Sortierung von Nichteisenmetallen mit sensorbasierter Sortierung
Frank van de Winkel, Jörg Schunicht und Christian Pak
1. Grundlagen der sensorgestützten Sortierung ...456
1.1. Grundprinzip ...456
1.2. Sensortechniken ...457
2. Aluminiumsortierung ...458
2.1. Eingesetzte Technik ...458
2.2. Aluminium aus Automobil-Recycling ...459
2.3. Aluminium aus Verbrennungsaschen ...461
2.4. Upgrade und Kontrolle von Knetaluminiumlegierungen ...462
3. Buntmetall-Sortierung ...462
3.1. Eingesetzte Techniken ...463
3.2. Anwendungsbeispiel: Buntmetalle aus dem Automobilrecycling ...465
4. Feinkornsortierung ...466
4.1. Eingesetzte Techniken ...466
4.2. Anwendungsbeispiel: Kabel-Granulat-Sortierung ...467
5. Zusammenfassung ...469
6. Quellen ...469
Es ist zu verzeichnen, dass die Anforderung an die Qualität von Sekundärrohstoffen in der Zukunft immer weiter steigt. Dies gilt auch für den Bereich des Metallrecyclings.
In vielen Bereichen des Recyclings wird es immer wichtiger, Sekundärrohstoffe zu erzeugen, deren Qualität so nah wie möglich am Primärrohstoff liegt.
Eine Möglichkeit, die geforderten, hohen Qualitäten im Metallrecycling zu erreichen, liegt im Einsatz sensorgestützter Sortierung. Dort wo konventionelle Separationstechnik an ihre Grenzen kommt, können moderne, sensorgestützte Sortierverfahren helfen, hochwertige Produkte zu erzeugen.
Dieser Text soll eine Übersicht geben über bestehende Möglichkeiten zum Einsatz von sensorgestützter Sortiertechnik im Metall-Recycling. Speziell soll dargestellt werden, wie heute noch häufig anfallende Mischmetallfraktionen (fast) sortenrein erzeugt werden können.
1. Grundlagen der sensorgestützten Sortierung
Sensorgestützte Sortierung ist heute eine aus dem Recycling von Schüttgütern nicht mehr weg zu denkende Technologie zur Separierung von unterschiedlichsten Wertstoffen.
Um einen Überblick über Techniken und Einsatzmöglichketen der sensorgestützten Sortierung zu geben, erfolgt eine kurze Darstellung der Technologien:
1.1. Grundprinzip
Die Sensorgestützte Sortierung besteht im Wesentlichen aus drei Prozessstufen, die sich wie folgt benennen lassen [1]:
1. Vereinzelung – Das zu sortierende Material wird dem Sortiergerät zugeführt und so vereinzelt, dass möglichst jedes Materialstück (Korn) einzeln dem folgenden Schritt zugeführt werden kann. Dies erfolgt heute typischerweise entweder über schnelllaufende Förderbänder (Bandgeschwindigkeit zwischen 2 m/s und 3 m/s) oder über schiefe Ebenen, auf denen das Material herabgleitet.
2. Detektion – Mittels einer geeigneten Sensortechnik (Bild 2) werden eine oder auch mehrere charakteristische Eigenschaften des zu sortierenden Materials erfasst; es erfolgt eine elektronische Auswertung und Bewertung der Materialien; eine Ent- scheidung und Zuordnung der einzelnen Körner in zwei mögliche Klassen (Durch- gang und Abweis) erfolgt.
3. Ejektion – entsprechend dieser Klassifikation erfolgt nun (ausschließlich) ein se- lektives Austragen der vorher als Abweis klassifizierten Materialien in eine separate Fraktion. Dieses Austragen erfolgt heute fast ausschließlich mittels Druckluftdüsen [1], in einigen Fällen kann auch eine mechanische Ablenkung des Materials mittels sog. Klappen oder Paddel erfolgen.
Bild 1:
Grundprinzip der sensorgestütz- ten Sortierung
Austrag des Materials Zuführung
des Materials
Sensor/Sensoren
Dieses immer wieder kehrende Grundprinzip ist in Bild 1 dargestellt, dabei entspricht die Nummerierung im Bild o.g. Schritten.
1.2. Sensortechniken
Die in der sensorgestützten Sortierung einsetzbaren Sensoren sind vielfältig. Sie reichen von einfachen, elektromagnetischen Sensoren zur Detektion von metallischen Materia- lien/Metallen auf dem bereits o.g. Förderband bis hin zu komplexen, spektrometrischen Messmethoden, die in der Lage sind, spezifische Elemente zu detektieren.
Bereits C. Pak [2] gibt in seiner Präsentation auf dem 12th OEA International Aluminium Recycling Congress 2013 eine Übersicht über die verschiedenen Sensoren:
• Elektromagnetischer Sensor
• CCD Farbkamera (Zeilenkamera)
• Röntgentransmissions-Sensor
• Laser
• Radiometrischer Sensor
• Infrarot Kamera
• Röntgenfluoreszens Spektrometer
• Nah-Infrarot Spektrometer
Die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten dieser Sensoren können unten stehender Bild 2 entnommen werden.
Electromagnetischer Sensor (EM) Detektrierte Materialeigenschaft:
elektrische Leitfähigkeit, Permeabilität
10-12 10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 101 102 103 104
Ultraviolett (UV) Sichtbares Licht (VIS)
Mikrowellen Röntgen Gamma- Strahlung
Wechselstrom (AC) Radiowellen [m]
Infrarot (IR)
CCD Farbkamera Camera (COLOR) Detektierte Materialeigenschaft:
Farbe, Helligkeit
Röntgen Transmission (XRT) Detektierte Materialeigenschaft:
atomare Dichte, unabhängig von Dicke /Größe
(Sichtb.) Licht Spektrometrie (VIS) Detektierte Materialeigenschaft:
Sichtbares Spektrum, transparent/
opak Laser
Detektierte Materialeigenschaft:
Streuung von Laserlicht
Radiometrie (RM)
Detektierte Materialeigenschaft:
Radioaktivität
IR Kamera (IR)
Detektierte Materialeigenschaft:
Wärmeleitfähigkeit und -ausbreitung
X-ray Fluoreszenz (XRF) Detektierte Materialeigenschaft:
elementare Zusammensetzung
Nah-Infrarot Spektrometrie (NIR) Detektierte Materialeigenschaft:
spezifische Eigenschaften in reflektierten NIR Spektrum Infrarot Transmission (IRT) Detektierte Materialeigenschaft:
Lichtabsorption
Bild 2: Sensortechniken in der sensorgestützten Sortierung
2. Aluminiumsortierung
Am Beispiel der Sortierung von verschiedenen Aluminiumschrotten soll nun verdeut- lich werden, wie die sensorgestützte Sortierung bei der Aufbereitung von Schrotten und der Rückgewinnung hochwertiger, sekundärer Rohstoffe helfen kann. Hierbei kann generell festgehalten werden, dass mit steigender Verunreinigung des Sekundärroh- stoffes der Aufwand bei der Sortierung zur Gewinnung hochwertiger Produkte steigt.
So sind z.B. Neuschrotte aus der produzierenden Industrie nur leicht mit anderen Materialien verunreinigt und können leicht recycelt werden. Materialien hingegen, die aus komplexen Aufbereitungsprozessen gewonnen werden wie etwa dem Recycling von Automobilen sind deutlich schwerer zu sortieren.
Ziel der Sortierung ist es jedoch (fast) immer, aus einem Gemisch an Sekundärma- terialien ein finales schmelzwerkfähiges und von Störstoffen befreites Endprodukt zu erstellen. Gleichzeitig liegt der Fokus auch darauf, im Rahmen der Aufbereitung den Gutmaterialverlust weitestgehend gering zu halten.
2.1. Eingesetzte Technik
Für die Sortierung von Schwermetallen und schwermetallhaltigen Aluminiumlegie- rungen wird häufig ein sensorgestütztes Sortiersystem verwendet, welches auf der Röntgentransmissionstechnik basiert. Diese Technologie ist nun bereits seit einigen Jahren im Einsatz und hat sich bewährt. Eine Prinzip Skizze ist in Bild 3 zu sehen.
1 2 3 4
Materialzuführung Röntgen-Kamera (XRT) Röntgenquelle Austragskammer 1
2
3 4
Bild 3: Prinzip der sensorgestützten Sortierung mittels Röntgentransmission
Das unsortierte Material wird in diesem Falle einer TITECH x-tract zugeführt (1). Mit- tels eines schnelllaufenden Förderbandes wird das zu sortierende Material entzerrt und vereinzelt und der Röntgendetektion zugeführt. Röntgenstrahlung wird emittiert und diese durchdringt dann das Material auf dem Förderband. Das durchleuchtete Material
nimmt – abhängig von seiner Materialart und – dicke – eine gewisse Menge der Rönt- genstrahlung auf und absorbiert diese. Die Röntgenzeilenkamera nimmt dann mittels zwei Sensorkanäle mit unterschiedlichem, spektralem Verhalten [3] Bilder auf. Diese werden nachfolgend mit einander verknüpft (Bild 4). Das Ergebnis ist nun nahezu un- abhängig von der Materialdichte. Bei einem vorliegenden Dichteunterschied zwischen den zu sortierenden Materialien kann dann ein Austragen bestimmter Materialien erfolgen [3].
Breitbandröntgenquelle
Zweikanaliger Sensor
Rot-Kanal
Grün-Kanal Langwellige Strahlung
Kurzwellige Strahlung
Bi-chromtisches Modell
Röntgen- Bild- transformation
Z: Ordnungszahl
Klassifizierte Bilddaten
Z > ZAl Z = ZAl Z < ZAl
Bild 4: Prinzip der Bildbearbeitung beim Röntgentransmissions-Verfahren
2.2. Aluminium aus Automobil-Recycling
Im Folgenden werden anhand einer Anwendung aus dem Automobilrecycling erreich- bare Sortierergebnisse dargestellt. Hierbei handelt es sich um folgende Materialien aus dem Automobilshredder-Betrieb:
- Sog. Zorba (Wirbelstromscheider Produkt), Korngröße zehn bis dreißig Milimeter - Zorba, Korngröße dreißig bis siebzig Milimeter
- Zorba, Korngröße siebzig bis einhunderzehn Milimeter
Das sogenannte Zorba wird durch eine klassische Aufbereitung – also der Kombination von Zerkleinerung, Siebung, Magnetscheidung und Wirbelstromscheidung – erzeugt und wird in einem finalen sensorbasierten Aufbereitungsschritt einem oben beschrie- benen Sortieraggregat zugeführt. Hierbei erfolgt optimaler Weise die Zuführung der unterschiedlichen Korngrößen-Fraktionen in Chargen, da dies aus Sicht der mechani- schen Aufbereitung und hinsichtlich optimal auf das Korngrößenspektrum abgestimm- ter Sortierprogramme für die besten Sortierergebnisse (hohe Durchsatzleistung, hohe
Produktreinheit und niedrige Materialverlust) essentiell ist. Das Sortiergerät wiederum trennt dann das zugeführte Material in eine Fraktion mit niedriger atomarer Dichte (Aluminium) und mit hoher atomarer Dichte (sog. Schwermetalle). Dabei ergeben sich für das Aluminiumprodukt Reinheiten nach händischer Qualitätskontrolle von etwa 97 bis 99 Prozent.
In Bild 5 sind Schmelzwerte dargestellt, die im Rahmen einer Projektabnahme ermit- telt wurden. Wie man hierin ersehen kann, gelingt eine signifikante Reduktion der Schwermetall-Gehalte. Speziell die Werte Kupfer von unter zwei Prozent und von Zink auf etwa ein Prozent sind herauszustellen.
Auffällig ist noch, dass die Werte für die Schwermetalle Kupfer und Zink im feinen Material (zehn bis dreißig Milimeter) deutlich höher sind als im groben (dreißig bis siebzig Milimeter). Diese Anreicherung der beiden Schwermetalle in der Alumini- umschmelze ist durch einen erhöhten Anteil an feinem Gussaluminium zu erklären.
Gussaluminium im Vergleich zu Knetaluminiumlegierungen ist deutlich spröder, bricht deshalb sehr viel schneller und feiner und sammelt sich in der Freifraktion. Dieses feinkörnige Gussaluminium enthält bereits einen höheren Anteil an Schwermetallen wie Kupfer und Zink.
8
4 3 2 7 6 5
1 Gehalte
%
Kupfer Zink Silizium Eisen Nickel Magne- sium
Blei Titan ELV Zorba 10 - 30 mm
ELV Zorba 30 - 70 mm ELV Zorba 10 - 70 mm
0
Bild 5: Schmelzergebnisse einer Aluminium-Fraktion
2.3. Aluminium aus Verbrennungsaschen
Auch im Bereich der Hausmüllverbrennung fällt ein Gemisch aus verschiedenen Metallen an. Dieses Gemisch ist oft reich an Aluminium. Es wird ebenfalls durch eine Kombination aus Brechen/Zerkleinern, Sieben, Magnet- und Wirbelstromscheiden erzeugt. Das Wirbelstromscheider-Produkt wird in die unterschiedlichen Korngrößen, z.B. 4 bis 8 mm, 8 bis 12 mm, 12 bis 25 mm und 25 bis 50 mm klassiert. Anschließend wird es – wie bereits oben beschrieben – dem Sortieraggregat zugeführt. Hierbei erfolgt wiederum eine Sortierung in Schwermetalle (hohe atomare Dichte) und Leichtmate- rialien (Aluminium). Eine Darstellung des Materials erfolgt in Bild 6. Festzustellen ist hierbei, dass es sich bei dieser Art von Aluminium oft um eine relative gute Fraktion bestehend aus überwiegend Knetaluminium handelt.
Bild 6:
Aluminium aus Hausmüll- verbrennungsaschen
Schmelzergebnisse (Bild 7) bestätigen einen hohen Anteil an Knetaluminium in dieser sortierten Fraktion. Da ein fast 98 Prozentiges Aluminium in diesem Sortierbeispiel erzeugt wurde, welches nahezu kein Silizium, wenig Kupfer und wenig Zink enthält, lässt auf eine Zusammensetzung aus überwiegend Knetaluminium schließen.
Bild 7:
Schmelzergebnisse Aluminium aus Abfallverbrennungsaschen
Kupfer 0,43 % Aluminium
97,79 %
Nickel 0,03 %
Blei 0,05 % Zink 0,33 % Eisen 0,70 %
2.4. Upgrade und Kontrolle von Knetaluminiumlegierungen
Ein weitere Einsatzbereich für sensorgestützte Sortierung im Bereich der Nichteisen- metallaufbereitung ist die Qualitätskontrolle und die Qualitätsverbesserung von Knetaluminiumschrotten.
Im Sinne des hochwertigen Recyclings aber auch der möglichen Energieeinsparung beim Recyceln streben viele Aluminium-Schmelzbetriebe den vermehrten Einsatz von Sekundärmaterialien an.
Um nun aus Knetaluminiumschrotten wieder hochwertigste Aluminiumlegierungen erzeugen zu können, muss eine ausreichende Abreicherung an Schwermetallen aber auch an schwermetallhaltigen Aluminiumlegierungen erfolgen.
Untersuchungen haben gezeigt, dass diese Eingangsschrotte immer noch sehr hohe Zink (Massengehalt um etwa einProzent in der Schmelze) und Kupfer (Massengehalt um etwa 0,2 Prozent in der Schmelze) Werte aufweisen. Um ein hochwertiges Recyceln zu gewährleisten, strebt die Industrie Werte für Zink von kleiner 0,2 bis 0,4 Prozent und für Kupfer kleiner 0,3 bis 0,4 Prozent an.
Mit dem Einsatz von sensorbasierter Sortiertechnik (derzeit vornehmlich TITECH x- tract) kann dies – bei relativ hohen Durchsatzraten für das zu verarbeitende Material – sichergestellt werden. Die Sortierergebnisse sind jedoch abhängig vom eingesetzten Aufgabematerial wie auch vom eingesetzten Vorprozess. Eine Darstellung des erzeugten Produktes findet sich in Bild 8.
Bild 8:
Sortiertes (Knet-) Aluminium- produkt
3. Buntmetall-Sortierung
Bisher ist nur die Sortierung von Aluminiummaterialien mittels Röntgentransmissions- Technologie betrachtet worden. Ziel hierbei ist immer die Erzeugung einer möglichst sauberen, hochwertigen Aluminiumfraktion. Die ausgetragenen Schwermetalle liegen
nach dieser Sortierung als Mischung aus Kupfer, Messing, Zink und anderen grauen Metallen vor. In der Fortführung des Recyclingprozesses gilt es nun, diese Mischung weiter aufzubereiten.
Für die Umsetzung stellt die sensorgestützte Sortierung eine effiziente Lösung dar. Hier kann mittels einer eingesetzten Farb-/Form-/EM-Sortierung (evtl. in mehreren Sor- tierschritten) eine Unterscheidung in die verschiedensten Fraktionen stattfinden, z.B.:
• Kupfer
• Messing
• Elektronische Leiterplatten
• Graumetalle
• usw.
Ein Bespiel für ein solches, zu sortierendes Metallgemisch ist in der unten stehenden Bild 9 dargestellt.
Bild 9:
Eingangsmaterial in die Farbsor- tierung (TITECH combisense), nach XRT Sortierung
3.1. Eingesetzte Techniken
Im Folgenden nun eine kurze Darstellung einer möglichen Technologie, mit der die oben beschriebene Sortieraufgabe erfüllt werden kann. Wie aus Bild 9 zu erkennen ist, besteht ein wesentlicher Unterschied zwischen den zu sortierenden Materialien in der Farbe (rot für Kupfer, gelb für Messing, grau für Zink und andere Metalle, usw.).
Eine sensorgestützte Sortierung kann also auf einer Erkennung mittels CCD Farbka- mera (TITECH combisense) basieren. Schematisch ist dies in Bild 10 dargestellt. Wir finden die schon oben Beschriebenen Schritte der Vereinzelung, Detektion und des Austragens auch hier wieder.
Die verwendete Kameratechnik kann aus einer RGB Zeilenkamera bestehen. Hier stehen unterschiedlichste Kameratypen mit unterschiedlichsten Auflösungen zur Ver- fügung. Für andere Sortieraufgaben sind auch Schwarz-Weiß-Kameras oder weitere Kameratypen denkbar.
Wichtig und erwähnenswert ist sicherlich noch die Isolierung des Materials vom Hin- tergrund. Wie bereits oben ausgeführt, muss ein zu sortierendes Teilchen oder Korn möglichst einzeln vorliegen. Zusätzlich ist noch notwendig, dass die Kamera die Um- risse das Materials erkennt – also eine Isolierung des Sortier-Korns vom umgebenden Hintergrund stattfindet. Diese Isolierung sollte auf einem sich nicht ändernden Hinter- grund erfolgen – es empfiehlt sich eine Detektion im Flug auf schwarzem Hintergrund.
Detektion von Materialien auf Band-Hintergründen ist schwieriger, da diese durch Staub, Dreck, Anhaftungen, usw. verunreinigt werden können und sich somit ändern.
Zur besseren Verdeutlichung einer solchen Sortiermaschine ist eine solche beispielhaft in Bild 11 dargestellt.
1 2 3 4
Vereinzelung/Zuführung Sensorsystem
Trennkammer optionaler EM-Sensor 1
2
3 4
Bild 10: Schematische Darstellung eines Farb-Kamerasystems
Bild 11:
Farbsortiermaschine (TITECH combisense)
3.2. Anwendungsbeispiel: Buntmetalle aus dem Automobilrecycling
Anhand des oben bereits dargestellten Materials (Bild 9) werden nun die unterschied- lichen, möglichen Schritte dargestellt.
Erzeugung einer Kupferfraktion
Ziel ist es, eine Fraktion mit einem Kupfergehalt größer 93 Prozent zu erzeugen, die sich gut vermarkten lässt. Dabei wird auch das Augenmerk darauf gelegt, dass ein möglichst hohes Ausbringen Kupfer erreicht wird.
Erzeugung einer Messingfraktion
In einem Nebenproduktstrom wird unter anderem eine Messing/Kupferfraktion erzeugt.
Die erzeugten Produkte sind in Bild 12 und in Bild 13 dargestellt.
Bild 12:
Kupfer-Fraktion nach Farbsor- tierung
Bild 13:
Messing-Fraktion nach Farb- sortierung
4. Feinkornsortierung
Nach dem nun vor allem Beispiele aus dem Bereich Automobilrecycling gezeigt wurden, soll nun noch ein Beispiel für die Nichteisenmetall-Sortierung im Bereich Feinkorn- sortierung gezeigt werden:
4.1. Eingesetzte Techniken
Zur Farbsortierung von feinen Materialien eignet sich, wie oben bereits dargestellt, nach wie vor das Detektionskonzept der Farb-Zeilenkamera (TITECH combisense).
Allerdings muss die Förderung von feinkörnigen Materialien überarbeitet werden.
Würde man ein Bandgerät verwenden, könnte es zu unnötigen Bewegungen der feinen Partikel auf dem Förderband kommen.
Um dies zu vermeiden, kann als ein möglicher Ansatz eine Vereinzelung und För- derung des Materials mittels Rutsche (schiefe Ebene) erfolgen. Das Prinzip einer solchen Technik ist in Bild 14 dargestellt. Material wird mittels eines Vibrationsförde- rers gleichförmig nach vorne gefördert und der Maschine zugeführt. Beim Verlassen dieses Fördergerätes geht das Material in eine Rutschbewegung entlang einer schiefen Ebenen (häufig einer Glasrutsche) über. Sobald das Material diese Rutsche verlässt, wird es mittels einer Farbzeilenkamera mit möglichst hoher Auflösung im freien Fall detektiert. Unmittelbar nach der Detektion erfolgt dann das Ausbringen ausgewählter Partikel mittels eines sehr präzisen Druckluftimpulses.
Bild 14: Prinzip einer Farbsortiermaschine zur Feinkorn-Sortierung (TITECH combisense chute) 1
2 3 4
Vereinzelung/Zuführung Sensorsystem
Trennkammer optionaler EM-Sensor 3
1
2
4
Die Darstellung einer solchen Sortiermaschine findet sich unten in Bild 15.
Bild 15:
3D-Darstellung einer Sortierma- schine zur Feinkornsortierung
4.2. Anwendungsbeispiel: Kabel-Granulat-Sortierung
Ein Anwendungsbeispiel für oben genannte Technologie ist die Sortierung von Kup- fergranulaten aus der Kabelverwertung bzw. dem Kabelreycling. Hier werden die unterschiedlichsten Typen an Kabeln, wie z.B. Hochspannungskabel, Erdkabel, usw.
dem Rohstoffkreislauf wieder zugeführt.
Kabel werden gesammelt und dann mittels einer Aufbereitungskette, die typischer weise aus einem oder mehreren, hinter einander geschalteten Zerkleinerungsprozessen mit anschließender Separation in die Kabelbestandteile sortiert und getrennt. Typisch ist eine Separation mittels klassischer Sortiertechik bestehend aus z.B. Sieben, Windsichter, Magnetscheider und Setztischen oder auch Waschtischen. Speziell bei der Separation mittels Windsichtern und Setztischen/Luftherden wird immer der Dichteunterschied zwischen den einzelnen Materialien ausgenutzt. So ist der Dichteunterschied zwischen Kabelisolierung und dem eigentlichen Kabel-Metall – oft Kupfer – so groß, dass diese Technologien recht gut arbeiten.
Problematisch ist, wenn die Dichteunterschiede nicht mehr groß genug sind oder fast nicht mehr existent sind, um eine mechanische Dichtetrennung z.B. über Luftherde vorzunehmen. Viele der für das Recycling vorgesehenen Kabel haben neben einem Leitungsstrang aus Kupfer auch eine Schicht Blei in sich. Manchmal findet man auch andere, graue Metalle von ähnlicher Dichte wie Kupfer.
Die klassische Sortiertechnik ist mit der effizienten Abtrennung dieser (grauen) Stör- stoffe nicht effizient genug, um eine absolute Topreinheit zu erzielen. Speziell, da für die Vermarktung der Kupfergranulate eine sehr hohe Reinheit gefordert ist. Hierbei liegen – je nach produziertem Produkt – die geforderten Reinheiten bei über 99 Prozent.
Preisunterschiede für schlechtere Qualitäten sind signifikant und können z.B. für Kupfer Milberry (99 Prozent Kupfergehalt) gegen Kupfer 1 (97 Prozent Kupfergehalt) bereits etwa 120 EUR/t betragen (dieser Delta basiert auf Werten der London Metal Exchange und unterscheiden sich von Tag zu Tag).
Unter Einsatz von Farbsortiergeräten ist es nun möglich, die Reinheiten im Kupfer Granulat deutlich zu erhöhen. Sortierversuche und auch der konstante Einsatz von Sortiergeräten in der Industrie zeigen, dass Verbesserungen in der Kupferqualität möglich sind. So ist es z.B. gelungen, Material das etwa 1.200 ppm Blei-Verunreini- gung enthält so effizient zu sortieren, dass am Ende ein Bleigehalt von nur noch etwa 250 ppm im fertigen Produkt vorlag.
Durch den Einsatz von Sortiertechnik sind die erzielbaren Verbesserungen signifikant.
Dadurch erhöht sich der Wert des Produktes deutlich; aber auch der Einsatzbereich des Produktes zum Recycling steigt deutlich an.
Bild 16:
Kupfergranulat/-produkt nach Sortierung
Bild 17:
Abweisfraktion nach Farb- sortierung
Zur Verdeutlichung der erzielbaren Qualitäten ist unten ein Sortierergebnis im Bild dargestellt. Hierbei handelt es sich um Material im Korngrößenbereich zwei bis sechs Milimeter. Bild 16 zeigt das fertige Kupferprodukt mit hoher Reinheit. In der danach folgenden Bild 17 ist der Abweisstrom dargestellt. Man kann deutlich die Verunreini- gung mit grauen Materialien erkennen.
Es bleibt noch zu bemerken, dass evtl. auftretende Verluste an Kupfer in die Abweis- fraktion durch einen späteren Rückgewinnungs-Schritt wieder zurück gewonnen werden können.
5. Zusammenfassung
Die sensorgestützte Sortierung ist heute ein nicht mehr wegzudenkender Bestandteil der Aufbereitungskette von Nichteisenmetallen. In den unterschiedlichsten Anwendungs- gebieten können hohe Qualitäten und auch Ausbeuten an Metallen erzeugt werden.
Ob im Automobilrecycling zur Gewinnung von Aluminium zum Recycling, in der hochwertigen Erzeugung von Knetaluminium oder auch in der Farbsortierung und sortenreinen Gewinnung von Kupfer Fraktionen, überall findet sensorgestützte Sor- tierung eine Anwendung.
Mit steigendem Druck auf Rohstoffmärkte und auch Rohstoffpreise ist die Erzeugung von qualitativ hochwertigen Sekundärrohstofffraktionen heute bereits unerlässlich und wird in Zukunft noch wichtiger werden.
Sensorgestützte Sortierung wird in der Herstellung solcher Fraktionen eine wichtige Rolle spielen, speziell da die Anforderungen an die Qualität der Sekundärrohstoffe wahrscheinlich stetig steigen werden.
6. Quellen
[1] Schubert, H.: Aufbereitung fester Stoffe, Band II: Sortierprozesse, 4., völlig neu bearbeitet Auflage [2] Pak, C.,TITECH Sensor based sorting – Sorting Technologies in Aluminum Industry. Vortrag
auf dem 12th OEA International Aluminium Recycling Congress 2013, 25.-26. February 2013 [3] Harbeck, H.: Aufbereitung von Aluminiumschrotten mittels sensorgestützter Sortierung. Ta-
gung: Sensorgestützte Sortierung. Aachen, 2006
[4] Tomra SORTING GmbH: Produktdarstellung, Materialfotos und Sortierergebnisse.
Mülheim-Kärlich
Die Deutsche Bibliothek – CIP-Einheitsaufnahme Recycling und Rohstoffe – Band 7
Karl J. Thomé-Kozmiensky, Daniel Goldmann.
– Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2014 ISBN 978-3-944310-09-1
ISBN 978-3-944310-09-1 TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky
Copyright: Professor Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky Alle Rechte vorbehalten
Verlag: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky • Neuruppin 2014
Redaktion und Lektorat: Professor Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky, Dr.-Ing. Stephanie Thiel, M.Sc. Elisabeth Thomé-Kozmiensky
Erfassung und Layout: Ginette Teske, Fabian Thiel, Janin Burbott, Cordula Müller, Katrin Krüger
Druck: Mediengruppe Universal Grafische Betriebe München GmbH, München
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