BR112020024586A2 - fluido de separação, método e aparelho para reciclar material de multicamadas usando um agente de passivação - Google Patents
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Abstract
FLUIDO DE SEPARAÇÃO, MÉTODO E APARELHO PARA RECICLAR MATERIAL DE MULTICAMADAS USANDO UM AGENTE DE PASSIVAÇÃO.É revelado um método para reciclagem de material de multicamadas. O material de multicamadas (10) compreende uma camada de metal (30) e pelo menos uma camada adicional (20, 40). O método compreende colocar o material de embalagem em uma cuba (310) compreendendo um fluido de separação (330) para produzir uma mistura de pedaços de metal da camada de metal (30), pedaços de plástico da camada de polímero (20, 40) e componentes residuais. O fluido de separação compreende uma mistura compreendendo uma mistura de água, ácido carboxílico, sal de carboxilato e agente de passivação para passivação da superfície da camada de metal.
Description
[0001] A invenção compreende um fluido de separação e seu uso, um método e um aparelho para reciclar material de multicamadas compreendendo pelo menos uma camada de metal e pelo menos uma camada adicional. O fluido de separação contém um agente de passivação que protege pelo menos uma camada de metal das reações químicas.
[0002] O uso de um fluido de separação por microemulsão para a separação de laminados ou materiais de multicamadas é conhecido, por exemplo, a partir do pedido de patente do Requerente nº WO 2012/101189, que ensina a separação de camadas em um material de multicamadas umas das outras. Os exemplos desta revelação WoO'189 são direcionados à separação de materiais de multicamadas usados em módulos fotovoltaicos.
[0003] O requisito para melhorar a reciclagem de laminados usados em embalagens de alimentos tem sido discutido. Por exemplo, um artigo sobre “The recycling of Tetra Pak aseptic cartons” (A reciclagem de embalagens cartonadas assépticas tetra pak), de Mário Abreu (encontrado em www.environmental-expert.com) discute essa questão extensivamente e observa que a reciclagem de tecidos de celulose é possível, mas a separação do polietileno da folha de alumínio não é possível.
[0004] A Patente US nº 5.421.526 (Tetra Laval) ensina um método para recuperar componentes de material individuais,
tais como metal, plástico e, quando aplicável, papel, a partir de resíduos de materiais de embalagem laminados compreendendo camadas de metal, plástico e possivelmente de papel ou cartão. As camadas são separadas umas das outras tratando os resíduos com um ácido orgânico ou uma mistura de ácidos orgânicos, selecionados de entre ácido fórmico, ácido acético, ácido propanoico, ácido butírico e outros ácidos orgânicos voláteis similares. O método desta patente é realizado a uma temperatura elevada (80 ºC), acima do ponto de fulgor do ácido acético (cerca de 60 ºC a 80 % de concentração), o que requer não apenas uma grande quantidade de energia, mas também adiciona um risco de segurança. A mistura usada é altamente agressiva devido à alta concentração (80 %) do ácido acético. Essa mistura atacará os componentes de alumínio e levará à formação de hidrogênio, assim como a perda da quantidade de alumínio recuperada no processo.
[0005] O Pedido de Patente Europeia EP O 543 302 Al (Kersting) ensina um método para separar folha de alumínio de folhas de plástico, tais como folhas de PE, para permitir a reciclagem do alumínio. Os laminados são colocados em uma solução a 20 % de ácidos graxos inferiores (por exemplo, ácido acético, ácido propiônico, ácido fórmico, ácido butanoico) e aquecidos a 100 ºC por 10-20 minutos. O método é, de preferência, realizado em um recipiente fechado para operar o líquido em e/ou acima do seu ponto de ebulição. Além disso, uma pressão baixa pode ser criada conforme a solução é resfriada. A viabilidade industrial deste método descrito na EP'302 é questionável, uma vez que o material residual na forma de folhas de alumínio e plástico juntamente com a solução tem de ser aquecido e resfriado para cada ciclo de carga. Isso pode ser difícil de implementar rápido o suficiente com grandes vasos e requer grandes quantidades de energia.
[0006] A Patente US nº 2004/0129372Al (Huang) descreve um método de separação para material laminado de folha que compreende uma camada de folha laminada com pelo menos uma camada permeável. O método de separação do documento US '372 funciona permeando o fluido de separação no material laminado de folha e dissolvendo a camada intermediária de alumina entre as diferentes camadas permeáveis do laminado. O fluido de separação usado neste exemplo é o ácido nítrico bem conhecido por dissolver metais não nobres como alumina com o resultado de que as camadas de plástico ou papel restantes podem ser isoladas de maneira separada. O método de separação revelado neste documento resulta na perda de alumínio, que não pode ser recuperado facilmente, apesar do fato de que o alumínio é uma corrente de material valioso e, portanto, o método de separação descrito no documento US '372 tem desvantagens econômicas.
[0007] Do mesmo modo, o Pedido de Patente Chinesa CN 104744724 se refere a um fluido de separação para um laminado de plástico de alumínio e a um método para realizar a separação de camadas de alumínio de camadas de plástico com o uso do fluido de separação. O fluido de separação é principalmente preparado misturando 40-200 partes de ácido metanoico (fórmico) e 5-10 partes de diclorometano e também contém 1-4 partes de um agente ativo em superfície não iônico. O fluido de separação deste pedido é altamente volátil e também contém componentes que são prejudiciais ao meio ambiente.
[0008] O pedido de patente chinesa nº CN103131042 se refere a outro tipo de agente de separação para separar material de multicamadas de alumínio-plástico. Este tipo de agente de separação é preparado misturando ácido metanoico (fórmico) e etanol em uma razão de volume de 4:1 a 1:4. O método de separação para um filme composto de alumínio- plástico usando o agente de separação compreende as seguintes etapas: misturar o agente de separação e água para obter um fluido de separação, e embeber um filme de composto de alumínio-plástico limpo no fluido de separação; e tirar, limpar, centrifugar e secar. Quando o filme de separação de alumínio-plástico é embebido na solução misturada a partir do fluido de separação e água, o alumínio e o plástico no filme compósito de alumínio-plástico podem ser separados eficientemente. Nos exemplos descritos neste pedido de patente chinesa CN'042, são usadas temperaturas entre 50 - 80 ºC. Estas são condições sob as quais o agente de separação é inflamável e atacará o alumínio, dando origem a riscos de segurança e perda de alumínio.
[0009] O pedido de patente US 2002/0033475 Al (Bejarano) divulga uma composição de tratamento sintético para a reciclagem de papelões assépticos Tetra Brikê de embalagem de longa vida. A composição revelada neste pedido de patente compreende ácido láctico, acetato de sódio, enzimas de celulose, enzimas a-amilase, enzimas de maltose, ácido cítrico e carvão ativado. Esta composição é usada para separar materiais de multicamadas que compreendem papel, polietileno e alumínio.
[0010] O Pedido de Patente Internacional nº Wo 03/104315
Al (Massura) ensina um método de reciclagem para materiais compósitos tendo múltiplas camadas compreendendo papel, alumínio e/ou filmes poliméricos. Neste método, o material compósito é tratado com diferentes solventes, como clorofórmio, tetra-hidrofurano, xileno, ácidos carboxílicos protônicos ou água, dependendo das características dos adesivos usados entre as camadas. O uso de solventes orgânicos, como meios halogenados, neste método tem, no entanto, um impacto ambiental negativo.
[0011] A abordagem adotada na técnica anterior para delaminar materiais de multicamadas contendo camadas de metal é a dissolução parcial ou completa do metal puro em sais de metal solúveis em água sob condições oxidativas ácidas. Uma representação exemplificativa desta reação é dada na equação (1): 2 Me (s) + 6 HA — 2 Me?* + 6 A- + 3 Ho (9g) (1) em que Me representa um metal do grupo 13 da tabela periódica (grupo do boro), HA representa um ácido de Lewis prótico e A” representa o ânion correspondente do ácido de Lewis. Esta reação geral também é válida para metais não nobres ou semipreciosos que não sejam metais do grupo 13 da tabela periódica, que têm um potencial de eletrodo padrão semelhante (semiprecioso) ou mais negativo (não nobre) (Eº) do que o eletrodo de hidrogênio padrão (SHE).
[0012] Esta abordagem de dissolução de metal oxidante ácido para o material de multicamadas que compreende camadas de metal tem desvantagens técnicas e econômicas: (i) A perda parcial ou completa do metal na corrente de saída reduz a eficiência geral do processo de reciclagem, (ii) A formação de gás hidrogênio sob a dissolução de metal oxidante ácido requer proteção contra explosão e é uma questão de segurança, (iii) A perda de prótons resultante, que é a origem do gás hidrogênio liberado, deve ser compensada pela adição desses prótons de volta ao fluido de separação de uma maneira adequada. Essa compensação aumentará a entrada química necessária do processo.
[0013] O pedido de patente copendente do requerente WO 2018/109147 A2 descreve um processo de reciclagem de material de multicamadas em que o material de multicamadas compreende uma camada de metal e pelo menos uma camada de plástico. O fluido de separação usado neste pedido para permitir a reciclagem do material de multicamadas contém ácido fosfórico e um hidróxido de metal alcalino para desacelerar a dissolução da camada de metal. O manuseio desses produtos químicos reativos requer um certo nível de medidas de segurança.
[0014] Este documento descreve um processo de reciclagem de materiais de multicamadas compreendendo pelo menos uma camada de metal que reduz as desvantagens descritas acima. O fluido de separação revelado neste documento permite uma passivação direta da camada de metal nos materiais de multicamadas após a delaminação bem-sucedida dos materiais de multicamadas, de modo que a camada de metal delaminada seja protegida contra decomposição posterior. Usando este método de passivação, a perda de metal no processo de reciclagem é reduzida, a quantidade de hidrogênio de subproduto é diminuída e a conversão contínua dos ácidos de Lewis próticos nos ânions de resíduos de ácido correspondentes é interrompida. O processo de reciclagem deste documento reduz os riscos de envolvimento no manuseio de produtos químicos, como ácidos ou bases fortes, como ácido fosfórico e hidróxido de sódio. Portanto, o processo de reciclagem deste documento requer menos medidas de segurança do que aquelas usadas no estado da técnica atual.
[0015] Um fluido de separação e seu uso para a separação de uma camada de metal de pelo menos uma camada adicional em um material de múltiplas camadas é ensinado nesta revelação. O método compreende colocar o material de múltiplas camadas em uma cuba com um fluido de separação para separar as camadas no material de múltiplas camadas. O fluido de separação compreende uma mistura de água, ácido carboxílico, sal de carboxilato e agente de passivação.
[0016] O agente de passivação resulta em uma passivação da superfície da camada de metal após a delaminação e, assim, evita a decomposição posterior da camada de metal.
[0017] Os ácidos carboxílicos são responsáveis pela delaminação do material de embalagem de multicamadas e são ácidos carboxílicos miscíveis em água. O termo “ácidos carboxílicos miscíveis em água” deve ser entendido como ácidos carboxílicos que são miscíveis em água em qualquer proporção com a água. Os ácidos carboxílicos têm um valor de pKa entre 2 e 8. Em um aspecto, o valor de pK. está entre 3 e 5. Os ácidos carboxílicos que atendem a esses critérios são os ácidos graxos C1-C4, a saber, ácido fórmico, ácido acético, ácido propiônico e ácido butírico. Outros ácidos C1-C4 que não são considerados ácidos graxos, mas cumprem os critérios de miscibilidade em água e pKa. tais como, mas não se limitando a ácido acrílico ou ácido 3-cloropropiônico, também são revelados pela invenção. Em um aspecto da invenção são usados ácido fórmico ou acético. Sabe-se que ácidos graxos maiores (C5 e mais longos) não são miscíveis com água em nenhuma proporção - por exemplo, o ácido valérico tem uma solubilidade em água de - 5 gq por 100 g de água. Portanto, o uso de C5 e ácidos graxos mais longos só é possível se a solubilidade em água for ajustada por substituintes hidrofílicos adequados. Além disso, os ácidos graxos C5 e mais longos podem se acumular nas outras camadas, ou seja, podem ser absorvidos pelas camadas de polímero e só podem ser removidos por procedimentos de secagem, que consomem muita energia. Além disso, misturas de diferentes ácidos carboxílicos são possíveis, em que o desempenho da delaminação é dominado por aquele ácido carboxílico que é o mais ácido e tem a maior quantidade na mistura.
[0018] Os sais de carboxilato modificam o valor de pH do fluido de separação e são solúveis em água (solubilidade > g de sal de carboxilato por 100 g de água a 20 “C). Os sais de carboxilato têm um valor de pKy entre 6 e 12. Em um aspecto, o valor de pKa do sal de carboxilato está entre 8 e
10.
[0019] O contra-cátion do sal de carboxilato pode ser um cátion de metal ou um cátion complexo. Os cátions metálicos são escolhidos entre os metais alcalinos ou alcalinoterrosos. Outros contra-íons de metal podem ser usados, desde que os contra-íons usados formem sais de carboxilato solúveis e não interfiram com o processo de delaminação ou passivação. Os contra-cátions complexos compreendem mais de um átomo, por exemplo, íon amônio (NH4*).
[0020] O sal de carboxilato escolhido corresponde ao ácido carboxílico usado. Em um aspecto, o ácido carboxílico é ácido acético e o sal de carboxilato pode, portanto, ser um sal de acetato de sódio. Estes formam juntos um sistema tampão de acetato de sódio-ácido acético.
[0021] As misturas de diferentes sais de carboxilato, bem como sais de não-carboxilato que modificam o valor de pH da solução na direção certa também são possíveis.
[0022] A presente invenção não é limitada pelo estado de matéria do sal de carboxilato (líquido ou sólido). Em um aspecto da invenção, o sal de carboxilato é um sólido (a 20 ºC). O sal de carboxilato pode ter um ponto de fusão abaixo de 20 ºC e, portanto, seria comumente descrito como sendo um líquido.
[0023] O agente de passivação é em geral um sal de fosfato, um sal de fosfonato, um sal de fosfinato ou uma mistura destes sais. Em um aspecto, o agente de passivação é um sal de di-hidrogenofosfato com um cátion de metal alcalino. As estruturas de base química da forma mono- aniônica de fosfato, fosfonato e sais de fosfinato são dadas pelas seguintes fórmulas: sal de fosfato sal de fosfonato sal de fosfinato o o Po - oe 1 1 ronPAOo cátion RB Pã À cátion Rpnão o cátion o Rº Ré Rº
[0024] Em geral, o agente de passivação é um não éster, um monoéster ou um diéster de um sal monoaniônico de um oxoácido de fósforo, a saber, ácido fosfórico, ácido fosfônico e ácido fosfínico. Os substituintes R! a Rº dos agentes de passivação podem ser H, bem como cadeias de alquila C1-C4, a saber, metila, etila, propila, iso-propila, butila, iso-butila e terc-butila. Estes —substituintes permitem uma elevada solubilidade em água do agente de passivação. Outros substituintes podem ser usados desde que a solubilidade em água do agente de passivação seja mantida. Outros substituintes com alta hidrofilicidade incluem oligo- , polietileno glicóis ou fosfatos biomiméticos como trifosfato de adenosina (ATP). Normalmente, os pares de substituintes R'+Rº e Rº+Rº têm substituintes idênticos. No entanto, misturas de diferentes substituintes nos pares de substituintes R!+Rº e R$+Rº também podem ser usadas. Em um aspecto, o agente de passivação é um sal de di- hidrogenofosfato.
[0025] Além disso, as misturas de éster de sais moncaniônicos de um oxoácido de fósforo são agentes de passivação adequados. Um exemplo são os produtos HordaphosO da Clariant, que são misturas de monoéster e diéster de ésteres de ácido fosfórico. Após a transformação em sais moncaniônicos, essas misturas de ésteres são agentes de passivação adequados. O forte inibidor de corrosão Hordaphos& MDGB é uma mistura miscível em água de ésteres moncoalquílicos e dialquílicos de ácido fosfórico com comprimentos de cadeia de alquila entre 2 e 4 e é um representante para essa mistura de éster adequada.
[0026] O contra-cátion do agente de passivação pode ser um cátion de metal ou um cátion complexo. Os cátions metálicos são escolhidos entre os metais alcalinos ou alcalinoterrosos. Outros contra-íons de metal podem ser usados, desde que formem agentes de passivação solúveis e não interfiram com o processo de delaminação ou passivação.
Os contra-cátions complexos podem compreender mais de um átomo, por exemplo, o íon amônio (NH).
[0027] A solubilidade resultante do agente de passivação escolhido deve ser maior que 0,01 g por 100 gq de água a 20 ºC. Em um aspecto, a solubilidade deve ser maior que 1 g por 100 g de água a 20 “ºC.
[0028] Os sais dianiônicos do oxcácido de fósforo, como o mono-hidrogenofosfato dissódico, não são usados como agente de passivação porque a basicidade desses sais é normalmente tão alta que essas substâncias reagem com outro ingrediente do fluido de separação revelado, a saber, o ácido carboxílico. A reação do mono-hidrogenofosfato dissódico exemplificador escolhido e do ácido carboxílico leva aos sais monoaniônicos correspondentes do oxcácido de fósforo e ao sal de carboxilato - ambos os ingredientes já estão cobertos pela invenção aqui revelada. No entanto, mediante a modificação significativa do valor de pK, dos sais dianiônicos do oxoácido de fósforo através de padrões de substituição adequados, o uso de tais agentes de passivação é possível.
[0029] Em um aspecto, o agente de passivação escolhido é o sal de fosfato monoaniônico com os substituintes R!' e Rº sendo hidrogênio e o contra-cátion sendo o sódio. Isso leva ao di-hidrogenofosfato de sódio atuar como agente de passivação.
[0030] O agente de passivação tem um valor de pK, entre 6,0 e 13,0. O pKr também pode ser expresso como valor de pKa por pKa+pKi=14, de modo que o agente de passivação também tem um valor de pK. entre 1 e 8.
[0031] A presente invenção não está limitada pelo estado de matéria do agente de passivação (líquido ou sólido). Em um aspecto da invenção, o agente de passivação é sólido (a ºC). O agente de passivação pode ter um ponto de fusão abaixo de 20 ºC e, portanto, seria comumente descrito como sendo um líquido.
[0032] A característica de passivação de uma superfície metálica de um material de multicamadas pode ser mais bem ilustrada pelas duas equações exemplificativas a seguir das quais a eq. (2) representa a reação geral de passivação de metal entre alumínio e ácido fosfórico e a eq. (3) mostra a química mais detalhada da invenção revelada com alumínio como metal, ácido acético como o ácido carboxílico e di- hidrogenofosfato de sódio como o agente de passivação: 2 Al (s) + 2 H3POs (1) — 2 AlIPOs (s) + 3 Ho (9) (2) Al + CH;3COOH + NaH2POs » AIPOs (s) + CH;COONa + 1,5H2(9g) (3) As equações (2) e (3) são escolhidas porque o alumínio é a camada intermediária de metal mais comum usada nos materiais de embalagem de multicamadas. No entanto, as equações não pretendem limitar a proteção ao alumínio. As equações (2) e (3) também são válidas, por exemplo para cobre, estanho, chumbo, zinco, bem como para ligas metálicas.
[0033] A substituição do ácido fosfórico na eq. (2) pela combinação do ácido acético e do sal de passivação de fosfato na eq. (3) leva a uma química que é menos prejudicial porque o ácido inorgânico forte, o ácido fosfórico, é trocado por um ácido menos ácido, o ácido acético, e um sal de passivação, o di-hidrogenofosfato de sódio, que não apresenta riscos.
[0034] O fosfato, fosfonato ou fosfinato de metal insolúvel é depositado na superfície da camada de metal e forma uma fina camada de passivação protegendo o metal descoberto contra posterior dissolução oxidativa. A estrutura química desta fina camada de passivação depende do metal da camada de metal, do agente de passivação usado e das condições de precipitação do sal insolúvel.
[0035] A composição química do fluido de separação pode ser obtida pela mistura de componentes únicos exatos. No entanto, a mesma composição química resultante pode ser obtida pela mistura de ingredientes (precursores) que reagem posteriormente para fornecer os produtos químicos do fluido de separação revelado neste documento. Será entendido, por exemplo, que ao misturar um ácido carboxílico, como ácido acético, e ácido fosfórico com as quantidades certas de uma base, como hidróxido de sódio, então a reação química resultaria em uma mistura de sal de carboxilato (aqui acetato de sódio) e sal do agente de passivação (aqui di- hidrogenofosfato de sódio), água e ácido carboxílico restante. Pretende-se que tal processo também seja coberto por esta revelação.
[0036] O método também se destina a incluir o caso em que o ácido carboxílico e/ou precursores do agente de passivação reagem com metais puros (ver equação (1)) para formar um sal de carboxilato adequado e o agente de passivação final. O metal puro para tal caso também pode ser uma parte da camada de metal do material de multicamadas, que é sacrificada para se obter os ingredientes para o agente de passivação e o sal de carboxilato.
[0037] Os precursores do sal de carboxilato são entendidos como produtos químicos, que podem ser transformados por uma reação de uma etapa no sal de carboxilato revelado nesta invenção. Tal reação de uma etapa poderia ser - mas não é limitante da invenção - a reação de um ácido carboxílico com uma base (neutralização), uma reação redox de um ácido carboxílico com um metal não nobre ou uma conversão eletroquimicamente de ácidos carboxílicos para o sal de carboxilato correspondente.
[0038] Os precursores do agente de passivação são entendidos como produtos químicos, que podem ser transformados por uma reação de uma etapa nos agentes de passivação revelados nesta invenção. Tal reação de uma etapa poderia ser - mas não é limitante da invenção - a reação de um oxoácido de fósforo com uma base (neutralização), uma reação redox de um oxoácido de fósforo com um metal não nobre ou conversão eletroquimicamente de oxoácido de fósforo para o sal de passivação correspondente.
[0039] O fluido de separação possui componentes que são menos prejudiciais ao meio ambiente do que aqueles conhecidos no estado da técnica atual, por exemplo, consulte o pedido de patente chinesa acima mencionado. Em relação ao pedido anterior, a volatilidade dos ingredientes orgânicos é menor, o que minimiza a emissão de produtos químicos e o risco de explosão, uma vez que o fluido de separação deste documento, conforme estabelecido a seguir, não apresenta ponto de fulgor detectável. Além disso, o uso de sais reduz o número de componentes que são componentes voláteis e, portanto, reduz a complexidade nos riscos de manipulação de produtos químicos do fluido de separação.
[0040] O fluido de separação deste pedido também não envolve ácidos ou bases inorgânicas fortes e, portanto, reduz os riscos de manuseio envolvidos no uso de tais produtos químicos, que podem resultar em fortes aumentos de temperatura devido a reações de neutralização entre ácidos e bases.
[0041] A estratégia de passivação descrita neste documento aumenta a eficiência geral do processo de reciclagem em termos de redução da perda de metal e redução da entrada de produtos químicos.
[0042] O fluido de separação revelado na invenção tem uma porcentagem em peso de 20 a 70 % de ácido carboxílico, de 0,05 a 10 % de sal de carboxilato, até 5 % de agente de passivação e de 30 a 70 % de água. Em um aspecto, o fluido de separação tem uma porcentagem em peso de 30 a 50 % de ácido carboxílico, de 0,5 a 5 % de sal de carboxilato, até 0,02 a 2 % de agente de passivação e de 40 a 60 % de água. A faixa de % em peso de ácido carboxílico cobre um desempenho de delaminação otimizado mostrando um máximo em cerca de 50 % em peso de ácido carboxílico. A quantidade de sal de carboxilato regula o valor de pH do fluido de separação e, portanto, é acoplada à quantidade de ácido carboxílico na mistura. A % em peso do agente de passivação depende fortemente do grau de carga e da espessura da camada de metal, bem como dos parâmetros de tamanho molecular do agente de passivação. Todos os parâmetros são fortemente influenciados pelo tamanho da superfície de metal da camada metálica que deve ser coberta pelo processo de passivação. Portanto, nenhum limite inferior real da % em peso do agente de passivação usado pode ser determinado. A % em peso de água é o ingrediente restante que preenche até 100 %.
[0043] A formação do fosfato, fosfonato ou fosfinato de metal insolúvel, que cobre a camada de metal após a delaminação e leva à passivação, é dependente do pH. Em condições muito ácidas, a formação de fosfato, fosfonato ou fosfinato de metal insolúvel não é possível, por exemplo, o fosfato de alumínio é ligeiramente solúvel em ácidos fortes. O valor de pH do fluido de separação revelado nesta invenção está, portanto, entre 1,5 e 5. Em um aspecto da invenção, a faixa de valor de pH preferida é escolhida entre 2 e 3,5. Abaixo do valor de pH de 1,5, a passivação ainda está funcionando, mas não tão eficazmente quanto em valores de pH mais altos e as desvantagens mencionadas anteriormente se tornam graves, de modo que o processo não é mais econômico. Valores de pH superiores a 5 levam a um desempenho de delaminação reduzido do fluido de separação. O valor do pH deve, portanto, ser ajustado ao fluido de separação para equilibrar entre o tempo de delaminação razoável e a passivação eficiente posteriormente.
[0044] o método também pode incluir a peneiração/filtração do fluido de separação juntamente com componentes do material de múltiplas camadas para recuperar os componentes do material de múltiplas camadas do líquido de separação e, posteriormente, classificar para obter uma primeira fração de metal da camada de metal e uma segunda fração de plástico da camada de polímero. Em alguns aspectos da invenção, uma terceira fração de um tipo diferente de polímero pode ser obtida. Isso permite a reciclagem dos materiais do material de múltiplas camadas. Os polímeros obtidos podem ser extrudados e o metal pode ser recuperado na forma de pedaços de metal.
[0045] A revelação também ensina um método para reciclar os componentes de polímero como camadas adicionais e componentes de metal como camada de metal de um material de embalagem, tal como um recipiente de bebida universal.
[0046] Um aparelho para a reciclagem de material de embalagem também é revelado. O aparelho compreende uma cuba tendo o fluido de separação, um dispositivo de transporte para transportar o material de múltiplas camadas para a cuba e um dispositivo de peneiração/filtração para remover materiais separados da combinação de fluido de separação e o material de embalagem.
[0047] Será apreciado que o termo “material de multicamadas” usado nesta revelação se destina a abranger objetos que compreendem várias camadas de material. Não há restrição para espessuras das camadas individuais. Por exemplo, a camada de metal pode estar presente como uma folha ou só pode ser metalizada em uma das camadas adicionais. A camada de metal é um metal que tem um potencial de eletrodo padrão semelhante ou mais negativo (Eº) do que o eletrodo de hidrogênio padrão (SHE), normalmente conhecido como metais semipreciosos ou não nobres. As camadas de metal também podem ser compostas por ligas. Essas ligas podem ser ligas entre metais não nobres, mas também entre metais não nobres e semipreciosos ou nobres.
[0048] O termo camada adicional cobre todos os materiais que são permeáveis a líquidos e são, em um aspecto, camadas de polímero e/ou de papel.
[0049] Exemplos não limitativos das várias camadas de materiais incluem objetos nos quais as camadas são laminadas, ligadas ou coladas ou um dos materiais pode ser depositado em outro dos materiais. O material de múltiplas camadas pode incluir uma camada de papelão, como conhecido nos recipientes de bebidas, mas não precisa incluir uma camada de papelão. Outros exemplos de materiais de multicamadas são todos os tipos de materiais de embalagem que são usados, por exemplo, em embalagens de lanches e embalagens de sacos.
[0050] O método, como descrito abaixo, em uma modalidade não limitativa, é usado para a reciclagem de laminados em um recipiente para bebidas ou alimentos. Será apreciado, no entanto, que o método também pode encontrar aplicação na reciclagem de outros laminados usados em outras aplicações.
[0051] A Fig. 1 mostra um exemplo ilustrativo de um laminado usado em uma embalagem asséptica, que é reciclado usando o fluido de separação e o método desta revelação.
[0052] A Fig. 2 mostra um diagrama de fluxo do método usando os ensinamentos desta revelação.
[0053] A Fig. 3 mostra uma visão geral do aparelho para reciclagem usando os ensinamentos desta revelação.
[0054] A invenção será agora descrita com base nos desenhos. Será entendido que as modalidades e aspectos da invenção descrita no presente documento são apenas exemplos e não limitam de qualquer forma o escopo de proteção das reivindicações. A invenção é definida pelas reivindicações e seus equivalentes. Será entendido que as características de um aspecto ou modalidade da invenção podem ser combinadas com a característica de um aspecto ou aspectos e/ou modalidades diferentes da invenção.
[0055] A Fig. 1 mostra um exemplo não limitativo de um laminado 10 usado em uma embalagem asséptica. O laminado 10 compreende uma primeira camada de polímero 20, que é ligada a uma camada de alumínio 30, que é ligada por sua vez a uma segunda camada de polímero 40. Agentes de ligação são usados entre as diferentes camadas. Tais agentes de ligação incluem, mas não se limitam a, copolímero de etileno/ácido acrílico e/ou adesivos de poliuretano.
[0056] O laminado 10 é usado, em um aspecto da invenção, em uma embalagem asséptica, tal como as usadas para bolsas stand-up para bebidas como suco de frutas e leite, bem como purês de tomate e fluidos similares. Embalagem similar também é usada para outros alimentos, como salgadinhos, bem como para cosméticos. Em algumas aplicações, uma das camadas de polímero é impressa em um lado, por exemplo, com uma descrição do produto, ou mesmo em ambos os lados.
[0057] Em um exemplo não limitativo da invenção, a camada de polímero 20 é feita de polietileno de baixa densidade (LDPE) e a camada de polímero 40 é feita de tereftalato de polietileno (PET). A camada de metal 30 é feita de alumínio. Isto não é limitativo da invenção e outras poliolefinas ou plásticos, tais como polipropileno (PP), poliamidas ou poliésteres, podem ser usados. Similarmente, a camada de metal 30 pode ser uma liga de alumínio ou outro metal.
[0058] Alguns tipos de embalagem compreendem apenas uma única camada de polímero 20 com a camada de metal 30. Por exemplo, os rejeitos da produção podem ter apenas a camada única de polímero 20 com a camada de metal 30. Outros tipos de material de embalagem compreendem duas camadas de polímero e 40 feitas do mesmo polímero. Os ensinamentos desta revelação também são aplicáveis a estes tipos de materiais de multicamadas, e não estão restritos aos materiais de multicamadas mencionados.
[0059] A Fig. 3 mostra um diagrama geral, que é um exemplo de uma planta de reciclagem para a reciclagem dos laminados de multicamadas 10 desta revelação. Será apreciado que a instalação mostrada na Fig. 3 é meramente exemplificativa e não é limitativa da invenção. Os laminados de multicamadas são construídos como acima.
[0060] A planta de reciclagem inclui um dispositivo de corte ou trituração 300, que corta e tritura fardos 50 do material de embalagem feito dos laminados de multicamadas
10. O dispositivo de corte ou trituração 300 é seguido por uma cuba 310 com um agitador 320 para agitar e misturar o conteúdo da cuba 310. A cuba 310 contém um fluido de separação 330 e um dispensador de fluido 340 para dispensar o fluido de separação 330 na cuba 310.
[0061] Os materiais podem ser peneirados a partir do fluido de separação 330 em um dispositivo de peneiração 350, e depois os materiais peneirados serão lavados com água em um equipamento de lavar 360. Uma primeira etapa de classificação para separar os componentes dos materiais peneirados pode ser conduzida em ambientes úmidos, por exemplo, pelo uso de separação por flutuação-submersão ou técnicas de centrifugação, em um classificador a úmido 370. Isso resulta geralmente em duas correntes de material. No exemplo não limitativo do laminado 10 delineado acima, uma das duas correntes de material é substancialmente polietileno de baixa densidade e a outra das correntes de material é uma corrente mista compreendendo uma mistura de alumínio e PET. As duas correntes de material podem ser lavadas em uma etapa de lavagem adicional, se necessário.
[0062] As duas correntes de material resultantes podem ser secas em uma unidade de secagem 380 e subsequentemente purificadas em uma unidade de classificação a seco 390. A classificação a seco, por exemplo, para extrair o alumínio e o PET da corrente mista, pode ser feita, por exemplo, por técnicas baseadas em eletromagnetismo ou peneiração- ventilação. Será apreciado que a classificação (a úmido ou a seco) também pode ser conduzida em um único dispositivo ou em mais de dois dispositivos, dependendo dos requisitos.
[0063] O fluido de separação 330 é reciclado em um dispositivo de reciclagem de fluidos 355, principalmente para ser limpo de impurezas por filtração e reposição de produtos químicos consumidos. A água de lavagem também é reciclada para limpar a água de lavagem em um dispositivo de reciclagem de água 365. A reciclagem inclui técnicas de filtração de fluxo cruzado, osmose reversa e/ou extração de líquido-líquido, que também permitem a recuperação de pelo menos alguns dos produtos químicos do fluido de separação 330 da água de lavagem.
[0064] A Fig. 2 mostra um esboço do método para reciclar os laminados 10 usados no aparelho mostrado na Fig. 3. Os laminados 10 são recolhidos em conjunto como fardos 50 de material de embalagem. Os laminados 10 serão geralmente pressionados juntos nos fardos 50 para reduzir o seu volume. Os laminados 10 podem ter sido lavados para remover qualquer resto de alimento em uma coleta de lixo e/ou planta de processamento. Na chegada à planta de reciclagem, os fardos 50 são colocados primeiro no dispositivo de corte e trituração 300 para redução de tamanho na etapa 200. Lotes dos laminados cortados/triturados 10 são então carregados na cuba 310. O agitador 320 mistura os laminados 10 na etapa
210 com o líquido de separação 300 na cuba 310 para produzir uma mistura.
[0065] Na etapa 230, a mistura dos laminados 10 e o fluido de separação 330 é adicionalmente agitada e sacudida por um tempo de tratamento predefinido, por exemplo, 4 horas, levando a uma separação dos laminados de multicamadas 10 em suas camadas constituintes, ou seja, a primeira camada de polímero 20 de LDPE, a camada de alumínio 30 e a segunda camada de polímero 40 do PET (no exemplo não limitativo descrito acima). Em geral, o efeito do fluido de separação 330 é delaminar a primeira camada de polímero 20 de LDPE e/ou a segunda camada de polímero 40 e a camada de metal 30 para produzir pedaços de metal da camada de metal 30 e pedaços de polímero da primeira camada de polímero 20 e a segunda camada de polímero 40. Isto é conseguido a uma dada temperatura, por exemplo, entre 20 ºC e 90 “*C, durante um tempo de tratamento tipicamente entre 30 minutos e 300 minutos. Em um aspecto do método, a temperatura dada é 70 ºC. Em outro aspecto do método para papelões universais para bebidas, a temperatura dada estará entre 30 ºC e 50 ºC. A escolha da temperatura e do tempo de processo depende muito do tipo de materiais poliméricos e dos agentes de ligação adesiva, bem como da espessura das camadas individuais a serem delaminadas. As camadas que são ligadas em conjunto com os agentes de ligação de copolímeros de etileno/ácido acrílico delaminam a cerca de 40 ºC e aquelas com agentes de ligação de adesivos de poliuretano delaminam a cerca de 70 Nom
[0066] A mistura do fluido de separação 330 e os materiais separados, ou seja, LDPE, alumínio e PET podem ser removidos da cuba 310 e peneirados na etapa 240 na peneira 350 para remover os materiais sólidos, que incluem o LDPE da primeira camada de polímero 20, o PET da segunda camada de polímero 40 e a maior parte do pedaço de metal da camada de metal 30. O fluido de separação 330 é então reciclado pelo dispositivo
355. A reciclagem é realizada por filtração na etapa 245 e reposição de produtos químicos consumidos na etapa 246. O fluido reciclado é então colocado de volta no dispensador de fluido 340. A etapa de filtração 245 no dispositivo 355 remove substancialmente todas as impurezas sólidas do fluido de separação 330, incluindo o pedaço de metal, que não foi peneirado anteriormente.
[0067] O material sólido peneirado na etapa 240 é uma mistura dos polímeros e alumínio. Este material resultante é lavado na etapa 250 no equipamento de lavar 360 e, em seguida, é classificado em uma etapa de classificação a úmido 260 no classificador a úmido 370 por meio de uma separação por flutuação-submersão ou técnica de centrifugação em um material leve, compreendendo principalmente o LDPE, e um material denso, compreendendo principalmente o alumínio e o PET. Os materiais leves e os materiais densos são secos separadamente nas etapas 270 (material leve) e 271 (material denso). O material denso seco é classificado adicionalmente na etapa 280 no classificador a seco 390 por meio de técnicas de peneiração-ventilação ou eletromagnéticas, para obter um material rico em alumínio e um material rico em PET. Será apreciado que a classificação (a úmido ou a seco) também pode ser conduzida em uma etapa, ou em mais de duas etapas, dependendo dos requisitos.
[0068] A água de lavagem precisa ser tratada na etapa 255 com o dispositivo de reciclagem de água 365 antes que a água de lavagem também seja reutilizada. Esses tratamentos incluem várias etapas de filtração, com técnicas de filtração regulares e de fluxo cruzado, osmose reversa e/ou extração de líquido-líquido, que também permitem que pelo menos alguns produtos químicos da água de lavagem sejam recuperados e transferidos para o dispositivo de reciclagem de fluidos 355 para reuso. Em um aspecto, o dispositivo de reciclagem de água 365 compreende uma unidade de extração de líquido- líquido combinada com osmose reversa.
[0069] Os materiais ricos em LDPE podem ser extrudados em grânulos na etapa 290. Os pedaços de metal podem ser prensados em péletes na etapa 291 para reciclagem. Da mesma forma, o material rico em PET pode ser compactado para envio na etapa 292. As etapas de pós-tratamento 290, 291 e 292 podem ser feitas nos dispositivos 395, por exemplo, por máquinas de extrusão ou prensagem.
[0070] O fluido de separação 330 usado na cuba 310 e vindo do dispensador de fluido 340 compreende uma mistura de água, ácido carboxílico, sal de carboxilato e agente de passivação. Os ácidos carboxílicos são, por exemplo, em qualquer proporção, ácidos monocarboxílicos C1-C4 miscíveis em água, tais como ácido fórmico, ácido acético, ácido propiônico e ácido butírico. O sal de carboxilato é, por exemplo, o sal de sódio do ácido carboxílico correspondente usado. Como exemplo, será entendido que o acetato de sódio será usado se o ácido acético for usado como um ácido monocarboxílico miscível em água. O agente de passivação aplicado aqui é o di-hidrogenofosfato de sódio que compartilha, de preferência, o mesmo contra-íon proveniente do sal de carboxilato. A água é, em um aspecto da invenção, desionizada. Principalmente o ácido carboxílico penetra na camada à qual a camada de metal está ligada e depois delamina o alumínio da camada adesiva do material de multicamadas. O agente de passivação é adicionado a fim de controlar a reação lateral da dissolução de alumínio, conforme discutido acima (ver eq. (1)).
[0071] O fluido de separação 330 é mantido entre 20 “ºC e 90 ºC ea valores de pH entre 1,5 e 5. Os valores reais são escolhidos dependendo das propriedades dos laminados de entrada 10 ou de outros materiais de multicamadas no material de embalagem. Normalmente, um baixo valor de pH favorece o desempenho da separação, mas também uma reação colateral que resulta na dissolução do alumínio. Idealmente, o método desta revelação atinge um rendimento suficientemente alto de metal da camada de metal 30 ou dos polímeros da primeira camada de polímero 20 e da segunda camada de polímero 40 dentro do tempo de tratamento, enquanto mantém a dissolução da camada de metal 30 para um mínimo. A dissolução mínima da camada de metal 30 é importante por razões de segurança, uma vez que a dissolução do alumínio também leva à formação de hidrogênio gasoso, o que representa um risco de explosão. Além disso, a economia geral do processo é melhorada pela menor perda de alumínio e pela entrada de produtos químicos necessários. O valor do pH deve, portanto, ser ajustado ao fluido de separação 330 para equilibrar entre o tempo de delaminação razoável e a passivação eficiente posteriormente.
[0072] o fluido de separação 330 contém o di- hidrogenofosfato de sódio do agente de passivação a fim de controlar o conteúdo do alumínio dissolvido no fluido de separação 330. O alumínio precipita como fosfato de alumínio em condições adequadas, ajustando o valor do pH. O fosfato de alumínio é um sólido finamente disperso, que pode ser filtrado do líquido na etapa 245.
[0073] O agente de passivação induz uma fina camada de cobertura de passivação de fosfato de alumínio nas superfícies de alumínio. Esses fosfatos de superfície atuam como um inibidor, passivando parcialmente as superfícies de alumínio de um ataque químico posterior do ácido carboxílico. Os produtos da reação deixam o fluido de separação 330 na forma sólida, o fosfato de alumínio, ou na forma gasosa, O hidrogênio. O agente de passivação é consumido e deve ser reposto. Esta reposição acontece no dispositivo de reciclagem 355 durante a etapa 246, ao lado da reposição dos outros produtos químicos. Outros exemplos de materiais de múltiplas camadas usados em embalagem
[0074] Exemplos não limitantes de outros materiais de múltiplas camadas usados em materiais de embalagem incluem LDPE (=polietileno de baixa densidade) /alumínio/PET, que é usado em embalagens de café e embalagens de bebidas, ou laminados de PP (=polipropileno)/alumínio/poliéster usados em embalagens de café e embalagens para alimentos para animais de estimação, ou LDPE/alumínio/LDPE, que é usado na embalagem de matérias-primas granuladas para a indústria ou em tubos de pasta de dente. Outro exemplo são as partes internas (polímero e alumínio) de embalagens de papelão de bebidas universais assépticas que são geralmente compostas de LLDPE (=polietileno linear de baixa densidade) /alumínio/LLDPE.
Exemplos de composição com exemplos de aplicação correspondentes (escala de laboratório)
[0075] As composições listadas abaixo são apenas exemplos de formulações adequadas e não limitam a invenção (todas as porcentagens em peso). Os exemplos correspondentes listados abaixo para cada composição são meramente exemplos de aplicações adequadas e não se destinam a ser limitantes da invenção.
Composição 1 Exemplo 1-1
[0076] 60 g de LDPE/alumínio/material de PET (flocos, 1 cm?, de bolsas stand-up de bebidas) são agitados com 1 kg de líquido de separação (composição 1) a 70 ºC. O descolamento do LDPE do alumínio é concluído após 2h e o descolamento do PET do alumínio é concluído após 4 h.
Exemplo 1-2
[0077] 30 g de LDPE/alumínio/material de PET (flocos, 3 cm?, da embalagem de salgadinhos) são agitados com 1 kg de líquido de separação (composição 1) a 70 ºC. O descolamento do LDPE do alumínio é concluído após 2h e o descolamento do PET do alumínio é concluído após 4 h.
Exemplo 1-3
[0078] 60 g de material LDPE/alumínio/LDPE (flocos, 2 cm?, de tubos de pasta de dente) são agitados com 1 kg de líquido de separação (composição 1) a 70 ºC. O descolamento de LDPE do alumínio é concluído após 2 h. Exemplo 1-4
[0079] Três amostras individuais de flocos de PP/alumínio/PET (1 cm?,y amostra laminada como embalagem de café de empresas conversoras e de folha) são agitadas com 20 g de líquido de separação (composição 1) a 70 ºC. O descolamento do PP e do PET do alumínio é concluído após 5 h. Exemplo 1-5
[0080] 30 g de material LLDPE/alumínio/LLDPE + LLDPE (flocos, 10 cm?, partes internas da embalagem de bebidas assépticas) são agitados com 1 kg de líquido de separação (composição 1) a 40 ºC. O descolamento de alumínio do LLDPE é concluído após 2 h. Exemplo 1-6
[0081] 20 g de material de OPA/alumínio/LLDPE (flocos, 1 em?º, bolsa de grande volume para armazenamento gastronômico de cerveja) são agitados com 1 kg de líquido de separação (composição 1) a 70 ºC. O descolamento do alumínio do OPA e do LLDPE é concluído após 5 h.
[0082] Os exemplos 1-1 a 1-6 elucidam diferentes materiais de embalagem que podem ser tratados com a composição de fluido de separação 1 dentro do escopo da presente invenção. Composição 2
Exemplo 2-1
[0083] Cinco amostras individuais de flocos de PE/alumínio/PET (1 cm?º, amostra laminada como embalagem de café de empresas conversoras e de folha) são agitadas com 20 g de líquido de separação (composição 2) a 70 ºC. O descolamento do PE e do PET do alumínio é concluído após 1 h. Composição 3 Exemplo 3-1
[0084] Cinco amostras individuais de flocos de PE/alumínio/PET (1 cm?, amostra laminada como embalagem de café de empresas conversoras e de folha) são agitadas com 20 g de líquido de separação (composição 3) a 70 ºC. O descolamento do PE e do PET do alumínio é concluído após 10 h.
[0085] As composições 1 a 3 ilustram formulações com diferentes ácidos carboxílicos. Composição 4 potássio Exemplo 4-1
[0086] Cinco amostras únicas de flocos de PE/alumínio/PET (1 em?, amostra laminada como embalagem de café de empresas conversoras e de folha) são agitadas com 20 g de líquido de separação (composição 4) a 70 ºC. O descolamento do PE e do PET do alumínio é concluído após 8 h.
[0087] A composição 4 ilustra uma formulação com potássio como o contra-cátion do sal de carboxilato, acetato de potássio e o agente de passivação, o di-hidrogenofosfato de potássio. Composição 5 Exemplo 5-1
[0088] Cinco amostras individuais de flocos de PE/alumínio/PET (1 cm?,y amostra laminada como embalagem de café de empresas conversoras e de folha) são agitadas com 20 g de líquido de separação (composição 5) a 70 “ºC. O descolamento do PE e do PET do alumínio é concluído após 6 h. Composição 6 Exemplo 6-1
[0089] Cinco amostras individuais de flocos de PE/alumínio/PET (1 cm?, amostra laminada como embalagem de café de empresas conversoras e de folha) são agitadas com 20 g de líquido de separação (composição 6) a 70 ºC. O descolamento do PE e do PET do alumínio é concluído após 3,5 h.
[0090] As composições 1, 5 e 6 ilustram formulações com diferentes quantidades de ácido carboxílico.
Composição 7 Exemplo 7-1
[0091] 80 g de LDPE/alumínio/material de PET (flocos, 1 cm?, de bolsas stand-up de bebidas) são agitados com 2 kg de líquido de separação (composição 7) a 70 ºC. O descolamento do PE e do PET do alumínio é concluído após 4 h.
Composição 8 Exemplo 8-1
[0092] Cinco amostras individuais de flocos de PE/alumínio/PET (1 cm?, amostra laminada como embalagem de café de empresas conversoras e de folha) são agitadas com 20 g de líquido de separação (composição 8) a 70 ºC. O descolamento do PE e do PET do alumínio é concluído após 4 h.
[0093] As composições 1, 7 e 8 ilustram formulações com diferentes quantidades de di-hidrogenofosfato de sódio como agente de passivação.
Composição 9 Exemplo 9-1
[0094] Cinco amostras únicas de flocos de PE/alumínio/PET (1 em?, amostra laminada como embalagem de café de empresas conversoras e de folha) são agitadas com 20 g de líquido de separação (composição 9) a 70 ºC. O descolamento do PE e do PET do alumínio é concluído após 2 h. Os flocos de alumínio apresentaram os primeiros indícios de corrosão.
Composição 10 Exemplo 10-1 Cinco amostras individuais de flocos de PE/alumínio/PET (1 cm?, amostra laminada como embalagem de café de empresas conversoras e de folha) são agitadas com 20 g de líquido de separação (composição 10) a 70 ºC. O descolamento do PE e do PET do alumínio é concluído após 3 h.
[0095] As composições 1, 9 e 10 ilustram formulações com diferentes quantidades de acetato de sódio como sal de carboxilato. Composição 11 (NaHPO;3H) Exemplo 11-1 Cinco amostras individuais de flocos de PE/alumínio/PET (1 cmº, amostra laminada como embalagem de café de empresas conversoras e de folha) são agitadas com 20 g de líquido de separação (composição 11) a 70 ºC. O descolamento do PE e do PET do alumínio é concluído após 4 h. Composição 12 Exemplo 12-1 Cinco amostras individuais de flocos de PE/alumínio/PET (1 cmº, amostra laminada como embalagem de café de empresas conversoras e de folha) são agitadas com 20 g de líquido de separação (composição 12) a 70 ºC. O descolamento do PE e do PET do alumínio é concluído após 4 h.
Composição 13 fosfato monossódico e dietil fosfato monossódico Exemplo 13-1 Cinco amostras individuais de flocos de PE/alumínio/PET (1 cmº, amostra laminada como embalagem de café de empresas conversoras e de folha) são agitadas com 20 g de líquido de separação (composição 13) a 70 ºC. O descolamento do PE e do PET do alumínio é concluído após 3 h. Composição 14 (CAS 2914-38-7) Exemplo 14-1 Cinco amostras individuais de flocos de PE/alumínio/PET (1 cm?, amostra laminada como embalagem de café de empresas conversoras e de folha) são agitadas com 20 g de líquido de separação (composição 14) a 70 ºC. O descolamento do PE e do PET do alumínio é concluído após 4 h.
[0096] As composições 1, 11, 12, 13 e 14 ilustram formulações com diferentes agentes de passivação na forma de sais de fosfato, fosfonato e fosfinato de sódio.
Números de Referência
Material de multicamadas
Primeira camada de polímero
Camada de metal
40 Segunda camada de polímero
50 Fardos
300 Dispositivo de corte ou trituração
310 Cuba
320 Agitador
330 Fluido de separação
340 Dispensador de fluido
350 Dispositivo de peneiração Dispositivo de reciclagem de
355 : fluidos
360 Equipamento de lavar
365 Dispositivo de reciclagem de água
370 Classificador a úmido
380 Unidade de secagem
390 Unidade de classificação a seco
395 Pós-processamento
Claims (27)
1. Fluido de separação (330) para separar sistemas de multicamadas contendo pelo menos uma camada de metal e uma camada adicional, sendo o fluido de separação (330) caracterizado por compreender uma mistura de água, ácido carboxílico, sal de carboxilato e agente de passivação.
2. Fluido de separação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido carboxílico é um ácido carboxílico miscível em água em qualquer proporção e tem um valor de pK. entre 2,0 e 8,0.
3. Fluido de separação, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o ácido carboxílico é selecionado do grupo de ácidos graxos C1-C4 consistindo em ácido fórmico, ácido acético, ácido propiônico ou ácido butírico ou misturas dos mesmos.
4, Fluido de separação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o sal de carboxilato é solúvel em água (solubilidade > 10 g de carboxilato por 100 g de água a 20 ºC) e tem um valor de pK» entre 6,0 e 13,0.
5. Fluido de separação, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o contra-cátion do sal de carboxilato é um cátion de metal ou um cátion complexo.
6. Fluido de separação, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o cátion de metal é um dentre metais alcalinos, metais alcalinoterrosos ou amônio.
7. Fluido de separação, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o sal de carboxilato é a base de Lewis correspondente do ácido carboxílico usado.
8. Fluido de separação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o agente de passivação é um sal de fosfato, fosfonato, fosfinato ou uma mistura dos mesmos.
9. Fluido de separação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o agente de passivação tem uma solubilidade em água maior do que 0,01 g por 100 g de água a 20 “C.
10. Fluido de separação, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que um contra-cátion do agente de passivação é um cátion de metal ou um cátion complexo.
11. Fluido de separação, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o cátion de metal é um dentre metais alcalinos, metais alcalinoterrosos ou amônio.
12. Fluido de separação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os componentes da mistura de separação compreendem de 20 a 70 % em peso de ácido carboxílico, até 5 % em peso de agente de passivação e de 0,05 a 10 % em peso de sal de carboxilato, e de 30 a 70 % em peso de água.
13. Fluido de separação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os componentes da mistura de separação compreendem de 30 a 50 % em peso de ácido carboxílico, de 0,02 a 2 % em peso de agente de passivação e de 0,5 a 5 % em peso de sal de carboxilato e de 40 a 60 % em peso de água.
14, Uso do fluido de separação (330) caracterizado por ser para separar materiais de multicamadas compreendendo pelo menos uma camada de metal e pelo menos uma camada adicional.
15. Método para a separação de uma camada de metal (30) de uma camada adicional (20, 40) em um material de múltiplas camadas (10) caracterizado por compreender: colocar o material de múltiplas camadas (10) em uma cuba (310) compreendendo o fluido de separação (330) conforme definido em uma das reivindicações 1 a 13.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender adicionalmente pelo menos um dentre peneirar ou filtrar (240) o fluido de separação (330) com componentes do material de múltiplas camadas (10) e, posteriormente, classificar (260, 280) para obter uma primeira fração de metal da camada de metal (30) e uma segunda fração de plástico da camada de polímero (20, 40).
17. Método, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado por compreender adicionalmente a reciclagem do fluido de separação (330).
18. Método, de acordo com uma das reivindicações 15 a 17, caracterizado pelo fato de que a separação é realizada a uma temperatura entre 20 ºC e 90 “ºC.
19. Método, de acordo com uma das reivindicações 15 a 18, caracterizado pelo fato de que a separação é realizada a uma temperatura de 70 ºC.
20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 19, caracterizado pelo fato de que o fluido de separação tem um valor de pH entre 1,5 e 5.
21. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 20, caracterizado pelo fato de que o material de multicamadas (10) compreende pelo menos uma camada de alumínio e uma camada de polímero (20, 40)
consistindo em PET ou PE.
22. Método para reciclar material de embalagem (300) que compreende um material de múltiplas camadas (10) que compreende pelo menos uma camada de metal (30) e pelo menos uma camada adicional (20, 40), sendo o método caracterizado por compreender: colocar o material de embalagem (10) em uma cuba (310) compreendendo um fluido de separação (330) conforme definido em uma das reivindicações 1 a 13 para produzir (260) uma mistura de pedaços de metal da camada de metal (30), pedaços de plástico da camada de polímero (20, 40) e componentes residuais.
23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por compreender adicionalmente classificar (280) e separar os pedaços de metal e os flocos de plástico para produzir partículas de metal.
24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 ou 23, caracterizado pelo fato de que a camada de metal (30) é de alumínio ou uma liga do mesmo.
25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 24, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma camada de plástico (20, 40) é feita de uma poliolefina.
26. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 25, caracterizado por compreender adicionalmente reciclar o fluido de separação (330).
27. Aparelho para a reciclagem de material de embalagem feito de um material de múltiplas camadas (10) caracterizado por compreender: uma cuba (310) tendo um fluido de separação (330) conforme definido em uma das reivindicações 1 a 13; um dispositivo de transporte para transportar o material de embalagem (10) para a cuba (310); e um dispositivo de peneiração/filtração (350) para remover (240) materiais separados da combinação de fluido de separação (330) e o material de embalagem (10).
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