DE102009041789A1

DE102009041789A1 - Verfahren zum Recyclen von Aluminium aus Getränkedosen

Info

Publication number: DE102009041789A1
Application number: DE102009041789A
Authority: DE
Inventors: Klaus Riegert; Wolfgang Riegert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2011-03-31
Also published as: WO2011032696A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Recyceln von Aluminium aus bedruckten Getränkedosen, bei dem die Getränkedosen zerkleinert werden zu kleinen Teilchen und diese zunächst von anhaftenden Getränkeresten und anschließend von anhaftenden Farbresten gereinigt werden. Die erste Reinigungsstufe ist eine Schleuderstufe. Die zweite nachgeschaltete Reinigungsstufe für die Farbe ist eine thermische Reinigungsstufe, der eine Abgasnachverbrennung zugeordnet ist. Die thermisch gereinigten Teilchen werden anschließend in ein Schmelzbad eingerührt und aufgeschmolzen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Recyclen von Aluminium aus bedruckten Getränkedosen mit den Schritten des Zerkleinerns der Dosen zu kleinen Teilchen, einem Reinigen der Teilchen und einer anschließenden Weiterverarbeitung.
Getränke, wie Bier, Softdrinks etc. werden in erheblichen Umfang in Aluminiumdosen verkauft, die bekanntermaßen mit einem u. a. den Inhalt angebenden Aufdruck versehen sind. Diese Aluminiumdosen werden recyclet.
Hierzu ist es einerseits bekannt, sie zu sammeln und dann zu Ballen zu pressen. Diese Ballen werden dann bei einer bekannten Art der anschließenden Weiterverarbeitung zum Recyclen in ein Schmelzbad gegeben.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass die Ballen aus zusammengepressten Dosen das Schmelzbad, in das sie gegeben werden, relativ stark abkühlen, so dass das in ihnen enthaltene Aluminium nicht unmittelbar aufschmilzt. Vielmehr erhitzt sich der Ballen erst langsam und insbesondere das weiter im Inneren des Ballens liegende Aluminium bildet vor einem Schmelzen noch dicke Oxydschichten. Um diese Oxyde aus dem Aluminiumschmelzbad zu entfernen, muss eine entsprechende Menge an Zuschlagstoffen beigegeben werden, was den Nachteil einer hohen Schlackenproduktion mit sich bringt. Außerdem wird durch die Bildung von Aluminiumoxiden die Ausbeute an recycletem Aluminium verschlechtert.
Auch die noch auf den Dosen befindlichen Aufdrucke bzw. die von diesen stammende Farbe führt bei dem beschriebenen Verfahren zu großen Mengen unbrauchbarer Schlacke und verschlechtert damit die Ausbeute an recyceltem Aluminium erheblich.
Um diese Probleme zu vermeiden wird beispielsweise in der WO 96/01332 beschrieben, die gepressten Ballen zu schneiden und die in ihnen enthaltenen Getränkedosen somit zu Teilchen zu zerkleinern. Diese Dosenteilchen werden dann von anhaftenden Farben, die von dem Aufdruck stammen, gereinigt und abschließend im Zuge der Weiterverarbeitung zu kleinen Pellets oder Nuggets gepresst.
Für die Reinigung von den Aufdruckfarben wird dabei vorgeschlagen, die zerkleinerten Dosenteilchen mit abrasiven Mitteln in eine Trommel zu geben, um so anhaftende Farbpartikel etc. mechanisch abzuschleifen. Es wird weiter vorgeschlagen, derart vorbehandelte Dosenteilchen anschließend einer hohen Temperatur auszusetzen, um noch anhaftende Fremd- und Farbpartikel zu verbrennen.
Abschließend werden die derart erhaltenen gereinigten Dosenteilchen zu Pellets oder Nuggets gepresst.
Nachteilig an dem beschriebenen Verfahren ist insbesondere, dass die abrasiven Mittel, die zwischen die Dosenteilchen zu deren Reinigung von anhaftenden Farbresten eingebracht werden, nach der Reinigung wieder aufwändig zwischen den zerkleinerten Dosenteilchen entfernt werden müssen, da diese Mittel nur für die Reinigung vorgesehen sind. Außerdem neigen die abrasiv gereinigten Oberflächen der Dosenteilchen, die metallisch blank sind, wiederum zur Bildung von Oxidschichten, insbesondere wenn sie anschließend wieder einer hohen Temperatur ausgesetzt werden, die einer Oxidbildung grundsätzlich zuträglich ist. Diese Oxide haben die oben beschriebenen Nachteile.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgemäß, ein derart bekanntes Recyclingverfahren dahingehend weiterzuentwickeln, dass es einfacher und somit kostengünstiger und auch insbesondere effektiver durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein zweistufiges Reinigen der zerkleinerten Aluminiumdosenteilchen erfolgt mit zunächst einer Schleuderstufe zum Abschleudern anhaftender Feuchtigkeit und mit einer nachgeschalteten thermischen Reinigungsstufe für die auf den Teilchen haftende Farbe.
Durch die Schleuderstufe zum Abschleudern von anhaftender Flüssigkeit wird für die nachgeschaltete thermische Reinigungsstufe zum einen verhindert, dass in der thermischen Reinigungsstufe Energie aufgebracht werden muss, um noch anhaftende Flüssigkeiten energieaufwändig zu verdampfen. Außerdem wird verhindert, dass in ungewünschter Weise noch organische Stoffe an den Dosenteilchen haften und mit diesen in einen für die Reinigungsstufe vorgesehenen Ofen eingebracht werden. Diese organischen Stoffe sind Reste von den Getränken, wie Bier oder Softdrinks, die in den Getränkedosen enthalten waren. Diese Stoffe können in der Hitze des Abbrennofens in unerwünschter Weise mit den Dosenteilchen reagierende Verbindungen verursachen.
In der anschließenden thermischen Reinigungsstufe werden die noch an den Dosenpartikeln anhaftenden Farbreste durch Thermik gereinigt also insbesondere abgebrannt bzw. abgeschwelt. Hierfür habe sich Verfahrenstemperaturen zwischen ca. 300°C und 500°C, vorzugsweise etwa 400°C als besonders geeignet erwiesen.
Die bei dem Abbrennen bzw. Abschwelen der Farbreste entstehenden Gase werden aus der thermischen Reinigungsstufe abgeleitet und einer Abgasnachverbrennung zugeführt. Dadurch wird verhindert, dass Schadstoffe in die Umgebung abgegeben werden.
Bei Bedarf ist es möglich, der Abgasnachverbrennung als weiteres Element Filter nachzuschalten, um auch höchsten Umweltanforderungen gerecht zu werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird den Teilchen vor der Schleuderstufe noch ein Lösungsmittel zugesetzt, um anhaftende organische Elemente leichter lösen zu können.
Vorzugsweise handelt es sich bei diesem Lösungsmittel um Wasser (H₂O), das für den üblicherweise in Softdrinks und Bier etc. enthaltenen Zucker und ähnliche Stoffe eine sehr gute Lösungswirkung aufweist und somit den Zucker für eine weitere Behandlung gut anlöst.
Bei dem anschließenden Reinigen in der Schleuderstufe kann das in die Aluminiumteilchen eingebrachte Lösungsmittel/Wasser wieder gut abgeschleudert werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der sich an die thermische Reinigungsstufe anschließende Verfahrensschritt der Weiterverarbeitung das unmittelbare Einbringen der gereinigten Dosenteilchen in ein Schmelzbad umfasst.
Dies hat den Vorteil, dass die bereits in der thermischen Reinigungsstufe erwärmten Teilchen mit einer relativ hohen Temperatur in das Schmelzbad gelangen. Dies ist unter energetischen Gesichtpunkten sehr günstig, da eine bereits erfolgte Vorerwärmung der Dosenteilchen auf eine relativ hohe Temperatur zwischen ca. 300°C und 500°C, vorzugsweise etwa 400°C, genutzt werden kann und die hierfür notwendige Energie nicht aus dem Schmelzbad entnommen werden muss. Hierdurch wird eine als nachteilig empfundene Abkühlung des Schmelzbades verhindert, das somit leichter auf Temperaturen von ca. 720°C bis 730°C, vorzugsweise um ca. 750°C bis 760°C gehalten werden kann.
Es wird besonders bevorzugt, der thermischen Reinigungsstufe einen Lagerbunker als Pufferspeicher vorzuschalten. Hierdurch ist es möglich, unabhängig von Durchsatzschwankungen in vorgeschalteten Anlagenteilen die thermische Reinigungsstufe kontinuierlich zu betreiben und insbesondere die aus dieser erfolgende Abgabe von Dosenteilchen in das nachgeschaltete Schmelzbad dosiert und kontinuierlich erfolgen zu lassen.
Es wird dabei insbesondere vorgeschlagen, das Einbringen der Dosenteilchen aus der thermischen Reinigungsstufe in das flüssige Schmelzbad unter Erzeugung eines Einzugsstrudels („Vortex”) vorzunehmen. Durch diesen Einzugsstrudel werden die Teilchen nicht nur auf das Schmelzbad aufgegeben sondern tief in dieses eingebracht und dort in kürzester Zeit von allen Seiten von flüssiger Schmelze umgeben. Dies führt zu einem schnellen Aufschmelzen der einzelnen Teilchen. Aufgrund eines derartigen schnellen Aufschmelzens wird insbesondere auch verhindert, dass einzelne Teilchen auf der Oberfläche des Schmelzbades abbrennen. Damit ist insgesamt die Ausbeute an Recyclingaluminium erheblich zu erhöhen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer für das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehenen Anlage. Dabei zeigt
1 eine Prinzipsskizze einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In der 1 erkennt man eine Aufgabestation 1, an der zu recyclende Aluminiumgetränkedosen in die Anlage eingegeben werden. Diese Aluminiumdosen sind mit Aufdrucken versehen, wobei die Aufdrucke bzw. die hierfür benötigte Farbe das Recyclen erschwert.
Über einen Scharnierbandförderer 2 werden die aufgegebenen Aluminiumdosen zu einer Vibrorinne 3 transportiert und von oben auf diese abgegeben.
Über dieser Vibrorinne 3 ist dabei ein Überbandmagnet 4 angeordnet, mit dem ferromagnetische Verunreinigungen aus dem Aluminiumschrott abgesammelt werden.
Von der Vibrorinne 3 werden die Aluminiumdosen über Verteilförderer 5 auf mehrere Zerkleinerer 6 verteilt, in denen die Dosen durch Schneiden, Häckseln o. ä. zu kleinen Aluminiumteilchen geschreddert werden.
Die von den Zerkleinerern 6 ausgegebenen Dosenteilchen werden dann über einen Kratzförderer 7 zu einer Dosiervorrichtung 8 transportiert.
In dieser Dosiervorrichtung kann den zerkleinerten Dosenteilchen ein Lösungsmittel wie beispielsweise Wasser zugeführt werden. Mit diesem flüssigen Lösungsmittel werden an den Dosenteilchen anhaftende Reste von Bier, Softdrinks etc. gelöst.
Die Teilchen werden dann von der Dosiervorrichtung 8 in eine Zentrifuge 9 abgegeben. In dieser Zentrifuge werden anhaftende Flüssigkeitsreste abgeschleudert. Auch das Lösungsmittel und die von diesem gelösten an den Dosenteilchen anhaftenden Reste werden hierdurch wieder entfernt. Dadurch wird ein erster Reinigungsschritt für die Dosenteilchen realisiert.
Über einen weiteren Kratzförderer 10 werden die derart vorgereinigten Dosenteilchen noch einmal über Neodymmagnettrommeln 11 geleitet, wo die Dosenteilchen noch einmal von ferromagnetischen Elementen befreit werden.
Anschließend werden die derart gereinigten Teilchen in einen Lagerbunker 12 eingegeben.
Dieser Lagerbunker 12 fungiert als Pufferspeicher für den anschließenden Ofen 13, in dem eine thermische Reinigung der Dosenteilchen erfolgt und die an den Dosenteilchen aus Aluminium anhaftenden Farbpartikel thermisch gelöst und verbrannt bzw. verschwelt werden. Der Ofen 13 ist dabei als thermische Reinigungstrommel ausgeführt und die in dieser entstehenden Abgase werden nachverbrannt und ggf. in einem Filter 14 gereinigt. Die bei der Nachverbrennung entstehende Energie kann beispielsweise auch genutzt werden, um die thermische Reinigungstrommel des Ofens 13 zu beheizen. Innerhalb des Ofens 13 werden die zerkleinerten Dosenteilchen und die diese reinigenden heißen Gase im Gegenstrom zueinander geführt, was energetisch sehr effektiv ist.
Die in der thermischen Reinigungsstufe gereinigten Dosenteilchen werden abschließend in einen Schmelzofen 15 eingebracht. Dieses Einbringen erfolgt kontinuierlich und unter einem ständigen Rühren des flüssigen Schmelzbades.
Durch dieses ständige Rühren wird im Schmelzbad die Bildung eines Strudels erreicht, so dass die einzelnen Dosenteilchen nicht auf der Schmelze aufschwimmen sondern direkt im Bereich des Strudels quasi in das flüssige Schmelzbad eingesaugt werden und dort sofort vollständig von flüssiger Schmelze umgeben sind. Hierdurch wird ein zügiges Aufschmelzen der Aluminiumteilchen erreicht, ohne dass einzelne Aluminiumteilchen auf der Schmelze schwimmend abbrennen. Damit wird die unerwünschte Bildung von Schlacke verhindert und es ergibt sich eine insgesamt sehr hohe Aluminiumausbeute bei dem Recyclingverfahren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 96/01332 [0006]

Claims

Verfahren zum Recyclen von Aluminium aus mit Farbe bedruckten Getränkedosen, mit den Schritten – Zerkleinern der Dosen zu kleinen Teilchen – Reinigung der Teilchen und – einer anschließenden Weiterverarbeitung, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung der Teilchen zweistufig erfolgt, – zunächst mit einer Schleuderstufe und – mit einer nachgeschalteten thermischen Reinigungsstufe für die auf den Teilchen haftende Farbe.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der thermischen Reinigungsstufe entstehende Gase einer Abgasnachverbrennung zugeführt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasnachverbrennung ein Filter nachgeschaltet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die anschließende Weiterverarbeitung das Einbringen der gereinigten Teilchen in ein Schmelzbad umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Schleuderstufe den Teilchen ein Lösungsmittel zugesetzt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel Wasser (H₂O) ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der thermischen Reinigungsstufe ein Lagerbunker als Pufferspeicher vorgeschaltet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der thermischen Reinigungsstufe kommenden Teilchen direkt in ein unter Bildung eines Strudels gerührtes, flüssiges Schmelzbad eingebracht werden.