der erforderliche Personalaufwand können somit minimiert werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die mobile Maschine durch einen Radlader oder Frontlader gebildet. Derartige mobile Maschinen haben sich als robust und beständig erwiesen. Sie sind zudem in großer Anzahl am Markt verfügbar und in Stein-, Kies-, und Sand verarbeitenden Betrieben ohnehin vorhanden. In herkömmlichen Aufbereitungsanlagen kommt jedoch zusätzlich Fördertechnik zum Einsatz, um das Materialgemisch in einem kontinuierlichen Massenstrom durch die Anlage zu fördern. Derartige Fördertechnik kann bei dem hier beschriebenen Verfahren jedoch eingespart werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Flüssigkeit im Bereich eines Bodens des Trennbeckens eingelassen. Alternativ oder zusätzlich wird die Flüssigkeit in einem Abstand von dem Boden des Trennbeckens eingelassen, wobei der Abstand vorzugsweise mindestens einen halben Meter beträgt. Bei leicht verunreinigten Materialgemischen, beispielsweise bei leicht sandigen Bestandteilen, kann die Flüssigkeit vorteilhaft im Bereich eines Bodens eingelassen werden, sodass die Flüssigkeit von dem Boden durch das Materialgemisch gedrückt werden kann und hierbei zumindest einen Teil des unerwünschten Materialbestandteils abwäscht und an die Oberfläche fördert. Bei stark haftenden Bestandteilen, wie Lehm und Ton, kann es sinnvoll sein, die Flüssigkeit von oben auf das Materialgemisch zu bringen, wobei die Flüssigkeit beispielsweise auf das Materialgemisch gespritzt und direkt verteilt werden kann, um mechanisch auf das Materialgemisch einzuwirken. Ferner kann die Flüssigkeit an bevorzugt mehreren Stellen, beispielsweise durch mehrere voneinander beabstandete Einlässe in das Trennbecken eingelassen werden. Auf diese Weise kann das in dem Trennbecken eingebrachte Materialgemisch zuverlässig und effizient vollständig mit der Flüssigkeit in Kontakt gebracht werden. Außerdem kann das Materialgemisch auch vollständig von der Flüssigkeit durchströmt werden, um den Trennprozess noch effektiver durchführen zu können. Hierfür können beispielsweise mehrere Einlässe entlang einer Seite des Trennbeckens verteilt angeordnet sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform fließt die Flüssigkeit durch das Trennbecken, um das Materialgemisch zu trennen und/oder um unerwünschtes Material aus dem Trennbecken zu entfernen. Die Flüssigkeit kann somit zusätzlich zum Ablösen des unerwünschten Materials von dem gewünschten Materialgemisch dazu verwendet werden, das unerwünschte Material mit der Flüssigkeit abzuleiten und somit aus dem Materialgemisch zu entfernen. Der Fluss der Flüssigkeit ist vorzugsweise so geartet, dass diese in dem Trennbecken befindliches Materialgemisch durchströmt. Das Trennbecken kann eine hierfür angepasste Form aufweisen. Alternativ können auch Pumpmittel vorgesehen werden, um die Flüssigkeit an geeigneter Stelle, zum Beispiel gegenüber von einem Bereich, in dem die Flüssigkeit eingelassen wird, abzusaugen. Auf diese Weise kann der Fluss der Flüssigkeit verstärkt oder herbeigeführt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Trennbecken wenigstens einen Einlass zum Einlassen einer Flüssigkeit und wenigstens einen Auslass zum Auslassen der Flüssigkeit auf, wobei die Flüssigkeit von dem Einlass hin zu dem Auslass fließt. Die Anordnung des Einlasses und/oder des Auslasses an dem Trennbecken kann an eine gewünschte Reinigung des Materialgemischs angepasst sein. Zu diesem Zweck können auch mehrere Ein- oder Auslässe an dem Trennbecken vorgesehen sein, wobei die Ein- oder Auslässe unterschiedlich angeordnet sein können. Ein Einlass in das Trennbecken kann eine Schlauchleitung aufweisen, durch welche die Flüssigkeit in das Trennbecken gepumpt wird. Der Auslass kann beispielsweise durch eine Öffnung des Trennbeckens gebildet sein, insbesondere eine Unterbrechung oder einen höhenreduzierten Bereich einer Wandung des Trennbeckens. Der Auslass kann beispielsweise durch einen Überlauf des Trennbeckens gebildet sein.

Der Auslass kann mit einem Absetzbecken verbunden sein, um die Flüssigkeit aus dem Trennbecken in das Absetzbecken zu leiten. Unerwünschte Bestandteile, die mit der Flüssigkeit des Materialgemisch entzogen worden sind, können sich sodann in dem Absetzbecken absetzen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Trennbecken eine Wandung auf, die einen Innenbereich des Trennbeckens umgibt, wobei die Wandung einen Ladebereich umfasst, in dem eine Höhe der Wandung herabgesetzt ist, und wobei das Einbringen und/oder ein Entfernen des Materialgemischs über den Ladebereich erfolgt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Flüssigkeit gegenüber von dem Ladebereich und/oder seitlich hiervon in das Trennbecken eingelassen. Hierdurch wird gewährleistet, dass in das Becken eingebrachtes Materialgemisch wirksam von der Flüssigkeit durchströmt werden kann, bevor das Materialgemisch z.B. über den Ladebereich wieder aus dem Trennbecken entfernt wird. Ferner kann der Ladebereich auch als Auslass für die Flüssigkeit dienen, insbesondere in Form eines Überlaufs.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner zumindest einen der folgenden Schritte: Bestimmen einer Trübung der Flüssigkeit und Anzeigen von Reinigungsinformationen auf der Grundlage der bestimmten Trübung. Eine Trübung der Flüssigkeit gibt Auskunft darüber, wie stark das Materialgemisch bereits getrennt worden ist. Mit anderen Worten gibt die Trübung der Flüssigkeit an, ob bereits ein gewünschtes Trennungsergebnis erzielt worden ist. Die Trübung kann beispielsweise mithilfe einer an dem Trennbecken angeordneten Sensorik ermittelt werden, insbesondere mit einem Trübungssensor. Dieser kann als lichtemittierender Sensor ausgebildet sein, der anhand einer empfangenen Lichtreflexion eine Trübung der Flüssigkeit ermittelt. Die Anzeigeeinrichtung kann beispielsweise eine Signaleinrichtung aufweisen, die im Bereich des Trennbeckens gut sichtbar angeordnet ist. Die Signaleinrichtung kann zumindest zwei verschiedenfarbige Signallichter aufweisen, wobei eines der Signallichter aktiviert wird, wenn auf der Grundlage der Trübung der Flüssigkeit die Reinigung des Materialgemischs fortgesetzt werden sollte. Das andere Signallicht wird hingegen erst aktiviert, wenn auf der Grundlage der Trübung der Flüssigkeit die Trennung als abgeschlossen angesehen werden kann. Zur Unterscheidung zwischen diesen beiden beispielhaften Aktivierungszuständen kann die jeweils aktuell ermittelte Trübung mit einem Schwellenwert verglichen werden. Sofern die ermittelte Trübung ein Schwellenwertkriterium erfüllt, z.B. bei Unterschreiten des Schwellenwerts, kann die Trennung als abgeschlossen angesehen werden.

Nachdem das Materialgemisch in dem Trennbecken getrennt worden ist, kann es insbesondere mit dem Ladebehälter in einen Sammelbereich verbracht werden. Von dort kann das Materialgemisch zur weiteren Verwendung abtransportiert werden. Zur weiteren Trennung des Materialgemischs von unerwünschten Bestandteilen kann das Materialgemisch zusätzlich auf ein an dem Sammelbereich angeordnetes Trennelement, insbesondere Siebelement, aufgebracht werden. Auf diese Weise kann das Materialgemisch abschließend klassiert werden.

Alternativ kann das Materialgemisch nach der Trennung von unerwünschten Bestandteilen auch unmittelbar aus dem Trennbecken zur weiteren Verwendung abtransportiert werden.

Nach einerweiteren Ausführungsform wird dem Materialgemisch ein Trennmittel hinzugefügt. Auf diese Weise kann die Wirksamkeit des Verfahrens weiter verbessert werden. Beispielsweise kann das Trennmittel Steinmaterial, insbesondere Steine, aufweisen, welche dem Materialgemisch beigemischt werden, um die Trennung von Lehm- und Tonbestandteilen aus dem Materialgemisch zu verbessern. Das Trennmittel kann dem Materialgemisch vor dem Einbringen in das Trennbecken hinzugefügt werden. Alternativ kann das Trennmittel hinzugefügt werden, nachdem das Materialgemisch in das Trennbecken eingebracht worden ist, jedoch vorzugsweise bevor das Materialgemisch zum Zwecke der Trennung angehoben und freigeben wird. Das Trennmittel kann z.B. durch ein an einem Sammelbereich angeordnetes Trennelement wieder aus dem Materialgemisch entfernt werden, wenn das Materialgemisch aus dem Trennbecken in den Sammelbereich verbracht wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Trennen von Materialgemischen angegeben, wobei das Verfahren zumindest folgende Schritte umfasst: Einlassen einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, in ein Trennbecken; Einbringen eines Materialgemischs in das Trennbecken, um das Materialgemisch zumindest teilweise mit der Flüssigkeit in Kontakt zu bringen; Steuern einer mobilen Maschine, um zumindest folgende Schritte auszuführen: Bewegen eines an der mobilen Maschine montierten Ladebehälters zum Einbringen einer Teilmenge des Materialgemischs in den Ladebehälter; und Bewegen des Ladebehälters zum Freigeben der Teilmenge. Das Freigeben der Teilmenge erfolgt vorzugsweise in das Trennbecken.

Nach einer Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren wird der Ladebehälter in Richtung hin zu einer Begrenzung des Trennbeckens bewegt, um die Teilmenge in den Ladebehälter einzubringen. Beispielsweise kann der Ladebehälter gegen eine Wandung des Trennbeckens bewegt werden, um das zwischen der Wandung und der Öffnung des Ladebehälters befindliche Materialgemisch zumindest teilweise in den Ladebehälter aufzunehmen. Hierbei kann zwischen der Wandung und dem Ladebehälter ein Trennelement, beispielsweise eine Gitterstruktur angeordnet sein, um die Trennung noch effektiver durchzuführen. Ferner kann das Materialgemisch zumindest teilweise verdichtet oder gepresst werden während die Teilmenge in den Ladebehälter eingebracht wird. Dieser vorteilhafte Effekt kann verstärkt werden, indem sich in dem Trennbecken eine Menge von Materialgemisch befindet, die die jeweils von dem Ladebehälter aufnehmbare Teilmenge übersteigt, z.B. um ein Vielfaches der Teilmenge. Im Allgemeinen wird die Verdichtung des Materials umso größer, je mehr Widerstand das Material während der Aufnahme in den Ladebehälter erfährt.

Merkmale, die im Zusammenhang mit dem zuerst beschriebenen Verfahren offenbart sind, können ebenfalls bei dem zuletzt beschriebenen Verfahren verwirklicht sein und umgekehrt.

Wie bereits erwähnt kann der Schritt des Freigebens der Teilmenge dergestalt durchgeführt werden, dass die Teilmenge in das Trennbecken fällt. Beispielsweise kann die Teilmenge in einem freien Fallvorgang aus dem Ladebehälter in das Trennbecken gelangen, indem der Ladebehälter bewegt, z.B. verkippt wird. Ein freier Fallvorgang ist jedoch nicht zwingend notwendig.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Anordnung zum Trennen von Materialgemischen, insbesondere mineralischen Materialgemischen, mit wenigstens einem Trennbecken offenbart. Das Trennbecken weist eine Wandung auf, die einen Innenbereich des Trennbeckens zumindest teilweise umgibt, wobei die Wandung einen Ladebereich zum Einbringen des Materialgemischs in das Trennbecken und/oder zum Entfernen des Materialgemischs aus dem Trennbecken aufweist, und wobei das Trennbecken wenigstens einen Einlass zum Einlassen einer Flüssigkeit und/oder wenigstens einen Auslass zum Auslassen der Flüssigkeit aufweist. Gemäß einer Ausführungsform umgibt die Wandung den Innenbereich teilweise bis zu einer ersten Höhe, wobei die Wandung in dem Ladebereich eine zweite Höhe aufweist, die kleiner als die erste Höhe ist. Der Auslass ist vorzugsweise an oder gegenüber von dem Ladebereich angeordnet. Auf diese Weise kann die Strömung der Flüssigkeit durch das Trennbecken in Abhängigkeit von der Ausgestaltung des Trennbeckens verbessert werden. Darüber hinaus ist es denkbar, dass der Ladebereich den Auslass bildet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Ladebereich eine Rampe auf. Die Rampe kann insbesondere in der Weise ausgebildet sein, dass die mobile Maschine in einen Innenbereich des Trennbeckens fahren kann, um Materialgemisch in das Becken einzubringen oder aus dem Becken zu entfernen. Ferner kann die Rampe einen Auslass für das Trennbecken definieren, sodass überschüssige Flüssigkeit nach Art eines Überlaufs aus dem Trennbecken abfließen kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Trennbecken einen Boden auf, der bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung oder Anordnung des Trennbeckens zumindest abschnittsweise geneigt ist. Durch die Neigung des Bodens kann die Reinigung des Materialgemischs auf eine gewünschte Weise beeinflusst werden. Beispielsweise können eine Fließgeschwindigkeit und Einwirkzeit der Flüssigkeit beeinflusst werden. Ferner kann der Abtransport von unerwünschtem, ausgewaschenen Material optimiert werden. Der Boden kann hierfür zumindest abschnittsweise in Richtung hin zu dem Ladebereich geneigt sein. Alternativ kann der Boden zumindest abschnittsweise in Richtung weg von dem Ladebereich geneigt sein, beispielsweise in Richtung eines gegenüber von dem Ladebereich angeordneten, rückseitigen Wandungsabschnitts. Weiterhin ist es denkbar, dass eine Neigung des Bodens variabel einstellbar ist. Eine Neigung weg von dem Ladebereich kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn der Ladebereich gleichzeitig als ein Auslass für die Flüssigkeit dient.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Wandung zumindest abschnittsweise geneigt. Das Materialgemisch kann auf diese Weise mit größerer Sicherheit vollständig dem erfindungsgemäßen Trennverfahren unterzogen werden. Beispielsweise kann die Wandung abschnittsweise relativ zu einer Ebene des Innenbereichs des Trennbeckens geneigt sein, sodass das Materialgemisch an der Wandung in den Innenbereich rutschen kann. Die Ansammlung des Materialgemischs in schwer erreichbaren Eckbereichen des Trennbeckens wird hierdurch vermieden. Die Wandung kann abschnittsweise eben und/oder gekrümmt ausgebildet sein.

In einer besonderen Ausführungsform kann die Wandung mehrere relativ zu einer Ebene des Innenbereichs geneigte Abschnitte dergestalt aufweisen, dass zumindest ein Abstand zwischen den geneigten Abschnitten an ein Außenmaß des Ladebehälters angepasst ist. Beispielsweise kann eine Breite des Ladebehälters im Wesentlichen gleich einem Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden, geneigten Abschnitten sein. Auf diese Weise kann das Materialgemisch durch den Ladebehälter portionsweise vollständig aufgenommen werden, ohne dass Reste in dem Trennbecken verbleiben.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens ein Trennelement zum Trennen des Materialgemischs vorgesehen. Das Trennelement unterstützt das Trennen von Bestandteilen aus dem Materialgemisch. Beispielsweise kann das Trennelement das Aufbrechen eines mit stark bindigen Materialen durchsetzten Materialgemischs unterstützen. Das Trennelement kann insbesondere oberhalb eines Bodens des Trennbeckens angeordnet werden, sodass beispielsweise eine aus dem Ladebehälter freigegebene Teilmenge des Materialgemischs mit dem Trennelement zusammenwirkt und auf diese Weise einem Trennprozess unterworfen wird. Alternativ oder zusätzlich kann ein Trennelement auf einem Boden des Trennbeckens angeordnet werden. Das Trennelement kann allgemein eine vorbestimmte Geometrie, vorzugsweise eine Gitterstruktur, besonders bevorzugt eine Siebstruktur, aufweisen, insbesondere um miteinander verbundene Bestandteile des Materialgemischs voneinander zu lösen, wenn das Materialgemisch mit dem Trennelement zusammenwirkt und dieses durchdringt, wenn eine betreffende Teilmenge aus dem Ladebehälter freigegeben wird und durch das Trennelement auf den Boden des Trennbeckens fällt. Das Trennelement kann geneigt sein.

An der Anordnung können auch mehrere Trennelemente angeordnet werden, die unterschiedlich ausgebildet sein können, um das Materialgemisch bezüglich unterschiedlicher Bestandteile zu trennen. Beispielsweise können Materialien mit unterschiedlichen Korngrößen durch unterschiedliche Trennelemente getrennt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Wandung bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung oder Anordnung des Trennbeckens zumindest teilweise in einen Erdboden eingelassen, wobei sich der Innenbereich vorzugsweise zumindest teilweise unterhalb einer Oberkante des Erdbodens erstreckt.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform ist an dem Trennbecken wenigstens ein Sensor zum Bestimmen einer Trübung der Flüssigkeit angeordnet, insbesondere wobei dem Sensor eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen von Reinigungsinformationen auf der Grundlage der bestimmten Trübung zugeordnet ist. Die Anzeigevorrichtung kann insbesondere eine Signaleinrichtung aufweisen, um die Reinigungsinformationen einem Benutzer visuell zu vermitteln, wie bereits weiter oben beispielhaft erläutert. Zusätzlich oder alternativ kann die Anzeigevorrichtung ein mobiles Endgerät aufweisen, insbesondere ein Smartphone, Tablet oder dergleichen, welches einem Benutzer zugeordnet ist.

Beispielweise kann ein Benutzer, der eine mobile Maschine zur Durchführung des Reinigungsverfahrens steuert, das mobile Endgerät überwachen, um anhand der an dem Endgerät angezeigten Reinigungsinformationen über den Fortgang der Reinigung informiert zu werden. Das mobile Endgerät kann hierfür eine Softwareapplikation aufweisen, die dazu angepasst ist, über eine drahtlose Funkverbindung die mit dem Sensor ermittelten Daten über den Trübungszustand der Flüssigkeit zu empfangen und diese zum Anzeigen der Reinigungsinformationen zu verarbeiten. Beispielsweise kann ein Trübungsgrad der Flüssigkeit direkt angezeigt werden, oder es können hiervon abgeleitete Informationen bereitgestellt werden. Beispielsweise kann der Trübungsgrad mit einem Schwellenwert verglichen werden, um festzustellen, ob ein gewünschtes Reinigungsergebnis erzielt ist. Diese Information kann an der Anzeigevorrichtung angezeigt werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst die Anordnung wenigstens ein Absetzbecken zur Aufnahme von Flüssigkeit aus dem Trennbecken. Das Absetzbecken kann beispielsweise seitlich benachbart, insbesondere unmittelbar angrenzend zum Trennbecken angeordnet sein. Von dem Trennbecken über ein oder mehrere Auslässe abfließende Flüssigkeit kann unmittelbar in das Absetzbecken fließen, wobei sich an dem Boden des Absetzbeckens mit der Flüssigkeit mitgeführte Bestandteile des Materialgemischs absetzen können. Das Absetzbecken kann ein oder mehrere Auslässe aufweisen, sodass die Flüssigkeit aus dem Absetzbecken selbsttätig abfließen kann, nachdem sich Bestandteile des Materialgemischs abgesetzt haben. Der Boden des Absetzbeckens kann zumindest abschnittsweise geneigt sein.

Um den Absetzvorgang zu begünstigen, ist in dem Absetzbecken vorzugsweise wenigstens ein Strömungsverminderungselement angeordnet. Beispielsweise kann zwischen dem Auslass des Absetzbeckens und einem Einlass, durch das die Flüssigkeit in das Absetzbecken eintritt, ein Wandabschnitt angeordnet sein, insbesondere dergestalt, dass die Flüssigkeit nicht direkt zum Auslass des Absetzbeckens fließen kann sondern zunächst um den Wandabschnitt herum fließen muss. Die Strömungsgeschwindigkeit wird somit reduziert. Dementsprechend können sich beispielsweise sandige Bestandteile des Materialgemischs leichter in dem Absetzbecken absetzen.

Nach einer weiteren Ausführungsform weist die Anordnung wenigstens einen Sammelbereich für einen von dem Materialgemisch getrennten Teil des Materialgemischs auf. Der Sammelbereich kann beispielsweise unmittelbar angrenzend an das Trennbecken angeordnet sein. Auf diese Weise kann das Materialgemisch nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere mit dem Ladebehälter in den Sammelbereich befördert werden, wo es zur weiteren Verwendung abtransportiert werden kann. Oberhalb des Sammelbereichs kann wenigstens ein Trennelement angeordnet sein, welches dazu dient, das Materialgemisch von weiteren Bestandteilen zu trennen, die in dem Trennbecken noch nicht entfernt wurden. Beispielsweise können grobe Bestandteile mit dem Trennelement des Sammelbereichs aus dem Materialgemisch entfernt werden. In dem Trennbecken können hingegen vorzugsweise Feinanteile (z.B. Lehm und Ton) und Leichtstoffe (z.B. Kohle oder Kunststoff) entfernt werden. Im Ergebnis kann in dem Sammelbereich das Materialgemisch mit einem vorbestimmten Korngrößenbereich bereitgestellt werden. Zusätzlich können bei Verwendung des Trennelements Materialien mit abweichender Korngröße bereitgestellt werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Anordnung zumindest teilweise transportierbar ausgestaltet. Somit kann eine mobile Anordnung angegeben werden, die wahlweise zu unterschiedlichen Verwendungsorten verbracht und dort für die bestimmungsgemäße Verwendung positioniert werden kann. Dies ist vorteilhaft, um z.B. große Mengen eines Materialgemischs flexibel trennen zu können, ohne das Materialgemisch aufwändig zu einer ortsfesten Trennanordnung transportieren zu müssen. Die Anordnung kann ein oder mehrere Container aufweisen, welche die Anordnung zumindest teilweise bilden. Beispielsweise können das Trennbecken, das Absetzbecken und/oder der Sammelbereich, der als ein Sammelbecken ausgebildet sein kann, jeweils in Form eines Containers ausgebildet sein, die z.B. miteinander verbindbar sind, um die Anordnung zu bilden. Die Container können als Standard-Industriecontainer ausgebildet sein und sind vorzugsweise nach oben offen. Sie können jedoch wahlweise verschlossen werden, insbesondere wenn die Anordnung zu einem Verwendungsort verbracht wird.

Es versteht sich, dass Merkmale des Verfahrens bei der Anordnung entsprechend verwirklicht sein können und umgekehrt.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist vorgesehen, die Anordnung für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens zu verwenden.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine mobile Maschine vorgesehen, mit welcher das beschriebene Verfahren durchgeführt werden kann. Die mobile Maschine kann insbesondere ein Radlader sein und einen Ladebehälter aufweisen, um Teilmengen des Materialgemischs zu bewegen. Der Ladebehälter kann einen Innenbereich aufweisen, der von einer Wandung teilweise umschlossen wird, um den Behälter zu bilden. Außerdem kann sich zumindest ein Trennelement in dem Innenraum erstrecken, beispielsweise in Form von ein oder mehreren Vorsprüngen, insbesondere stabförmigen Abschnitten, wie weiter oben im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben.

Die Anordnung zum Trennen des Materialgemischs kann zusammen mit der mobilen Maschine zum Durchführen eines der Trennverfahren ein System zum Trennen von Materialgemischen bilden.

Die Erfindung wird im Folgenden lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten offenbart sind.

Die Zeichnungen zeigen im Einzelnen schematisch:

Fig. 1 eine Übersicht von Verfahrensschritten zu Trennen von Materialgemischen;

Fig. 2: ein Trennbecken mit einem Materialgemisch sowie eine mobile Maschine mit einem Ladebehälter;

Fig. 3: eine Teilperspektivansicht auf ein Trennbecken zum Trennen von Materialgemischen;

Fig. 4: mehrere Querschnittsansichten (Fig. 4a, 4b und 4c) von verschiedenen Trennbecken zum Trennen von Materialgemischen; und

Fig. 5 eine Anordnung zum Trennen von Materialgemischen in einer Draufsicht von oben (Fig. 5a) und einer Querschnittsansicht (Fig. 5b). Funktionsmäßig gleiche Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

Ein Trennverfahren zum Trennen Materialgemischen, insbesondere zum Reinigen von Materialgemischen, wird nachfolgend anhand von Fig. 1, 2 und 3 beschrieben. Das Verfahren beginnt mit Schritt 8, in dem eine Flüssigkeit wie z.B. Wasser in ein Trennbecken 16 über einen ersten Einlass 22 und einen zweiten Einlass 24 eingelassen wird. In Schritt 10 wird ein mineralisches Materialgemisch 18 in das Trennbecken 16 eingebracht, um es zu trennen, insbesondere indem Feinanteile mit einer Korngröße von weniger als 63 Mikrometer aus dem Materialgemisch 18 herausgewaschen werden. Hierbei wird das Materialgemisch 18 zumindest teilweise in das Wasser getaucht, welches sich über die Einlässe 22, 24 in dem Trennbecken 16 gesammelt hat, z.B. indem das Wasser über die Einlässe 22, 24 in das Trennbecken 16 gepumpt wird. Sodann werden nacheinander mehrere Teilmengen des Materialgemischs 18 angehoben und jeweils in das Trennbecken 16 freigegeben (Schritte 12 und 14). Die Schritte 10,12 und 14 werden insbesondere mit einer mobilen Maschine 30 durchgeführt, die in Fig. 2 schematisch dargestellt ist.

Die mobile Maschine 30 ist ein Radlader, an dem über Verbindungselemente 28 ein verschwenkbarer Ladebehälter 26 montiert ist. Innerhalb des Ladebehälters 26 sind mehreren Stangen 27 angeordnet, die eine in den Ladebehälter 26 aufgenommenen Teilmenge des Materialgemischs 18 auflockern und bindige Bestandteile mechanisch aufbrechen.

Die mobile Maschine 30 wird durch einen nicht gezeigten Benutzer oder autonom derart gesteuert, dass der Ladebehälter 26 die anhand von Fig. 1 erläuterten Verfahrensschritte 10, 12 und 14 ausführt. Zusätzlich wird das Materialgemisch 18 nach Abschluss des Trennverfahrens durch die mobile Maschine 30 wieder aus dem Trennbecken 16 entfernt und seiner bestimmungsgemäßen Verwendung zugeführt oder in ein Sammelbecken überführt, wie weiter unten mit Bezug auf Fig. 5 näher erläutert wird.

Das Trennbecken 16 weist einen Ladebereich 20 auf, in dem eine Wandungshöhe des Trennbeckens 16 herabgesetzt ist. Die Beschickung des Trennbeckens 16 mit dem Materialgemisch 18 wird hierdurch erleichtert.

Zur Ausführung des Verfahrensschrittes 10 werden mehrere Teilmengen des zu trennenden Materialgemischs 18 mit dem Ladebehälter 26 in das Trennbecken 16 eingebracht, sodass sich insgesamt eine mehrere Teilmengen umfassende Menge des Materialgemischs 18 in dem Trennbecken 16 befindet. Denkbar ist jedoch auch, dass lediglich eine einzige Teilmenge mit dem Verfahren getrennt wird. Das Einbringen des Materialgemischs 18 in das Trennbecken 16 kann insbesondere entsprechend zu den Verfahrensschritten 12 und 14 durchgeführt werden und auf diese Weise zum Trennen des Materialgemischs 18 beitragen.

Über die Einlässe 22 und 24 wird fortlaufend Wasser in das Trennbecken 16 eingelassen, welches das Materialgemisch 18 durchströmt und Leichtstoffe oder Feinanteile entfernt. Es wird vorzugsweise eine größere Menge an Wasser in dem Trennbecken 16 aufgenommen, sodass das Materialgemisch 18 zumindest teilweise in Wasser getaucht ist. Das Wasser fließt bei Überschreiten einer maximalen Füllhöhe über den Ladebereich 20 aus dem Trennbecken 16 ab und führt hierbei unerwünschte Bestandteile, insbesondere Feinanteile des Materialgemischs 18 mit sich. Auf diese Weise wird das Materialgemisch 18 getrennt.

Zur Durchführung der Verfahrensschritte 12 und 14 wird jeweils eine Teilmenge des Materialgemischs 18 in den Ladebehälter 26 eingebracht. Der Ladebehälter 26 wird sodann um mindestens einen Meter angehoben und dann derart verschwenkt oder geöffnet, dass die in dem Ladebehälter 26 aufgenommene Teilmenge in das Trennbecken 16 zurückfällt. Hierbei gelöste und aufgebrochene Bestandteile wie Lehm und Ton werden von dem Wasser in dem Trennbecken 16 erfasst und aus dem Materialgemisch 18 gespült.

Vorzugsweise werden nacheinander mehrere Teilmengen des Materialgemischs 18 angehoben und freigegeben, sodass die gesamte Menge des Materialgemischs 18 gewaschen wird. Das Verfahren wird solange fortgeführt bis die unerwünschten Bestandteile des Materialgemischs 18 zumindest im Wesentlichen vollständig aus dem Materialgemisch 18 herausgewaschen worden sind.

Mit Bezug auf Fig. 3 wird eine schematische Teilperspektivansicht auf das Trennbecken 16 beschrieben. Das Trennbecken 16 weist einen ersten Wandungsabschnitt 34, einen hierzu senkrecht angeordneten zweiten Wandungsabschnitt 36 und einen dritten Wandungsabschnitt 40 auf. Der dritte Wandungsabschnitt 40 ist im Wesentlichen parallel zu dem ersten Wandungsabschnitt 34 angeordnet und bildet einen Ladebereich des Trennbeckens 16, der das Einbringen und Entfernen des Materialgemischs 18 (in Fig. 3 nicht gezeigt) erleichtert. Der erste Wandungsbereich 34 weist eine Höhe 32 auf, die größer als eine Höhe 40 des dritten Wandungsbereichs 38 ist. Die Wandungsabschnitte 34, 36 und 38 umgeben einen im Wesentlichen senkrecht zu den Wandungsabschnitten angeordneten Boden 42 des Trennbeckens 16. Die Wandungsabschnitte 34, 36 und 38 können alternativ auch geneigt oder anderweitig beckenbildend ausgestaltet sein, um eine vollständige Trennung des Materialgemischs zu begünstigen (nicht gezeigt in Fig. 3). Ein vierter, die Wandungsabschnitte 34 und 38 miteinander verbindender Wandungsabschnitt ist in Fig. 3 nicht gezeigt. Die Einlässe 22 und 24 sind im Bereich des Bodens 42 und gegenüberliegend zum dritten Wandungsbereich 38 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich können Einlässe 22' und 24' beabstandet vom Boden 42 in den Wandungsabschnitten 34 und 36 angeordnet sein, z.B. in den Wandungsabschnitten 34 und/oder 36. Der dritte Wandungsabschnitt 38 dient durch seine niedrigere Höhe 40 als Auslass für in das Trennbecken 16 eingelassenes Wasser.

An dem Trennbecken 16 ist ein Trübungssensor 44 zum Ermitteln der Wassertrübung angeordnet. Der Sensor 44 ist direkt oder indirekt, z.B. über eine Drahtlosverbindung und/oder über eine Internetverbindung mit einer Anzeigevorrichtung 46 verbunden, die auf der Grundlage einer mit dem Sensor 44 ermittelten Wassertrübung Reinigungsinformationen anzeigt. Beispielsweise kann bei einer Wassertrübung unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts eine erfolgreiche Trennung angezeigt werden.

In Fig. 4 sind verschiedene mögliche Querschnitte für das Trennbecken 16 gezeigt. In Fig. 4a ist der Boden 42 durch einen als Rampe ausgebildeten dritten Wandungsabschnitt 38 begrenzt. Die Rampe 38 ist hin zum Boden 42 geneigt, wobei die mobile Maschine 30 (vgl. Fig. 2) bedarfsweise in das Trennbecken 16 einfahren kann.

In einem weiteren Beispiel (vgl. Fig. 4b) ist der Wandungsabschnitt 38 parallel zu dem Boden 42 ausgebildet, sodass eingelassenes Wasser sofort über den Boden 42 und den Wandungsabschnitt 38 abfließen kann.

Ein weiteres Beispiel für das Trennbecken 16 ist in Fig. 4c gezeigt. Der Wandungsabschnitt 38 ist in diesem Beispiel als eine zu dem Boden 42 hin ansteigende Rampe ausgebildet. Hierdurch wird gewährleistet, dass Wasser auch mit großen Mengen unerwünschten Materials stets zuverlässig abfließen kann. Material, welches sich außerhalb des Trennbeckens 16 ablagert, stellt jedoch kein Hindernis für die weitere Nutzung des Trennbeckens 16 dar.

Mit Bezug auf Fig. 5a und 5b wird nachfolgend eine Beckenanordnung 48 zum Trennen von Materialgemischen, insbesondere mineralischen Materialgemischen, beschrieben. Sie umfasst ein Trennbecken 16‘, welches in seiner Funktionsweise für das Verfahren gemäß Fig. 1 dem Trennbecken 16 von Fig. 3 entspricht. Die Anordnung 48 umfasst ferner ein Absetzbecken 50, welches seitlich benachbart zum Trennbecken 16' angeordnet ist und zum Absetzen von Sedimenten dient, die in der aus dem Trennbecken 16' in das Absetzbecken 50 fließenden Flüssigkeit (z.B. Wasser) enthalten sind. Insbesondere können sich aus dem Materialgemisch herausgewaschene Sandanteile in dem Absetzbecken 50 absetzen und von dort insbesondere mit der mobilen Maschine 30 abtransportiert werden. Der Sand kann auf diese Weise zusätzlich zu dem von dem Sand getrennten Materialgemisch einer gewerblichen Nutzung zugeführt werden. Möglich ist insbesondere auch, den Sand aus dem Absetzbecken 50 wieder dem von Lehm und Ton getrennten Materialgemisch hinzuzufügen. Der Ertrag des Verfahrens wird auf diese Weise gesteigert.

In dem Absetzbecken 50 können sich im Allgemeinen Bestandteile absetzen, deren Korngröße im Wesentlichen größer als 63 Mikrometer ist. Hierzu gehört beispielsweise Sand, der definitionsgemäß eine Korngröße von bis zu 4 mm aufweist. Bestandteile mit einer Korngröße von weniger oder gleich 63 Mikrometer werden hingegen überwiegend mit der aus dem Absetzbecken 50 abfließende Flüssigkeit entfernt. Hierzu gehören insbesondere Lehm (Korngröße zwischen 2 und 63 Mikrometer) und Ton (Korngröße kleiner als 2 Mikrometer). Es versteht sich, dass die genannten Schwellenwerte 63 und 2 Mikrometer beispielhafte Definitionswerte repräsentieren, die für andere Materialgemische anders definiert sein können.

Die Anordnung 48 umfasst rückseitig angrenzend an das Trennbecken 16' ferner ein Sammelbecken 52, in dem das getrennte Materialgemisch, das nach Durchführung des Trennverfahrens auch lediglich ein einziges Material aufweisen kann, gesammelt wird. Das Materialgemisch wird hierzu mittels des Ladebehälters 26 von dem Trennbecken 16' in das Sammelbecken 52 verbracht.

Die Anordnung 48 weist mehrere miteinander verbundene Wandungen auf, die zusammen das Trennbecken 16‘, das Absetzbecken 50 und das Sammelbecken 52 bilden. Zum einen weist die Anordnung Seitenwände 54, 56 und 60 auf, welche die Becken 16‘, 50 und 52 in seitlicher Richtung begrenzen, wie z.B. in Fig. 5a gezeigt. Zum anderen ist für die Becken 16‘, 50 und 52 eine gemeinsame Rückwand 58 vorgesehen. Diese ist wie die Seitenwände 54, 56 und 60 senkrecht zum Boden 42 ausgerichtet. Alternativ kann die Rückwand 58 geneigt sein, insbesondere so, dass die Rückwand 58 in Richtung hin zu dem Boden 42 geneigt ist, d.h. der Boden 42 und die Rückwand 58 schließen einen stumpfen Winkel ein (nicht gezeigt). Der Neigungswinkel der Rückwand 58 kann z.B. 45 Grad betragen. Die Breite der Rückwand 58 kann z.B. 1,5 Meter betragen. Andere Werte sind jedoch möglich.

Zusätzlich ist das Trennbecken 16' mit Vorderwandabschnitten 66 und 68 ausgerüstet, die sich z.B. im Wesentlichen senkrecht von den Seitenwänden 54, 56 nach innen erstrecken und einen Freibereich 80 begrenzen, in dem die Wandung des Trennbeckens 16' die Höhe des Bodens 42 aufweist, entsprechend zu dem Querschnitt von Fig. 4b. Die Vorderwandabschnitte 66, 68 wirken dem kurzzeitigen Abfließen einer großen Menge an Flüssigkeit aus dem Trennbecken 16' entgegen, insbesondere wenn eine Teilmenge des Materialgemischs in das Trennbecken 16' freigegeben wird und die Flüssigkeit hierdurch in starke Bewegung versetzt wird. Hierdurch wird gewährleistet, dass stets eine ausreichende Menge Flüssigkeit in dem Trennbecken 16' vorhanden ist und der Flüssigkeitsverbrauch insgesamt begrenzt wird. Außerdem wird gewährleistet, dass das Materialgemisch vorwiegend im Trennbecken 16' verbleibt, welches andernfalls mit einer starken Strömungsbewegung der Flüssigkeit aus dem Trennbecken 16' befördert werden könnte.

Die Seitenwand 56 bildet eine Trennwand zwischen dem Trennbecken 16' und dem Absetzbecken 50 und weist optional einen nicht näher gezeigten Flüssigkeitsdurchlass auf, der einen Auslass für das Trennbecken 16' bildet, der in das Absetzbecken 50 mündet. Darüber hinaus bildet der Freibereich 80 einen Auslass für das Trennbecken 16‘. Der gemeinsame Boden 42 des Trennbeckens 16' und des Absetzbeckens 50 ist insgesamt z.B. um 6 Grad in Richtung hin zu der Rückwand 58 geneigt, sodass die Flüssigkeit und Materialanteile mit einer gewünschten Korngröße, insbesondere Sandanteile, welche ansonsten mit der Flüssigkeit abtransportiert werden würden, soweit wie möglich in den Becken 50 und 16' verbleiben. Überschüssige Flüssigkeitsmengen fließen einerseits von dem Trennbecken 16' durch den optionalen Auslass der Seitenwand 56 in das Absetzbecken 50 sowie aus dem Freibereich 80 um den Vorderwandabschnitt 66 herum in das Absetzbecken 50. Aus dem Absetzbecken 50 fließt die Flüssigkeit mit verlangsamter Fließgeschwindigkeit um die Mittelwand 64 herum zum Auslass 62. Der Mittelwandabschnitt 64 dient zur Verlangsamung des Flüssigkeitsstroms in Richtung hin zu dem Auslass 62, sodass das Absetzen von Sandanteilen begünstigt wird.

Das Trennbecken 16' weist mehrere nicht näher gezeigte Einlässe auf, die insbesondere entlang der Seitenwand 54 angeordnet sind. Die für die Trennung des Materialgemischs erforderliche Flüssigkeit wird über die Einlässe in das Trennbecken 16' eingelassen, wobei die mehreren Einlässen dafür sorgen, dass die Flüssigkeit nicht lediglich punktuell, sondern räumlich verteilt eingebracht wird. Auf diese Weise kann die Flüssigkeit besonders effektiv auf das Materialgemisch einwirken und zu dessen Reinigung beitragen. Ferner ist es bevorzugt, dass Flüssigkeit kontinuierlich in das Trennbecken 16' eingelassen wird, um einen Flüssigkeitsstrom durch das Trennbecken 16 und das Absetzbecken 50 zu erzeugen.

In dem Trennbecken 16' sind außerdem geneigte Wandabschnitte 74 und 76 angeordnet, vgl. insbesondere Fig. 5b. Diese erstrecken sich vorzugsweise parallel zu den Seitenwänden 56 und 54 und begrenzen den Boden 42 in dem Trennbecken 16' auf einen Abstand 78, der zwischen den Wandabschnitten 74, 76 gebildet ist. Die Wandabschnitte 74, 76 vermeiden eine Ansammlung des Materialgemischs in den Ecken zwischen dem Boden 42 und den Seitenwänden 54, 56. Aus denselben Gründen kann ein weiterer geneigter Wandabschnitt (in Fig. 5a und 5b nicht gezeigt) parallel zu der Rückwand 58 angeordnet sein.

Vorzugsweise ist der Abstand 78 an die Breite des Ladebehälters 26 angepasst, sodass das Materialgemisch zwischen den Wandabschnitten 74, 76 im Wesentlichen vollständig durch den Ladebehälter 26 erfasst werden kann. Sofern Teile des Materialgemischs auf die Wandabschnitte 74, 76 gelangen, rutscht es selbsttätig auf den Boden 42 zurück. Auf diese Weise wird die Durchführung des Trennverfahrens wesentlich verbessert, weil einerseits eine vollständige Trennung und andererseits eine effiziente Bewegung des Materialgemischs gewährleistet wird.

Ferner ist es möglich, die Einlässe für das Trennbecken 16' im Bereich der geneigten Wandabschnitte 74, 76, insbesondere an den Wandabschnitten 74, 76 auszubilden, um die Trennung des Materialgemischs weiter zu verbessern.

Oberhalb des Trennbeckens 16' ist ein erstes Trennelement 70 angeordnet, welches die Trennung des Materialgemischs unterstützt. Beispielsweise ist das Trennelement 70 an den Seitenwänden 54, 56 sowie der Rückwand 58 befestigt und optional relativ zum Boden 42 geneigt, wobei die Neigung variabel einstellbar sein kann. Das Trennelement 70 ist vorzugsweise mit einer Kammstruktur ausgebildet. In dieser können mehrere Langelemente nebeneinander angeordnet sein und/oder sich z.B. kreuzweise überlagern. Dies ist in Fig. 5a lediglich schematisch angedeutet. Zwischen den Langelementen sind Öffnungen gebildet sind, die von dem Materialgemisch zumindest teilweise passiert werden können (in Fig. 5a lediglich schematisch angedeutet). Auf diese Weise werden insbesondere bindige Bestandteile des Materialgemischs aufgebrochen, wenn eine jeweilige Teilmenge aus dem Ladebehälter 26 freigeben wird und sodann durch das erste Trennelement 70 in das Trennbecken 16' fällt. Beispielsweise können bindige Bestandteile des Materialgemischs durch den Druck des nachfallenden Materials durch die Kammstruktur des Trennelements 70 gepresst und damit zerkleinert werden. Auf diese Weise erhöht sich die Oberfläche des Materialgemischs wodurch die Trennung weiter verbessert wird. Beispielsweise ermöglicht die vergrößerte Oberfläche des Materialgemischs die Erzeugung von umfassenden Relativbewegungen, um den Trennprozess noch effizienter voranzutreiben.

Das Trennelement 70 kann alternativ auch im Bereich des Bodens 42 angeordnet sein und optional geneigt sein. Beispielsweise kann das Trennelement 70 auf einem geneigten Abschnitt der Rückwand 58 angeordnet sein (nicht gezeigt). Es trennt einerseits bindige Bestandteile und erzeugt andererseits Relativbewegungen innerhalb des Materials. Zusätzlich kann ein Einlass für das Trennbecken 16' derart angeordnet sein, dass Flüssigkeit aus der Rückwand 58 über das Trennelement 70 fließt (nicht gezeigt). Auf diese Weise kann das Materialgemisch mit dem Trennelement 70 vorteilhaft in einer flüssigen bzw. wässrigen Umgebung Zusammenwirken.

Das Trennelement 70 kann zusätzlich oder alternativ eine Siebstruktur für das Materialgemisch aufweisen, um grobe Bestandteile zu trennen.

Oberhalb des Sammelbeckens 52 ist ein zweites Trennelement 72 angeordnet, welches eine in Fig. 5a lediglich schematisch angedeutete Siebstruktur aufweist. Das Trennelement 72 kann insbesondere an den Seitenwänden 54, 56 und der Rückwand 58 befestigt und optional relativ zu dem Boden 42 geneigt sein. Das Trennelement 72 dient dazu, das Materialgemisch abschließend zu sieben, wobei insbesondere grobe Bestandteile, die größer als eine gewünschte Korngröße sind, herausgefiltert werden können. Insbesondere kann das Trennelement 72 dazu verwendet werden, ein dem Materialgemisch hinzugefügtes Trennmittel, z.B. grobe Steine, wieder aus dem Materialgemisch zu entfernen. Somit können mithilfe der Anordnung 48 insgesamt sowohl Feinanteile als auch Grobanteile effizient aus dem Materialgemisch entfernt werden, um es für eine bestimmungsgemäße Verwendung aufzubereiten. Außerdem gestattet die Anordnung 48 auch die weitere Verwendung der getrennten Anteile, sofern diese brauchbare Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise können sandige Anteile, die sich in dem Absetzbecken 50 abgesetzt haben, ebenfalls als Baustoff verwendet werden. Beispielsweise kann der abgesetzte Sand dem Materialgemisch wieder hinzugefügt werden. Das Trennelement 72 kann als ein Sieb ausgebildet sein, insbesondere als ein z.B. mehrdeckig ausgebildetes Rüttelsieb, durch das eine Klassierung des Materialgemischs erfolgen kann.

BEZUGSZEICHENLISTE

8 Einlassen von Reinigungsflüssigkeit

10 Einbringen von Materialgemisch

12 Anheben einer Teilmenge des Materialgemischs 14 Freigeben der Teilmenge in das Trennbecken

16, 16' Trennbecken 18 Materialgemisch

19 Wasser

20 Ladebereich 22, 22' erster Einlass 24, 24' zweiter Einlass 26 Ladebehälter

27 Stangen

28 Verbindungselement 30 mobile Maschine

32 erste Höhe 34 erster Wandungsabschnitt 36 zweiter Wandungsabschnitt 38 dritter Wandungsabschnitt 40 zweite Höhe

42 Boden 44 Trübungssensor 46 Anzeigeeinrichtung 48 Beckenanordnung 50 Absetzbecken

52 Sammelbecken 54 Seitenwand 56 Seitenwand 58 Rückwand 60 Seitenwand Auslass

Mittelwand

Vorderwandabschnitt Vorderwandabschnitt erstes Trennelement zweites Trennelement geneigter Wandabschnitt geneigter Wandabschnitt Abstand Freibereich