Waste Building Material Separation in a Zigzag Air Apparatus

摘要

The joint research field 385 (DFG Sonderforschungsbereich) "Building Material Recycling" at the Otto-von-Guericke-University Magdeburg and University (GH) Kassel integrates nine projects. This research project deals with the gravity separation of building material waste in an air flow with a zigzag apparatus using the small density differences of liberated and partially liberated constituents with the following main objectives: design and construction of a test rig (pilot-scale plant) - variation of air flow rate, particle acceleration or settling velocity, resp., channel geometry, number of zigzag stages - determining and optimizing the separation efficiency concerning porous particle density - production of high quality recycling material for reuse in the building material industry, and reduction of waste material deposit volume.%Im Rahmen des DFG Sonderforschungsbereiches 385 „Baustoffrecycling" werden Untersuchungen zur Trennung von Bauschutt (Bauabfälle vorwiegend mineralischer Herkunft) im Luftstrom durchgeführt, um hochwertige Recyclingprodukte zu erzeugen und diese wieder in den Stoffkreislauf zurückzuführen. Eine Versuchsanlage zur Dichtesortierung im Luftstrom wurde im Technikumsmaßstab konstruiert und aufgebaut. Die Einsatzmöglichkeiten und die Trennleistung des Sortierapparates Zick-Zack-Sichter wurden bei verschiedenen Abfällen, wie Gemischen aus Ziegel- und Betonbruch, Holz und anderen Leichtstoffen, erfolgreich getestet. Ein weiteres wesentliches Aufgabengebiet war die Ermittlung der Einsatzgrenzen der Trennung der Betonbestandteile Zementstein/Sand und aufgeschlossener bzw. teilaufgeschlossener Zuschlagstoff. Der hierbei notwendige Modellbeton wurde von der Universität Kassel, Fachbereich Baustoffkunde, bereitgestellt. Die Trennung des Aufgabematerials in das gewünschte Schwer- und Leichtgut erfolgt nach der quasistationären Sinkgeschwindigkeit der Partikel oder Bruchstücke im Luftstrom, die sowohl von der Partikelgröße, als auch ihrer Dichte und Form abhängig ist. Der hier störende Einfluß der Partikelgröße wurde durch eine vorherige enge Klassierung des Aufgabegutes in enge Fraktionen minimiert. Beim Beton weisen die Dichtebereiche der zu trennenden Inhaltsstoffe nur geringe Unterschiede auf. Zusätzlich entstehen durch Verwachsungen (Anhaftungen von Zementstein am Zuschlag) Überlappungen der porösen Partikeldichte. Die bisherigen Versuche zeigten, daß trotz dieser Problematik eine Trennung in Leicht- und Schwergut mit einer jeweiligen hohen Anreicherung realisierbar ist. Mit einer vergleichsweisen hohen Partikelbeladung ließ sich der spezifische Energiebedarf des Sortierapparates minimieren. Zur weiteren Verbesserung der Trennergebnisse werden Hochgeschwindigkeitsaufnahmen genutzt, um die Strömungsvorgänge und damit auch das Bewegungsverhalten der Partikel in Zick-Zack-Kanälen zu beschreiben und letztendlich eine praktikable Prozeßauslegung vornehmen zu können.