掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

用于由废料制备压块的方法以及由废料形成的压块

文献发布时间:2023-06-19 18:35:48


用于由废料制备压块的方法以及由废料形成的压块

本发明涉及一种用于由废料制备压块的方法、以及一种由废料制备的压块和此类压块在反应器中的用途。

可以例如在粉碎机设施中以机械方式处理不同类型的废料并且将其分离成可增值或可再循环的级分。在此产生的级分,即粉碎机轻级分(shredder l ight fractionSLF)和粉碎机重级分(shredder heavy fract ion SHF),可以被分离成有价值材料流,稍后在处理方法过程中对其进行处理并且由此送回到有价值材料循环中。

然而从SLF以及SHF中总是留下了具有相对较少的有价值材料含量、尤其较低金属含量的残留物。用于处理这些粉碎机残留物的方法在专业领域中是已知的。但是,这些方法从经济角度看不太令人满意。这尤其还因为粉碎机残留物的组合物在品质和组成方面已经经历了较大波动。出于这一原因,大多数情况下将粉碎机残留物送至热循环利用设施(TVA)燃烧或者将其填埋。

迄今为止,直接将粉碎机轻级分作为来自粉碎机设施的含重金属的残留物的例子或其他具有大比例有机和矿物质内含物质以及小比例金属内含物质的其他废料作为回填物在填埋场中或者在垃圾焚烧设施中处置。然而以此方式无法将这些废物的部分有价值的内含物质回收和再次利用。

然而这些解决方案在可持续经济的意义上无法令人满意并且因此是仅在某些条件下令人满意的,尤其是通过燃烧和填埋使在其他情况下主要必须以高耗费方式获取的金属永远丧失了送回到有价值材料循环的机会。

为了能够部分地或尽可能完全地再次利用包含在此类废料中的原料,需要将这些原料尽可能纯地从废料中选择性地沉积出来(这特别适用于重金属、尤其稀有金属),以便将原料送回到材料循环中。迄今为止所应用的处置方法、尤其垃圾焚烧设施对此并不适合。由于其结构,垃圾焚烧的结果无法分离其内含物质。

虽然用于从冶金中的一次还有二次原料来源中获取金属是基本上已知的,但是利用已知的方法不能以生态上和经济上令人满意的方式来处理具有较大输入流量和相对较小的金属比例废物级分。于是,当所包含的少量金属为细粒材料时,尤其是这种情况。例如目前来自老旧电气和电子设备处理的来自粉碎机残留物处理的(所谓的三次废物,即,形成了在多步处理之后留下的残留物或残余的废物)特别细粒的、大幅度蜡化、含有少量金属的残留物无法以令人满意的方式回收。

本发明的目的是,克服现有技术的缺点,提供用于一种用于制备压块的方法和一种具有特性的压块,所述方法和压块能够实现生态化的处理以及还有经济的有价值材料回收。

这个目的通过根据权利要求所述的方法、压块和用途来实现。

本发明涉及一种用于由废料制备压块的方法。根据本方法提供了废料,所述废料包括至少一种金属和至少一种有机材料。所述废料在此可以为来自机械处理的包含至少一种金属的残留物,例如为来自处理电气和电子废品或粉碎机残留物的残留物。所述有机材料例如可以为任何种类的塑料、任何不可堆肥的有机材料,但是还可以为任何种类的含纤维素的材料如木材或还有天然纤维。所述有机材料例如还可以为环氧树脂,环氧树脂可以是电子废品的成分。

另外,一步式或多步式地机械处理所述废料并且从所述废料中分离至少一种第一级分。所述第一级分在此可以为由具有相对较低的有价值材料含量的粉碎机残留物形成的级分。由于所述有价值材料或所述至少一种金属的细粒、蜡化的质地,所述第一级分与包含在粉碎机轻级分或粉碎机重级分中的金属的质地不同。

在另一个方法步骤中制备包含所述至少一种第一级分的压块混合物。所述至少一种第一级分在此具有0MJ/kg至30MJ/kg的热值。

通过改变所述至少一种第一级分的量来设定所述压块混合物的热值。在此可以连续地适配或改变所希望的或所需要的热值,使得总是可以从压块混合物制备具有适合于后续加工过程或燃烧过程或者甚至理想的热值的压块。在此可能便利的是,连续地或以适当的间隔间断地测量或检验所述压块混合物的热值。这例如可以借助于控制、调节和测量系统来进行。

将所述压块混合物引入到压块设备中,并且将所述压块混合物压制成压块,从而制备具有5MJ/kg至30MJ/kg的热值和0.1重量%至20重量%的最大铜比例的压块。压块设备基本上可以为对应于现有技术的机器或设施,其中可以制备具有不同几何形状的压块,例如圆形压块、带孔压块、柱状压块等。因为在专业领域中长久已知,术语压块是指由细粒材料压制的成形件,在此对其定义将不再详细说明。在此还可能便利的是,连续地或以适当的间隔间断地测量或检验品质,即尤其热值和铜含量。此类运行过程中的品质控制例如可以借助于控制、调节和测量系统来进行。

在这一点上还要提及的是,各个方法步骤及其时间顺序并非强制必须以给出的顺序进行,而是还可以实现与之不同的时间序列。然而优选进行所给出的方法步骤的依次且由此彼此相继的时间序列。

本发明的方法具有以下优点:制备了具有经限定的热值并具有经限定的化学组成以及经限定的有价值材料含量、即经限定的铜比例的压块,使得所述压块可以最佳地对应任何后续处理过程的方法工艺要求或者可以最佳地在后续处理过程中进行加工。由于压块的组成和品质是准确已知的并且由于可以设定或适配压块混合物的热值,可以以受控、过程安全并且由此非常经济的方式将压块用在任何后续的处理或熔化过程中。尤其当所述第一级分大体上由细粒材料组合而成并且被设置为后续用于处理、用于燃烧或用于在反应器中熔化时,将所述第一级分处理成压块可能是有利的。这还是因为压块可以被简单地处理并且还可以以简单的方式进行计量。与未制成压块的第一级分相比,压块尤其可以以减少灰尘的方式被引入到反应器中并且因此仍保留在处理室中。

另外可能便利的是,作为细级分提供所述至少一种第一级分或者提供包括细级分的所述至少一种第一级分,所述细级分主要具有小于15mm、优选小于10mm的最大粒径的成分。基本上可设想的是,所述至少一种第一级分不仅仅由单一的级分、即由单一的细级分组成,而是基本上还可以为多种级分的混合物。术语细级分是在废料的机械处理中已知的并且是指在一步式或多步式机械废物处理过程中由砂和细粒材料制备的级分。细级分由此大多为例如玻璃、细颗粒的铁、锈、细铜缆、含铅和锌的灰尘、塑料颗粒、绒絮以及漆残留物的混合物。细级分通常是相对较轻的并且因此在储存和运输时需要较大的空间需求。通常,细级分的热值在5MJ/kg+/-5MJ/kg的范围内。另外,细级分可以包括大比例的氧化物型材料,所述氧化物型材料在任何后续的熔化过程中可以用作造渣剂。细级分可以具有最多20重量%的铁比例。另外,细级分可以具有最多5重量%的非铁金属(例如铜、锌、金等)比例。根据奥地利废物清单条例(Abfal lverzeichnisverordnung)或根据

但还可能的是,作为绒絮级分来提供所述至少一种第一级分。术语绒絮级分或绒絮是在废料的机械处理中已知的并且是指在一步式或多步式机械废物处理过程中由轻质、多孔和/或纤维型材料(纺织品纤维、泡沫材料、木材或纤维素、箔……)制备的级分。绒絮级分的热值通常在22.5MJ/kg+/-10MJ/kg的范围内并且因此在大多数情况下明显高于细级分的热值。还可能的是,绒絮级分包含铅、锌和/或氯的化合物。绒絮级分可以具有最多6重量%的铁比例。另外,绒絮级分可以具有最多5重量%的非铁金属(例如铜、锌、金等)比例。根据奥地利废物清单条例(Abfal lverzeichnisverordnung)或根据

另外可以提出,向所述压块混合物混入至少一种第二级分,所述第二级分具有与所述第一级分不同的热值。在此所述第一级分和所述第二级分可以有利地具有大体上细粒的成分。

例如所述至少一种第二级分可以为塑料级分,如来自粉碎机设施的塑料级分。塑料级分通常包括固态的和块状的材料或者来自废料的方法工艺上的机械处理的经修圆的碎块。通常,塑料级分的热值在18.5MJ/kg+/-10MJ/kg的范围内。还可能的是,塑料级分包含高比例的氯的化合物。塑料级分可以具有最多5重量%的铁比例。另外,绒絮级分可以具有最多5重量%的非铁金属(例如铜、锌、金等)比例。使用塑料级分作为第二级分可以使压块混合物的热值的设定更简单且更灵活。

此外可以提出,所述第二级分为绒絮级分或者包括绒絮级分。基本上可设想的是,所述第二级分不仅仅由单一的级分、即由单一的绒絮级分组成,而是基本上还可以为多种级分的混合物。附加于作为第一级分的细级分之外还使用绒絮级分作为第二级分可以使压块混合物的热值的设定更简单且更灵活。

有利的还有如下的形式,根据所述形式可以提出,所述废料包括至少一种矿物材料。尤其当由所述废料制备的压块在反应器中、尤其在熔化炉中被氧化或燃烧时,矿物材料的部分可能是有利的。由于在所述废料中存在矿物型矿物质,在反应器中可以有助于形成具有适合粘度的废渣相并且由此正面地影响金属相的分离。

根据一个改进方案可能的是,制备具有8MJ/kg至25MJ/kg、优选11MJ/kg至18MJ/kg热值的所述压块。这个热值已经被证实为对于在反应器中精确且高效的过程引导而言是便利的,因为有助于自热式燃烧、即在没有加入额外的燃料的情况下的燃烧。

另外可能便利的是,制备具有O.3重量%至10重量%、优选0.5重量%至3重量%的最大铜比例的所述压块。这个铜比例已经证实为对于在反应器中精确且高效的过程引导而言是特别便利的。

此外可以提出,在压制之后将所述压块加热或冷却。依据压块的组成和质地,加热或冷却可以正面地影响压块的形状稳定性和强度。

另外可以提出,使所述压块从所述压块设备中连续地或间断地进入反应器中。既可以直接地、即基本上线上进行,也可以经由位于中间的储存步骤或运输步骤来进行。

根据一个特别的方式可能的是,所述压块混合物被如此组合而成,使得包含在其中的废料的热值是如此高,使得在没有加入其他燃料或没有能量输入的情况下,包含在其中的至少一种金属在正在运行的过程期间在所述反应器中燃烧时与其他压块一起熔化。由此可以实现自热式反应并且有助于在反应器中精确且高效的过程引导。但是还可能的是,除了压块之外还向所述反应器中加入附加的粗级分,其中这种材料的热值是如此高,使得在没有加入其他燃料或没有能量输入的情况下,包含在其中的至少一种金属在正在运行的过程期间在所述反应器中燃烧时与其他压块一起熔化。废料的粗级分可以例如为来自粉碎机预分类的具有相对较高的金属、尤其非铁金属比例的级分。粗级分还可以例如为电子装置废品、旧金属和/或塑料级分。

对应于一个有利的改进方案可以提出,使所述压块混合物的组成或所述压块混合物的热值连续地适配于所述反应器的工艺参数。工艺参数例如是在所述反应器下游的后燃烧设施中的温度、所述反应器中或后燃烧设施中的工艺气体的氧气含量和/或所述反应器中或后燃烧设施中的工艺气体的废气组成。

但是与之无关地,本发明的目的还通过一种由废料形成的压块来实现。所述废料包括至少一种金属和至少一种有机材料。所述压块在此优选在根据权利要求中任一项的方法中制备。在此提出,所述压块由包含所述废料的至少一种第一级分的压块混合物制备,所述至少一种第一级分具有0MJ/kg至30MJ/kg的热值,并且所述压块具有5MJ/kg至30MJ/kg的热值和0.1重量%至20重量%的最大铜比例。为了避免不必要的重复,请参考前文的说明部分和优点。

根据本发明的压块具有以下优点:所述压块具有经限定的热值和经限定的有价值材料含量、即经限定的铜比例。由于所述压块的组成和品质是准确限定且已知的,可以以受控、过程安全并且由此非常经济的方式将所述压块与其他压块一起用在任何后续的处理或熔化过程中。尤其当所述第一级分大体上由细粒材料组合而成并且被设置为后续用于处理、用于燃烧或用于在反应器中熔化时,将所述第一级分处理成压块可能是有利的。这还是因为压块可以被简单地处理并且还可以以简单的方式进行计量。与未制成压块的第一级分相比,压块尤其可以以减少灰尘的方式被引入到反应器中并且因此仍保留在处理室中。由于热值和有价值材料含量是准确限定的,由此还可以准确地设定造渣成分的比例,这同样可以有利地影响任何后续的处理或熔化过程。

另外可以提出,所述至少一种第一级分为细级分或者包括细级分,所述细级分主要具有小于15mm、优选小于10mm的最大粒径的成分。

另外可以提出,所述压块混合物包含第二级分,所述第二级分具有与所述第一级分不同的热值。

有利的还有如下的形式,根据所述形式可以提出,所述第二级分为绒絮级分或者包括绒絮级分。

根据一个改进方案可能的是,细级分与绒絮级分之比为0.1至6,优选0.3至5,特别优选0.5至3。以这个混合比制备的压块具有用于在反应器中、尤其在熔化反应器中的燃烧或熔化的理想的性能。除其他之外,这些性能包括热值、有价值材料的含量、尤其金属含量或铜含量以及还有熔体粘度。

另外可能便利的是,所述废料包括至少一种矿物材料。

另外可以提出,所述压块具有8MJ/kg至25MJ/kg、优选11MJ/kg至18MJ/kg热值。

此外可以提出,所述压块具有0.3重量%至10重量%、优选0.5重量%至3重量%的最大铜比例。

根据一个特别的方式可能的是,所述压块混合物被如此组合而成,使得包含在其中的废料的热值是如此高,使得在没有加入其他燃料或没有能量输入的情况下,包含在其中的至少一种金属在正在运行的过程期间在反应器中燃烧时与其他压块一起熔化。

对应于一个有利的改进方案可以提出,所述废料包含至少一种另外的金属,并且在所述压块混合物中金属的总比例为最大35重量%、优选最大25重量%、特别优选最大20重量%。替代地可能有利的是,由铜和根据元素周期表比铜更贵重的金属的总比例为最大25重量%、特别优选最大15重量%、特别优选最大10重量%。由于所述废料的金属含量与冶金处理的一次和二次原料相比较低,所以可以提供具有高热值的压块。这些压块特别好地适合用于对在压块燃烧时的废热进行热量利用。

尤其可能有利的是,所述压块直至400℃的温度都是热稳定的。在本文的上下文中热稳定是指,所述压块是足够长时间稳定的,以便被储存、运输和送入反应器,并且还不是过于稳定的,使得所述压块在所述反应器中快速分解、燃烧和熔化。这可以用所给出的温度来保证。

另外可以提出,所述压块优选被成形为至少基本上柱状的并且所述压块的长度和直径是至少基本上大小相同的,或者所述压块优选被成形为至少基本上立方体形的并且所述压块的长度和宽度是至少基本上大小相同的。所述压块的边长和/或所述压块的直径在此可以为10mm至200mm、优选20mm至150mm、特别优选50mm至120mm。还可能有利的是,所述压块的长度与所述压块的直径或者所述压块的长度与所述压块的宽度之比为最大0.3至5、优选最大0.5至3、特别优选最大0.7至2。

与之无关地,本发明的目的还通过压块在反应器中用于熔化成至少一个液态的废渣相和至少一个液态的含金属的相的用途来实现。所述压块在此为根据权利要求中任一项所述的压块和/或所述压块在根据权利要求中任一项所述的方法中制备。为了避免不必要的重复,请参考前文的说明部分和优点。

本发明涉及一种用于加工废料的方法,所述废料包含金属和其他物质(尤其以绒絮或类似物形式存在,例如粉碎机轻级分),以便回收金属。

在此背景下,本发明的目的在于提供一种用于加工废料的方法,所述废料包含金属和其他物质(尤其以绒絮或类似物形式存在,例如粉碎机轻级分),所述方法适合于回收有价值金属。

这个目的通过所述方法实现。本发明的有利的设计方案由从属权利要求得出。

在一种用于加工包含金属和其他物质的废料以便回收金属的此类方法中,将所述废料压实成压块,然后将其引入熔化反应器中并且在所述熔化反应器中熔化成至少两个相。

使用熔化反应器是基本上已知的,在所述熔化反应器中可以熔化废料,以便产生选择性地或以组合成原料组的形式包含各种原料的不同的相。

但是为了操作此类熔化反应器还需要尽可能准确地确定并设定反应材料、包括空气的组成。迄今为止,这在粉碎机轻级分或类似结构的具有较大比例有机和矿物质内含物质以及较小比例金属内含物质的废料中一直是不可能的。

压实成压块首先可以实现以经限定的进料速率向所述熔化反应器中连续进料。另外,通过压实成压块可以实现,使所述废料在所述熔化反应器中的转化反应可以在良好地且安全地可控的条件下进行。换言之,可以通过压实成压块对被引入到所述熔化反应器中的材料、尤其对自热反应所需的材料混合物、以及由此对在所述熔化反应器内部中由废料、热解气体和空气形成的反应混合物进行准确的设定。于是可以以高效且良好可控的方式确保,在所述熔化反应器中各种反应配对物相互之间的正确比例、尤其废料与空气的正确比例占主导。通过本发明的方法可以在熔化时通过自热熔化反应来利用被包含在废料中的能量的一大部分,而无须放弃回收同样被包含在废料中的金属的可能性。即,可以以能量特别高效的方式进行回收。另外,附加于金属的回收,可以对所述废料的在某些情况下存在的矿物部分、例如粉碎机轻级分的矿物级分、尤其非铁金属和贵金属进行材料上的增值。

优选通过在一个被形成为活塞压缩机的压机中压实所述废料来产生压块。还被称为压块机的此类设备是基本上已知的。与其他压实废料的可能性相比,这种设备还可以容易且可靠地大量且连续运行。

优选地,在此所述废料的金属具有铜、铅、锡、锌、镍和铁以及贵金属。对于这些金属,在此说明的方法可以可靠地执行,但是其他的金属也可以以本文中说明的方式回收以便从所述废料中进行回收。

优选地,所述废料的其他物质具有有机和/或矿物物质。特别优选地,所述废料包括大比例的有机和矿物内含物质以及低比例的金属、尤其重金属内含物质。可以用本文中说明的方法特别可靠且有利地加工这些类型的废料。

优选在所述熔化反应器中加入空气的情况下以自热方式增值所述压块,从而产生热的工艺气体。将废料压实成压块在此是特别有利的,因为相对于不将所述废料以其他形式引入所述熔化反应器中的方法,所述压块使得将所述废料连续地且在其速率方面准确测量地进料到所述熔化反应器变得非常容易。即,反应配对物可以如下组合而成,使得不需要为反应另外送入能量。

热的工艺气体在此优选至少部分在废热釜中产生蒸气。例如可以将蒸气送至蒸气涡轮机以便发电等。但是还可以以其他方式利用热的工艺气体、尤其其热能,例如在远距离热设施中。

热的工艺气体还可以至少部分有助于使所述废料在所述熔化反应器中熔化,其方式为所述工艺气体将其热能送入反应中。即,热的工艺气体在此确保在所述废料中的金属组分和矿物质组分的熔化。

有利地,通过适当控制所述熔化反应器中的气氛,产生了废渣相,所述废渣相缺少、优选基本上不含有价值金属,尤其缺少、优选基本上不含铜、铅、锡、锌、镍、铁或贵金属。当所述废渣相包含0.7重量%或更少的有价值金属时,所述废渣相被看作是缺少有价值金属的。当所述废渣相包含0.5重量%或更少的有价值金属时,所述废渣相被看作是基本上不含有价值金属的。此外,产生了液态的金属相、尤其液态的铜相,所述铜相富集了其他的重金属、尤其铅、锡、锌、镍以及贵金属。废渣相和经富集的液态铜相允许相对简单地选择性回收所述废料的各种内含物质。可以通过送入呈压块形式的废料而特别好地、尤其连续地控制在所述熔化反应器中的气氛。

优选将熔化的废料转移到分离炉中,在所述分离炉中进行废渣相和金属相的分离、尤其重力分离。

与之无关地,所述目的还通过一种工业设施来实现,所述工业设施被形成为用于执行用于加工包含金属和其他物质的废料以便回收金属的方法。所述工业设施包括优选用于将所述废料压实成压块的被形成为活塞压缩机的压机以及用于将所述压块熔化成至少两个相的熔化反应器。

从权利要求书整体和以下详细说明中得出本发明的其他优点和改进方案。

为了更好地理解本发明,借助于下面的附图更详细地解说本发明。

附图中分别示出了大幅度简化的、示意性的图示:

图1示出粗略示意性的方法流程图,

图2示出可以执行优选方法的系统的简化示意图示。

应注意,在不同地描述的实施方式中,相同的零件设置有相同的附图标记或相同的部件编号,其中在整个说明书中包含的公开内容类似地可以转移到具有相同的附图标记或相同的部件编号的相同零件上。在说明书中所选的位置信息,例如像上方、下方、侧向等等,都参照直接描述以及展示的附图,并且这些位置信息在位置变化时相应地转移到新的位置上。

术语“尤其”在下文中理解为,它可以涉及物体或方法步骤的一种可能的特殊形成方式或更详细的规定,但是不一定必须为其强制的、优选的实施方式或强制的工作方式。

在本文中使用时,术语“包括”、“具有”、“包含”、“含有”及其任何变体涵盖非排他性的包括。

图1示出最重要的方法步骤的粗略示意性的方法流程图和材料流。不言而喻,不是所有所示的或下文说明的设施零件和材料流都是一定必需的。另外,除了所示的或下文说明的设施零件和材料流之外还可以设置其他的。

在图1中所示的方法或在其中制备的压块1基本上包括两个主要设备区域——用于以一个或多个压块设备7来制备压块的压块设施15以及用于对后续的反应器设施20进行供应的工艺设施16。另外,可以设置有与所述总设施相关的或者构造上独立的废物处理设施25,用于对废料2进行处理和预分类。

压块设施15和供应设施16在所示的实施例中在构造上在一个总设施中实施。基本上经由用于添加剂17的主运送路径和用于废料2的主运送路径对总设施进行馈送。压块设施15和供应设施16用于制备压块1并且任选地还储存、混合并提供块状材料、尤其来自废料2或者来自不同的或另外的废料19的粗级分18。废料的粗级分可以例如为来自粉碎机预分类的具有相对较高的金属、尤其非铁金属比例的级分。另外的废料19的粗级分可以例如为电子装置废品、旧金属和/或塑料级分。然后根据所示的实施例,可以将包括压块1和在某些情况下其他的组分、如粗级分18的材料流从总设施中连续地或间断地送入具有反应器12的反应器设施20。但是还可能的是——然而图中未示出——在构造上或还在空间上分开的压块设施15中制备压块1,并且在后续的供应设施16中储存压块1并且根据需要将压块从其中运送到反应器设施20。供应设施16还可以被实施为反应器设施20的组成部分。

压块设施15和供应设施16包括多个传送件21和储存件22,例如传送蜗杆、筛网、管线、暂存库、仓、一个或多个例如被形成为压块机23的压块设备7、一个或多个配备有称重传感器24的容器、以及传送带。借助于称重传感器24可以实现用压块1对反应器设施20或反应器12的精确计量的供应。为此目的,用于粗级分18还有用于添加剂17的储存仓还可以形成为具有称重传感器24。

在图1中所示的方法中提出,首先提供废料2,所述废料2包括至少一种金属3尤其铜和至少一种有机材料4。废料2还可以包括至少一种矿物材料11。废料2还可以包括至少一种另外的金属,其中在所述压块混合物6中金属的总比例为最大35重量%、优选最大25重量%、特别优选最大20重量%。替代地可能的是,由铜和根据元素周期表列出为比铜更贵重的金属的总比例为最大25重量%、优选最大15重量%、特别优选最大10重量%。

随后对废料2进行一步式或多步式的机械处理。这两个步骤尤其可以在废物处理设施25、例如在粉碎机设施中进行。废物处理设施25在此还可以被形成为在构造上或空间上与压块设施15和供应设施16分开。废物处理设施25还可以用于处理其他的废料19。除了第一级分5之外,在废物处理设施25中还可以制备第二级分9。自然还可设想的是,废物处理设施25是总设施的一部分。在废物处理设施25中和/或在压块设施15中进一步将至少一种第一级分5与废料2分离。在图1中所示的材料流在此——如开篇提及的——应理解为仅仅是示意性的和示例性的。依据废料2的种类和在废物处理设施25中的分离方式,可能便利的是压块设施15被形成为具有可以用于充分分离材料流的一个或多个筛网或传送蜗杆。在图1中所示的传送件21或传送蜗杆的布置在此应理解为仅是示例性的。传送件21的实际布置方式取决于待运输的材料的类型和质地并且应由本领域技术人员的能力负责。但是还可能的是——然而在图中没有示出——不是压块设施15而是废物处理设施25被形成为具有可以用于充分分离材料流的一个或多个筛网或传送蜗杆。

然后,即如紧接着废物处理设施25或紧接着被形成为传送蜗杆的传送件21所展示的,制备了包含所述至少一种第一级分5的压块混合物6,其中第一级分5具有0MJ/kg至30MJ/kg的热值。在此,至少通过改变第一级分5来产生压块混合物6的热值。这样的改变例如可以借助于传送件21进行。作为细级分8提供所述至少一种第一级分5,细级分8主要具有最大粒径小于15mm、优选小于10mm的成分。另外可以向压块混合物6混入至少一种第二级分9,所述第二级分具有与第一级分5不同的热值。第二级分9在此同样可以源自废物处理设施25。第二级分9可以为绒絮级分10。细级分8与绒絮级分10之比为最大0.1至6、优选最大0.3至5、特别优选最大0.5至3。

将压块混合物6的级分5、9以及完成混合的压块混合物6储存在适合的储存件22中、例如在仓中。另外,借助于传送件21将压块混合物6传送至压块设备7或压块机23。压块机23在此例如可以被形成为活塞压缩机或具有偏心驱动器的连续压机。在此在图1中示例性示出四个压块机23,其中实际的数量自然取决于设施大小或设施容量。压块机23可以并行地或交替地运行。不言而喻,总设备的确切的布局在本领域技术人员的能力范围内。接下来将压块混合物6在压块设备7或压块机23中压制成压块1,从而制备具有5MJ/kg至30MJ/kg的热值和0.1重量%至20重量%的最大铜比例的压块1。压块1尤其可以具有8MJ/kg至25MJ/kg、优选11MJ/kg至18MJ/kg热值。此外可能的是,压块1具有O.3重量%至10重量%、优选0.5重量%至3重量%的最大铜比例。压块1优选直至400℃的温度都是热稳定的。压块1另外可以被成形为优选至少基本上柱状的。压块1的长度和压块1的直径在此优选是基本上大小相同的。但是压块1还可以被成形为优选至少基本上正方体形的,其中压块1的长度和宽度优选是基本上大小相同的。压块1的边长和/或压块1的直径在此可以为10mm至200mm、优选20mm至150mm、特别优选50mm至120mm。还可能有利的是,压块1的长度与压块1的直径或者压块1的长度与压块1的宽度之比为最大0.3至5、优选最大0.5至3、特别优选最大0.7至2。

可以将成品压块1从压块机23中传送到一个或多个被形成为具有称重传感器24的储存件22或仓中。使压块1从这些仓中或压块设备7中连续地或间断地进入反应器设施20的反应器12中。自然还可设想的是,将压块1直接地、即在没有暂存装置的情况下从压块设备7传送到反应器12中。在压制之后可以将压块1加热或冷却。这样的加热或冷却可以在压块设备7与储存件22之间的设施区域中进行,或者可以在储存件22与反应器12之间的传送路径中进行。自然还可设想的是,将压块设备7与反应器12之间的整个设施区域加热或冷却。除了压块1之外还可以将不同的添加剂17以及粗级分18进料到反应器12中。在反应器12中或在反应器12下游的分离炉40中将压块1、添加剂17以及粗级分18熔化成液态的废渣相13和液态的含金属的相14。

压块混合物6被如此组合而成,使得包含在其中的废料2的热值是如此高,使得在没有加入其他燃料或没有能量输入的情况下,包含在其中的至少一种金属3在正在运行的过程期间在反应器12中燃烧时与其他压块1一起熔化。在此将压块混合物1的组成或压块混合物6的热值连续地适配于反应器12的工艺参数。工艺参数例如可以为在反应器12下游的后燃烧设施中的烟气的温度、此烟气的氧气含量、或者此烟气的组成。对工艺参数的这种连续测量以及基于工艺参数对工艺的控制可以借助于控制器26来进行。总设施可以形成有中央控制器26,所述中央控制器可以实现对各个设施区域的监测、测量、控制和调节。但是还可能的是,所述主要设施区域或各个设施区域具有单独的或分开的控制器26。

图2示出可以执行优选方法的系统的另一个简化示意图示。在此,在总工艺中或在总设施中显示出,如何在反应器设施20中使用或处理根据本方法制备压块1。

首先将作为包含金属3和其他物质的废料2(其金属部分大体上应被回收)的实例的粉碎器轻级分引入到贮存库27中,以便从那里出发被进一步加工。将废料2经由传送蜗杆28等从贮存库27送入被形成为活塞压缩机29的压块压机23,在那里将废料2压实成压块1。在粉碎机轻级分中可以包含尤其铜、铅、锡、锌、镍和/或贵金属作为金属3。

在具体的设施中例如四个被形成为活塞压缩机29的压块机23可以以约10吨粉碎机轻级分每小时进行压实和造压块。

随后经由天平30将压块1运输到计量库31中,以便经由进料喷枪32从计量库引入熔化反应器33中。除了压块1之外,还将空气43引入到熔化反应器33中,以便在熔化反应器33内部产生能够反应的混合物。压块1的引入优选逐批地、也就是说分阶段地进行。

在将压块1引入到熔化反应器33中之前,将其例如加热到1200℃至1250℃。通过将废料2压实成压块1可以非常准确地设定将多少有机材料4引入到熔化反应器33内部。为此例如已经证实所引入质量的35%至50%的有机材料4比例是有用的,以便在通过自身的压缩空气喷枪34送入的空气和热解气体的参与下自热地反应。

自热反应可以通过控制所送入的空气和热解气体的量而得以稳定,其中对此而言具有重要意义的是了解在熔化反应器33中存在多少参与反应的有机材料4。仅送入使熔化反应器33中发生反应、也就是说使有机材料4和热解气体燃烧的量的空气。但是空气的送入被限制为不使所有热解气体直接燃烧,以便不使熔化反应器33过热。这个反应可以在熔化反应器33中例如在5至5.5小时内在没有外来点火的情况下进行,并且在熔化反应器33内部以此方式形成液态废渣13和液态金属14的浴。

在自热反应中产生热的工艺气体44,将所述工艺气体通过抽气罩35抽出并且通过后燃烧室36送入釜37,在所述釜中可以以常见方式产生蒸气,所述蒸气可以通过涡轮机38用于产生电能。蒸气可以替代地和附加地用在近距离供热网络和远距离供热网络中。

在熔化反应器33中的反应尽可能完全进行之后,可以将熔化反应器33倾倒并且将其液态内容物通过运输段39继续运送。于是优选将由液态废渣13和液态金属14形成的浴送入分离炉40,所述分离炉例如作为滚筒炉实现并且其中例如1200℃至1250℃的温度可以占主导。与熔化反应器33不同,将分离炉40进行外来点火,以便达到并保持其温度,因为在其中不应再发生反应。在熔化反应器33已经被清空之后,可以用另一批次的废料2填充熔化反应器。

在分离炉40中可以在例如同样5至5.5小时的时间范围内进行废渣相13与金属相14的分离。对此适宜的是重力分离,因为废渣相13具有3t/m

在分离炉40中在例如3小时至4小时的时间范围内对废渣进行设定并且然后在例如2小时至3小时的时间范围内将其粒化并且经由废渣输出段41从分离炉40中取出。

优选随后可以从分离炉40中经由金属输出段42取出并由此回收金属3。金属3例如可以作为液态金属相14、例如铜相存在,所述金属相可以富集有其他金属或重金属如铅、锡、锌、镍和/或贵金属。

这些实施例展示了可能的实施变体,其中在这一点上要注意,本发明不受限于其具体展示的实施变体,而是各个实施变体互相之间的不同组合也是可能的,并且基于关于技术处理方式的传授,在本技术领域工作的专业人员能够通过本发明实现这些变体可能性。

保护范围由权利要求书确定。但是,说明书和附图用于阐释权利要求书。来自所描述的不同实施例的单独特征或特征组合可以对于独立的本发明解决方案进行展示。独立的本发明解决方案的基础目的可以从说明书中得知。

在本说明书中关于数值范围的所有信息都应理解为,这些数值范围同时包括其任意的和所有的子范围,例如1至10的值应理解为从下限1和上限10出发同时被包括的所有子范围,也就是说所有子范围以下限1或更大的值开始并且在上限10或更小的值结束,例如1至1.7,或者3.2至8.1,或者5.5至10。

为了顺序清楚,最后要注意的是,为了更好地理解构造,元件部分地未按比例和/或放大地和/或缩小地示出。

附图标记清单

1压块

2废料

3金属

4有机材料

5第一级分

6压块混合物

7压块设备

8细级分

9第二级分

10 绒絮级分

11 矿物材料

12 反应器

13 废渣相

14 含金属的相

15 压块设施

16 供应设施

17 添加剂

18 粗级分

19 其他的废料

20 反应器设施

21 传送件

22 存件

23 压块机

24 称重传感器

25 废物处理设施

26 控制器

27 贮存库

28传送蜗杆

29活塞压缩机

30天平

31计量库

32进料喷枪

33熔融反应器

34压缩空气喷枪

35抽气罩

36后燃烧室

37釜

38涡轮机

39运输段

40分离炉

41废渣输出段

42金属输出段

43空气

44工艺气体

技术分类

06120115628536