Behandlungsvorrichtung und Verfahren zum Ablösen von Beschichtungen

Die Erfindung betrifft eine Schwingfördervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Ablösen von Beschichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15. In großem Umfang werden Reinkupfer bzw. Kupferlegierungen mit einer

Beschichtung versehen, so dass im Rahmen der Verarbeitung oder als

Recyclingmaterial erhebliche Mengen anfallen. Bei metallischen Rohstoffen ist der Wertstoffkreislauf seit langem gut etabliert. So fallen beim Stanzbiegen von

Bauteilen, beispielsweise von Steckverbindern, aus Bändern aus

Kupferwerkstoffen typischerweise ungefähr 50 bis 60 % des eingesetzten Bands als Stanzschrott an. Liegen diese Stanzschrotte sortenrein vor, werden sie wieder eingeschmolzen und zu neuen Bändern verarbeitet. Bei beschichteten Bändern, beispielsweise Kupferbändern, die mit Zinn, Silber oder weiteren Elementen und deren Legierungen beschichtet sind, können die Stanzschrotte meist nicht zu neuen Bändern umgearbeitet werden, da das Beschichtungsmaterial nicht in der Legierungszusammensetzung des Grundmaterials vorkommen darf. Derart „verunreinigte" Schrotte müssen meist verhüttet werden. Es entstehen

Verhüttungskosten und durch den Verlust der Legierungs- und

Beschichtungselemente tritt ein erheblicher Metallwertverlust auf. Das gleiche Problem tritt auch bei der Verarbeitung von partiell beschichteten oder partiell plattierten Bändern auf. Partielle Beschichtungen können beispielsweise aus Zinn, Gold oder Silber bestehen. Partielle Plattierungen können beispielsweise aus walzplattierten Streifen aus Aluminium bestehen. Im Unterscheid zu vollflächigen Beschichtungen oder Plattierungen weist der Stanzschrott bei partiellen Beschichtungen beziehungsweise partiellen Plattierungen erste und zweite

Bereiche auf, die sich hinsichtlich ihrer Verwertbarkeit unterscheiden. Aus der Druckschrift WO 2012/ 1 10 239 A1 ist ein Verfahren zum Ablösen von Beschichtungen von Schratten bekannt. Hierzu wird der Schrott mit einer

Flüssigkeit in Kontakt gebracht und beim Ablösen der Beschichtung in einer Förderrinne eines Schwingförderers entlang einer Förderrichtung vom Eintrittsende zum Austrittsende der Förderrinne bewegt. Das Verfahren hat besondere

Bedeutung bei der Entzinkung von Stahlschrotten. Bei der Durchführung einer solchen Entzinkung ist es daher von Bedeutung, die Reaktionszeiten genau zu kontrollieren, damit der unerwünschte Eiseneintrag in vertretbarem Rahmen bleibt.

Beschrieben ist ein Schwingförderer mit einer Förderrinne, in der die Ablösung der Beschichtung durchgeführt wird. Bei derartigen Schwingförderern handelt es sich um mechanische Fördereinheit für Schüttgüter unterschiedlicher Art, bei denen das zu transportierende Medium mittels Schwingungen bewegt wird. Ein typischer Schwingförderer bewegt sich zum Transport schräg nach oben in Förderrichtung und zurück, wodurch die Bewegung im Regelfall eine vertikale Komponente sowie eine horizontale Komponente in Förderrichtung umfasst. Auf diese Weise wird das Fördergut nach oben bewegt und trifft, nachdem sich der Schwingförderer selbst zurückbewegt hat, in einem in Förderrichtung näher zum Austrittsende der

Förderrinne liegenden Bereich wieder auf. Das am Eintrittsende auf die Förderrinne gebrachte Fördergut wird somit schrittweise in Richtung Austrittsende bewegt, indem es durch die Schwingungen stets etwas nach oben und in Richtung

Austrittsende geworfen wird. Pro Schwingung wird das Fördergut ungefähr um den waagerechten Vektor der Schwingungsamplitude weiterbewegt. Moderne

Förderrinnen erlauben es, die genaue Art der Schwingung einzustellen, so dass Frequenz, Impuls, Winkel etc. eingestellt werden können. Die Förderrinne eines Schwingförderers setzt sich üblicherweise zusammen aus einem weitgehend ebenen Boden und seitlichen, in Längsrichtung verlaufenden Begrenzungen. Im Betrieb wird das Fördergut an einem Ende, dem Eintrittsende, auf die Förderrinne auf- oder eingebracht und zum anderen Ende, dem Austrittsende, in Förderrichtung weiterbewegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ablösen von Beschichtungen weiterzubilden.

Die Erfindung wird bezüglich einer Vorrichtung durch die Merkmale des

Anspruchs 1 und bezüglich eines Verfahrens zum Ablösen von Beschichtungen durch die Merkmale des Anspruchs 15 wiedergegeben. Die weiteren

rückbezogenen Ansprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung. Die Erfindung schließt eine Behandlungsvorrichtung zum Ablösen von

Beschichtungen ein, mit einem Schwingförderer mit einer Förderrinne, welche wannenartig ausgeführt ist, um mit einem flüssigen Entschichtungsmedium ein Behandlungsbad auszubilden, mit einem Eintrittsende und mit einem Austrittsende für Schüttgut, wobei die Förderrichtung der Förderrinne vom Eintrittsende zum Austrittsende verläuft. Die Förderrinne weist zumindest eine Zuführeinrichtung und unterhalb der Oberfläche des Behandlungsbades zumindest eine

Abführeinrichtung für das Entschichtungsmedium auf.

Das Entschichtungsmedium kann über die Zuführeinrichtung oberhalb und/oder unterhalb der Oberfläche des Behandlungsbades eingebracht werden und so eine Strömung des Entschichtungsmediums erzeugen.

Durch Eintritts- und Austrittsöffnungen unterhalb bzw. oberhalb des Badspiegels des Entschichtungsmediums in der Rinne des Schwingförderers entsteht eine Gleich-, Gegen- oder Querströmung relativ zur Förderrichtung des in der Förderrinne transportierten Schüttgutes. Hierbei entsteht zur Rüttelbewegung des Schwingförderers eine zusätzliche Strömung des Entschichtungsmediums an der Oberfläche des Schüttguts. Die Stärke der Strömung kann in Richtung und

Aufprägung variieren und einen schnellen Schichtabbau weiter begünstigen. Eine zusätzliche Anströmung der Schüttgutoberfläche vermindert zudem die Dicke der Reaktionsschichten an der Schüttgutoberfläche und trägt zu einem effizienten Schichtabtrag bei. Das Entschichtungsmedium kann beispielsweise eine saure wässrige Lösung, insbesondere mit dem Bestandteil Schwefelsäure sein. Auch der Einsatz von basischen Lösungen ist angedacht.

Sofern Zuführeinrichtung und Abführeinrichtung unterhalb der Oberfläche des Behandlungsbades angeordnet sind, kann auf Bedarf auf einfache Weise eine Strömungsumkehr erzielt werden. Auch ist durch eine Strömungsumkehr mit schneller Intervallfolge ein sogenannter Impulsbetrieb möglich. Ein Impulsbetrieb erzeugt zur weiteren Unterstützung des Schichtabtrags eine ständig wechselnde Strömung an der Oberfläche des Schüttgutes.

Besonders bevorzugt werden als Schüttgut flache und stückige Schrottmaterialien verwendet, die eine Beschichtung aufweisen. Beispielsweise kann es sich hier um Stanzschrotte aus zinnbeschichtetem Kupferlegierungsmaterial handeln, welche für ein weiteres Recycling möglichst sortenrein zur Verfügung stehen sollten und daher vorbehandelt werden müssen.

Durch eine Strömung des Entschichtungsmediums lassen sich auch vorteilhafte Konzentrationsgradienten einstellen und gelöste Stoffe zur Aufbereitung aus dem

Behandlungsbad abführen. Außerdem kann der Abtransport der abgelösten Beschichtungsbestandteile in einer definierten Richtung und mit einer vorgebbaren Geschwindigkeit erfolgen, wodurch eine effektive und effiziente Entschichtung des eingesetzten beschichteten Schüttgutes unabhängig von der Befüllmenge und der Durchsatzmenge des Materials in der Schwingförderrinne gewährleistet werden. Durch eine Strömung kann daher auch die Kontaktzeit zur Ablösung der

Beschichtung reduziert werden. Zudem ist eine gute Benetzung der Oberfläche des Schüttgutes mit dem Entschichtungsmedium von sämtlichen Seiten sichergestellt. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ergibt sich aus einer signifikanten Verbesserung der Schichtablösung durch eine gute und

gegebenenfalls allseitige Benetzung der Schüttgutoberfläche unter einem geschlossenen Badspiegel in einem bewegten Entschichtungsmedium. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann die zumindest eine

Zuführeinrichtung am Eintrittsende für Schüttgut angeordnet sein. Die zumindest eine Abführeinrichtung kann am Austrittsende für Schüttgut oder auch an einer Stelle zwischen Eintrittsende und Austrittsende angeordnet sein. Hierdurch wird eine in Bewegungsrichtung des Schüttgutes gleichartige Strömung erzeugt, welche den Transport des Schüttgutes fördert.

Vorteilhafterweise kann die zumindest eine Abführeinrichtung am Eintrittsende für Schüttgut angeordnet sein. Die zumindest eine Zuführeinrichtung kann am

Austrittsende für Schüttgut oder auch an einer Stelle zwischen Eintrittsende und Austrittsende angeordnet sein. Hierdurch wird eine in Bewegungsrichtung des

Schüttgutes entgegen gesetzte Strömung erzeugt, welche die Strömung an dessen Oberfläche zur effizienten Schichtablösung fördert.

Vorteilhafterweise kann die zumindest eine Zuführeinrichtung und die zumindest eine Abführeinrichtung gegenüberliegend und zwischen dem Eintrittsende und dem Austrittsende für Schüttgut quer zur Förderrichtung angeordnet sein. Hierdurch werden die Transportvorgänge in Transportrichtung weniger beeinflusst und erzeugen dennoch eine zusätzliche positive Strömungscharakteristik an der Oberfläche des Schüttgutes zur Schichtablösung. ln weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann der Boden der

Förderrinne horizontal verlaufen. Bei horizontalem Boden reicht in das durch Seitenwände allseitig umschlossene wannenartige Bad am Austrittsende

bevorzugt eine automatische Fördereinrichtung, welche das behandelte Schüttgut aus der Anlage entfernt.

Vorteilhafterweise kann der Boden der Förderrinne in Förderrichtung zumindest abschnittsweise geneigt verlaufen. Auf diese Weise sammelt sich das

Entschichtungsmedium entweder am Eintrittsende oder am Austrittsende, wodurch die Dimensionierung des Behandlungsbades weitere vorteilhafte technische Ausgestaltungen gestattet.

Bei bevorzugter Ausführungsform der Erfindung kann der Boden der Förderrinne in Förderrichtung vom Eintrittsende zum Austrittsende ansteigend oder abfallend verlaufen. Bei einem ansteigenden Verlauf der Förderrinne wird bevorzugt das

Austrittsende des Bodens der Förderrinne über den Badspiegel angehoben. Daher ist am Austrittsende keine Seitenwand vorhanden, so dass im Betrieb der Anlage das Schüttgut über das Austrittsende unmittelbar in einen Auffangbehälter oder auf anderweitige Transportmittel fallen kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Boden der Förderrinne in Förderrichtung vom Eintrittsende zum Austrittsende mit einer Neigung von 3° bis 10° ansteigend oder abfallend verlaufen. Die genaue Auswahl des Neigungswinkels bestimmt sich daraus, dass am Austrittsende keine

Seitenwand mehr vorhanden ist und sich dabei das Behandlungsbad in erster Linie am Eintrittsende bzw. am Austrittsende ausbildet. Die Neigung wird jedenfalls so groß gewählt, dass das Behandlungsbad zumindest über einen gewissen

Transportweg ausreichend tief ist, um das Schüttgut allseitig zu benetzen. In besonders bevorzugter Ausführungsform kann der Boden der Förderrinne zumindest abschnittsweise Erhebungen aufweisen. Die Erhebungen sollen eine gewisse Rauheit oder Oberflächenstruktur bewirken, so dass im Betrieb der Anlage das flüssige Entschichtungsmedium auch die bodenseitige Oberfläche des

Schüttgutes besser benetzen kann. Derartige Erhebungen können beispielsweise umformtechnisch durch Pressen oder auch alleine durch Sandstrahlen erzeugt werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann der Boden der

Förderrinne doppelwandig und als Strömungskanal für das Entschichtungsmedium mit Durchtrittsöffnungen in das Behandlungsbad ausgeführt sein. Der

Strömungskanal verläuft folglich unterhalb des zu transportierenden Schüttgutes. Mittels der Durchtrittsöffnungen gelangt das Entschichtungsmedium bei Betrieb der Anlage unmittelbar von unten in das Behandlungsbad und umströmt zunächst die üblicherweise schwerer erreichbare Unterseite des Schüttgutes. Hierdurch wird das zu behandelnde Schüttgut dann allseitig umströmt. Durch den Flüssigkeitseintritt von der Unterseite wird das am Boden anliegende Schüttgut auch vom Boden der Förderrinne abgehoben und eine Anhaftung konsequent vermieden. Der Teil der Wandung mit Durchtrittsöffnungen kann als Lochblech ausgeführt sein. Die Lochfolge und der Lochdurchmesser richten sich danach, dass kein Schüttgut durch die Lochung nach unten durchfallen kann. Hierbei kann der doppelwandige Teil der Förderrinne auch mehrteilig sein, so dass beispielsweise Lochbleche unterschiedlicher Lochung und gegebenenfalls auch unterschiedlicher

Oberflächenstruktur auswechselbar und damit auf die Geometrie des zu

behandelnden Schüttgutes anpassbar sind.

Vorteilhafterweise kann der Boden der Förderrinne Nuten oder Rinnen aufweisen. Derartige Nuten oder Rinne verlaufen bevorzugt in Förderrichtung und dienen der Verteilung des Entschichtungsmediums im Behandlungsbad quasi unterhalb des Schüttgutes. Hierdurch entsteht eine bodenseitige Leitstruktur für das

Entschichtungsmedium. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann am Schwingförderer die Zuführeinrichtung bzw. die Abführeinrichtung an der am tiefsten liegende Stelle des Behandlungsbades angeordnet sein. Hierdurch wird ein Bodenablass ausgestaltet, mittels dem das Behandlungsbad auf Bedarf zur Wartung und Reinigung der Anlage rückstandsfrei abgelassen werden kann.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung kann das Behandlungsbad flüssigkeitsdicht und/oder gasdicht ausgeführt sein. Bevorzugt wird der

Schwingförderer mit einem offenbaren oder abnehmbaren Deckel ausgeführt, der bis auf die Eintrittsstellen am Eintrittsende und die Austrittsstellen am Austrittsende den Schwingförderer abdichtet. An den Eintrittsstellen und Austrittsstellen können Schleuseneinrichtungen angeordnet werden, mit denen im Grenzfall der

Prozessraum flüssigkeitsdicht oder gasdicht verschlossen werden kann. Hierdurch kann ein unerwünschter Austritt des Entschichtungsmediums wirksam verhindert werden.

Des Weiteren bevorzugt kann im Bereich der Förderrinne eine

Reinigungseinrichtung angeordnet sein. Für Reinigungszwecke können im

Innenraum des Schwingförderers Düsensysteme angeordnet werden, welche beispielsweise nach einem Entfernen des Entschichtungsmediums mit

Spülmedium den Prozessraum säubern. Hierbei kann das Reinigungsmedium ebenfalls durch einen bodenseitigen Ablauf in der Förderrinne in einen weiteren auswechselbaren Auffangbehälter entfernt werden. Ein weiterer Aspekt der Erfindung schließt ein Verfahren zum Ablösen von

Beschichtungen mittels einer erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung durch die aufeinanderfolgenden Schritte ein:

- das Schüttgut wird über das Eintrittsende der Förderrinne in ein Behandlungsbad mit Entschichtungsmedium eingebracht,

- das Schüttgut wird in der Förderrinne entlang der Förderrichtung zum Austrittsende befördert,

- am Austrittsende wird das behandelte Schüttgut entnommen.

Dieser Aspekt der Erfindung geht dabei ebenfalls von der Überlegung aus, dass sich eine signifikante Verbesserung der Schichtablösung durch eine gute und möglichst allseitige Benetzung der Schüttgutoberfläche unter einem

geschlossenen Badspiegel in einem bewegten Entschichtungsmedium einstellt.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren näher erläutert.

Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Behandlungsvorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer

Behandlungsvorrichtung mit ansteigend geneigter Förderrinne, und

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer

Behandlungsvorrichtung mit abfallend geneigter Förderrinne.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt eine Behandlungsvorrichtung 1 zum Ablösen von Beschichtungen, mit einem Schwingförderer 2 mit einer Förderrinne 3, welche wannenartig ausgeführt ist, um mit einem flüssigen Entschichtungsmedium 41 ein Behandlungsbad 4 auszubilden. Über das Eintrittsende 5 bzw. das Austrittsende 6 wird beschichtetes Schüttgut 20 der Anlage aus einem Vorratsbehälter 51 zugeführt bzw. über eine Fördereinrichtung 61 abgeführt. Die Förderrichtung R der Förderrinne 3 verläuft vom Eintrittsende 5 zum Austrittsende 6 hin. Die Förderrinne 3 weist unterhalb der Oberfläche 42 des Behandlungsbades 4 zumindest eine Zuführeinrichtung 7 und zumindest eine Abführeinrichtung 8 für das Entschichtungsmedium 41 auf. Durch eine Strömung des Entschichtungsmediums 41 lassen sich gelöste Stoffe zur Aufbereitung aus dem Behandlungsbad 4 abführen. Über die

Abführeinrichtung 8 wird ein gewisser Anteil des Entschichtungsmediums 41 über eine Pumpeinrichtung 10 in eine Aufbereitungseinrichtung 9 befördert. In der Aufbereitungseinrichtung 9 kann beispielweise durch chemische Prozesse das gelöste Beschichtungsmatenal wieder abgeschieden werden. Im weiteren Verlauf wird das aufbereitete Entschichtungsmedium 41 über die Zuführeinrichtung 7 zum Ablösen von Beschichtungen dem Behandlungsbad 4 zugeleitet. Die Zuführeinrichtung 7 und die Abführeinrichtung 8 sind bevorzugt mit einem elastischen Schlauch oder einem Rohr mit elastischem Anschluss an die

Förderrinne 3 angebunden, welche eine Übertragung der Schwingungen beim Betrieb der Anlage verhindern soll. Der Boden 31 der Förderrinne 3 ist doppelwandig und als Strömungskanal 35 für das Entschichtungsmedium 41 mit Durchtrittsöffnungen 36 in das

Behandlungsbad 4 ausgeführt. Der Strömungskanal 35 verläuft folglich unterhalb des zu transportierenden Schüttgutes. Über Durchtrittsöffnungen 36 gelangt das Entschichtungsmedium 41 von unten in das darüber befindliche

Behandlungsbad 4, wodurch die üblicherweise schwerer erreichbare Unterseite des Schüttgutes zunächst mit umströmt wird. Der Teil der Wandung mit

Durchtrittsöffnungen 36 ist als Lochblech ausgeführt.

Die Förderrinne 3 des Schwingförderers 2 wird als mechanische Fördereinheit für Schüttgüter beim Betrieb der Anlage durch eine Schwingeinrichtung 32 in

Schwingung versetzt. Der Schwingantrieb 33 bewegt die Förderrinne 3 zum Transport schräg nach oben in Förderrichtung R und zurück, wodurch die

Bewegung eine vertikale Komponente sowie eine horizontale Komponente in Förderrichtung R umfasst. Das am Eintrittsende 5 in die Förderrinne 3

eingebrachte Fördergut wird durch den Schwingvorgang schrittweise in Richtung Austrittsende 6 bewegt. Die elastische Aufhängung 34 ermöglicht die Schwingbewegung der Förderrinne 3 relativ zum Untergrund. Die Schwingung wird bezüglich Frequenz, Impuls und Winkel eingestellt. Des Weiteren weist die

Behandlungsvorrichtung 1 eine Reinigungseinrichtung 37 auf, welche im oberen Teil der Anlage in einem Deckelelement 38 eingebaut ist.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsförm einer Behandlungsvorrichtung 1 mit geneigter Förderrinne 3. Der Boden 31 der

Förderrinne 3 verläuft in Förderrichtung R vom Eintrittsende 5 zum Austrittsende 6 ansteigend. Hierdurch sammelt sich das Entschichtungsmedium 41 im

Behandlungsbad 4 am Eintrittsende 5 und das Austrittsende 6 des Bodens 31 der Förderrinne 3 wird über den Badspiegel 42 angehoben. Daher kann am

Austrittsende 6 beim Betrieb der Anlage das Schüttgut 20 aus dem

Vorratsbehälter 51 in die Förderrinne 3 eingebracht werden und kann über das offene Austrittsende 6 in einen Auffangbehälter 62 fallen. Die Zuführeinrichtung 7 ist in diesem Falle am Eintrittsende 5 für Schüttgut 20 angeordnet. Die

Abführeinrichtung 8 ist an einer Stelle zwischen Eintrittsende 5 und Austrittsende 6 angeordnet. Der Übersichtlichkeit halber sind in Figur 2 die Aufbereitungseinrichtung und die Pumpeinrichtung nicht weiter dargestellt.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Behandlungsvorrichtung 1 mit geneigter Förderrinne 3. Der Boden 31 der

Förderrinne 3 verläuft in Förderrichtung R vom Eintrittsende 5 zum Austrittsende 6 abfallend. Hierdurch sammelt sich das Entschichtungsmedium 41 im

Behandlungsbad 4 am Austrittsende 6 und das Eintrittsende 5 des Bodens 31 der Förderrinne 3 wird über den Badspiegel 42 angehoben.

Über das Eintrittsende 5 bzw. das Austrittsende 6 wird beschichtetes Schüttgut 20 der Anlage aus einem Vorratsbehälter 51 zugeführt bzw. über eine

Fördereinrichtung 61 abgeführt. Die Förderrinne 3 weist oberhalb der Oberfläche 42 des Behandlungsbades 4 eine Zuführeinrichtung 7 und unterhalb der Oberfläche 42 des Behandlungsbades 4 eine Abführeinrichtung 8 für das Entschichtungsmedium 41 auf. Die Abführeinrichtung 8 ist in diesem Falle am Austrittsende 6 für Schüttgut 20 angeordnet. Der Übersichtlichkeit halber sind in Figur 3 wiederum die Aufbereitungseinrichtung und die Pumpeinrichtung nicht weiter dargestellt.

Bezugszeichenliste

1 Behandlungsvorrichtung

2 Schwingförderer

3 Förderrinne

31 Boden

32 Schwingeinrichtung

33 Schwingantrieb

34 elastische Aufhängung

35 Strömungskanal

36 Durchtrittsöffnungen

37 Reinigungseinrichtung

38 Deckelelement

4 Behandlungsbad

41 Entschichtungsmedium

42 Oberfläche des Behandlungsbades; Badspiegel

5 Eintrittsende

51 Vorratsbehälter

6 Austrittsende

61 Fördereinrichtung

62 Auffangbehälter

7 Zuführeinrichtung für Entschichtungsmedium

8 Abführeinrichtung für Entschichtungsmedium g Aufbereitungseinrichtung

10 Pumpeinrichtung

20 Schüttgut R Förderrichtung