[发明专利]用于回收和处理来自破碎的含铁废料的残余物的设备和方法

说明书

用于回收和处理来自破碎的废料的残余物的设备，其包含：第一设备部分（110），其设有破碎和分离装置（11、13、15、17、19），其被配置来从来自破碎物的残余物（12）中提取含铁材料（14）、非铁金属（20）和塑料材料（16、24），所述分离装置（11、13、15、17、19）设有制粒机系统（11），其被配置来在干式模式中并且没有预筛选阶段地使来自破碎物的残余物（12）缩小成粒状材料的流（F）；以及第二设备部分（210），其设有对塑料材料（16、24）进行处理并调节其尺寸的装置（32、33），其被配置来将塑料材料（16、24）转变成添加材料，以被用于特别是例如高炉、电弧炉等的炼铁和钢设备（40）中；对塑料材料（16、24）进行处理并调节其尺寸的装置（32、33）包含用于切割和/或研磨塑料材料（16、24）的干式系统（33）。

技术领域

本发明涉及将含铁（ferrous）废料（scrap）进行破碎（crushing）和处理的领域，例如处理来自汽车行业的废料。

本发明尤其涉及用于回收和处理来自破碎的废料的残余物的方法和设备，通过该方法和设备可以以非常有效方式从所述残余物中提取含铁材料、非铁金属以及尤其是塑料材料，根据它们的化学组成该塑料材料可以被用作回收材料，在例如高炉（blastfurnace）、电弧炉（electric arc furnace）等的炼钢设备中被用作燃料或还原剂。

通过术语“塑料材料”，我们通常是指轻质的塑料材料、重质的塑料材料、橡胶、纤维和聚合物。

背景技术

已知存在用于破碎废料（例如通常来自汽车或车辆的废料）的中型的和大型的设备， 其包含破碎机器，车辆被引入该机器中以经受破碎或粉碎过程。在离开破碎机器的出口处，获得了大量的残余物材料，其被称为蓬松物（Fluff）、SR（Shredder Residue，粉碎机残余物）、或ASR（Automotive Shredder Residue，汽车粉碎机残余物）。

所述残余物材料具有超过13000 kJ/kg的高发热量，并且通常由以下物质的混合物组成：

通常是塑料材料、橡胶、纤维和聚合物（存在超过材料的总量的80％）；

含铁金属，例如碳钢和不锈钢；以及非铁金属，主要是Cu和Al（约等于10%）；和

惰性材料，例如玻璃和聚合物的增强剂（主要是CaO、MgO、硅酸盐）。

目前，已知不同的技术试图回收残余的SR和ASR材料。例如，已知气化过程、或用于随后的能量回收或燃料的生成的ASR材料的热解：在这个类别中我们发现了用于合成气和用于液态、固态以及气态烃类的生产设备。

这样的设备具有各种缺点：首先，它们是非常复杂的设备，尤其是在清洁气体或处理烟气方面；此外，这样的设备总是产生一部分的潜在的载有重金属的残余物以被带至垃圾场（dump）。此外，回收该金属是非常复杂的，主要是因为这样的金属在高温处理期间被氧化。

已知在用于生产钢的电弧炉（EAF）中使用ASR材料来部分地替换碳的技术。已经实施了以下实验，其中将团块形式的ASR材料供给进入用于生产钢的电弧炉以及进入高炉（BF），但这些总是非常少量的材料，因为ASR不仅含有富含碳的部分，而且还含有非铁金属（例如铜），其不能以高浓度供给进入EAF，因为它将在钢产物中引起缺陷。同样对于高炉，ASR材料的量受到以下问题的限制：对高炉耐火材料的损坏、污染物的排放以及设备的腐蚀。

还已知用于从ASR材料中机械分离出金属的过程，其中轻质和重质的塑料材料的部分被送至焚化炉、石灰生产设备或垃圾场。在这些类型的设备中，即使它们具有一些对于回收金属材料而言的优点，但是一定量的ASR材料（超过80%）仍然存在，其不得不被丢掉（在水泥厂、垃圾场或焚化炉），具有明显的非常高的管理成本以及潜在数量的能量浪费。