Institute for
HSR
claim

UMTEC
Institut für Umwelt- und
Verfahrenstechnik
Oberseestrasse 10
8640 Rapperswil
Tel. +41 (0)55 222 48 60
umtec(at)hsr.ch

Sortierung

Als "Sortierung" bezeichnet man die Zerlegung eines körnigen Haufwerks in Komponenten unterschiedlicher Stoffart oder unterschiedlicher Eigentschaften. Dazu stehen uns folgende Maschinen zur Verfügung:

 

Nasstrenntisch (icscontec / Pilotmassstab)

Der Nasstrenntisch ist zur Separation von Kupfer- und Kunststoffpartikeln aus zerkleinerten Elektrokabeln gedacht. Er kann jedoch für eine Vielzahl weiterer Anwendungen im Bereich der nassen Dichtesortierung eingesetzt werden. Mittels sechs individuell einstellbaren Wasserdüsen wird der linear schwingende Tisch befeuchtet. Schwerere Partikel haften auf der Tischoberfläche und wandern in Förderrichtung zum oberen Austrag. Leichtere Partikel werden von der Strömung mitgerissen und werden über den zweiten, tiefer liegenden Austrag entfernt.

 

 

Vibrotisch mit Winkelaufsatz (Eigenentwicklung / Labor)

Der Vibrationstisch mit Winkelaufsatz eignet sich für die Sortierung nach der Partikelform. Eine modulare Bauform ermöglicht Versuche in einem breiten Einsatzgebiet. Der Vibrationstisch besteht aus einer 1000 mm x 2070 mm grossen Platte, welche von zwei Vibrationsmotoren in Vibration versetzt wird. Auf einem Winkelaufsatz können verschiedene Aufbauten montiert sowie die Vibrationsrichtung und der Anstellwinkel definiert werden.

Kabel-Aufbereitungsanlage (Gertrud Diebels Recycling Maschinen)

Die Anlage besteht aus einem Shredder (Schneidmühle, 4 kW), einem Lufttrennherd und einer Abluftreinigung. Das aufgegebene Material wird im Shredder zerkleinert (Austragsiebe wahlweise 2mm oder 4mm) und über ein pneumatisches Fördersystem auf den Trenntisch gegeben. Dort wird das Shreddergut nach der Dichte sortiert: das schwere Kupfer wird am einen Ende des Luftherdes ausgeworfen, die leichtere Kunststoffisolation am anderen Ende. Die Abluftreinigung geschieht über einen Aerozyklon mit nachgeschaltetem Tuchfilter.

Lufttrennherd (Triple S Dynamics / Labor)

Mit dem Lufttrennherd wird feinkörniges Material nach der Dichte aufgetrennt. Durch einen von unten durch das Gutbett geleiteten Luftstrom wird das Materialbett fluidisiert und durch eine stossartige Bewegung des Tisches transportiert, wobei sich spezifisch leichte und spezifisch schwere Partikel entmischen. Durch Einstellung der Schwingungsfrequenz/Neigung des Tisches können verschiedene Dichte-Trennschnitte eingestellt werden.

Elektrostatischer Separator (Outotec / Pilotmassstab)

Mit dem elektrostatischen Separator werden aus Schüttgütern Metalle von Nichteisenmetallen anhand unterschiedlicher Oberflächenleitfähigkeiten getrennt. Dazu wird das Material auf eine rotierende und geerdete Walze gegeben. Das Material wird mittels Hochspannung elektrisch aufgeladen. Da Leiter ihre Oberflächenspannung an die Walze abgeben, werden diese leitenden Materialien durch die Walzendrehung weggeschleudert. Nichtleiter verlieren ihre Ladung nicht und bleiben deshalb an der Walze haften. Im Bereich der Neutralisationselektrode wird die Ladung der Nichtleiter abgebaut und die Nichtleiter fallen ab.

Video

 

Polysort Finder (Titech / Industrieanlage)

(DIF) Im Juni 2008 wurde das UMTEC-Labor mit einem Sortiergerät der Firma Titech AG erweitert, dem Polyfinder. Im April 2009 wurde der Sensorsortierer aufgerüstet.

Mit dem Finder wurden bisher aus Schüttgütern die Metalle von den Nichtmetallen abgetrennt. Das Rohmaterial wird dazu mit einem Förderband über einen Metallsensor gefördert. Dieser Sensor erkennt die Metalle anhand ihrer elektrischen Leitfähigkeit und gibt diese Informationen an den Rechner weiter. Der Rechner steuert eine Leiste mit Druckluftdüsen unter dem Bandabwurf an, welche die Materialstücke mit den gewünschten Eigenschaften mit Druckluft aus dem Materialstrom herausschiessen. Zusätzlich zum Metallsensor verfügt der Finder neu über einen Nahinfrarotsensor (NIR). Mit dem NIR-Sensor werden Materialien anhand des Reflektionsvermögens von Licht im infraroten Spektrum identifiziert. Nun können wir Schüttgüter nicht nur nach elektrischer Leitfähigkeit, sondern auch nach Reflektion im IR sowie nach beliebigen Kombinationen dieser beiden Eigenschaften trennen.

Video

 

Wirbelstromabscheider (Steinert / Industrieanlage)

Anfang 2008 wurde das UMTEC-Labor mit einem Wirbelstromscheider der Firma Steinert ergänzt.

Mit einem solchen Abscheider werden unmagnetische, elektrisch leitfähige Stoffe wie Aluminium und Kupfer von Nichtleitern separiert (z.B. Kunststoff, Glas und Schlacke). Auf einem schnell rotierenden Polrad sind Permanentmagneten angebracht, welche in die leitfähigen Materialteilchen Wirbelströme induzieren. Diese Wirbelströme führen zur Ausbildung von Magnetfeldern, die den induzierenden Magnetfeldern entgegenwirken, was zu einer abstossenden Kraft führt. Die elektrisch leitenden Teilchen werden daher aus dem Materialstrom ausgeworfen.

 Video

Wirbelstromabscheider exzentrisch (Eriez / Pilotmassstab)

Dieser Wirbelstromscheider funktioniert ähnlich wie die oben beschriebene Industrieanlage von Steinert. Er verfügt auch über ein exzentrisches Polrad, das in einem Winkel von 0 bis 30 Grad über dem oberen Totpunkt positioniert werden kann. Dank des auf Feinkorn optimierten Designs wird auch bei kleinen Korngrössen (<5mm) eine gute Abscheideleistung erzielt.

Wirbelstromabscheider (Labor)

Im Zuge von mehreren Semesterarbeiten wurde ein Wirbelstromscheider im Labormassstab entwickelt. Dieser Wirbelstromscheider funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie die oben beschriebene Industrieanlage. Er ist jedoch so konzipiert dass vor allem im Feinkornbereich (<3mm) eine gute Abscheideleistung erzielt werden kann.

 

Hochgradient-Magnetscheider (Magnetic Products inc. / Pilotmassstab)

Bei unserem Hochgradient-Magnetscheider handelt es sich um einen Hochgradient- Trommelmagnet- scheider. Mit diesem Magnetscheider können nicht nur ferromagnetische, sondern auch paramagnetische Materialien, wie Eisenoxide oder hochlegierte Stähle, von mineralischem Schüttgut abgetrennt werden. Die maximale verarbeitbare Korngrösse beträgt rund 25mm. Der im Gerät eingebaute Permanentmagnet enthält Neodym und erreicht Feldstärken von mehreren tausend Gauss.

Hochgradient-Magnetscheider (Outotec / Labor)

Der Hochgradientmagnetscheider ist für die Abscheidung von magnetischen Partikeln mit einer Korngrösse von 0.03-3mm geeignet. Das Gerät funktioniert nach dem Prinzip eines Ablenkmagnetscheiders, wobei die Feldstärke des Elektromagneten zwischen 0 und 20'000 Gauss einstellbar ist. Dadurch ist es möglich, aus einer Probe neben ferromagnetischen Partikeln auch paramagnetische Partikel abzuscheiden.

Setzmaschine (Pilotmassstab)

Mit einer Setzmaschine werden Materialien nach ihrer Dichte sortiert; z.B. können Kupfer- und Aluminium- partikeln voneinander getrennt werden. Das in der Setzmaschine angestaute Gutbett wird periodisch mit Wasser angeströmt. Hierdurch bildet sich eine Wirbelschicht, in der die schweren Partikel der Schwerkraft folgend nach unten wandern. Die leichteren Partikel wandern nach oben und werden über ein Wehr ausgetragen.

Schütteltisch (Wilfley/Pilotmassstab)

Auf dem Schütteltisch werden feinkörnige Schüttgüter nach unterschiedlicher spezifischer Dichte getrennt. Hierbei kann beispielsweise aus einem gemahlenen Erz ein Metallkonzentrat gewonnen werden, z.B. Gold aus Quartzgestein.

Flotationszelle (KHD Humboldt / Labor)

Flotation ist  ein physikalisch/chemisches Trenn- verfahren, bei dem ein feinköniges Feststoffgemenge in wässriger Suspension mit Hilfe unterschiedlicher Oberflächenbenetzbarkeit der Partikel getrennt wird. Die Flotationschemikalien adsorbieren selektiv an eine Sorte Partikel, die sich danach schlecht mit Wasser benetzen lassen (Hydrophobierung). Dem Flotationsbad werden Schaumbildner zugesetzt, dann wird Luft eingetragen und fein verteilt.  Die wasser- abweisenden Partikel haften an die Luftblasen an, schwimmen mit diesen auf und können mit dem entstehenden Schaum abgeschöpft werden. Die nicht wasserabweisenden Partikel sinken zu Boden und werden dort ausgetragen.

Flotationszelle (Metso Mineral Systems / Labor)

Flotation ist ein physikalisch/chemisches Trennverfahren, bei dem ein feinkörniges Feststoffgemisch in wässriger Suspension nach unterschiedlicher Oberflächenbenetzbarkeit der Partikel getrennt wird. Dem Flotationsbad werden Schaumbildner zugesetzt, dann wird Luft eingetragen und fein verteilt. Die wasser- abweisenden Partikel haften an die Luftblasen an, schwimmen mit diesen auf und können mit dem entstehenden Schaum abgeschöpft werden. Die nicht wasserabweisenden Partikel sinken zu Boden und werden dort ausgetragen.

Wendelscheider ( Multotec / Pilotmassstab)

Der Wendelscheider sortiert Partikel unterschiedlicher Dichte durch die Konvektionsströmung im Querschnitt der Wendelrinne. Leichte Partikeln folgen der Flüssigkeitsströmung nach außen, während die schweren Partikel sich aufgrund der Wandreibung und der nach innen gerichteten Querströmung am Rinnenboden zum Zentrum der Rinne bewegen und dort ausgetragen werden.

Falcon-Konzentrator (Sepro / Labor)

Der Falcon-Konzentrator trennt Feststoffpartikel nach der Dichte. Dabei wird das zu trennende Material zuerst mit Wasser aufgeschlämmt und in einen rotierenden Konus gegeben und entgegen der Zentrifugalkraft mit Wasser angeströmt. Das leichte Material wird mit dem Wasserfluss ausgespült, während das schwere Material im konusförmigen Behälter zurückbleibt.

iCON400-Konzentrator (Sepro Mineral Systems)

Der iCON ist der "grosse Bruder" unseres FALCON und funktioniert analog. Im Gegensatz zum FALCON ist der iCON nicht für den Labormasstab ausgelegt, sondern für die Produktion. Folglich können wir die Ergebnisse einer industriellen Anwendung mit grosser Zuverlässigkeit simulieren. Insbesondere zur Aufbereitung von edelmetallhaltigen Feinkornfraktionen 0.03-0.5mm (Elektronikschrott, KVA-Schlacken...) hat sich das Gerät - auch in Kombination mit unserem Flachbodenzyklon - bestens bewährt.