专利名称：用于改进废金属工业中的分离材料的品质的方法
用于改进废金属工业中的分离材料的品质的方法本申请要求2010年11月9日提交的美国临时专利申请N0.61/411，735、2010年11月24日提交的美国临时专利申请61/416，813，2011年8月22日提交的美国临时专利申请61/525，902的优先权，所有这些文献以引用的方式并入本文。
背景技术：
废金属加工目前通常包括使用大型设备从而粉碎和批量分类可回收材料，而后是冗长的劳动密集型手工分类最终产物。最终产物通常是相对低级的产物，除非操作者尽力控制加工废料的进料含量。提出一种用于废金属加工从而达到更大的回收和更高级的制得产物的方法，所述方法用于铁质材料和非铁质材料并且具有更少的损失到最终废料流的有价金属。此外，本发明相比于现有技术消除了巨大的资本设备和操作成本，允许节省操作员。
发明内容
提出从材料流粉碎和分类可回收材料的废金属加工方法，所述材料流包含铁质部分、非铁质部分、废料部分和包含复合材料的弱铁质部分。所述方法包括首先用第一粉碎机将所述材料流粉碎至能够进行下游分离加工的尺寸。将所述经粉碎的材料流传送至至少一个鼓式分离器从而从所述材料流除去所述非铁质部分，然后传送至第一传送机分离器从而从所述材料流进一步分离所述铁质部分。在完成这些步骤时，待通过下游加工处理的剩余材料流体现为原始材料流的10%至40%，相比于现有技术中的材料流的70%至75%。在优选的实施方案中，所述方法将来自所述第一传送机分离器的所述剩余材料流传送至手工分类阶段从而将所述剩余材料流分类成其剩余包含的成分部分。或者，来自所述第一传送机分离器的所述剩余材料流可以用第二粉碎机进一步粉碎并返回至所述方法初期的所述鼓式分离器用于再加工。在另一实施方案中，来自所述第一传送机分离器的所述剩余材料流积累然后返回至所述第一传送机分离器，用于在不同的机器设置下再加工。在另一实施方案中，来自所述第一传送机分离器的所述剩余材料流传送至自动分类机用于预分类所述剩余材料流，然后传送至手工分类阶段从而将所述剩余材料流分类成其包含的成分部分。在第一粉碎机产生宽尺寸范围的经粉碎材料的应用中，例如当粉碎机性能较差或有意性能较差时，来自所述第一传送机分离器的所述剩余材料流传送至更小的第二传送机分离器从而从所述材料流进一步分离所述非铁质部分。来自所述第二传送机的所述材料流中的所述剩余铁质部分和复合部分然后传送至手工分类阶段从而将所述剩余材料流分类成其剩余包含的成分部分。在每个实施方案中，所述第一传送机分离器可以是滑轮分离器、滑轮鼓式分离器或动态鼓式滑轮分离器。在具有第二传送机分离器的实施方案中，所述第二传送机分离器可以是滑轮分离器、滑轮鼓式分离器或动态鼓式滑轮分离器。在描述的每个实施方案中，所述鼓式分离器包括稀土永磁体、电磁体或电永磁体。在各个实施方案中，可以使用材料检测器从而调节所述第一传送机分离器的输出灵敏度。在手工分类所述材料流的实施方案中，所述剩余材料流的经分离的复合部分可以用第二粉碎机进一步加工和再加工，从而从所述复合材料分离所述铁质部分和所述非铁质部分。本领域技术人员将认识到本发明允许不同于所示那些的实施方案，并且将认识到设备和方法的细节可以以不同方式变化而不偏离本发明的范围。因此，附图和说明被视为包括这些等价实施方案而不偏离本发明的精神和范围。
为了更全面地理解和了解本发明及其许多优点，将参考结合附图的如下详细说明。图1显示了现有技术中如何进行废金属加工的流程图；图2为显示根据本文公开的本发明的优选实施方案如何进行废金属加工的流程图；图3为显示根据本发明的废金属加工的替代性实施方案的流程图；图4为显示根据本发明的废金属加工的替代性实施方案的流程图；图5为显示根据本发明的废金属加工的替代性实施方案的流程图；和图6为显示根据本发明的废金属加工的替代性实施方案的流程图。
具体实施例方式参考附图，贯穿所显示和描述的数个实施方案和附图，一些附图标记用于表示相同或相应的部件。在不同实施方案中通过添加小写字母表示相应的部件。描述了附图中所示的相应部件的形状或功能的变化。将理解实施方案中的变化通常可以互换而不偏离本发明。废金属加工是机器密集型的批量加工操作，并且加工的部分目前是非常劳动密集型的。图1显示了表示该方法的流程图。待加工的材料流10首先经过大型粉碎机12，所述大型粉碎机12研磨、粉碎、撕裂或以其他方式将材料破碎成更易控制的尺寸以用于下游加工。粉碎加工也造成为不同材料的复合物的制品破碎。例如，当废金属操作加工大型物品(例如汽车或其他大型装置)用于回收时，所述物品包括大量部件，所述部件具有不同种类的金属的组合，特别包括例如缠绕在钢制外壳内的铜丝、具有钢制活塞的铝桶、铝制框架上的钢制插销等中的铁、铜和铝。粉碎机12将大部分物品破碎成更小的块，目的是尽可能地分离材料的组合。所述方法的目的是分离和回收可以被金属加工商销售和再加工的各种金属部分。获得尽可能纯的金属部分使得废金属加工商去要求每种经回收金属部分更好的价格。材料流10的磁性金属部分主要由铁基铁质材料组成，所述铁基铁质材料可以熔融用于制钢。材料流10的非磁性和非铁质部分包含橡胶、弹性体、铝等。大部分这些物品也对回收有价值。经粉碎的材料流10还包含复合材料，所述复合材料为不可分离地组合的非铁质金属与铁质金属的组合，例如钢质交流发电机中的线圈铜丝或铝制框架上的钢质插销，所述复合材料在粉碎步骤中无论何种原因均不脱离。复合材料的磁性部分将由各种磁性分类机拣出，所述磁性分类机具有取决于使用的磁体的强度和各种分类机的机器设置而变化的效力程度。这些复合材料通常体现为回收系统中具有最大误差程度的成分。不可避免地，材料流10还包含一定量的漏过所述方法的废材料。如图1中所示，经粉碎的材料流10输送至单个或一系列鼓式分离器14从而从材料流除去铁质部分。鼓式分离器14通常由外壳构成，所述外壳通过驱动机构(未示出)围绕大量容纳在外壳内的磁性元件旋转。鼓式分离器14相对于材料流10以图1中箭头所示的方向旋转。如上所述，待分类的材料流10包含铁质材料、非铁质材料和复合材料的混合物。使用任何合适的输送系统(例如振动加料器、传送机、斜槽等)将材料流10供应至旋转的鼓式分离器14。材料流10的铁质部分和复合部分中的磁性元件磁性地吸引至鼓式分离器14内的磁体。鼓式分离器14具有一系列导向板(未不出),所述导向板帮助材料流10中的磁性材料沿着鼓式分离器14的旋转轴移动并且根据特定应用的需要将其排出至任何合适的输送系统(未示出)上，例如传送机、斜槽、振动加料器等。除去的材料流16中的非磁性材料和非铁质材料从系统排出用于进一步加工和分离有价值的非铁质金属。这包括非磁性废材料和一些具有不足以被鼓式分离器14捕获的铁质材料的复合材料。鼓式分离器的数量随装置变化，大多数装置具有两个鼓式分离器，一些装置具有一个或三个鼓式分离器。数量根据鼓式分离器14中的磁体的强度和在各个设施处从材料流10分离铁质部分的特定需要而变化。通常理解更多的鼓式分离器14提供具有更高含量的铁质产物的终产物，因为非铁质部分有更多的机会从系统脱出。然而，使用不太强劲的鼓式分离器14也导致更多的铁质材料或复合材料损失到除去的非铁质材料流16中，因为不太强劲的鼓式分离器14更有可能漏掉弱铁质(less-ferrous)材料或复合物。这降低了铁质材料的潜在回收并且也污染了之后从该非磁性材料流16分离的非铁质产物。具有更强磁体的鼓式分离器14更有可能以单程从材料流10捕获更多的铁质部分和复合部分，但是也更有可能捕获具有更大百分比的组合的非铁质材料的复合材料。在一些设施中，第一鼓式分离器14拣出材料流10中的非铁质材料和铁质材料，在该情况下使用第二或第三鼓式分离器从而进一步分离出非铁质材料。无论何种情况，在所有应用中都未见多个鼓式分离器。方法中的鼓式分离器14步骤有可能从材料流10除去由除去的材料流16表示的约25%至30%的材料。虽然除去的材料流16中的大多材料有可能是非铁质材料和非磁性材料，由于许多原因通常损失一些铁质材料。大多加工车间包括清扫磁体17从而回收一些该损失的铁质材料19,所述铁质材料19返回至鼓式分离器14用于加工。一些加工车间由于其鼓式分离器14的低效率而需要数个清扫磁体17。鼓式分离器具有各种尺寸，但是通常为48英寸至108英寸宽且直径为36英寸至72英寸。取决于设施的尺寸和设备的尺寸，这些系统通常每天加工数百吨原材料，甚至是每小时数百吨。通常地，现有技术中的大多鼓式分离器是使用产生3MG0e (兆高斯奥斯特)至IOMGOe范围内的电场的陶磁体或电磁体的那些。更强的鼓式分离器,例如由EriezManufacturing C0.制造的P-Rex'_、'、Permanent Rare Earth Xtreme Drum Magnet,使用产生大于35MG0e的磁场的稀土永磁体。在许多应用中，材料流随后传送至通过空气清洗塔18，其中材料流从空气清洗塔18的顶部(具有以相反方向迫使上升的高压空气)落下从而从材料流进一步清洗和除去粉尘粒子和轻物质。该步骤并非用于每个应用，因为粉尘可以通过材料流的进一步下游加工而除去，但是对于具有粉尘形成问题或者没有兴趣收集和加工微细金属粉尘的那些车间来说，该步骤提供益处。在该步骤的过程中除去的粉尘体现为总材料流10的极小部分，并且进入下一步骤的量基本上无变化地为材料原始体积的70%至75%。在具有空气清洗塔18的系统中通常不使用第三鼓式分离器14，其在图1中仅出于说明的目的而显示。来自空气清洗塔18的流出物然后传送至方法的最为劳动密集型的部分，其中材料流被手工分类20从而除去材料流10的包含铁质材料和非铁质材料的复合块22的那些成分，所述成分可以包含其他有价值的可利用材料，或仅待除去的废料23。材料流10的剩余物应仅包含高含量的铁质材料24，其通常为废金属加工的目标终产物。手工分类的复合材料22要么进一步粉碎从而分离铁质部分和非铁质部分并且进一步加工，要么作为产物销售，或者如果没有市场则丢弃。该手工分类20步骤最倾向于出错。取决于鼓式分离器14的加工速度，手工分类20步骤通常分成数个平行的传送机工作台(banks of conveyors),每个传送机工作台由多组分类员操纵，使得分类可以以易控制的手工分类速度进行。手工分类20需要加工原始材料流10的70%至75%。手工分类20中的错误直接影响最终铁质材料24产物的品质。提出的改进方法改进了分离方法的效率并且降低了对手工分类的依赖性。方法的基本轮廓显示在图2中。正如现有技术,待加工的材料流IOa首先经过大型粉碎机12a,所述大型粉碎机12a研磨、粉碎、撕裂或以其他方式将材料破碎成更易控制的尺寸。粉碎的材料流IOa传送至至少一个鼓式分离器14a从而从材料流除去铁质部分。除去的材料流16a中的非磁性材料和非铁质材料从系统排出用于进一步加工和分离有价值的非铁质金属。虽然所有鼓式分离器的构造可以得益于本文描述的改进方法，装配有产生更大磁场的技术的鼓式分离器14a被视为最有益的。更强劲的磁场倾向于拣出更多的复合材料，这造成在另一方面具有更大的铁质材料和复合材料损失的除去的材料流16a。下游的非铁质分离加工(本文未讨论)通常不能极好地分离复合材料。复合材料也可以损坏下游的非铁质分离加工，因此从除去的材料流16a消除复合材料对废料加工系统具有额外的益处。如本文公开的与传送机分离器26a组合的更强劲的鼓式分离器14a也倾向于不需要一系列鼓使之有效。这是因为本文描述的立即下游加工是更有能力的清洗/分类加工，其减少了用于完成清洗的多个鼓的需要。这也消除了每个副鼓(secondary drum)处的铁质物质的相关损失。使用具有更强磁场的鼓式分离器14a的进一步的结果是存在对清扫磁体的更少的需要，因为更少的铁质材料损失至除去的材料流16a。因此可以消除使用和维护这种清扫磁体设备的资本成本和操作成本。70%和75%之间的材料流IOa从鼓式分离器14a传送至下一步骤。从鼓式分离器14a排出的材料流IOa被送至传送机分离器26a用于进一步加工。传送机分离器26a可以是滑轮分离器、滑轮鼓式分离器或动态鼓式滑轮分离器。在任何情况下材料流IOa放置在变速传送带上。传送带的远端绕轴旋转，所述轴容纳一系列磁体，所述磁体沿轴向或沿径向设置在轴上。在滑轮分离器中，磁体以材料的流动方向随皮带表面以锁步(lock step)旋转。在滑轮鼓式分离器中,磁体绕轴固定在鼓内，而非磁性外壳在固定的磁体布置上方旋转。滑轮鼓式分离器的关键特征是磁体固定，并且当传送带绕轴移动材料时磁体不移动。动态鼓式滑轮分离器是其他两种体制的组合。磁体容纳在鼓内，所述鼓可以相对于传送带以不同速度和/或不同方向旋转磁体。通常设定动态鼓式滑轮分离器使得磁体以相同方向但是比传送带更慢的速度旋转。无论使用何种传送机分离器26a，当材料流经过传送机分离器26a的远端时，弱铁质中级材料28a和/或不包含足够磁性材料的复合材料由于离心力而从变速传送带抛出。更为磁性的铁质材料24a (通常为更高级的铁质材料)围绕变速传送带的端部运送并被分别排出。产生的废料部分32a可以抛弃，以低价销售，或者再加工以释放结合的金属并且回传以通过系统。传送机分离器26a的操作速度越快，有可能输送越多的材料连同弱铁质中级材料28a和废料部分32a，因此调节变速传送带的速度将平衡传送机分离器26a的端部处经受的必要的离心力和所需的清洁磁性产物。传送机分离器26a在除去磁性材料方面极为有效，并且取决于变速传送带的调节速度，铁质材料24a的磁性部分可以体现为其分类的材料的60%至90%(或原始材料流的体积的42%至68%)。从任何大量的手工分类消除该大部分的材料流改进了制得的铁质产物的品质，同时降低劳动成本。适合该目的的滑轮分离器的实例为由Eriez Manufacturing,Co制造的Shredl 。适合该目的的滑轮鼓式分离器的实例为由Eriez Manufacturing, Co制造的PT Separator 。适合该目的的动态滑轮鼓式分离器的实例为由Eriez Europe, Ltd制造的 DynamicDrum Separator 。一些传送机分离器26a可以包括鼓风机从而帮助从弱铁质中级材料28a流除去为轻质的(因此非金属的)元件。当弱铁质中级材料28a流从传送机分离器26a喷出时，吹至弱铁质中级材料28a流的空气流帮助维持更长的轨迹。这帮助“清洗”弱铁质中级材料28a流的废料(绒毛和微尘等)，进一步提供改进的结果。该废料然后视作(reports to)废料部分32a，进一步有益于本文更详细讨论的下游手工分类20a步骤。这种空气系统的资本成本和操作成本在图1中所示的现有技术的空气清洗塔18的20%至30%的范围内，因此无论是否使用这种系统，操作者将看到明显的成本节约。再次，主要由于材料流28a仅为现有技术中的材料流10的体积的一部分，因此产生经济节约。来自传送机分离器26a的弱铁质中级材料28a传送至手工分类20a区域。弱铁质中级材料28a流仅体现为不得不手工分类的原始材料流IOa的10%至40% (相比于现有技术的原始材料流10的70%至75%)。这意味着需要更少的工人进行手工分类并且错误率可以显著降低，这又产生可以以高价销售的更清洁的终产物。在改进的方法中，手工分类目前除去铁质材料和非铁质材料的复合材料22a或仅除去废料23a。手工分类的复合材料22a要么进一步粉碎从而脱离铁质部分和非铁质部分并且进一步加工，要么作为产物销售，或者如果没有市场则丢弃。此外，这种最终弱铁质中级材料28a流在除去复合材料22a和废料23a之后可以是制得的广物。这造成过去损失到铁质产物中的非铁质金属(降低铁质产物的级别并减少收集的非铁质金属的体积)的更好的回收。现有技术中的污染物在改进的方法中成为有价值的非铁质产物。所述方法可以修改从而包括材料检测器，例如X射线或Y射线分光镜，从而在各个位点(特别是在铁质材料24a和弱铁质中级部分28a)处测量和分析材料流的含量，从而提供反馈或前馈指令以改变传送机分离器26a的速度，从而精细调节材料处理系统的加工。这种系统也可以提供经分离材料的品质的实时分析，从而实现经分类材料流的更好的级别和价格。改进的方法的另一实施方案完全消除了手工分类。方法的基本轮廓显示在图3中。正如现有技术，待加工的材料流IOb首先经过大型粉碎机12b，所述大型粉碎机12b研磨、粉碎、撕裂或以其他方式将材料破碎成更易控制的尺寸。粉碎的材料流IOb传送至至少一个鼓式分离器14b从而从材料流除去铁质部分。除去的材料流16b中的非磁性材料和非铁质材料从系统排出用于进一步加工和分离有价值的非铁质金属。虽然所有鼓式分离器的构造可以得益于本文描述的改进方法，正如前文描述的实施方案，出于上文描述的相同原因，优选装配有产生更大磁场的技术的鼓式分离器14b。从鼓式分离器14b排出的材料流IOb被送至传送机分离器26b用于进一步加工。传送机分离器26b可以是滑轮分离器、滑轮鼓式分离器或动态鼓式滑轮分离器。正如前文提出的实施方案，弱铁质中级材料28b和/或不包含足够磁性材料的复合材料由于离心力而从变速传送带抛出。更为磁性的铁质材料24b围绕变速传送带的端部运送并被分别排出。产生的废料部分32b可以抛弃，以低价销售，或者再加工以释放结合的金属并且回传以通过系统。正如前文讨论的实施方案，来自传送机分离器26b的铁质材料24b的磁性部分可以体现为其分类的材料的60%至90% (或原始材料流的体积的42%至68%)。来自传送机分离器26b的弱铁质中级材料28b然后传送至第二粉碎机34b而不是手工分类。由于该剩余材料流体现为原始材料流IOb的一小部分(仅为原始材料流IOb的10%至40%)，可以使用更小容量的第二粉碎机34b代替方法开始时的更大粉碎机12b。来自该第二粉碎机34b的尺寸减小的材料36b然后可以落入第一粉碎机12b下游的方法前部，在此可以发生当前经脱离材料的回收。除了消除辛苦且易出错的手工分拣之外，该方法允许使用现有的相同分离工艺设备将由方法首次漏掉的或者组合在铁质材料和非铁质材料的复合组合中的之前无法合适分离的物品分入它们相应的部分中。因此，在做出购买第二粉碎机34b的经济决策之后，对于该额外加工不需要分离设备的新投资。所述方法可以修改从而包括材料检测器，例如X射线或Y射线分光镜，从而在各个位点(特别是在铁质材料24b和弱铁质中级部分28b)处测量和分析材料流的含量，从而提供反馈或前馈指令以改变传送机分离器26b的速度。这种系统也可以提供经分离材料的品质的实时分析，从而实现经分类材料流的更好的级别和价格。改进方法的另一实施方案积累非铁质材料输出物并使其返回至分离器从而第二次经过所述方法。以这种方式，首次漏掉的任何铁质材料24c或废材料32c具有另一个分离机会。方法的基本轮廓显示在图4中。正如现有技术，待加工的材料流IOc首先经过大型粉碎机12c，所述大型粉碎机12c研磨、粉碎、撕裂或以其他方式将材料破碎成更易控制的尺寸。粉碎的材料流IOc传送至至少一个鼓式分离器14c从而从材料流除去铁质部分。除去的材料流16c中的非磁性材料和非铁质材料从系统排出用于进一步加工和分离有价值的非铁质金属。虽然所有鼓式分离器的构造可以得益于本文描述的改进方法，正如前文描述的实施方案，出于上文描述的相同原因，优选装配有产生更大磁场的技术的鼓式分离器14c。从鼓式分离器14c排出的材料流IOc被送至传送机分离器26c用于进一步加工。传送机分离器26c可以是滑轮分离器、滑轮鼓式分离器或动态鼓式滑轮分离器。正如前文提出的实施方案，弱铁质中级材料28c和/或不包含足够磁性材料的复合材料由于离心力而从变速传送带抛出。更为磁性的铁质材料24c围绕变速传送带的端部运送并被分别排出。产生的废料部分32c可以抛弃，以低价销售，或者再加工以释放结合的金属并且回传以通过系统。
在该实施方案中，积累38c弱铁质中级材料28c用于再加工。积累38c允许累积直至收集足够量。积累38c然后返回40c至传送机分离器26c用于再加工。传送机分离器26c在没有来自材料流IOc的任何额外进料的情况下在不同的机器设置(例如不同的传送机速度，不同的磁性设置等)下运行。这使得弱铁质中级材料28c被更精细加工从而回收在第一程中可能漏掉的任何铁质材料，最后导致从非磁性/非铁质材料分离更为磁性的铁质材料。正如前文讨论的实施方案，来自传送机分离器26c的铁质材料24c的磁性部分可以体现为其分类的材料的60%至90%(或原始材料流的体积的42%至68%)。正如上文所述，弱铁质中级材料28c包含小百分比的在第一程中未捕获的铁质材料。设定传送机分离器26c从而在不同设定下操作允许使用现有的相同分离工艺设备将由方法首次漏掉的或之前无法合适分离的物品分入它们相应的部分中。因此，除了廉价的小型积累设备之外，对于该额外加工不需要分离设备的新投资。所述方法可以修改从而包括材料检测器，例如X射线或Y射线分光镜，从而在各个位点(特别是在铁质材料24c和弱铁质中级部分28c)处测量和分析材料流的含量，从而提供反馈或前馈指令以改变传送机分离器26c的速度。这种系统也可以提供经分离材料的品质的实时分析，从而实现经分类材料流的更好的级别和价格。提出的改进方法的另一实施方案通过配置自动分类装置改进分离方法的效率，从而进一步减少手工分类的量。方法的基本轮廓显示在图5中。正如现有技术，待加工的材料流IOd首先经过大型粉碎机12d，所述大型粉碎机12d研磨、粉碎、撕裂或以其他方式将材料破碎成更易控制的尺寸。粉碎的材料流IOd传送至至少一个鼓式分离器14d从而从材料流除去铁质部分。除去的材料流16d中的非磁性材料、非铁质材料从系统排出用于进一步加工和分离有价值的非铁质金属。虽然所有鼓式分离器的构造可以得益于本文描述的改进方法，正如前文描述的实施方案，出于上文描述的相同原因，优选装配有产生更大磁场的技术的鼓式分离器14d。从鼓式分离器14d排出的材料流IOd被送至传送机分离器26d用于进一步加工。传送机分离器26d可以是滑轮分离器、滑轮鼓式分离器或动态鼓式滑轮分离器。正如前文讨论的实施方案，弱铁质中级材料28d和/或不包含足够磁性材料的复合材料由于离心力而从变速传送带抛出。更为磁性的铁质材料24d围绕变速传送带的端部运送并被分别排出。产生的废料部分32d可以抛弃，以低价销售，或者再加工以释放结合的金属并且回传以通过系统。正如前文讨论的实施方案，来自传送机分离器26d的铁质材料24d的磁性部分可以体现为其分类的材料的60%至90% (或原始材料流的体积的42%至68%)。来自传送机分离器26d的弱铁质中级材料28d然后传送至配置的自动分类机42d用于首先分类和除去某种材料。自动分类机42d可以增补材料检测器，例如X射线、X射线荧光、颜色或传感器方法的组合，从而在手工分类20d区域中的任何副分类之前测量和分析弱铁质中级材料28d流的含量。在任何情况下，剩余材料流体现为原始材料流IOd的极小部分(仅为原始材料流IOd的5%至10%)。因此需要最小数量的工人进行手工分类并且错误率可以显著降低，这产生可以以高价销售的更清洁的终产物。适合于该目的的自动分类机42d的实例为由Steinert Elektromagnetbau GmbH制造的XSS-F分离器，和由WendtCorporation 制造的 X-Tract (r) XRF 分离器。
在改进的方法中，手工分类目前除去铁质材料和非铁质材料的复合材料22d或仅除去废料23d。手工分类的复合材料22d要么进一步粉碎从而分离铁质部分和非铁质部分并且进一步加工，要么作为产物销售，或者如果没有市场则丢弃。此外，这种弱铁质中级材料28d流在除去复合材料22a和废料23a之后仍然可以是制得的广物。这造成过去损失到铁质产物中的非铁质金属(降低铁质产物的级别并减少收集的非铁质金属的体积)的更好的回收。现有技术中的污染物在改进的方法中成为有价值的非铁质产物。所述方法可以修改从而包括材料检测器，例如X射线或Y射线分光镜，从而在各个位点(特别是在铁质材料24d和弱铁质中级部分28d)处测量和分析材料流的含量，从而提供反馈或前馈指令以改变传送机分离器26d的速度。这种系统也可以提供经分离材料的品质的实时分析，从而实现经分类材料流的更好的级别和价格。提出的改进方法的另一实施方案在原始粉碎机老化和/或性能较差或者有意提供经粉碎材料的宽尺寸分布的应用中改进分离方法的效率。方法的基本轮廓显示在图6中。正如现有技术，待加工的材料流IOe首先经过大型粉碎机12e，所述大型粉碎机12e研磨、粉碎、撕裂或以其他方式将材料破碎成更易控制的尺寸。在性能较差的粉碎机12e中，经粉碎材料的尺寸范围大于常规或预期。粉碎的材料流IOe传送至至少一个鼓式分离器He从而从材料流除去铁质部分。除去的材料流16e中的非磁性材料、非铁质材料从系统排出用于进一步加工和分离有价值的非铁质金属。虽然所有鼓式分离器的构造可以得益于本文描述的改进方法，正如前文描述的实施方案，出于上文描述的相同原因，优选装配有产生更大磁场的技术的鼓式分离器14e。从鼓式分离器He排出的材料流IOe被送至传送机分离器26e用于进一步加工。正如前文提出的其他实施方案，传送机分离器26e可以是滑轮分离器、滑轮鼓式分离器或动态鼓式滑轮分离器。正如前文讨论的实施方案，弱铁质中级材料28e和/或不包含足够磁性材料的复合材料由于离心力而从变速传送带抛出。更为磁性的铁质材料24e (通常为更高级的铁质材料)围绕变速传送带的端部运送并作为制得的产物被分别排出。产生的废料部分32e可以抛弃，以低价销售，或者再加工以释放结合的金属并且回传以通过系统。在具有性能较差的粉碎机12e的系统中，如前文所提出的，材料IOe的尺寸范围更大。这造成大块材料在传送机分离器26e可有效分离的范围之外的情况。这些较大的块通常占据材料流IOe的小百分比(可能小于10%)并且它们可以是高级铁质材料，但是仅由于它们的较大尺寸，它们视作弱铁质材料28e并且从磁性铁质材料24e流漏掉。正如前文提出的，来自传送机分离器26e的铁质材料24e的磁性部分可以体现为其分类的材料的60%至90%(或原始材料流的体积的42%至68%)。然而，当分离器加工的材料落入更窄的尺寸分布范围内时，所有的分离器更好的运转。在具有性能较差的粉碎机的系统中，取决于粉碎机12e的性能，铁质材料24e的部分更有可能体现为更少的原始材料。在该实施方案中，弱铁质中级材料28e被送至第二传送机分离器44e。操作者有权将废料部分32e送至(sending along)第二传送机44e用于进一步加工。第二传送机分离器44e比第一传送机分离器26e小得多，因为其仅需加工材料流IOe的体积的10%至40%。第二传送机分离器44e将被设计为不同于第一分离器26a，因为其将较粗尺寸的弱铁质中级材料28e (和如果由于操作者而包括来自第一传送机分离器26e的废料部分32e)分类成非铁质部分16e (其类似于在方法中之前由鼓式分离器14e分类的非铁质部分并且相似地处理)和铁质部分46e (主要包含被第一传送机分离器26e漏掉的粗铁质和任何含有铁质材料和其他材料的复合物的复合材料)。来自第二传送机分离器44e的铁质部分46e然后传送至手工分类20e区域。该剩余的铁质部分46e材料流体现为原始材料流IOe的更小部分(仅为原始材料流IOe的10%至20%)。这意味着需要更少的工人进行手工分类并且错误率可以显著降低，这又产生可以以高价销售的更清洁的终产物。在改进的方法中，在该实施方案中，手工分类目前除去铁质材料和非铁质材料的复合材料22e或通过额外分类从第二传送机分离器44e漏掉的任何废料23e。手工分类的复合材料22e进一步粉碎从而分离铁质部分和非铁质部分并且进一步加工，或作为产物销售，或者如果没有市场则丢弃。剩余的铁质部分46e根据操作者的决定被加工并且作为其他产物销售，或与高品质铁质材料24e共混。可以用清扫磁体(未示出)进一步加工来自鼓式分离器He和第二传送机分离器44e的非铁质部分16e，从而回收任何损失的铁质材料，所述铁质材料可以返回至鼓式分离器He用于加工。所述方法可以修改从而包括材料检测器，例如X射线或Y射线分光镜，从而在各个位点(特别是在铁质材料24e和铁质部分46e步骤)处测量和分析材料流的含量，从而提供反馈或前馈指令以改变第一传送机分离器26e和/或第二传送机分离器44e的速度，从而精细调节材料处理系统的品质。这种系统也可以提供经分离材料的品质的实时分析，从而实现经分类材料流的更好的级别和价格。本发明已经参考数个优选实施方案进行描述。在阅读和理解前述说明书时，他人可以进行许多修改和变化。旨在构建本发明从而包括所有这些变化和修改，只要它们落入所附权利要求或这些权利要求的等价物的范围内。
权利要求
1.用于从材料流粉碎和分类可回收材料的废金属加工的方法，所述材料流包含铁质部分、非铁质部分、废料部分和包含复合材料的弱铁质部分，所述方法包括: 用第一粉碎机将所述材料流粉碎至能够进行下游加工的尺寸； 将所述经粉碎的材料流传送至至少一个鼓式分离器从而从所述材料流除去所述非铁质部分；和 将来自所述至少一个鼓式分离器的所述材料流传送至第一传送机分离器从而从所述材料流进一步分离所述铁质部分和所述废料部分。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将来自所述第一传送机分离器的所述材料流传送至手工分类阶段从而将所述材料流分类成其剩余包含的成分部分。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括: 用第二粉碎机粉碎来自所述第一传送机分离器的所述材料流；和 使所述经粉碎的材料流返回至所述至少一个鼓式分离器用于再加工。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括: 积累来自所述第一传送机分离器的所述材料流； 使所述经积累的材料流返回至所述第一传送机分离器用于在不同的设置下再加工。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括: 将来自所述第一传送机分离器的所述材料流传送至自动分类机用于预分类所述材料流；和 将来自所述自动分类机的所述材料流传送至手工分类阶段从而将所述材料流分类成其剩余包含的成分部分。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括: 将来自所述第一传送机分离器的所述材料流传送至第二传送机分离器从而从所述材料流进一步分离所述非铁质部分；和 将来自所述第二传送机的所述剩余材料流传送至手工分类阶段从而将所述材料流分类成其剩余包含的成分部分。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一传送机分离器为滑轮分离器、滑轮鼓式分离器或动态鼓式滑轮分离器。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括: 将来自所述第一传送机分离器的所述材料流传送至第二传送机分离器，其中所述第二传送机分离器为滑轮分离器、滑轮鼓式分离器或动态鼓式滑轮分离器，从而从所述材料流进一步分离所述非铁质部分；和 将来自所述第二传送机的所述剩余材料流传送至手工分类阶段从而将所述材料流分类成其剩余包含的成分部分。
9.根据权利要求1所述的方法，其中使用材料检测器从而调节所述第一传送机分离器。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括: 将来自所述第一传送机分离器的所述材料流传送至手工分类阶段从而将所述材料流分类成其剩余包含的成分部分；和 用第二粉碎机粉碎所述材料流的经手工分类的复合部分。
全文摘要
本发明提出用于从材料流粉碎和分类可回收材料的废金属加工方法，所述材料流包含铁质部分、非铁质部分、废料部分和包含复合材料的弱铁质部分。所述方法包括首先用第一粉碎机将所述材料流粉碎至能够进行下游加工的尺寸。然后将所述经粉碎的材料流传送至至少一个鼓式分离器从而从所述材料流除去所述非铁质部分，然后传送至第一传送机分离器从而从所述材料流进一步分离所述铁质部分。在完成这些步骤时，待通过下游加工处理的剩余材料流体现为原始材料流的10%至40%，相比于现有技术中的材料流的70%至75%。
文档编号B03B7/00GK103201039SQ201180053539
公开日2013年7月10日 申请日期2011年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者T·G·沙特尔沃思, X·姜 申请人:埃里埃兹制造公司