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1. WO2020124105 - VERFAHREN ZUM VERARBEITEN VON SCHMELZFLÜSSIGEM MATERIAL

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

Patentansprüche :

1. Verfahren zum Verarbeiten von schmelzflüssigem

Material (5), in Form von nichtmetallischer Schmelze (5) wie Schlacke, zu amorphem Material (11), bei welchem das schmelzflüssige Material (5) durch Kühlen verglast wird, wobei das schmelzflüssige Material (5) zum Verglasen mit einem Metallbad (3) in Kontakt gebracht und anschließend als amorphes Material (11) aus dem Metallbad (3)

ausgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das

schmelzflüssige Material (5) über ein offenes Ende (4'') eines in das Metallbad (3) eintauchenden Tauchrohrs (4') in das Metallbad (3) eingebracht wird und im Metallbad (3), bevorzugt mittels eines mechanischen Desintegrators (8), bevorzugt Rotors (8), aus dem Bereich des offenen Endes (4'') des Tauchrohrs (4') gefördert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schmelzflüssige Material (5) zumindest teilweise mittels eines über eine Lanze (39) in das Metallbad (3) eingebrachten Gasstroms aus dem Bereich des offenen Endes 4 des Tauchrohrs (4') gefördert wird, wobei bevorzugt im Metallbad (3) im Bereich der Mündung der Lanze (39) Führungseinbauten (40) zur Lenkung einer Strömung

angeordnet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze (39) im Inneren des Tauchrohrs (4') geführt ist und von oben in das Metallbad (3) eintaucht oder die Lanze (39') aus dem Metallbad (3) zum offenen Ende (4' ') des Tauchrohrs (4') gerichtet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das schmelzflüssige Material (5) einem dem Metallbad (3) vorgeschalteten Reaktiv-Metallbad (51), bevorzugt Reaktiv-Zinnbad (51), aufgegeben wird, wobei das Reaktiv-Metallbad (51) durch Zugabe von Reaktivkomponenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kalkträgern und Si02-Trägern zur Einstellung der Basizität (CaO/SiC ) des schmelzflüssigen Materials auf eine Zielbasizität von 0,85 bis 1,6, bevorzugt 1,3 bis 1,6, bereitet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktiv-Metallbad durch Zugabe von Al2C>3-Trägern zur Einstellung eines Al2C>3-Gehalts im schmelzflüssigen Material von 4 Gew. -% bis 18 Gew.-% bereitet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das schmelzflüssige Material (5) durch die Wirkung eines mechanischen Desintegrators (8) in das Metallbad (3) gesaugt oder hineingedrückt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallbad (3) aus Zinn, bevorzugt zu 3 Gew.-% mit Silber und zu einem 1 Gew. -% mit Kupfer legiert, gebildet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallbad (3) bei einer unterhalb der Rekristallisationstemperatur des schmelzflüssigen

Materials liegenden Temperatur, insbesondere bei einer Temperatur von zwischen 300 °C und 600 °C vorgehalten wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das schmelzflüssige Material (5) in das Metallbad (3) eingebrachte Wärme mittels eines durch einen Wärmetauscher (18) strömenden Kühlmittels (19) abgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel (19) aus der Gruppe bestehend aus flüssigem Sauerstoff, Luft, Inertgas, Thermalöl, Wasser sowie ionischen Flüssigkeiten, insbesondere wässrigen

Lösungen von Natrium-, Magnesium- und Calciumchlorid sowie Kaliumcarbonat gewählt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch

gekennzeichnet, dass die Wärme des Kühlmittels (19) als mechanische und/oder elektrische Energie rückgewonnen wird, insbesondere in einer Gasturbine (24) oder einem

Druckwasserwärmetauscher mit Kraft-Wärme-Kopplung.

12. Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch

gekennzeichnet, dass die Wärme des Kühlmittels (19) zur Begünstigung chemischer Reaktionen eingesetzt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme des Kühlmittels (19) zur Depolymerisation von Kunststoffen, insbesondere von

Polyethylen, Polypropylen und Polyethylenterephthalat eingesetzt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das amorphe Material (11) mithilfe eines Fördermittels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Förderband und Förderrad (12) ausgebracht wird

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallbad (3) mit einem Inertgas, insbesondere Stickstoff gespült wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das amorphe Material (11) nach dem Ausbringen mit zumindest einer Flüssigkeit ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser, einer wässrigen

Schwefelsäurelösung, einer wässrigen Ligninsulfonatlösung und sulfonierten Aro aten, insbesondere Anilin-, Pyridin-, Naphthalin-, Anthracen-, Phenol und/oder Kresolderivaten, besprüht wird, insbesondere bis zu einer Temperatur des verglasten Materials von zwischen 120°C und 250°C.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Besprühen gebildeten Brüden kondensiert und rückgewonnen werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das amorphe Material (11) zur

Entfernung von aus dem Metallbad mitgeschlepptem Metall filtriert und/oder zentrifugiert wird.

19. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18, umfassend eine Granuliergießwanne (2) mit bevorzugt ringförmigem oder rechteckigem

Querschnitt zur Aufnahme eines Metallbades (3), ein

Tauchrohr (4') mit einem offenen Ende (4'') im für das Metallbad (3) vorgesehenen Granulierbereich (27) der

Granuliergießwanne (2) und einen Austragsbereich (14) für das amorphe Material (11), dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des offenen Endes (4'') des Tauchrohrs (4') ein mechanischer Desintegrator (8), bevorzugt Rotor (8), angeordnet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Tauchrohrs (4') eine in das Metallbad (3) eintauchende Lanze (39) zum Ausstößen eines Gasstroms geführt ist und bevorzugt im Metallbad (3) im Bereich der Mündung der Lanze (39) Führungseinbauten (40) zur Lenkung einer Strömung angeordnet sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Metallbad (3) eine Lanze (39') zum offenen

Ende (4'') des in das Metallbad (3) eintauchenden

Tauchrohrs (4') zum Ausstößen eines Gasstroms gerichtet ist und bevorzugt im Metallbad (3) im Bereich der Mündung der Lanze (39'') Führungseinbauten (40') zur Lenkung einer

Strömung angeordnet sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 19, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Tauchrohr (4') mit einer

Austragsöffnung eines das schmelzflüssige Material (5) aufnehmenden Vorratstundish (4) in Verbindung steht und ein Wehrrohr (6) zur Ausbildung eines gegebenenfalls

unterbrochenen Ringraums (6') in das schmelzflüssige

Material (5) eintaucht.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Vorratstundish (4) ein Reaktiv-Metallbad (51), bevorzugt Reaktiv-Zinnbad (51), vorgehalten ist, wobei das Reaktiv-Metallbad (51) Reaktivkomponenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kalkträgern und SiC>2-Trägern zur Einstellung der Basizität (CaO/SiCü) des schmelzflüssigen Materials (5) auf eine Zielbasizität von 0,85 bis 1,6, bevorzugt 1,3 bis 1,6, enthält.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktiv-Metallbad (51) Al203-Träger zur Einstellung eines Al203-Gehalts im schmelzflüssigen Material von 4 Gew.- % bis 18 Gew.-% enthält.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Desintegrator (8) von einer Mehrzahl von zu Rotation antreibbaren Aktoren (29) und von der Wandung (2') der Granuliergießwanne (2) entspringenden Statoren (30) gebildet ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoren (30) und/oder die Aktoren (29) zur Abgabe von Inertgas, bevorzugt Stickstoff, in das Metallbad (3) ausgebildet sind.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasraum (23) der

Granuliergießwanne (2) mit einer Leitung für Inertgas verbunden ist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 27,

dadurch gekennzeichnet, dass in oder an der Wandung (2') der Granuliergießwanne (2) ein Wärmetauscher (18) als

Kühlkörper angeordnet ist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 28,

dadurch gekennzeichnet, dass in der Granuliergießwanne (2) im Volumen für das Metallbad (3) ein Wärmetauscher (18) als Kühlkörper angeordnet ist.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 29,

dadurch gekennzeichnet, dass im Austragsbereich (14) eine Austragsvorrichtung in Form eines Förderrads (12) angeordnet ist.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass im Austragsbereich (14) eine Austragsvorrichtung (41) in Form einer Mehrzahl von über Umlenkrollen (42) geführten, einander nachgeordneten

Förderbändern (43), Z.B. aus Stahlband, angeordnet ist, wobei die Förderbänder (43) ansteigend, bevorzugt in einem Winkel von 30° bis 50°, besonders bevorzugt 40° zu der Oberfläche des Metallbades (3), aus dem Metallbad (3) geführt sind, wobei jeweils an einer oberen Umlenkrolle

(42) ein Abwurf (44) für das amorphe Material (11) und/oder aus dem Metallbad (3) mitgeschlepptes Metall gebildet ist und jeweils ein Abwurf (44) eines Förderbandes (43) über einem nachgeordneten Förderband (43) zur Ausbildung einer Kaskade von Förderbändern (43) angeordnet ist.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils im Bereich der oberen Umlenkrolle (42) eine weitere Rolle (45), bevorzugt federnd, gegen das Förderband

(43) gehalten ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch

gekennzeichnet, dass der Abwurf (44) des letzten der einander nachgeordneten Förderbänder (43) über einer

EinwurfÖffnung (47) einer Kühlvorrichtung (48) für das amorphe Material (11) angeordnet ist, wobei die

Kühlvorrichtung (48) bevorzugt von einem Kühlmittel (49), bevorzugt im Gegenstrom, durchströmbar ist.