专利名称：用于分选破碎残余物的设备和方法
技术领域：
本发明涉及具有权利要求1的前序部分所述的特征的、分选含有金属的废弃物的破碎残余物的方法，其目的是产生材料的、原材料的和能源的可利用部分；本发明还涉及具有权利要求21前序部分所述特征的、可借其对破碎残余物进行分选的设备。
由DE 4437852 A1中知道了一种方法，其中对轻破碎部分且尤其为了除去“不想要的成分”(尤其是铜和玻璃)而进行分选。破碎残余物在强制搅拌机里均匀化并与细颗粒至最细颗粒的并含可磁性化成分的材料混合并使所得到的混合物经过磁性分离器。业已表明，轻破碎部分中妨碍用于冶金的金属成分就可以按此方式被分离走。
在EP 0863114 A1中规定了，提供一种持久塑形的采矿充填材料，其方法是向轻破碎部分里掺入粘结剂成分、填充料和盐溶液，从而形成耐压的持久塑性物体。
由DE 19742214 C2公开的是，进一步粉碎轻破碎部分并对其进行热处理。在粉碎时或粉碎后，应将金属成分分选出来并使留下的混合物料在熔化反应器里熔化并通过冷却转化成“不危险”的固体材料。
EP 0922749 A1也公开了一种用于处理轻破碎部分的方法，其中使轻破碎部分在一个流化床气化器里并加入碳酸钙地进行焙烧。
在另一个加热处理方法中，DE 19731874 C1规定了，轻破碎部分在下一个阶段里重新挤压并且接着粉碎、均一化并减少含水量，以便在下一个阶段里进行热处理。
在EP 0884107 A2里规定，借助粉碎、分类和分级使轻破碎部分转变成具有粉碎等级≤20mm的无金属部分。轻破碎部分的分选应该得到一种经热处理可利用的部分。
除所指出的利用方法外，公开的还有对轻破碎部分进行预处理，其中将由铁、V2A钢和铝组成的铁磁性剩余部分分离开。类似方法也被用于重破碎部分的分选处理。此外，还公开的是，从这个部分里分离出聚烯烃。
所指出的方法的共同点在于，它们都只被设计用来加工处理轻破碎部分或重破碎部分。并没有规定一种共同的加工处理方法。此外，这些所指出的方法从材料目的、原材料的和能源的利用次序中利用程度的最大化方面来看是并不合适的。在法定要求有所提高(欧洲旧汽车规程、欧洲燃烧规程等)、堆放成本的提高以及对于所要堆放物的要求提高的背景下，希望提高利用比。1998年4月1日起实施的旧汽车法规则规定自2015年起一辆旧汽车的95％以上的体积必须利用。2000年9月通过的欧洲旧汽车规程中严格的要求还规定了材料和原材料的可利用的物料流增加到至少为85％。在规定中，排除了单纯的能源的利用，例如在垃圾燃烧设备里。
按照本发明，该任务通过具有权利要求1所述特征的、分选含有金属的废弃物且尤其是汽车车身的破碎残余物的方法以及通过具有权利要求21所述特征的、分选破碎残余物的设备来完成。该方法的特征在于，在分选轻破碎部分和重破碎部分时在初始过程中所产生的初次物料流至少有一部分被送给一个用于最终分选的共同主要过程。作为最终产品，生产出至少一铁磁性部分、一含非铁金属的部分、一粒料部分、一毛绒部分以及一砂子部分。提供的最终产品或可以直接供使用，或者在必要时在其它精选步骤里继续处理成高质量的可利用的产品。
从轻破碎部分中，最好在预处理中将分解出的铁成分、V2A钢成分和铝成分分离走。这种轻破碎部分最好—在第一粉碎机里分解；—接着，借助至少一个磁性分离器分离成至少一铁磁性部分和一非铁磁性部分；—在第二粉碎机里将非铁磁性部分分解；—从这个部分里，借助至少一个分类装置将细粒砂子部分分走；—余留部分在至少一个密度分离装置里分离成一毛绒部分和一粗粒重物料部分。
通过所指出的方法，逐步分解轻破碎部分并用中间采取的工艺步骤来分离特别有磨蚀作用的铁磁性成分，那么生产成本并尤其是在第二粉碎机组处的生产成本可以较低。此外，已经可以在分选破碎残余物的整个工艺过程中的这个点上分离开所希望的最终产品毛绒和砂子。另一个优选实施形式规定在初始过程里借助一种抽吸装置附带分离出一种泡沫材料部分(主要由聚胺酯构成)。
最好在第一粉碎机组并也在第二粉碎机组前，分别设置一个对筛选的部分进行分选和输送的分类装置。所涉及部分的直径以及粉碎机组的出料口当然要相互协调。总的来说，可以通过这种方式减小在粉碎机组里的磨损。
此外，重破碎部分在初始过程里最好通过至少一个金属分离器和至少一个分类装置而分离成至少一种富含非铁金属的部分、一重物料部分和一细颗粒的少金属的砂子部分。此外，可以考虑由重物料部分在至少一个密度分离装置里分离出一高密度的剩余部分。重破碎部分分离成不同的物料流，这是按照一种共同处理的观点采用以前在处理轻破碎部分的初始过程中所产生的物料流来进行。
在主要过程中来自初始过程的物料流最好这样集中，即—砂子部分汇集成一共同的砂子部分；—重物料部分汇集成一共同的重物料部分并借助一个粉碎机组来分解并通过一个密度分离装置被分离成粒料部分和一富含非铁金属的部分。
因而，在该过程的分步骤中产生了所希望的最终产品砂子、粒料和含有非铁金属的部分。含有非铁金属的部分则可以最好在一个共同的分选步骤里借助适合的方法步骤如砂浮选和光分级被分离成轻金属部分、有色金属部分和其余的金属部分。在分离时产生的非金属剩余部分则可以根据数量和组成的不同在适合的位置上重新被纳入主要过程和/或初始过程里。
方法的其它优选实施方式是其余的方法从属权利要求的主题。
本发明设备的优选实施形式是从属权利要求18-29的主题。关于本发明设备的优点尤其应该参见上面的有关本发明方法的叙述。
为此，工艺过程规定了一个用于轻破碎部分的初始过程VorL、一个用于重破碎部分SSF的初始过程Vors，和一个用于最终分选至少一部分在初始过程VorL和Vors中所产生的初次物料流的共同主要过程SRH。作为按实施例的最终产品就产生了一些部分，它们主要地并以尽可能高的纯度由铁(Fe)、钢(Z2A)、毛绒、砂子、粒料、泡沫材料PU和一种应除去的剩余部分组成。另外，可以将一种含有非铁金属的部分NE分离出来，这种部分通过相应的工艺过程又可被分离成具有有色金属Cu/Messing、轻金属Al/Mg和其它金属的一些部分。除剩余部分外，所产生的最终产品都可以用在冶金方面、材料、原材料或能源方面。
图2以流程图示意表示了用于分选破碎残余物的设备的主要组成部分以及各自在这工艺过程中在这些组成部分处所产生的中间产品和最终产品。为了清楚起见，在工艺过程中产生的最终产品就布置在中间。用于分选轻破碎部分SLF的初始过程Vors示意表示在图左面，用于分选重破碎部分SSF的初始过程表示在右面，而主要过程SRH在图下部中间。
重破碎部分SSF首先借助一个永磁性分离器PMs1进行两级的铁(Fe)和钢(V2A)的分离。在铁Fe和钢V2A分离之后，进行剩余物流的分类和含非铁金属部分Nes的分离。这例如可以这样来进行，即首先分类出不同的部分，例如大于和小于20mm，并将这些部分各自单独送往金属分离器Mas1。当然，还可以考虑附加分类等级。优先考虑尽可能利落地进行材料分离成为含非铁金属的部分Nes和剩余的少金属部分NMs。分类装置Ks1还规定粒度直径最好小于6mm的少金属部分NMs作为砂子部分Sands被分离出来。
剩下的粗粒少金属部分NMs接着用一个密度分离装置Ds1被分离成一重物料部分SGs和一高密度剩余部分。因而应该能防止在随后的粉碎机组里对重物料部分SGs继续处理时在粉碎空腔里还存在有高磨蚀性和尖棱状的材料，例如优质钢球。另外还可以在这个位置上再设置一个金属分离器，以便分离走最后的加速磨损的坚硬金属杂质。总的来说，初始过程Vors因而提供一铁部分(Fe)、一钢部分V2A、一含有非铁金属的部分Nes、一砂子部分Sands和一重物料部分SGs。
在初始过程VorL中，由轻破碎部分SLF起，首先在抽吸装置ABL1里分离出一泡沫材料部分PU(主要由易飞扬的聚胺酯组成)。分离出的泡沫材料块由风力传输至一个压力容器并在那里被自动压缩。这个部分可以直接利用或在一定条件下被送至下一个在此未详细说明的精选级。
剩余部分则在第一粉碎机组ZL1里分解，也就是说，要使机组ZL1的出料口含有的颗粒直径小于50mm。为了使粉碎机组ZL1的负荷尽可能低，可以规定前面接有一个在此未示出的分类装置，以便分离和输送直径大于50mm的部分。由粉碎过的部分里借助一个永磁性分离器PML1可以分离出一铁部分Fe和一钢部分V2A。剩余的非铁磁性部分NFL被送给第二粉碎机组ZL2，在此机组里，材料被进一步分解。粉碎机组ZL2的排出料按＜10mm来设计。在次也可以通过一个未示出的分类装置使粉碎机组ZL2的装入料限制到直径＞10mm的部分。
由这样良好分解过的非铁磁性部分NFL在下一个分类装置KL1里分离出一种细颗粒的砂子部分SandL。砂子部分SandL的颗粒大小最好规定为＜4mm。余下部分在一个相应的装置里DL1进行风力分选和密度分离。在装置DL1里借助横流风力分选机通过一个重物挡料板对一由毛绒组成的部分鼓风。由于前面的在一个振动输送机上输送并因而较重的材料已经向下沉积，因而在下面的重的部分就强制地下落到一个重物料排出口(重物料部分SGL)。总的来说，在初始过程VorL里，可以提供最终产品和中间产品泡沫材料块PU、铁Fe、钢V2A、砂子SandL和重物料SGL。在粉碎机组ZL1和ZL2里进行加工时所产生的重金属粉末和含有机物的粉末和沉泥输送至剩余部分Rest。
在主要过程里首先使砂子部分SandL、SandS汇集成共同的砂子部分Sand。必要时可以将这个部分输送给另一个此处未示出的精选级。
重物料部分SGL和SGS也汇集成共同的重物料部分SG。然后，这个部分在另一粉碎机组ZH1里重新被分解。粉碎机组ZH1的出料按＜8mm设计。粉碎机组ZH1通常设计成切削磨碎机，以便在此位置上实现最佳的材料分解破碎。在粉碎后，在空气跳汰床上(密度分离装置DM1)进行密度分离。分离出来的轻部分主要包括粒状塑料。该粒料可以在一定条件下在一个(此处未示出的)附加的精选过程中被分离成其它的可用最终产品。留下的重部分NEH大部分为非铁金属，即主要是铜铰合线。因而部分NEH已经可以在这个位置上脱离此过程，但也可以与含有非铁金属的部分NES合成一个共同的部分NE并一起进行分选处理。
含有非铁金属的部分NE的分选基本可以用砂子浮选设备SF1和光学分级器OS1来进行。采用砂浮选可以将主要由铝和镁组成的轻金属部分与重金属部分干式机械地分离开。必须说明的是，此处所用的砂子作为分选介质与从破碎残余物中分离出的部分“砂子”没有什么关系。重金属沉入砂床内，而轻金属则浮在砂床上。通过一种分离隔板使含有轻金属的上层流和富含重金属的下层流分离开。在一个属于砂浮选的过程步骤里将金属浓缩物又与分离介质砂子分离开。被分出的铝和镁部分Al/Mg在必要时还可以继续进行分离。
分离出的重的部分(尤其是锌、铜、黄铜、铅以及有可能V4A钢)通过光学分级器OS1分离成有色金属铜/黄铜和其它金属。有可能在这里所产生的非金属剩余物可以根据数量和成分的不同在合适的位置上，例如此处输送入初始过程VorL里。总结起来说，在主要过程SRH里，通过紧随的非铁金属分选提供了一Al/Mg部分、一铜/黄铜部分、一其余金属部分和一粒料部分。
符号一览表ABL1 抽吸装置(分离开泡沫材料部分)Al/Mg 轻金属部分Cu/Messing有色金属部分DN1，DL1，DS1 密度分离装置Fe铁部分Flusen毛绒部分Granulat 材料部分KL1，KS1 分类装置MAS1 金属分离器NE，NEN，NEL，NES含有非铁金属的部分NFL非铁磁性部分NMS少金属部分OS1光学分级器PML1，PMS1 永久磁体分离器PU 泡沫材料部分Rast 剩余部分Sand，SandL，SandS砂子部分SF1砂浮选设备SG，SGL，SGS重物料部分SLF轻的破碎物部分Sonstige Mettalle 其有金属的部分SRH主要过程SS 重的破碎物部分V2A钢的部分VorL用于轻破碎部分的初始过程Vors用于重破碎部分的初始过程ZL1，ZL2，ZH1 粉碎机组
权利要求
1.用于分选含有金属的废弃物且尤其是汽车车身并尤其是老旧汽车和/或事故汽车的车身的破碎残余物的方法，其中破碎残余物被分离成一轻破碎物部分(SLF)和一非铁磁性部分(重破碎物部分(SSF))，其特征在于，轻破碎部分(SLF)和非铁磁性部分(重破碎部分(SSF))在各自初始过程(VorL，Vors)中各自被分离成其它的料流；其中一个初始过程(VorL)的其中一种料流中的至少一部分与另一个初始过程(Vors)的其中一种材料流中的至少一部分被输送给一个用于继续进行分选处理的共同主要过程(SRH)。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，从主要过程(SRH)中作为一部分地产生了以下当中的至少两种并尤其是三种含铁部分(Fe，V2A)、含非铁金属的部分(NE)、粒料部分(Granulat)、毛绒部分(Flusan)、砂子部分(Sand)。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助一分离铁磁性剩余部分的磁性分离器，轻破碎部分(SLF)经受附加的预处理。
4.按上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，轻破碎部分(SLF)在初始过程(VorL)中—在第一粉碎机组(ZL1)里破碎分解；—接着，用至少一个磁性分离器(PML1)分离成至少一含铁的且尤其是铁磁性部分(Fe、V2A)和一非铁磁性部分(NFL)。
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，在初始过程(VorL)里，从轻破碎部分(SLF)中—在第二粉碎机组(ZL2)里分解出非铁磁性部分(NFL)；—从这个部分里，借助至少一个分类装置(KL1)分离出一细颗粒的砂子部分(SandL)，而且最好—剩余部分在至少一个密度分离装置(DL1)里特别是被分离成一毛绒部分(Flusen)和/或一粗颗粒的重物料部分(SGL)。
6.按权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在初始过程(VorL)里，从轻破碎部分(SLF)中借助一抽吸装置(ABL1)附加分离出一泡沫材料部分(PU)。
7.按权利要求4-6之一所述的方法，其特征在于，在第一粉碎机组(ZL1)前设置一个分类装置，它用于分离和输送一个至少第一个直径最好＞50mm(粗粒)的部分，而且粉碎机组(ZL1)的出料预先规定一个比第一个直径小的且最好＜50mm的直径。
8.按权利要求5-7之一所述的方法，在引用权利要求5的情况下，其特征在于，在第二粉碎机组(ZL2)前设置一个分类装置，它用于分离和输送一个具有至少第二个直径最好＞10mm(粗粒)的部分，而且粉碎机组(ZL2)的出料预先规定一个比第二个直径小的并最好＜10mm的直径。
9.按权利要求7或8所述的方法，其特征在于，分类装置的小破碎物经过当时的粉碎机组并至少部分地如当时出料口大小地被继续处理。
10.按权利要求5-9之一所述的方法，在引用权利要求5的情况下，其特征在于，通过分类装置(KL1)分离出一直径小于4mm的砂子(SandL)部分。
11.按上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，重破碎部分(SSF)在初始过程(Vors)里通过至少一个金属分离器(MAS1)和/或至少一个分类装置(KS1)被分离成至少两个部分并尤其是所有的部分，即一富含非铁金属的部分(NES)、一重物料部分(SGS)、一细颗粒的少金属砂子部分(SandS)。
12.按权利要求11所述的方法，其特征在于，在至少一个密度分离装置(DS1)里，从重物料部分(SGS)里分离出一种高密度剩余部分(Rest)。
13.按权利要求11或12所述的方法，其特征在于，通过分类装置(KS1)分离出一直径＜6mm的砂子部分(SandS)。
14.按上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，来自初始过程(VorL，Vors)的料流这样汇合在主要过程(SRH)里，即—砂子部分(SandL，SandS)汇合成尤其是共同的砂子部分(Sand)；—重物料部分(SGL，SGS)汇合成尤其是共同的重物料部分(SG)。
15.按权利要求14所述的方法，其特征在于，重物料部分(SG)借助一个粉碎机组(ZH1)被分解破碎，和/或通过一个密度分离装置(DHl)尤其是被分离成一粒料部分(Granulat)和/或一富含非铁金属的部分(NEM)。
16.按权利要求14或15所述的方法，其特征在于，粉碎机组(ZH1)的出料预先规定为＜8mm。
17.按权利要求11和15所述的方法，其特征在于，金属部分(NEH，NES)汇集成尤其是共同的金属部分(NE)。
18.按权利要求17所述的方法，其特征在于，特别是在一砂浮选装置中，从金属部分(NE)中分离出一轻金属部分(Al/Mg)和/或一重部分。
19.按权利要求18所述的方法，其特征在于，对重部分进行光学分级用以便分离出一有色金属部分(Cu/Messing)和/或一其余金属部分(Sonstige Metalle)。
20.按权利要求18或19所述的方法，其特征在于，一在分离时产生的非金属残留部分根据数量和成分的不同在合适的位置上被纳入主要过程(SRH)和/或初始过程(VorL，Vors)里。
21.用于分选含有金属的废弃物且尤其是汽车车身的破碎残余物的设备，该破碎残余物由一轻破碎物部分(SLF)和一非铁磁性部分(重的破碎物部分(SSF))组成，其特征在于，它具有一些装置，用这些装置使分选轻破碎部分(SLF)和重破碎部分(SSF)时在初始过程(VorL，Vors)里所产生的初次材料流至少有一部分被输送给一个用于最终分选处理的共同主要过程(SRH)，其中作为最终产品，至少生产一铁磁性部分(Fe/V2A)、一含有非铁金属的部分(NE)、一粒料部分(Granulat)、一绒毛部分(Flusen)和一砂子部分(Sand)。
22.按权利要求21所述的设备，其特征在于，设有一个磁性分离器，它从轻破碎物部分(SLF)里分离出铁磁性残余部分。
23.按权利要求21或22所述的设备，其特征在于，为了对经过预处理的轻破碎部分(SLF)进行分选，在初始过程(VorL)里，先后设有—第一个用于分解轻破碎物部分(SLF)的粉碎机组(ZL1)，—至少一个从非铁磁性部分(NFL)中分离出至少一种贴磁性部分(Fe，V2A)的磁性分离器(PML1)—分解破碎非铁磁体部分(HFL)的第二粉碎机组(ZL2)；—用于分离出一细粒砂子部分(SandL)的至少一个分类装置(KL1)和—用于从一粗颗粒的重物料部分(SGL)中分离出毛绒部分(Flusen)的至少一个密度分离装置(DL1)。
24.按权利要求23所述的设备，其特征在于，为了对已经预处理的轻破碎部分(SLF)进行分选，在初始过程(VorL)里设有一个分离出一泡沫材料部分(PU)的抽吸装置(ABL1)。
25.按权利要求23所述的设备，其特征在于，在第一粉碎机组(ZL1)前设置一个分类装置，它用于分选和输送一直径最好是＞50mm(粗粒)的部分，而且粉碎机组(ZL1)的出料口按规定最好小于50mm。
26.按权利要求23所述的设备，其特征在于，在第二粉碎机组(ZL2)之前设置一个分类装置没，它用于分选和输送直径最好＞10mm的部分(粗粒)，而且粉碎机组(ZL2)的出料口按规定为＜10mm。
27.按权利要求21-26之一所述的设备，其特征在于，为了对重破碎部分(SSF)进行分选，在初始过程(Vors)中相继设置一个金属分离器(MAS1)和至少一个分类装置(KS1)以便分离出至少一个富含非铁金属的部分(NES)、一重物料部分(SGS)和一细颗粒少金属的砂子部分(SandS)。
28.按权利要求27所述的设备，其特征在于，设有至少一个密度分离装置(DS1)，它用于从重物料部分(SGS)里分离出一高密度剩余部分(Rest)。
29.按权利要求21-28之一所述的设备，其特征在于，为了对来自初始过程(VorL，Vors)的材料进行分选处理，在主要过程(SRH)里设置—用于将砂子部分(SandL，SandS)汇集成共同的砂子部分(Sand)的装置；—用于将重物料部分(SGL，SGS)汇集成一共同的重物料部分(SG)的装置；—一用于分解破碎重物料部分(SG)的粉碎机组(ZH1)，和—随后是一个密度分离装置(DH1)，它用于从分解的重物料部分(SG)中分离出粒料部分(Granulat)和一富含非铁金属的部分(NEH)。
30.按权利要求29所述的设备，其特征在于，设置有用于将金属部分(NEH，NES)汇合成共同金属部分(NE)的装置。
31.按权利要求30所述的设备，其特征在于，设有一个砂浮选装置，它用于将金属部分(NE)分离成一轻金属部分(Al/Mg)和一重的部分。
32.按权利要求31所述的设备，其特征在于，设有一光学分级器，它用于将该重部分分离成一有色金属部分(Cu/Messing)和一其余金属部分(Sonstige Metalle)。
33.按权利要求31或32所述的设备，其特征在于，设有用于将非金属剩余部分在适合位置处纳入主要过程(SRH)和/或初始过程(VorL，Vors)中的装置。
全文摘要
本发明涉及分选含有金属的废弃物且尤其是汽车车身的破碎残余物的方法，该破碎残余物被分离成轻破碎部分(SLF)和非铁磁性部分(重破碎部分(SSF))，本发明还涉及用于分选含有金属的废弃物且尤其是汽车车身的破碎残余物的设备。本发明规定了在初始过程(VorL，Vors)里，在对轻破碎部分(SLF)和重破碎部分(SSF)进行分选时所产生的初次材料流至少有一部分被输送给一个用于最终分离的共同主要过程(SRH)，其中作为最终产品，产生至少一铁磁性部分(Fe/V2A)、一含有非铁金属的部分(NE)、一粒料部分(Granulat)、一毛绒部分(Flusen)和一砂子部分(Sand)。
文档编号B03B9/06GK1444509SQ01813422
公开日2003年9月24日 申请日期2001年9月11日 优先权日2000年10月27日
发明者D·戈尔德曼, B·敦宁, M·克努斯特 申请人:大众汽车有限公司