| von Scheuermann

Autor
Detlef Steidl, Leiter Projektierung 
Filtrationstechnik BHS- Sonthofen Im Bereich der Aufbereitungstechnik
kommt es oftmals zu anspruchsvollen Trennaufgaben im Fest-Flüssig-
bereich, die zudem einen effizienten Umgang mit Betriebsmitteln bei gleichzeitig höchsten Qualitätsansprüchen an das Produkt verlangen. Mit dem Taktbandfilter stehen zahlreiche Möglichkeiten zur Nachbehandlung des Filterkuchens, wie Verdrängungs- und Verdünnungswäsche, mechanische Nachpressung, Ausblasung, Resuspendierung auf dem
Filter, Kombination von mechanischer und thermischer Entfeuchtung, ther-
mische Trocknung mittels Konvektion, Kontakt, MW oder IR etc. und eine Vielzahl von Werkstoffen zur Verfügung. Als geschlossene Bauform ist auch eine inertisierbare Ausführung zum Beispiel für
hochaggressive oder explosionsgefährliche Stoffe, möglich.

Gut geeignet zum Neutralwaschen des Wertproduktes

Vor allen Dingen in der sekundären Aluminiumindustrie bleiben Reststoffe beim Einschmelzen von Aluminium-Schrott und Aluminium-Krätzen als Aluminium-Salzschlacke übrig. Diese Krätzen und Schlacken enthalten Reste von metallischem Aluminium, andere Metalloxide und zu einem erheblichen Anteil Aluminiumoxid. Bereits in der primären Aluminiumherstellung entstehen so genannte Krätzen, die aufgrund ihres hohen Anteils an metallischem Aluminium separat aufbereitet werden. Bei dieser Aufbereitung entstehen wiederum Reststoffe, zum Beispiel Kugelmühlenstaub, die mit Hilfe neuer Verfahren aufgearbeitet werden.
Ein Weg zur möglichst effizienten Aufarbeitung dieser umweltproblemati-
schen Rückstände sind unter anderem Löseverfahren, bei denen in anschließen den Fäll- und Kristallisationsstufen verschiedene Filtrationsaufgaben zu bewältigen sind. 
In Prozessen der neuesten Technologie werden Bandfilter zum Abtrennen
und Neutralwaschen des Wertproduktes erfolgreich eingesetzt. Dabei konnten die Vorteile dieser Technologie bei effizientem Einsatz der Waschflüssigkeit im mehrfachen Gegenstrom sehr gut genutzt werden. Die Filter sind üblicherweise aus säurefesten Werkstoffen gefertigt und mit mindestens drei Waschstufen versehen.
In einem anderen Prozess aus dem Bereich Aluminiumaufbereitung wird Aluminiumoxid als Wertprodukt hergestellt, für den die beiden nach Angabe des Herstellers weltgrößten Taktbandfilter gelie-
fert und in Betrieb genommen wurden.
Auf den beiden Filtern mit jeweils 3,5 m  x  21 m effektiver Filterfläche wird das sehr schwierig zu verarbeitende Produkt hocheffizient ausgewaschen. Dabei müssen die Filter höchste Ansprüche an die Gleichmäßigkeit des gebildeten Filterkuchens erfüllen, da nur eine Ku-
chendicke von < 10  mm möglich ist. Für weitere Leistungssteigerungen stehen Taktbandfilter bis zu einer Baugröße von 4,2 m Breite und 25 m Länge – entsprechend 100 m² effektive Filterfläche – zur Verfügung.
Ein weiteres Beispiel für den Einsatz von Bandfiltern in der Aufbereitungs-

industrie im Bereich Aluminiumsalze ist das Ettringit, ein ehemaliges Abfallprodukt, das als Weißpigment in Konkurrenz zum TiO2 tritt. Der Herstellungsprozess von TiO2 gilt als sehr ressourcenaufwendig. Im Gegensatz dazu zeichnet sich die großtechnische Produktion von Ettringit als Ressourcen schonend aus. Die Produzenten dieses rein synthetisch erzeugten Minerals erwarten eine wachsende Bedeutung in der Zukunft. Auch hier hat sich der Taktbandfilter in der Herstellung des Produktes unter hohen Ansprüchen an die Qualität, insbesondere der effizienten Produktwäsche bei gleichzeitiger Minimierung des Frischwasserbedarfes, bewährt.

Bei stark schleißenden Feststoffenherkömmlichen Filtern überlegen

Sowohl in der Herstellung von Schleifmitteln als auch in der Wiederaufbereitung werden hohe Anforderungen an die Trenngüte der Filtrierapparate gesetzt. Das am häufigsten eingesetzte Schleifmittel – Korund – ist mittlerweile bereitsin der Herstellung immer öfter ein Wertprodukt des Recyclings, da je nach Korundtyp bis zu 99,9 % (Edelkorund) reines Aluminiumoxid verwendet wird, dasvor allem beim Recycling in der Aluminiumindustrie hergestellt wird. Aber auchweitere großtechnisch interessanteSchleifmittel, wie beispielsweise Siliciumcarbid und Bornitrid, werden vermehrt nach Gebrauch in speziellen Re-cyclingprozessen zurückgewonnen. Besonders Bornitrid ist in seiner ursprüng-lichen Herstellung extrem kostspielig, so
dass schon frühzeitig geeignete Verfahren zur Rückgewinnung aus dem Schleif abrieb entwickelt wurden.

Beim Recycling der Schleifmittel sind viele einzelne Prozessschritte erforderlich, um unerwünschte Verunreinigungen zu entfernen. Diese bedingen häufig Filterstufen, in denen neben einer möglichst verlustfreien Fest-Flüssig-Trennung (klares Filtrat) ein effizientes Auswaschen des Feststoffes von Rückständen aus den vorausgegangenen Rei-nigungsschritten erfolgen soll. Der Taktbandfilter bietet mit seinen verschiedenen Möglichkeiten der Kuchenwäsche –Verdrängungswäsche, Verdünnungswäsche, Resuspendierung auf dem Filter, mehrfache Gegenstromwäsche – optimierte Bedingungen, die Trennaufgabe
zu erfüllen. Zusätzlich sind diverse Feststoffnachbehandlungsschritte auf dem Filter möglich, die unter anderem eine weitere mechanische Entfeuchtung oder kombinierte mechanisch-thermische Trocknung erlauben, um so einen guten Filterkuchen zur Weiterverarbeitung zu
erhalten. Im Anbetracht der stark schleißenden Eigenschaften der Feststoffe weist die reibungsoptimierte Bauart der Taktbandfilter deutliche Vorteile gegenüber anderen Filtersystemen auf.
Recycling von Stoffen aus der Halbleiterherstellung

Die Elektronikindustrie gehört weltweit zu den am stärksten wachsenden Industriezweigen. Geräte aus diesem Industriebereich beinhalten einen oder mehrere Prozessoren; integrierte Schaltungen,
die auf monokristallinen Siliziumchips aufgebracht sind. Die Produktion dieser Chips ist äußerst aufwendig und bietet mehrere Anwendungsfelder für die Aufbereitungstechnik. Als Ausgangsmaterial
werden Siliziumstäbe von rund 1 m Länge und bis zu 30 cm Durchmesser hergestellt. Aus diesen werden üblicherweise dünne Scheiben gesägt, die so genannten
Wafer. Dabei entsteht Abrieb aus der Sä-
gung. Dieser Abrieb besteht zum größten
Teil aus Silicium, aber auch aus der Be-
schichtung der Säge. Die Waferscheiben
werden – je nach Endprodukt (Solarzel-
len, PC-Chips, IC-Schaltungen, etc.) – in
unterschiedlichen Dicken gesägt, alle je-
doch im Bereich < 1 mm. Zum Einsatz
kommen üblicherweise Drahtsägen mit
Siliciumcarbid- (weniger häufig auch
Diamant-) Beschichtung, die mit
< 0,5 mm ebenfalls sehr dünn sind. Die
Beschichtung des Sägedrahtes ver-
schleißt während des Sägevorgangs und
bildet einen kleinen Teil des Abriebes.
Trotz der Dünne des Sägedrahtes ist
aufgrund der ebenfalls sehr dünnen
Scheiben der Verschnitt sehr groß und
kann im Einzelfall mehr als 40  % aus ei-
nem Monokristall betragen. Darüber hi-
naus führen die rechteckigen Wafer-
strukturen, die aus den runden Mono-
kristallscheiben geschnitten werden, zu
weiterem ungenutzten Material. Der
Großanteil (grober Verschnitt) lässt sich
problemlos recyceln, aber der Feinanteil
liegt zumeist nicht mehr rein, sondern in
einem Gemisch von Schleifmittelabrieb
und Kühlmittel vor, und bedarf einer
komplexen Weiterbehandlung. Die Auf-
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Halle B3 – 331
Weitere Infos  CT 614

 

 

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