Zerkleinerung beim Recycling von Spuckstoffzöpfen

WASTE MANAGEMENT
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K. J. Thomé-Kozmiensky & S. Thiel
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Thom
Karl J.
Energie aus Abfall 11
Recycling und Rohstoffe Band 4
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Wir widmen uns aktuellen verfahrens- und anlagentechnischen sowie politischen, rechtlichen und wirtschaftlichen Themen,
soweit sie die Abfall- und Kreislaufwirtschaft, die Energie- und Rohstoffwirtschaft und den Immissionsschutz betreffen.
Unsere Aufgabe sehen wir in der Kommunikation zwischen Politik, Verwaltung, Wirtschaft, Technik und Wissenschaft.
Zu wichtigen Themen veranstalten wir Konferenzen und Congresse – dazu geben wir Bücher heraus.
Stets sind wir auf der Suche nach interessanten Referenten, aktuellen Themen und spannenden Projekten um unser
Angebot weiterzuentwickeln. Gern lassen wir uns von neuen Ideen inspirieren und diskutieren deren Realisierbarkeit.
Der TK Verlag gibt seit dreißig Jahren Fachbücher zu
zahlreichen Themen des technischen Umweltschutzes
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• Thermische Abfallbehandlung und energetische Verwertung
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und Ersatzbrennstoffe
• Biologische Abfallbehandlung
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Unsere Konferenzen im Überblick:
• Berliner Abfallwirtschafts- und Energiekonferenz
• Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz
• Berliner Konferenz
Mineralische Nebenprodukte und Abfälle
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über technische, wirtschaftliche, rechtliche und politische
Entwicklungen geben. Seit Kurzem stellen wir Ihnen die
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Thomé-Kozmiensky + Goldmann Recycling und Rohstoffe Band 7
Thomé-Kozmiensky und Beckmann
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Thomé-Kozmiensky + Goldmann Recycling und Rohstoffe Band 5
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Band 1
2
Zerkleinerung beim Recycling von Spuckstoffzöpfen
Zerkleinerung beim Recycling von Spuckstoffzöpfen
Siegmar Schäfer und André Schäfer
1.
Spuckstoffzöpfe – wichtige Rohstoffquelle beim Altpapierrecycling....589
2.
Aufbereitung von Spuckstoffzöpfen – Problemstellungen.....................590
2.1.
Charakterisierung des Aufgabegutes Spuckstoffzopf..............................590
2.2.
Ableitung geeigneter Wirkprinzipien für die Zerkleinerung.................591
3.
Andritz MeWa Technologie beim Recycling von Spuckstoffzöpfen.....594
3.1.Anlagenkonzepte..........................................................................................594
3.2.
Eingesetzte Zerkleinerungstechnik...........................................................595
3.3.Aufbereitungsergebnisse.............................................................................598
4.
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen............................................599
5.Literatur.........................................................................................................599
Altpapier ist in Europa und insbesondere auch in Deutschland, dem größten Papierproduzenten innerhalb Europas, aufgrund der erreichbaren ökonomischen und ökologischen Vorteile der wichtigste regional verfügbare Rohstoff der Papierindustrie [1].
Aus der aktuellen Statistik des Verbandes der deutschen Papierfabriken (VDP) und
des Umweltbundesamtes geht hervor, dass die deutsche Papierindustrie im Jahr 2014
etwa 22,5 Millionen Tonnen Papier, Pappe und Kartonagen produziert hat. Sie setzte
bei der Herstellung dieser Produkte etwa 16,6 Millionen Tonnen Altpapier ein. Die
Altpapiereinsatzquote, das heißt der Altpapieranteil an der gesamten inländischen
Papierproduktion, lag somit bei fast 74 Prozent [2].
Das Altpapier wird in den Papierfabriken zweckmäßigerweise in gepressten, mit
Bindedraht in Form gehaltenen Ballen angeliefert. Diese gebundenen Altpapierballen
führt man in der ersten Stufe der Papieraufbereitung meist einem Stofflöser, dem
sogenannten Primärpulper, zu. Mit dem Altpapier eingetragene Folien, Textilreste,
Bindedrähte und ähnliche Bestandteile sind Störstoffe für die Papieraufbereitung. Sie
fallen als Spuckstoffzöpfe, Rejekte und Schlamm an.
Spuckstoffzöpfe bilden sich im Wirbelzentrum der Pulper aus den Ballendrähten sowie
weiteren Störstoffen und werden kontinuierlich über eine stufenlos regelbare Zopfwinde
aus dem Pulper entfernt. Anschließend wird der Spuckstoffzopf mittels Zopfschere auf
beim nachfolgenden Transport günstig handhabbare Stücklängen geschnitten.
589
Verfahrenstechnik
1. Spuckstoffzöpfe – wichtige Rohstoffquelle beim Altpapierrecycling
Siegmar Schäfer, André Schäfer
Lange Zeit wurden Spuckstoffzöpfe primär auf Deponien abgelagert und nicht ausreichend als potentielle Rohstoffquelle erkannt bzw. genutzt. Mit der Einführung neuer
gesetzlicher Rahmenbedingungen im Zusammenhang mit dem Kreislaufwirtschaftsgesetz änderte sich die Situation in Deutschland ab 2005 grundlegend und es mussten
mehr Möglichkeiten für eine zielgerichtete Verwertung erschlossen werden.
Die Autoren des Beitrages haben über einen längeren Zeitraum Untersuchungen zur
Aufbereitung der Spuckstoffzöpfe durchgeführt und Lösungen erarbeitet, die immer
wieder systematisch erweitert und vervollkommnet wurden sowie bei realisierten
Anlagen zur Anwendung gekommen sind.
2. Aufbereitung von Spuckstoffzöpfen – Problemstellungen
2.1. Charakterisierung des Aufgabegutes Spuckstoffzopf
Spuckstoffzöpfe sind aufgrund ihres stofflichen Ursprungs und ihrer Entstehung im
Pulper ein sehr intensiver mechanischer Verbund von nichtmetallischen und metallischen Komponenten mit unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften. Bild 1 zeigt
Spuckstoffzöpfe, bei denen ihre charakteristische Struktur und die vorherrschenden
Abmessungen vor der Aufgabe in die erste Zerkleinerungsstufe einer Recyclinganlage
deutlich werden.
Verfahrenstechnik
Bild 1: Spuckstoffzöpfe bei der Aufgabe in die Recyclinganlage
Zöpfe haben als Aufgabegut für das Recycling im Normalfall eine Länge von 5 bis 8 m.
Zopflängen bis zu 15 m sind aber keine Seltenheit. Der Zopfdurchmesser ist zum Teil
beachtlich. Er beträgt etwa 0,3 bis 1 m.
590
Zerkleinerung beim Recycling von Spuckstoffzöpfen
Die Zusammensetzung der Spuckstoffzöpfe, bezogen auf Trockenmasse bzw. Trockensubstanz (TS), kann wie folgt gekennzeichnet werden (Angaben in Masseprozent):
• Stahldrähte etwa 15 bis 35 Prozent
• Kunststoff-Folien, Textilien und weitere organische Abfälle etwa 65 bis 80 Prozent
• NE-Metalle und Störstoffe etwa ein Prozent
Stahldrähte mit einem Durchmesser von 2,5 bis 3,5 mm sind die hauptsächliche
Wertstoff-Fraktion, die beim Zopfrecycling gewonnen werden kann. Kunststoff-Folien,
Textilien und die restlichen organischen Abfälle eignen sich für den Einsatz als Ersatzbrennstoffe (EBS). Nichteisenmetalle sind in den Spuckstoffzöpfen vorwiegend als
Aluminiumfolien sowie in Form von Kupfer- und Aluminiumdrähten, die hauptsächlich
aus Elektrokabelschrott stammen, enthalten. Störstoffe treten weiterhin insbesondere
als dickwandige Stahlteile, Bauschuttstücke und Steine auf.
Die Restfeuchte der Spuckstoffzöpfe bei Verarbeitung in den Recyclinganlagen beträgt
in Abhängigkeit von den jeweiligen Bedingungen bei der Zwischenlagerung und beim
Transport etwa 20 bis 30 Masseprozent.
Vielfach gesammelte Erfahrungen beim Recycling der Spuckstoffzöpfe zeigen aber auch,
dass die stoffliche Zusammensetzung und Struktur der Zöpfe großen Schwankungen
unterliegen kann.
Sehr wichtig für die Auswahl geeigneter Zerkleinerungstechnik beim Recycling der
Spuckstoffzöpfe ist die Erkenntnis, dass der überwiegende Anteil dieses Aufgabegutes
aus Werkstoffkomponenten besteht, die ein zähes Stoffverhalten aufweisen.
2.2. Ableitung geeigneter Wirkprinzipien für die Zerkleinerung
Ausgehend von der vorgenommenen Grobcharakterisierung der Spuckstoffzöpfe sowie
den Randbedingungen, die sich aus Untersuchungen der Mikroprozesse der Zerkleinerung eines Aufgabegutes mit zähem Stoffverhalten in [5] ergeben, sind nachfolgende
Auswahlkriterien für geeignete Wirkprinzipien der Zopfzerkleinerung von Bedeutung:
Schub
(Scherung,
Schneiden)
Zug
Biegung
Grundbeanspruchungsarten
der Zerkleinerung
Druck
Torsion
Grundbeanspruchungsarten
beim Zerkleinern – modifiziert für Aufgabegut mit zähem Stoffverhalten; im Bild
gestrichelt dargestellte Beanspruchungsarten sind beim
vorliegenden Gut von untergeordneter Bedeutung
591
Verfahrenstechnik
Bild 2:
Siegmar Schäfer, André Schäfer
• Primäre Nutzung der Zug- bzw. Reißbeanspruchung sowie der Schub- (Scherung
und Schneiden) und Biegebeanspruchung des Gutes von den im Bild 2 dargestellten Grundbeanspruchungsarten beim Zerkleinern, welche in dieser Übersicht für
Aufgabegut mit einem zähen Stoffverhalten modifiziert wurden.
• Geringe Beanspruchungsgeschwindigkeiten bei gleichzeitig hoher Beanspruchungsintensität (Kraft, Energie) als zielorientierte Voraussetzungen für eine
energieeffiziente und auf die optimale Auslegung der nachfolgenden Prozessstufen
abgestimmte Vorzerkleinerung.
• Der notwendige Aufschluss der vorliegenden Stoffverbunde erfordert möglichst
eine Herbeiführung komplexer Beanspruchungsverhältnisse des Aufgabegutes
beim Zerkleinern.
Bei der Suche nach den geeigneten Wirkprinzipien für die Grob- bzw. Vorzerkleinerung der Spuckstoffzöpfe wurden auf der Grundlage vorwiegend empirischer Untersuchungen folgende Maschinen getestet:
• Einwellen-Zerkleinerer verschiedener Bauart,
• speziell gestaltete Hammerbrecher, z.B. Autoshredder, oder Prallzerkleinerungsmaschinen,
• der Querstromzerspaner QZ, wie in [4] ausführlich vorgestellt, und
• Rotorscheren mit Zwei-Wellen-Schneidwerk.
Einwellen-Zerkleinerer erscheinen als prinzipiell für die Zopfzerkleinerung geeignet.
Nachteilig wirkt sich hierbei aber der geringe Anteil der Schneidbeanspruchung des
Aufgabegutes bei den meisten Bauarten dieser Zerkleinerungsmaschinen für die
Zopfverarbeitung aus.
Hammer- und Prallbrecher beanspruchen das Zerkleinerungsgut aufgrund ihres
Wirkprinzips mit hohem Druckbeanspruchungsanteil, der bei der Zopfverarbeitung
zur Gutverdichtung und Verhakung der Stahldrähte mit Kunststofffolien und anderen
Gutbestandteilen führt. Außerdem erhöht sich dabei der spezifische Energiebedarf der
Zerkleinerung überproportional.
Verfahrenstechnik
Ähnliche Randbedingungen ergaben sich bei Versuchen zum Zopfrecycling mit
Hilfe des Querstromzerspaners QZ. Die Kennwerte Gutaufschluss, Durchsatz und
spezifischer Energiebedarf erfüllten nicht die Anforderungen einer wirtschaftlichen
Zopfaufbereitung.
Durch den Einsatz der Rotorscheren mit Zwei-Wellen-Schneidwerk zur Vorzerkleinerung haben sich bei der Aufbereitung der Spuckstoffzöpfe die besten Voraussetzungen
für den angestrebten Gutaufschluss und einen niedrigen Energiebedarf beim Zerkleinern sowie die Separation der Stahldraht-Fraktion in den nachfolgenden Prozessstufen
ergeben. Bild 3 zeigt das grundsätzliche Wirkprinzip dieser Zerkleinerungsmaschinen.
Das Gut wird hier einer komplexen Beanspruchung von Schub bzw. Scherung sowie
Zug und Biegung bei hoher Beanspruchungsintensität und dabei weitgehender Unempfindlichkeit gegenüber Störstoffen unterzogen.
592
Zerkleinerung beim Recycling von Spuckstoffzöpfen
Nachdrückeinrichtung
Aufgabegut
(idealisiert)
Messerscheiben
mit Einziehnasen
Profilwelle
Schneidwerkskasten
Abstreifer
zwischen den
Messerscheiben
Bild 3:
Optimal geeignetes Wirkprinzip für die Vorzerkleinerung der Zöpfe
Quelle: Schäfer, S.: Zerkleinerungstechnik – Voraussetzung für die Ersatzbrennstoffherstellung. In: Thomé-Kozmiensky, K. J.
(Hrsg.): Reformbedarf in der Abfallwirtschaft. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2001. S. 403-410
Rotor
Rotormesserhalter
Rotormesser
Aufgabegut
idealisiert
Statormesser
Feststehender
Bild 4:
Nach- bzw. Aufschlusszerkleinerung der Zöpfe – ausgewähltes Wirkprinzip
Quelle: Schäfer, S.: Zerkleinerungstechnik – Voraussetzung für die Ersatzbrennstoffherstellung. In: Thomé-Kozmiensky, K. J.
(Hrsg.): Reformbedarf in der Abfallwirtschaft. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2001. S. 403-410
593
Verfahrenstechnik
Messerhalter
Siegmar Schäfer, André Schäfer
Die Anwendung des im Bild 4 schematisch dargestellten Wirkprinzips der rotierenden Schlagschere mit kompakten Blockmessern bietet für das Erreichen optimaler
Ergebnisse bei der Nach- bzw. Aufschlusszerkleinerung der Spuckstoffzöpfe sehr
gute Voraussetzungen.
Das Aufgabegut wird von den Rotormessern erfasst und in Wechselwirkung mit den
feststehenden Messern unter der Voraussetzung des Vorliegens eines minimalen
Schnittspaltes beansprucht. Kennzeichnend sind hierbei das Vorhandensein komplexer
Beanspruchungsverhältnisse mit ausgeprägtem Schub- bzw. Scherbeanspruchungsanteil
des Aufgabegutes. Durch den Einsatz eines austauschbaren Siebrostes unterhalb des
Rotors mit variierbaren Sieblochdurchmessern kann entscheidend Einfluss auf den
Durchsatz und das Zerkleinerungsergebnis genommen werden [3].
3. Andritz MeWa Technologie beim Recycling von Spuckstoffzöpfen
3.1. Anlagenkonzepte
Im Rahmen der Technologieentwicklung wurden für das Recycling der Spuckstoffzöpfe verschiedene Anlagenkonzepte erarbeitet, verfahrenstechnisch untersucht und
hinsichtlich wirtschaftlicher Aspekte bewertet. Als das grundsätzliche Unterscheidungsmerkmal der entwickelten Recyclingtechnologien hat sich die Anwendung von
ein- oder zweistufiger Zopfzerkleinerung erwiesen.
Eine Zopfaufbereitung mit einer einstufigen Zerkleinerung kann an Anlagenstandorten mit einem niedrigen Zopfaufkommen und den daraus resultierenden geringen
Durchsätzen eine Kompromisslösung unter dem Aspekt der Einsparung von Investitionskosten und weiteren Aufwendungen sein. Wesentliche Nachteile sind jedoch:
• Eine meist verminderte Qualität der Stahldraht-Fraktion,
• Störanfälligkeit des Anlagenbetriebes und
• höhere Verschleißkosten.
Verfahrenstechnik
Bei Anlagenkonzepten zur Aufbereitung der Spuckstoffzöpfe auf der Basis zweistufiger
Zerkleinerung können diese Nachteile vermieden werden. Bild 5 zeigt das Fließbild
einer optimierten Anlage zur Aufbereitung der Spuckstoffzöpfe mit zwei Zerkleinerungsstufen.
Die Spuckstoffzöpfe werden in einem ersten Anlagenteil vorzugsweise mit Schalenoder Sortiergreifer der Vorzerkleinerung zugeführt. Unter Berücksichtigung der
maschinentechnisch bedingten Durchsatzunterschiede in den Prozessstufen Vor- und
Nachzerkleinerung ist es zweckmäßig, die vorzerkleinerten Spuckstoffzöpfe zunächst
in ein Zwischenlager zu fördern. Aus dem Zwischenlager erfolgt die Beschickung des
zweiten Anlagenteils, der aus den Verfahrensstufen
594
Zerkleinerung beim Recycling von Spuckstoffzöpfen
• Sortierung durch Handklaubung zur
Abscheidung von Störstoffen,
Aufgabe
Spuckstoffzöpfe
Vorzerkleinerer
Zwischenlager
• Fe-Separation zur Abtrennung der
Stahldrähte sowie weiterer ferromagnetischer Gutbestandteile mittels
Klopfband und Überbandmagnet besteht.
Vorzerkleinerte
Zöpfe
Sortierung
NachZerkleinerer
Störstoffe
Fe-Fraktion
EBS-Fraktion
Bild 5:
• Nach- bzw. Aufschlusszerkleinerung
und
FeSeparation
Anlagenfließbild – optimierte Aufbereitung von Spuckstoffzöpfen mit
zweistufiger Zerkleinerung
Je nach gewünschtem Durchsatz kann der
zweite Anlagenkomplex als eine Linie, wie
im Bild 5 dargestellt, oder als Anlagenteil
mit mehreren, parallel angeordneten
Verarbeitungslinien ausgeführt werden.
Das vorgestellte Anlagenkonzept lässt
sich, falls eine weitere Reduzierung des
NE-Metallanteils in der EBS-Fraktion
angestrebt wird, durch geeignete Trenntechnik im zweiten Anlagenteil ergänzen.
3.2. Eingesetzte Zerkleinerungstechnik
Die nachfolgende Vorstellung von Zerkleinerungstechnik, die bei der Spuckstoffzopfaufbereitung eingesetzt wurde, bezieht sich aufgrund der erzielten Anwendungsvorteile auf das Anlagenkonzept mit zweistufiger Zerkleinerung. Als Zerkleinerungsmaschinen kamen zum Einsatz:
• der Universal-Zerkleinerer UC 1300 zur Vorzerkleinerung der Spuckstoffzöpfe und
• der Universal-Granulator UG 1600 S für die Aufschlusszerkleinerung.
Bild 6 zeigt den auch als Rotorschere bezeichneten Universal-Zerkleinerer UC 1300
mit Zwei-Wellen-Schneidwerk zur Zopfvorzerkleinerung. Technische Daten und
Merkmale dieser leistungsfähigen Zerkleinerungsmaschine sind:
• Elektromotorischer Antrieb mit Kompaktgetriebe
• Antriebsnennleistung von 2 x 55 kW als Standardausrüstung
• Arbeitsbreite der Schneidwellen 1.300 mm
• Wellendrehzahlen im Bereich von 16 bis 25 U/min
• Reversieren der Drehrichtung der Schneidwellen bei Überschreitung des maximalen Drehmomentes beim Zerkleinerungsvorgang
• Schneidwerk mit selektiver Störstofferkennung
595
Verfahrenstechnik
• Möglichkeit der Realisierung einer Differenzdrehzahl zwischen den Schneidwellen
Siegmar Schäfer, André Schäfer
Bild 6:
Universal-Zerkleinerer UC 1300 mit Zwei-Wellen-Schneidwerk zur Vorzerkleinerung
Bild 7:
Verfahrenstechnik
Spuckstoffzopfstück nach der
Vorzerkleinerung im UniversalZerkleinerer UC 1300
Bild 8: 596
Durch Handklaubung separierte Störstoffe nach der Vorzerkleinerung; im Bild links
Stahlstücke und rechts Elektrokabel mit Kupferdrähten
Zerkleinerung beim Recycling von Spuckstoffzöpfen
Mit dem Universal-Zerkleinerer UC 1300 sind bei der Zopfvorzerkleinerung Durchsätze von 7 bis 10 t/h erreichbar.
Ein nach der Vorzerkleinerung entstehendes Zopfstück mit einer Stücklänge von bis
zu etwa 400 mm wurde im Bild 7 dargestellt. Sehr deutlich erkennbar ist entlang der
Schnittebene der intensive Materialverbund aus Kunststoff-Folien, Textilbestandteilen
und den eingebetteten Stahldrähten.
Beispiele für die im Ergebnis der Vorzerkleinerung freigelegten Störstoffe, welche
durch Handklaubung separiert wurden,
zeigt das Bild 8. Neben dickwandigen
Stahlstücken, die erhöhten Verschleiß
bei der Nachzerkleinerung verursachen
können, besitzen vor allem Elektrokabel
als die nach der Vorzerkleinerung günstig
zu separierenden Störstoffe Bedeutung.
Diese Kabel sind im nachzerkleinerten
Zustand nur mit hohem apparatetechnischen Aufwand zu entfernen und würden
in der EBS-Fraktion zu Qualitätsproblemen bei vielen Abnehmern führen.
Im Bild 9 ist der für die Nach- bzw.
Aufschlusszerkleinerung der Spuckstoffzöpfe weiterentwickelte und erfolgreich eingesetzte Universal-Granulator
UG 1600 S dargestellt. Seine technische
Ausstattung lässt sich wie folgt charakterisieren:
• Elektromotorischer Antrieb mit einer
Nennleistung von 110 oder 132 kW
• Rotorarbeitsbreite 1.600 mm
Bild 9:
Universal-Granulator UG 1600 S
mit Pendelnachdrückeinrichtung
und Blockmessern zur Aufschlusszerkleinerung
• 8 feststehende Messer gleicher Ausführung, segmentweise in Relation
zu den Rotormessern zur Einhaltung
eines minimalen Schnittspaltes einstellbar
• Pendelnachdrückeinrichtung mit optimierter Steuerung
597
Verfahrenstechnik
• Rotor mit 40 kompakten und leicht
austauschbaren Blockmessern ausgerüstet, deren vier Arbeitskanten durch
Drehen der Messer nutzbar sind
Siegmar Schäfer, André Schäfer
• Einsatz austauschbarer Siebroste mit auf das angestrebte Zerkleinerungsergebnis
abgestimmten Rostöffnungen – zweckmäßigerweise mit einem Durchmesser im
Bereich von 25 bis 40 mm
• Option zum Betrieb des Antriebsmotors mit Frequenzumrichter zur Möglichkeit
der Drehzahlstellung und zum Motoranlauf unter Last
Entscheidende Fortschritte bei der Aufschlusszerkleinerung der Spuckstoffzöpfe
wurden mit dem Einsatz einer speziell gesteuerten Pendelnachdrückeinrichtung im
Vergleich zur linear geführten Nachdrückeinrichtung erreicht. Ursachen dafür sind
einerseits die Möglichkeit einer optimierten Gutbewegung im Arbeitsraum der Zerkleinerungsmaschine und andererseits die besser auf den Motorstromverlauf und das
Aufgabegut abstimmbare und steuerungstechnisch umzusetzende Kraftwirkung des
Nachdrückers. Neben dem Wegfall der verschleißintensiven Führungen, die bei linearen
Nachdrückeinrichtungen notwendig sind, war eine Durchsatzsteigerung in Relation
zu direkt vergleichbaren Maschinen von etwa 15 Prozent möglich.
Mit dem Universal-Granulator UG 1600 S wurden bei Verwendung eines Siebes mit
35 mm Lochdurchmesser Durchsätze von 5 bis 5,5 t/h erreicht. Der Durchsatz bei der
Aufschlusszerkleinerung wird von einer Vielzahl Faktoren beeinflusst. Neben dem
Sieblochdurchmesser sind der Metall- und Feuchtigkeitsgehalt der Spuckstoffzöpfe
wichtige Einflussfaktoren.
3.3. Aufbereitungsergebnisse
Obwohl die Eigenschaften des Aufgabegutes Spuckstoffzöpfe, wie bereits erwähnt,
beachtlichen Schwankungen hinsichtlich stofflicher Zusammensetzung, Abmessungen und Feuchtigkeitsgehalt unterliegen, ist es mit dem vorgestellten Anlagenkonzept
gelungen, sehr gute Aufbereitungsergebnisse zu erreichen und qualitativ hochwertige
Output-Fraktionen zu produzieren.
Bild 10 zeigt die mittels Klopfband und Überbandmagnet separierte Stahlfraktion sowie
die beim Zopfrecycling anfallende Rest- bzw. EBS-Fraktion. Beide Output-Fraktionen
wurden im Ergebnis der Aufschlusszerkleinerung bei einem Sieblochdurchmesser von
35 mm erzeugt.
Verfahrenstechnik
Die Stahlfraktion, welche hauptsächlich aus der Zerkleinerung und Abscheidung in
den Zöpfen enthaltener Bindedrähte der Altpapierballen resultiert, hat nur geringfügige Anhaftungen bzw. Verunreinigungen wie z.B. Kunststoff-Folien, die ≤ 1 Masseprozent betragen. Diese Wertstoff-Fraktion lässt sich gut vermarkten und wird sehr
gern als Schrott-Fraktion in Gießereien eingesetzt. Ihre Schüttdichte betrug im Mittel
beachtliche 2,3 t/m³.
In der Restfraktion des Recyclings der Spuckstoffzöpfe ist ein Großteil der mit dem
Inputmaterial eingebrachten Feuchtigkeit nach Aufbereitung in der vorgestellten Anlage
(Bild 5) noch enthalten. Die gemessenen Restfeuchtigkeitsgehalte dieser vorwiegend
als EBS genutzten Fraktion lagen im Bereich von 25 bis 40 Masseprozent.
598
Zerkleinerung beim Recycling von Spuckstoffzöpfen
Bild 10:
Output-Fraktionen des Recyclings von Spuckstoffzöpfen – Nachzerkleinerung bei einem
Sieblochdurchmesser von 35 mm; im Bild links durch Magnetscheidung separierte
Stahlfraktion und rechts die Rest- bzw. EBS-Fraktion
4. Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
Spuckstoffzöpfe aus der Altpapieraufbereitung sind aufgrund ihres hohen Stahldrahtanteiles eine wertvolle Rohstoffquelle. Ausgehend von der Charakterisierung des
Aufgabegutes Spuckstoffzopf und den daraus resultierenden Problemstellungen für
das Recycling werden Wirkprinzipien für eine effektive Zerkleinerung abgeleitet. Im
Beitrag wird ein optimiertes Anlagenkonzept des Recyclings von Spuckstoffzöpfen
vorgestellt. Dabei zeigt sich, dass der Einsatz einer leistungsfähigen Zerkleinerungstechnik für das problematische Aufgabegut Spuckstoffzopf eine Schlüsselstellung bei
der Aufbereitung besitzt.
Als Zerkleinerungsmaschinen haben der Zwei-Wellen-Universal-Zerkleinerer UC 1300
zur Vorzerkleinerung der Spuckstoffzöpfe sowie der modifizierte und weiterentwickelte
Universal-Granulator UG 1600 S zur Aufschlusszerkleinerung die besten Ergebnisse
bei der Praxisanwendung erreicht. Die aufbereitete Stahlfraktion als primäre WertstoffFraktion und die erzielten Betriebsergebnisse sind Beleg dafür.
[1] Friedrich, B.; Reichart, A.: Zum Ende der Abfalleigenschaft von PPK. In: Thomé-Kozmiensky, K.
J.; Goldmann, D. (Hrsg.): Recycling und Rohstoffe, Band 8. Neuruppin: TK Verlag Karl ThoméKozmiensky, 2015. S. 525-534
599
Verfahrenstechnik
5. Literatur
Siegmar Schäfer, André Schäfer
[2] http://www.umweltbundesamt.de/daten/abfall-kreislaufwirtschaft/entsorgung-verwertungausgewaehlter-abfallarten/altpapier vom 15.11.2015
[3] Schäfer, S.: Zerkleinerungstechnik – Voraussetzung für die Ersatzbrennstoffherstellung. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Reformbedarf in der Abfallwirtschaft. Neuruppin: TK Verlag Karl
Thomé-Kozmiensky, 2001. S. 403-410
[4] Schäfer, S.; Schäfer, A.: Neue Möglichkeiten für die Aufschlusszerkleinerung beim Recycling
durch den Universal-Querstromzerspaner. In: Thomé-Kozmiensky, K. J.; Goldmann, D. (Hrsg.):
Recycling und Rohstoffe, Band 3. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2010, S. 287299
Verfahrenstechnik
[5] Schubert, G.: Aufbereitung metallischer Sekundärrohstoffe. 1. Auflage. Leipzig: VEB Deutscher
Verlag für Grundstoffindustrie, 1983
600