Laut Statistiken der IKB Deutsche Industriebank AG stieg die weltweite Produktion von Primäraluminium im Jahr 2020 um 3,1 Prozent auf 65,3 Mio. t an. Zudem wurden rund 11,8 Mio. t des Leichtmetalls recycelt. Vor allem bei Aluminiumschrott spielt die Sortenreinheit eine große Rolle für die spätere Verarbeitbarkeit. Um das Material möglichst rein und damit gewinnbringend an aluminiumverarbeitende Betriebe weiterverkaufen zu können, benötigte ein österreichisches Unternehmen neue Anlagen zur Zerkleinerung und Trennung verschiedener Inputmaterialien. Die Herausforderung dabei: Die bei der Zerkleinerung entstehenden Aluminiumstäube sowie Aluminiumlegierungen mit Magnesiumbeimischungen sind leicht entzündlich, sodass für die Anlage akute Brand- und Explosionsgefahr besteht. Damit die Sicherheit der Maschinen und der Mitarbeiter jederzeit gewährleistet ist, kooperierte das Unternehmen mit der Erdwich Zerkleinerungs-Systeme GmbH. Der erfahrene Betrieb aus dem bayerischen Igling realisiert ein spezielles Anlagenkonzept, das nicht nur eine nahezu sortenreine Trennung der Materialien ermöglicht, sondern auch drei verschiedene Betriebsmodi für eine möglichst flexible Aufbereitung zulässt.
Metalle zählen aktuell zu den begehrtesten Rohstoffen weltweit: Allein der Aluminiumpreis stieg seit Anfang Juli 2020 innerhalb eines Jahres von circa 1.620 USD/t auf mehr als 2.550 USD/t. Der Vorteil von Aluminium ist, dass sich das Metall nahezu beliebig oft einschmelzen und zu verschiedenen Produkten verarbeiten lässt. Für die Wiederaufbereitung von Aluminiumschrott müssen außerdem lediglich 5 Prozent der für die Herstellung von Primäraluminium notwendigen Energie aufgewendet werden. Doch damit verarbeitende Betriebe wie Automobilhersteller oder Produzenten von Elektronikartikeln sowie Verpackungsmaterialien den Rohstoff zu den geforderten Preisen abnehmen, müssen die Recyclingunternehmen möglichst sortenreines Material liefern, das sich ohne Zeitverzögerung einschmelzen und weiterverarbeiten lässt.
- Hohe Anforderungen an die Sortenreinheit verlangt neuartiges Anlagenkonzept
Bis vor wenigen Jahren nutzte ein österreichischer Betrieb für die Zerkleinerung noch einen gewöhnlichen Zweiwellen-Zerkleinerer. Doch bei der Anlage traten in regelmäßigen Abständen Maschinenbrüche und Verstopfungen auf, was den Betriebsablauf in erheblichem Maße negativ beeinflusste. 2017 wurde deshalb zunächst nach einem Ersatz für die Zerkleinerungsanlage gesucht. Nach einer umfassenden Beratung durch Erdwich entschieden sich die Verantwortlichen für die Installation des Rippers RM1350. Der Hauptvorteil des von Erdwich entwickelten Zweiwellenreißers im Vergleich zum vorher eingesetzten Zerkleinerer besteht darin, dass die Messer das Inputmaterial nicht einfach zerkleinern, sondern es durch ihre spezielle Form buchstäblich auseinanderreißen. Dadurch kann die Anlage den Aluminiumschrott weitaus besser greifen und es kommt seltener zu Verstopfungen oder Beschädigungen der Maschine.
Da die metallverarbeitenden Betriebe jedoch zunehmend nach sortenreinen Recyclingmaterialien verlangten, beschloss die Geschäftsführung im Jahr 2019, das gesamte Anlagenkonzept in Bezug auf die Aufbereitung von Aluminiumschrott zu optimieren. Für die Umsetzung beauftragte der Betrieb aufgrund der guten Erfahrungen mit dem Zweiwellenreißer erneut die Experten für Zerkleinerungs-Systeme von Erdwich. Doch mit einer einzelnen Maschine war es dieses Mal nicht getan: Um möglichst flexibel auf unterschiedliche Inputmaterialien reagieren zu können, plante und realisierte das Iglinger Unternehmen ein komplettes Anlagenkonzept, in welches der bereits vorhandene Zweiwellenreißer integriert wurde. Ergänzt wurde die Zerkleinerungsanlage durch eine ebenfalls von Erdwich entwickelte Hammermühle. Dabei galt es, mehrere Herausforderungen gleichzeitig zu lösen. „Der für die Anlage verfügbare Platz war zum einen auf eine sehr enge, halboffene Halle begrenzt, was eine zentimetergenaue und vorausschauende Planung erforderte“, erklärt Harald Erdwich, Geschäftsführer der Erdwich Zerkleinerungs-Systeme GmbH. „Zum anderen besteht das Inputmaterial aus teilweise undefinierbaren Bestandteilen wie nicht-metallhaltigen Störstoffen oder sogar Massiveisenteilen, wodurch die Sortierung erschwert wurde. Deshalb war es nötig, mehrere Verfahren und entsprechende Anlagen zur Trennung unterschiedlicher Materialien und Legierungen zu implementieren.“
- Drei unterschiedliche Betriebsmodi für verschiedene Inputmaterialien
Während Feinstmaterialien wie Sand oder Schmutzpartikel über eine Vibrosiebmaschine aussortiert werden, sorgt ein Magnettrommelscheider dafür, dass FE-Teile mittels Magnettechnik aus dem zerkleinerten Aluminiumschrott entfernt werden. Ein Zick-Zack-Windsichter trennt außerdem Folien oder Holzteilchen von den metallischen Bestandteilen; für das Herausfiltern von Kunststoffteilen ist ein Wirbelstromseparator verantwortlich. Für unreine Legierungen steht außerdem ein Vierfach-Sortiergerät zur Verfügung, das unter anderem mittels Röntgendetektion arbeitet. Dadurch kann eine besonders feine Trennung des Materials und damit eine hohe Sortenreinheit erzielt werden.
Doch nicht immer setzen sich die Inputfraktionen gleichermaßen zusammen. Um flexibler reagieren zu können, realisierte Erdwich deshalb ein bislang einzigartiges Konzept: Für die effiziente Bearbeitung des Materials sind drei verschiedene Modi einstellbar. „Im Modus A wird der Aluminiumschrott direkt mittels Greifer oder Stapler in den Vorzerkleinerer RM1350 geleitet und anschließend mittels unserer Hammermühle HA800 nachzerkleinert“, berichtet Erdwich. „Die Mischfraktionen werden mithilfe verschiedener Sortiertechniken getrennt und anschließend in kundenseitige Behälter ausgetragen.“ Der Modus B ermöglicht die schnellere Aufbereitung von reinem Aluminiumschrott. Nach der Zerkleinerung im Zweiwellenreißer wird eine Trennung von FE- und V2A-Material mittels zweifacher Magnetstufe durchgeführt; der Austrag erfolgt mittels schwenkbarem Haldenband in die vorhandenen Container.
- Doppelbeschickung ermöglicht parallele Aufbereitung verschiedener Inputfraktionen
Eine Besonderheit stellt Modus C dar: Um gleichzeitig Inputmaterial mit verschiedenen Zusammensetzungen aufbereiten zu können, gewährleistet dieser Modus eine Doppelbeschickung. Dadurch ist es möglich, zeitlich parallel sowohl reinen Aluminiumschrott wie in Modus B als auch Alu-/Kupfer-Guss-Material aufzubereiten. Letzteres wird über das Mobilförderband in die Vibrosiebrinne geleitet, per Hammermühle zerkleinert sowie anschließend unter anderem mithilfe der Röntgensortierung getrennt und wiederum in Behälter transportiert. Die verschiedenen Modi lassen sich vor Anlagenstart am Operatorpanel mittels Softkey anwählen. Je nach Zusammensetzung des Materials und Modus kann so ein Durchsatz von bis zu 2.500 kg/h erzielt werden.
- Schonende Reißertechnologie und Sensoren verhindern zündfähige Staubkonzentration
„Speziell der Zerkleinerungsvorgang bei Aluminiumschrott muss jedoch ständig überwacht werden“, erläutert Erdwich. „Denn sobald Aluminium auf weniger als 4 mm zerkleinert wird oder das Inputmaterial Aluminiumlegierungen mit Magnesiumbestandteilen enthält, kann sich dieses entzünden und eine Explosion auslösen.“ Bei Aluminiumstaub reicht etwa bereits eine Konzentration von 50 g/m3 aus, um eine zündfähige Luftkonzentration zu erreichen. Handelt es sich um Magnesiumbeimischungen, reagiert das Material sogar noch empfindlicher: Hier kann schon die reine Reibungsenergie eine Selbstzündung auslösen. „Um Unfälle zu vermeiden, ist die Schneidwerksgeometrie des Rippers deshalb so ausgelegt, dass das Material möglichst schonend unter temperaturreduzierten Bedingungen zerkleinert wird“, erklärt Erdwich. „Sensoren sorgen außerdem dafür, dass innerhalb der Hammermühle keine zu hohe Staubkonzentration auftreten kann, falls beispielsweise ein Filterdefekt oder ein anderes Versagen des Absaug-/Filtersystems vorliegt.“
Die Outputfraktionen sind nach der Zerkleinerung mit der Hammermühle nur noch circa 70 mm groß, sodass sich das Material einfach transportieren und später wieder einschmelzen lässt. Eventuelle Änderungen bei der Zusammensetzung des Inputmaterials stellen kein Problem dar, denn durch die drei verschiedenen Betriebsmodi und die innovativen Sortiertechniken lassen sich auch andere Schrottarten schonend aufbereiten. Dabei sind weder Verstopfungen noch Maschinenbrüche zu befürchten. Mit der komplett von Erdwich geplanten und realisierten Anlage ist das Unternehmen optimal für die Zukunft gerüstet und kann sich einfach und schnell auf Neuentwicklungen bei der Schrottaufbereitung einstellen, ohne langwierige Reparaturen und Stillstandzeiten in Kauf nehmen zu müssen.
