Bewerking van het puin
Voorafgaande reductie
Door middel van kranen die zijn uitgerust met een hydraulische sloop- of breekhamer, vergruizers of betonscharen, worden grote stukken puin verkleind. Hierbij wordt ook de bewapening uit gewapend beton verknipt en gerecupereerd. De voorafgaande reductie vindt vooral plaats op de sloopwerven zelf alvorens het puin naar de breker wordt gevoerd, maar kan ook in beperkte mate plaatsvinden bij de breker. Indien de voorafgaande reductie door de breker wordt uitgevoerd, zal er eerst een voldoende hoeveelheid groot puin verzameld worden.
Voorafzeving
Door een voorafzeving, welke verplicht is volgens het EHR, uit te voeren alvorens het puin te breken kunnen zand en grond die met het puin mee werden aangevoerd verwijderd worden. Hierdoor wordt de breker niet onnodig belast en blijft het granulaat zuiver. De afgezeefde fractie wordt het brekerzeefzand genoemd en is een fractie 0/10 of 0/20 en kan tot 20% van het aangevoerde puin bedragen. De voorafzeving kan worden uitgevoerd met een combinatie van verschillende zeven (kiprooster, stavenzeef, schud- en trilzeef).
De grote stukken gaan via een leesband naar de breker. Hier wordt een eerste manuele triage gedaan waarbij stukken ijzer, hout, papier, plastiek en andere eventuele verontreinigingen worden uitgeraapt en in respectievelijke afvalcontainers gegooid.
Breekproces
Voor het breken van steen en puin zijn er verschillende types van brekers mogelijk. De keuze van het type hangt af van de invoerstroom en de gewenste grootte en kwaliteit van het geproduceerde granulaat. Hier worden enkele van de voornaamste technieken besproken:
De kaakbreker (Jaw crusher) oefent druk uit op de stenen om deze te breken (Tabel 7). Een kaakbreker bestaat uit twee platen of kaken en de ruimte tussen de twee kaken is de breekkamer. Het steenpuin wordt tussen de kaken gevoerd. Terwijl een kaak heen en weer beweegt ten opzichte van de vaste kaak, zal het steenpuin breken en verkleinen. Eens de stenen klein genoeg zijn zullen ze de breekkamer tussen de kaken heen langs onder verlaten. Een kaakbreker is in staat grotere stukken puin te breken en heeft weinig slijtage en weinig risico op vastlopen.
De kegelbreker (Cone crusher) oefent eveneens druk uit op de stenen om deze te breken (Tabel 7). De kegelbreker bestaat uit een breekkamer waarin een stalen kegel excentrisch draait. De ruimte tussen de wand van de breekkamer en de kegel neemt af naar beneden toe. Door de tolbeweging als gevolg van de excentrische aandrijving gaat de ruimte tussen de wand en de kegel achtereenvolgend breder en nauwer worden. De stenen die van bovenaf in de kamer terechtkomen zakken telkens verder bij verbreding en komen klem te zitten bij vernauwing, totdat de druk te hoog wordt en de stenen breken. De stenen blijven verder zakken tussen de wand en de kegel tot deze voldoende zijn gebroken en de stenen de breker langs onder kunnen verlaten. Kegelbrekers worden vaak gebruikt voor reeds voorgebroken stukken puin met afmetingen tot 300mm. Tolbrekers (Gyratory crushers) lijken sterk op kegelbrekers maar verschillen door de vorm van de kamer, de kegel en de positie van de kegel in de kamer. Dit laatste type wordt vooral gebruikt in de mijnbouw.
De percussiebreker (Impact crusher) gaat stenen breken door impact (Tabel 7). De percussiebreker bestaat uit een grote breekkamer met hierin een sneldraaiende rotor met hamers erop. Rondom de rotor zitten aambeelden of breekplaten waartegen de stenen worden geslagen door het draaien van rotor. Door de impact zal de steen breken en bij een voldoende reductie in grootte de breekkamer kunnen verlaten. Grootte van de invoerstroom kan tot 700 mm zijn met een capaciteit tot 300 ton/uur.
De rolbrekers (Roll crushers) breken stenen door druk uit te oefenen. Een rolbreker bestaat uit een stalen rol of trommel die rond zijn as draait. Naast de rol zit ofwel een verende plaat (enkele rolbreker) ofwel een tweede draaiende en verende rol (dubbele rolbreker). Door de draaibeweging gaan de stenen tussen de rol en de plaat of de twee rollen getrokken worden en onder toenemende druk breken.
Tabel 7. Voornaamste eigenschappen van verschillende types brekers (Daswell Machinery Co., 2022)
|
Type breker |
Specificaties |
Materiaal |
Kenmerken |
|---|---|---|---|
|
Kaakbreker
|
Invoergrootte: 125-1500 mm
Capaciteit: 1-2200 ton
Primair breken
Granulatie: Minder fijne fractie. Langwerpige vorm. |
Algemeen gebruikt voor het breken van verschillende metaal en niet-metaalertsen met een druksterkte niet hoger dan 320 MPa zoals kiezels, graniet, kalksteen, basalt, ijzererts, etc.
Geschikt voor het breken van grote stukken gewapend beton.
Produceren gerecycleerde aggregaten met de meest geschikt aggregaatgrootte distributie voor beton. |
|
|
Kegelbreker
|
Invoergrootte: 65-300 mm
Capaciteit: 12-1000 ton
Secundair en tertiair breken
Granulatie: fijne fractie <20%. Meer kubische vorm |
Algemeen gebruikt voor het breken van verschillende ertsen met middelmatige tot boven middelmatige druksterkte (onder 350 MPa) zoals calciet, graniet, kiezels, enz.
Niet geschikt voor grote stukken puin. |
|
|
Impactbreker
|
Invoergrootte: ≤800 mm
Capaciteit: 30-800 ton
Secundair breken
Granulatie: Hogere fijne fractie. |
Algemeen gebruikt als secundaire breker die geschikt is voor materialen met een middelmatige hardheid en zachtere materialen. Door de werking worden de materialen meer gebroken en is er minder schuring.
Groottedistributie van de aggregaten die meer geschikt is voor wegenbouw.
Minder gevoelig voor materialen die niet gebroken kunnen worden (bewapening). |
|
|
Hamerbreker
|
Invoergrootte: ≤350 (gewoon); ≤1000 (zwaar)
Capaciteit: 5-150 (gewoon); 60-3000 (zwaar)
Secundair (gewoon); tertiair (zwaar)
Granulatie: Rondere vorm |
Meer geschikt voor het breken van kalksteen en andere materialen met middelmatige hardheid met een druksterkte onder de 200 MPa. |
|
Het ganse breekproces wordt meestal opgedeeld in een primaire en secundaire breekeenheid om zo de gewenste grootte en vorm te bekomen. Vaak zal de primaire breekeenheid een kaakbreker zijn en de secundaire een percussie- of kegelbreker. Indien er één breekeenheid aanwezig is, wordt meestal een percussiebreker gebruikt.
Het finaal resultaat zijn gerecycleerde granulaten van verschillende aard en korrelgrootte met de nodige certificering door een geaccrediteerde certificatie instelling. Het gehanteerde productieproces gaat sterk bepalend zijn voor de kwaliteit van de gerecycleerde granulaten. Doordat de processtappen sterk kunnen verschillen tussen de verschillende installaties gaat ook de kwaliteit van de gerecycleerde granulaten variëren. Daarnaast variëren binnen een installatie de eigenschappen van een bepaald gerecycleerd aggregaat in de tijd in functie van de samenstelling van het puin. Vaste breekinstallaties hebben echter sterke vooruitgang gemaakt om te komen tot een strikte kwaliteitscontrole die uitgaat van een standaardprocedure waarin acceptatie en een gepaste verwerking in vervat zijn.
Tabel 8. Voor- en nadelen bij het gebruik van mobiele en vaste brekers (R.V. Silva, 2017)
|
Type |
Mobiele breker |
Vaste breker |
|---|---|---|
|
Voordelen |
Geen transport of kortere transportafstanden wanneer deze op de werf wordt ingezet |
Productie van gerecycleerde granulaten van hoge kwaliteit |
|
Lokale inzet van aggregaten neemt toe wanneer deze op de werf wordt ingezet |
Verhoogde efficiëntie in het variëren en controleren van granulaatgrootte |
|
|
Hoge mobiliteit en flexibiliteit naar andere werven en op het bedrijfsterrein |
Hogere productiecapaciteit |
|
|
Nadelen |
Productie van gerecycleerde granulaten van lagere kwaliteit |
Hoge initiële investeringskost |
|
Hoge stofemissies en geluidshinder in de omgeving |
Veel transport en langere transportafstanden |
|
|
Enkel economisch interessant als er een voldoende hoge hoeveelheid puin op de werf verwerkt moet worden |
Productiviteit hangt af van een continue aanvoer van puin. |
Mobiel versus stationair (op een vaste locatie)
Breekinstallaties kunnen zowel mobiel als stationair zijn. Een mobiele breker bestaat doorgaans uit één breker en enkele sorteerstappen waardoor de efficiëntie voor de verwijdering van onzuiverheden minder is en de kwaliteit van de aggregaten lager. Vaste breekinstallaties bestaan daarentegen uit een grote primaire breker gevolgd door een secundaire of tertiaire breker. Daarbij worden in een vaste installatie verscheidene zuiveringsstappen en zeven ingezet waardoor gerecycleerde aggregaten van hoge kwaliteit geproduceerd kunnen worden.
De keuze tussen een mobiele en een vaste breekinstallatie hangt af van verschillende factoren, men moet rekening houden met technische, economische en milieugerelateerde aspecten. In Tabel 8 worden de voor- en nadelen gegeven voor mobiele en vaste breekinstallaties.
Mobiele brekers en zeven worden niet enkel op werven geplaatst, maar worden ook aanvullend ingezet als een semi-stationaire eenheid naast een vaste breker. Deze zijn in eigen beheer of kunnen worden gehuurd. Dit levert mobiliteit en flexibiliteit naar het te verwerken puin en de afzet van granulaten. Mobiele brekers en mobiele zeven komen voor in verscheidene uitvoeringen en zijn inzetbaar voor verschillende opdrachten. Deze zijn nog vaak uitgerust met een dieselmotor, maar plug-in hybride-oplossingen vinden meer en meer hun intrede (Figuur 18). Zo kan een hybride breker volledig draaien op netstroom en garandeert een dieselmotor de autonome werking als er geen geschikte bouwwerfaansluiting is.
Figuur 18: Plug-in hybride mobiele percussiebreker[1] uitgerust met zeefinstallatie
Zeving en zuivering
Tijdens het breekproces kunnen meerdere scheidingstechnieken worden toegepast om de zuiverheid en korrelgrootte van de granulaten te verbeteren. Dit kunnen zijn:
- handpicking
- magneetscheiders voor het verwijderen van onzuiverheden
- zeven voor het scheiden van de granulaten volgens verschillende groottes
- terugvoerlijnen naar de breker voor overmaatse granulaten
- droge scheiding met windzifters voor het verwijderen van lichte materialen (hout, papier, isolatie, plastic) maar ook zand en fijne granulaten
- natte scheiding door een sink-float-scheider of een aquamotor.
Deze zeving en zuivering kan door zowel vaste als mobiele zuiveringsinstallaties worden uitgevoerd. Mobiele zuiveringsinstallaties vinden meer en meer hun intrede op de markt en bieden een zeker flexibiliteit. Voor de beschrijving van de zuiveringstechnieken wordt verwezen naar de sorteerinstallaties.