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Dokumentenidentifikation DE3617410C2 13.08.1992
Titel Verfahren zum Verarbeiten alter Autobatterien
Anmelder Fischer, Reinhard, Dr., 5100 Aachen, DE
Erfinder Fischer, Reinhard, Dr., 5100 Aachen, DE;
Meurer, Fred, Dipl.-Ing., 4049 Rommerskirchen, DE
DE-Anmeldedatum 23.05.1986
DE-Aktenzeichen 3617410
Offenlegungstag 26.11.1987
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.08.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.08.1992
IPC-Hauptklasse C22B 13/02
IPC-Nebenklasse C22B 7/00   
Zusammenfassung Alte Autobatterien oder andere, kunststoffhaltige Metallschrotte werden im chargenweisen Betrieb von Trommelöfen, die mit Oxy-Fuel-Brennern ausgerüstet sind, eingeschmolzen, indem während des verzögerten Chargierens der Oxy-Fuel-Brenner mit großem Sauerstoff-Durchsatz, aber verringertem Brennstoff-Durchsatz betrieben wird, der Ofen kontinuierlich oder intermittierend dreht, und so der enthaltene Kraftstoff rußfrei verbrannt wird.

Beschreibung[de]

Alte Autobatterien werden bisher nach verschiedenen Verfahren verarbeitet. Eine zusammenfassende Darstellung ist von A. Melin in Heft 2, 31. Jahrgang 1977, S. 133-138 der Zeitschrift Metall veröffentlicht worden. Über verschiedene Alternativen der Verhüttung von Akkuschrott haben K. F. Lamm und A. Melin in Erzmetall 33 (1980) Nr. 5, S. 275-279 berichtet.

Diese beschriebenen Verfahren bestehen im allgemeinen aus einer Anlage zur mechanischen Zerlegung der Batterien, wobei die Fraktionen

Polypropylen-Kunststoff (Gehäuse)

Sonstige Kunststoffe

Bleischlamm

Metallischer Anteil

getrennt gewonnen werden.

Polypropylen kann einer Wiederverwendung zugeführt werden, sonstige Kunststoffe werden deponiert, z. T. wird versucht, diese beim Verhütten der metallhaltigen Fraktion als Reduktionsmittel, bzw. Zusatzbrennstoff einzusetzen.

Die beiden metallhaltigen Fraktionen werden meist gemeinsam, verschiedentlich auch getrennt, in Trommelöfen chargenweise oder in Drehrohröfen im Gegenstrom kontinuierlich mit geeigneten Zuschlägen, z. B. Soda, Kohle, Eisen, eingeschmolzen und daraus metallisches Blei gewonnen.

Es existiert daneben ein Verfahren, bei dem in einem Schachtofen etwa 60% der Gesamtcharge an bleihaltigen Materialien in Form von säureentleerten Akkubatterien mit Gehäuse aufgegeben und unter Kokszusatz und Eisenzuschlagstoffen und anderen Schlackenbildnern eingeschmolzen werden. Die dabei entstehenden Abgase mit Anteilen an verdampften Kunststoffkomponenten werden unter Brennstoffzusatz nachverbrannt, um sie einwandfrei entstauben zu können.

Wird Akkuschrott mit Kunststoffanteilen in Trommelöfen eingesetzt, werden nach dem Chargieren, Schließen des Ofens und Inbetriebnahme des Brenners in kurzer Zeit die flüchtigen Kunststoffanteile verdampfen. Um sie zu verbrennen sind deshalb derartigen Trommelöfen Nachverbrennungskammern nachgeschaltet, in denen die noch verhältnismäßig kalten Ofenabgase auf die für die Kunststoffverbrennung erforderliche Temperatur mit zusätzlichem Brennstoffaufwand aufgeheizt werden, um eine Nachverbrennung zu ermöglichen.

Die meisten Verfahren ermöglichen die Abtrennung der in der Batterie enthaltenen Säure vor der weiteren Verarbeitung.

In Abweichung von den vorerwähnten Verfahren ist in DP 24 20 810 ein Verfahren geschützt worden, bei dem die Batterien lediglich zerkleinert, neutralisiert und mit ihrem Anteil an Kunststoffen einem Ofen aufgegeben werden, in dem mit stark sauerstoffangereicherter Verbrennungsluft der Schrott eingeschmolzen wird. Dabei dienen die Kunststoffe als Brennstoff. Bei diesem Verfahren ist noch eine gewisse Verweilzeit des Akkuschrotts in dem Ofen erforderlich, so daß sich dafür der kontinuierliche Betrieb eines Drehrohrofens in Gleichstrom als besonders vorteilhaft erwiesen hat.

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem kunststoffhaltiger Akkuschrott in einem Trommelofen in chargenweisem Betrieb eingeschmolzen werden kann. Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Es hat sich gezeigt, daß auch die bei der Verhüttung von Akkuschrott üblichen Trommelöfen oder Kurztrommelöfen, die chargenweise betrieben werden, geeignet sind, auch kunststoffhaltigen Akkuschrott ohne die bisher erforderliche Nachverbrennung einzuschmelzen, wobei die Kunststoffe rußfrei verbrannt werden, wenn die folgenden Verfahrensmaßnahmen durchgeführt werden:

Die Trommelöfen müssen dazu mit Oxy-Fuel-Brennern ausgerüstet werden, bei denen Sauerstoff in hoher Konzentration zur Verbrennung von Öl oder Gas verwendet wird.

Die Chargierung des kunststoffhaltigen Materials erfolgt über die Stirnseite des Ofens, und zwar nicht wie bisher bei stillstehendem Ofen und ohne daß der Brenner in Betrieb ist, sondern so, daß der Ofen während des Chargierens dreht und der Brenner in Betrieb ist.

Das Material wird so gleichmäßig und kontinuierlich über einen längeren Zeitraum, vorzugsweise 90-120 Minuten je nach Kunststoffanteil, aufgegeben, daß dem Kunststoff ausreichend Zeit zur Verbrennung gegeben wird.

Dabei ist der Sauerstoffanteil des Brenners groß, der Anteil an Öl oder Gas als Brennstoff jedoch so weitgehend reduziert, daß eine oxidative Verbrennung sichergestellt ist.

Ist das Chargieren beendet, sind die Kunststoffe, insbesondere aber die leichtflüchtigen, verbrannt.

Der Ofen wird dann geschlossen, der Oxy-Fuel-Brenner mit dem üblichen Sauerstoff-Brennstoff-Verhältnis betrieben und die Charge in üblicher Weise niedergeschmolzen. Dabei kann entweder die Charge geschmolzen und Blei und Schlacke abgestochen werden. Oder aber es wird mit Nachsetzen gearbeitet, d. h., nach Beendigung des Chargierens wird das bis dahin ausgeschmolzene Blei abgestochen und frische Charge in der oben beschriebenen Weise nachgesetzt.

Die erforderlichen Zuschläge werden vor dem Schlackeschmelzen zugesetzt.

Zum Chargieren eignen sich entsprechend ausgebildete Vibrorinnen oder Schnecken, jedoch können auch andere geeignete Vorrichtungen Verwendung finden.

Das Verfahren sei an nachstehendem Beispiel erläutert:

In einem Kurztrommelofen von 3000 mm ∅ und 3000 mm Länge mit einem Oxy-Fuel-Brenner von einer Leistung von 150 kg/h Öl und 300 m3/h O2 werden mittels Schnecke in ca. 120 Minuten 18 t kunststoffhaltiger Akkuschrott zusammen mit den erforderlichen Zuschlägen aufgegeben. Dabei ist der Brenner auf eine Leistung von 50 kg/h Öl und 200 m3/h O2 eingestellt. Der Ofen dreht mit langsamer Geschwindigkeit.

Ca. 1 Std. nach Beendigung des Chargierens wird Blei abgestochen. Anschließend werden während 60 Minuten 8 t Akkuschrott nachgesetzt. Dann wird der Ofen geschlossen und der Brenner auf eine Leistung von 100 kg/h Öl und 200 kg/h O2 eingestellt und die Charge fertiggeschmolzen. Es werden nach ca. 3-4 Std. Blei und Schlacke abgestochen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

DE PS 12 24 935

DE PS 11 99 969

US PS 29 66 350

DE PS 24 20 810


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Einschmelzen von kunststoffhaltigem Akkuschrott in einem Trommelofen in chargenweisem Betrieb, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelofen mit einem Oxy-Fuel-Brenner ausgerüstet ist, der Akkuschrott über einen längeren Zeitraum gleichmäßig dem Ofen an der Stirnseite aufgegeben wird, während des Chargierens der Oxy-Fuelbrenner mit großem Sauerstoff, aber kleinem Brennstoffdurchsatz betrieben wird und der Ofen kontinuierlich oder intermittierend dreht.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von kunststoffhaltigem Akkuschrott andere kunststoffhaltige Metallschrotte, wie Kupfer-, Messing- oder Aluminium-Schrott, eingesetzt werden.






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