CN102421578A - 用于聚合物废料处理的方法、工艺和设备 - Google Patents

Abstract

本发明总体涉及聚合物废料处理。更具体地，本发明涉及可与例如非聚合物材料或金属等元件关联的聚合物废料的处理。在具体实施例中，所述方法包括以下步骤：(1)将初始变形的废料装入反应腔室中，(2)将腐蚀介质施加到废料一定时间，所述一定时间足够使所述一种或多种聚合物转变为碎片，并且将一种或多种聚合物从其关联元件分离，和(3)使步骤(2)的产物经受所述关联元件从所述聚合物碎片的机械分离。本发明特别可用于处理包括初始变形的轮胎段或破碎轮胎废料的轮胎。

Description

用于聚合物废料处理的方法、工艺和设备

技术领域

本发明总体涉及聚合物废料处理。更具体地，本发明涉及可能与非聚合物材料或金属关联的聚合物废料的处理。

在具体的实施例中，本发明涉及结合金属增强体的聚合物废料，例如使用过的轮胎、传送带、呼吸设备等。本发明还涉及废料处理装置和处理聚合物废料的方法。

虽然参照部分轮胎分解过程将便于描述本发明，但是本发明不限于该应用，并且可用于其他类型的聚合物废料，以提供可之后用于其他应用中的产物。

背景技术

贯穿本说明书的讨论由于发明人的认识和/或发明人对一些相关技术领域的问题的辨识而产生，并且，本说明书中包括对文件、装置、行为或知识的讨论用于说明本发明的内容。不应被认为是认可形成现有技术库的一部分或本发明的并且在本文中要求的优先权日当天或之前澳大利亚或其他国家中相关技术领域中的公知常识的任何材料。

应意识到，本说明书中包括文件、装置、行为或知识的任何讨论用于说明本发明的内容。进一步地，贯穿本说明书的讨论由于发明人的认识和/或发明人对一些相关技术领域的问题的辨识而产生。而且，包括本说明书中的例如文件、装置、行为或知识的材料的任何讨论用来根据发明人的知识和经验说明本发明的内容，并且因此，任何这样的讨论不应被认为是认可形成现有技术库的一部分或本发明的并且在本文中和发明人的澳大利亚临时专利申请2009902282中要求的优先权日当天或之前在澳大利亚或其他国家中相关技术领域中的公知常识的任何材料。

轮胎废料

聚合物废料，例如使用过的轮胎，已经变成世界范围的经济和生态问题。轮胎包含多种聚合物，所述聚合物包括天然橡胶共聚物和合成橡胶，例如SBR(丁苯橡胶)和丁二烯橡胶、氰基橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁橡胶和聚硫橡胶。轮胎还包含金属，例如锌和钢。多种其他有机和无机化学物质也添加到轮胎聚合物，包括硫化剂、促进剂、抑制剂、颜料、填料、缔合剂、软化剂、抗氧化剂、防老化剂和干燥剂。

处置

而且，轮胎中的聚合物仅为整体结构的一部分。橡胶首先连接到例如由钢丝或织物和钢丝绳制成的带等的轮胎增强体。

大量当前用于处置废弃轮胎的方法不仅代表了作为原材料的聚合物的经济浪费，而且还促成与在陆地和海洋环境中倾倒垃圾相关的生态问题。。特别地，无机和有机化学物质从倾倒的轮胎的浸析将毒素释放到环境中，并且造成相当大的火灾危险。

用于解决与轮胎处置相关的问题的一些现有技术方法包括以下所列：

●燃烧，是使轮胎燃烧。但是污染是与该方法相关的严重问题。

●高温分解，是橡胶到炭黑和气态及液态有机化合物的转变工艺。但是该工艺由于涉及的高温而消耗大量的能量并且所得产物工业用量小。

●低温冷冻法，是将橡胶制品冷冻来使其脆化，随后机械破坏，并且去除大部分关联元件。但是，需要高能耗来提供足够的液氮量且不均匀冷冻橡胶是使用该方法的严重问题，这不能使轮胎内的不同质量的橡胶选择处理。

●其他机械橡胶破坏方法，例如轮胎的切割和研磨。但是，这些方法出现与低效的橡胶从金属增强体分离、高能耗、高设备损耗和低产量并且不能使轮胎内不同质量的橡胶选择处理相关的问题。

●再生，是制备新的可塑产品。但是，再生工艺往往产生相对高水平的污染。

●其他橡胶产品的处理方法，包括同时将橡胶暴露于机械载荷和包含气体的臭氧，以使橡胶破裂，并且促使橡胶从其增强体材料分离。这些包括例如EP 0 816 035A1/B1和US 6 579 950B2中公开的方法和装置。当前与这些方法相关的问题是其高能耗，具有使得该装置的技术实现非常困难的复杂的结构，在包含臭氧的腔室中包括复杂的轮胎变形装置，具有低产率，并且不能选择处理轮胎内不同质量的橡胶。

●进一步地，特别指出本发明关于下面的现有技术的区别：

1.LT 2004025A，其中重要的是，本发明利用聚合物废料的初始变形及其形成的材料的特性，所述聚合物废料的初始变形发生在本发明的反应腔室外部，在其进入所述反应腔室之前，并且在与例如臭氧气体等腐蚀介质接触之前。另外，在本发明中，可允许腐蚀介质进入反应腔室中，清除存在的任何空气，或者，在允许腐蚀介质进入反应腔室之前可排空壳体。

本发明还解决了该现有技术的以下缺点，其中，该现有技术的方法中重复应用臭氧腐蚀介质针对不再经受变形应变的砸碎的含橡胶废料制品，并且因此不显著地受腐蚀介质的影响，但是这样的腐蚀介质的重复应用增加了现有技术的装置的总体复杂性。另外，现有技术的位于包含臭氧的介质内部的机械变形装置是一个安全考虑因素，因为可能产生导致爆炸的火花，而本发明结合了用于臭氧气体，特别是与臭氧和聚合物废品混合物相关的防爆安全要求。而且，该现有技术没有用于在施加臭氧气体腐蚀介质之前清洁含橡胶废料产品的专用装置，而本发明使用了用于该目的的简单的气动清洁系统。

2.EP 2106893A1，其中重要的是，本发明能够同时破碎聚合物废料中的聚合物，并且将所述聚合物从其增强体元件分离。本发明还解决了该现有技术的以下缺点，其中，该现有技术的结构和方法由于试图同时利用腐蚀性气体和快冻法而非常复杂。另外，该现有技术没有重复使用腐蚀性气体。而且，该现有技术在施加臭氧气体腐蚀介质之前使用用于清洁含橡胶废料产品的洗涤系统，这不仅浪费水，而且需要消耗能量的烘干系统，应注意的是，在废弃轮胎的示例中，实际上将水完全从轮胎的内部区域排出非常困难，而本发明使用简单的气动系统用于该目的。

3.US 6579950B2，其中，重要的是，由于本发明利用聚合物废料的初始变形及其所得材料的特性，所述聚合物废料的初始变形发生在本发明的反应腔室外部，在其进入所述反应腔室之前，并且在与例如臭氧气体等腐蚀介质接触之前，因此本发明不需要高浓度的腐蚀性气态臭氧，该现有技术中说明优选至少10％(质量百分比)，以在反应腔室内强烈地作用在橡胶废料的处于拉伸载荷下的区域上腐蚀介质。因而，本发明可使用不同的较低的臭氧气体浓度，来有效选择破碎分别进料到反应腔室中的不同聚合物废料，所述不同的聚合物废料具有不同的材料质量和特性。

本发明还解决了该现有技术的以下缺点，其中，在破碎使用过的轮胎的示例中，在现有技术工艺中，在轮胎卷边中或者周围的橡胶没有完全由圆柱辊变形，因此其中结合的硬橡胶的有效破碎非常困难。而且，该现有技术在反应腔室内部结合了通过圆柱辊进行的高能耗变形过程，尤其是因此需要使其旋转反向。另外，已有技术的位于含臭氧介质内部的机械变形装置是安全考虑因素，因为可能产生导致可能爆炸的火花，而本发明结合了用于臭氧气体，特别是与臭氧和聚合物废品混合物相关的防爆安全要求。

4.US 5492657A，其中，重要的是，由于本发明利用聚合物废料的初始变形及其所得材料的特性，所述聚合物废料的初始变形发生在本发明的反应腔室外部，在其进入所述反应腔室之前，并且在与例如臭氧气体等腐蚀介质接触之前，因此本发明不需要高浓度的腐蚀性气态臭氧，该现有技术中说明重量百分比达到30％，以在反应腔室内作用在橡胶废料的处于拉伸载荷下的区域上腐蚀介质。因而，本发明可使用不同的较低的臭氧气体浓度，来有效选择破碎分别进料到反应腔室中的不同聚合物废料，所述不同的聚合物废料具有不同的材料质量和特性。

本发明还解决了该现有技术的以下缺点，其中，由于增强体材料的去除需要在聚合物破碎过程之后在反应腔室外部进行，如图1的现有技术所示，因此增强体材料的去除不像本发明的那样有效，而本发明能够在聚合物破碎过程中在反应腔室内部同时去除增强体材料。而且，现有技术中在使用过的轮胎再处理的示例中，一次仅处理一个轮胎，虽然可以处理一系列轮胎，但是本发明能够同时再处理多个轮胎和/或轮胎段批料。另外，本发明消除了频繁打开和闭合闸门的需要，所述闸门在现有技术中可能导致臭氧气体溢出，因而降低该方法的效率，并且导致对环境和人类的威胁。而且，现有技术的位于含臭氧介质内部的机械变形装置是安全考虑因素，因为可能产生导致可能爆炸的火花，而本发明结合了用于臭氧气体，特别是与臭氧和聚合物废品混合物相关的防爆安全要求。另外，本发明的在反应腔室外部的聚合物废料的初始变形消除了该现有技术的在反应腔室内部使聚合物废料变形要求的例如0.5kg/cm²的机械载荷的高能量消耗力的需要。

5.WO 2007/061280A1，其中，重要的是，本发明不需要化学预处理步骤，也不需要在分解聚合物废料之前低温冷冻步骤，而是使用例如臭氧气体等腐蚀介质，因为化学预处理改变了正在再处理的聚合物的材料组分，并且低温冷冻是比本发明的方法更能量密集并且耗费成本的方法。

本发明还解决了该现有技术的以下缺点，其中使用化学方式来预处理废弃橡胶提高了其温度，由此需要例如低温冷冻等进一步冷冻步骤来降低温度，必然使该方法更耗能和昂贵，本发明不需要这样。而且，仅现有技术的低温冷冻工艺就比本发明的方法更昂贵，并且在该低温冷冻过程之后进行的聚合物废料的分解将在使用过的轮胎的示例中同时分解并且混合轮胎中不同的硬和软橡胶及其例如金属等增强体元件，因而交叉污染，并且降低所得橡胶粉末输出的质量，与本发明的可选择处理轮胎内不同的硬和软橡胶，并且同时将其从例如金属等增强体元件分离不同。

6.EP 1016508A1，其中，重要的是，本发明的聚合物废料在反应腔室外部的初始变形消除了现有技术的用于使聚合物废料在反应腔室内部变形要求的高能量消耗力的需要。而且，通过聚合物废料在其进入反应腔室之前，并且在与例如臭氧气体等腐蚀介质接触之前，在本发明的反应腔室外部进行的所述初始变形，本发明可使用不同的更低的臭氧气体浓度，能够有效地选择破碎分别进料到反应腔室中的不同的聚合物废料，所述不同的聚合物废料具有不同的材料质量和特性。

本发明还解决了该现有技术的以下缺点，其中，现有技术的在含臭氧的介质内部进行的机械变形工艺是安全考虑因素，因为可能产生导致可能爆炸的火花，而本发明结合了用于臭氧气体，特别是与臭氧和聚合物废品混合物相关的防爆安全要求。

7.EP 0816035A1，其中，重要的是，本发明的聚合物废料在反应腔室外部的初始变形消除了现有技术的用于在反应腔室内部将聚合物废料变形要求的高能量消耗的力的需要。而且，聚合物废料的所述初始变形在其进入反应腔室之前，并且在与例如臭氧气体等腐蚀介质接触之前，在本发明的反应腔室外部进行。因此本发明可使用不同的更低的臭氧气体浓度，能够有效地选择破碎分别进料到反应腔室中的不同聚合物废料，所述不同的聚合物废料具有不同的材料质量和特性。

本发明还解决了该现有技术的以下缺点，其中，现有技术的在含臭氧的介质内部进行的机械变形工艺是安全考虑因素，因为可能产生导致可能爆炸的火花，而本发明结合了用于臭氧气体，特别是与臭氧和聚合物废品混合物相关的防爆安全要求。另外，如图2中所示的该现有技术效率较低地将形成的材料在反应腔室的外部从所述工艺分离出，而本发明能够在反应腔室内部在聚合物破碎过程中从所述方法分离形成的材料，并且同时去除增强体材料。而且，根据该现有技术的权利要求3，所述工艺的温度范围在10℃和110℃之间，因而将使臭氧降解并且使其在反应过程中效率更低的温度结合到了该方法中，而本发明不需要也不生成这么高的温度。

8.RU 2123425C1，其中，再次重要的是，本发明的聚合物废料在反应腔室外部的初始变形消除了现有技术的用于在反应腔室内部将聚合物废料变形要求的高能量消耗力的需要。而且，通过本发明的聚合物废料在其进入反应腔室之前，并且在与例如臭氧气体等腐蚀介质接触之前，在反应腔室外部进行的所述初始变形，本发明可使用不同的更低的臭氧气体浓度，能够有效地选择破碎分别进料到反应腔室中的不同聚合物废料，所述不同的聚合物废料具有不同的材料质量和特性。

本发明还解决了该现有技术的以下缺点，其中，现有技术的在含臭氧的介质内部进行的机械变形工艺又是安全考虑因素，因为可能产生导致可能爆炸的火花，而本发明结合了用于臭氧气体，特别是与臭氧和聚合物废品混合物相关的防爆安全要求。另外，再次与该现有技术不同，本发明能够在反应腔室内部聚合物破碎过程中有效地从所述方法分离形成的材料，并且同时去除增强体材料。

因此期望提供一种用于处理聚合物废料的替代工艺、方法和设备，其克服了现有技术的工艺、方法或装置的一些或全部缺陷。

特别地，需要一种可提供破碎的聚合物碎屑来适合下游制造工艺要求的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于分解包含聚合物的废料并且将废料中的关联材料从聚合物分离的更有效的工艺，其中所述关联元件可包括非聚合物材料，例如金属，以及聚合物材料，例如丙烯酸纤维。

本发明的目的是提供一种工艺、方法和装置，其可提供破碎成适于下游使用的需要的聚合物碎屑。

本发明的又一个目的是减轻与相关技术有关的至少一个缺点。

本文所述的实施例的一个目的是客服或减轻相关技术系统的上面指出的缺陷的至少一个或至少提供相关技术系统的有用的替代物。

本发明的又一个目的是选择处理不同质量的聚合物，例如分开处理轮胎的软或硬橡胶段。

在第一实施例中，提供一种用于处理包括一种或多种聚合物以及非聚合物的废料的方法，所述方法包括以下步骤：

1.将初始变形的废料装入反应腔室中，

2.将腐蚀介质施加到废料足够时间，使所述一种或多种聚合物转变为碎片，并且将一种或多种聚合物从其关联元件分离，和

3.使步骤2的产物经受所述关联元件从所述聚合物碎片的机械分离。

在该实施例的一个变体中，在步骤2之后，分离的聚合物碎片通过可操作地连接到反应腔室的滤网，以进行收集。

在特别优选的实施例中，所述机械分离使用筛进行。在处理过程中，废料可位于筛中。因此，还提供一种用于处理包括一种或多种聚合物以及关联元件的废料的方法，所述方法包括以下步骤：

1.将初始变形的废料装入与反应腔室关联的筛，

2.将腐蚀介质施加到废料足够时间，(i)使所述一种或多种聚合物至少部分与关联元件分离，和(ii)使所述一种或多种聚合物至少部分破碎，形成包括碎屑的碎片，和

3.将步骤2的产物传送通过所述筛，以使所述关联元件至少部分保留在所述筛上。

其中，本文中使用的术语“废料聚合物”旨在更宽泛地说明，例如指不再需要其原始预期用途，或作为工业过程的过量、超程或副产物形成的聚合物。关联元件通常为金属的，例如子午线轮胎的结合钢带，但是也可包括非金属元件，例如用于内衬轮胎内壁的丙烯布料。术语“关联”应宽泛地说明不仅包括给废料提供结构完整性的元件，而且包括用于提供功能完整性的元件，例如与橡胶面罩结合的布。

如本文所用，术语“腐蚀介质”旨在宽泛的说明，例如指使聚合物分解的试剂，选自包括气体、液体或其组合的组，并且在任何方便的温度下。

如本文所用，术语“碎片”指颗粒产物，并且可包括碎屑。碎片通常包括从尺寸达几厘米的非常大的颗粒或者更大，到非常小的颗粒和尘土。术语“碎屑”通常用于指比碎片的可能尺寸更小的颗粒。将控制腐蚀介质的应用时间，以提供期望的碎屑尺寸范围。

初始变形

初始变形能够拉伸、挤压和部分弯曲聚合物废料。可通过例如首先将其切割成段，然后施加弯曲、挤压、扭转或其他力，以在废料上保持物理应力，或施加弯曲、挤压、扭转或其他力来在废料上保持物理应力而不需要之前的切割成段，来初始变形废料。

通常，当废料包括轮胎时，轮胎可通过以下方式初始变形：

(i)将每一个轮胎切割或切碎，然后施加弯曲、挤压、扭转或其他力来在切碎的废料，例如垃圾上保持物理应力，或

(ii)选择地将每一个轮胎分段为具有不同所需材料成分的质量的环状段，然后施加弯曲、挤压、扭转或其他力，以保持物理应力，并且以弯曲形态保持轮胎段，或

(iii)施加弯曲、挤压、扭转或其他力来在整个轮胎上保持物理应力，并且以弯曲或扭曲形态保持整个轮胎。

例如，分段的或整个轮胎可通过使用例如系绳、夹或其他紧固件等保持装置以弯曲或屈曲形态保持。轮胎片可以例如在弯曲、挤压或扭转过程中或之后限制在袋中。这些保持装置可由与腐蚀介质反应的材料构成。

用于处理废弃轮胎的优选方法是使用上述初始变形方法(ii)，即选择地将每个轮胎分为具有不同质量的环形段。在这样的段上的初始变形需要更小的力和更少的能量，并且允许选择处理不同质量的橡胶。以这种方式，例如轮胎中的软橡胶可与轮胎中的硬橡胶分开处理。

如果需要，可获得轮胎的附加变形或挤压而不需要施加更大的力，并且不增加所述方法和装置的复杂性。

通常，反应腔室包括筛，其中，所述筛包括网格、网或穿孔容器。在一个实施例中，所述筛与反应腔室一体。在另一个实施例中，所述筛相对于所述腔室可移动地设置。在所有实施例中，所述筛可包括突出部，其向内延伸，以辅助初始变形的聚合物废料片的任何所需的附加变形和由于腐蚀介质反应产生的任何部分破碎的聚合物的机械分离。

当已经完成向聚合物施加腐蚀介质时，所得聚合物片可容易地通过所述筛中的孔。通过对照，仍附着到聚合物上的例如金属带、丝或丙烯纤维等关联元件和关联元件片可能没有由腐蚀介质充分分解，并且可能没有通过所述筛中的孔。因而，关联元件和仍附着到关联元件的聚合物片的至少一些通常保留在反应腔室的筛中。

在优选实施例中，所述筛可移动地设置在可气密密封的反应腔室的壳体内。

在第二实施例中，本发明提供一种用于处理包括一种或多种聚合物和关联元件的废料的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)(a)将初始变形的废料装入与反应腔室关联的筛，

(1)(b)气密密封所述反应腔室，

(1)(c)允许腐蚀介质进入所述密封的反应腔室，达到期望浓度，

(2)将腐蚀介质施加到废料足够时间，(i)使所述一种或多种聚合物至少部分与关联元件分离，和(ii)使所述一种或多种聚合物至少部分破碎，以形成包括碎屑的碎片，和

(3)将步骤2的产物传送通过所述筛，以使所述关联元件至少部分保留在所述筛上。

在第三实施例中，本发明提供一种用于处理包括一种或多种聚合物和关联元件的废料的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)(a)将初始变形的废料装入与反应腔室关联的筛，

(1)(b)(i)将所述筛设置在所述反应腔室内，

(1)(b)(ii)从所述反应腔室去除松散颗粒物质，以至少部分清洁初始变形的废料，

(1)(c)(i)气密密封所述反应腔室，

(1)(c)(ii)向所述密封腔室施加真空，

(1)(d)(i)允许腐蚀介质进入所述密封壳体，达到期望浓度，

(2)(i)将腐蚀介质施加到废料足够时间，(i)使所述一种或多种聚合物至少部分与其关联元件分离，和(ii)使所述一种或多种聚合物至少部分破碎，以形成碎片，和

(2)(ii)允许空气进入所述密封的反应腔室，以排出所述腐蚀介质，

(3)(i)将步骤2的产物传送通过所述筛，以使所述关联元件至少部分保留在所述筛上，和

(3)(ii)收集通过所述筛的碎片。

使聚合物碎片通过所述筛中的相应尺寸的孔。所述碎片可包括从大颗粒到尘土的颗粒尺寸范围。可通过使碎片通过一系列提高目数的筛获得期望的颗粒尺寸的子范围。因而所述碎片可以根据颗粒尺寸分开的产物收集。

大部分或至少大量的聚合物将从关联元件分离，并且以其分开的形式通过所述筛。但是，一部分仍附着到其关联元件的小尺寸的聚合物颗粒也通过所述筛，并且将仅通过随后的下游处理从其关联元件分离。

因而，适当的子范围的颗粒尺寸然后可经受任何期望的步骤，例如在旋风分离器、磁分离器、纺织品分离器、筛、降解装置、中和鼓泡作用或其组合中进行处理。

因而将没有通过所述筛的仍附着到聚合物的关联元件或关联元件颗粒从所述聚合物碎片分离，所述聚合物碎片可通过所述筛中的孔。当废料包括轮胎时，关联元件通常包括钢网或带、丙烯纤维和布及金属缆线。一些回收的关联元件也可适用于进一步处理，或在金属的情况下，具有转售价值。

初始清洁

在施加腐蚀介质之前，可清洁废料。通常，当废料位于壳体中时，所述壳体气密密封，并且施加真空来抽出小颗粒污染物，或施加气流来吹扫出污染物。当废料包括携带尘土的汽车轮胎时，这特别有效。

进一步变形

如果需要，所述方法可包括在所述废料装入反应腔室之后向所述废料施加进一步的力或变形，不需要施加很大的力，也不增加所述方法或装置的复杂性。而且，这样的力或变形也可在向所述废料施加腐蚀介质过程中施加。所述进一步的力可通过任何方便的装置施加到废料上，例如机械、气动、电磁和/或超声操作装置。例如，可将振动台装配到所述筛和/或反应腔室。另外，可通过所述筛的部件的机械挤压作用获得变形。而且，也可通过包括配重设备来实现进一步的变形，所述配重设备也可遥控致动来提高其在所述废料上的变形作用。

废料处理装置的反应腔室2中所需的任何附加变形量将取决于初始变形聚合物废料的特性。例如，分段的软聚合物将不需要与整体废弃轮胎一样多的力。用于处理后者的废料处置装置可能在其反应腔室内部必须具有更多的驱动器/装置。

聚合物废料处理装置因此可包括用于定位目的突出部，以辅助初始变形聚合物废料片的任何所需附加变形，并且还辅助由与腐蚀介质反应形成的废料片与任何部分破碎聚合物的机械分离。

腐蚀介质

腐蚀介质可通过任何方便的方式施加。腐蚀性气体可以纯的、或以例如气体混合物等稀释形式或以溶液施加。例如，适用于本发明所述方法的腐蚀性气体包括臭氧、氧气、例如氯和氟等卤素、包括例如HF等超强酸等的酸、强碱金属、氧化剂或其组合。腐蚀介质的其他示例包括冷冻气体或液体。

很多聚合物，特别是逐步加成聚合物可由腐蚀介质降解。合成聚合物通常由缩聚聚合形成，因此降解是该合成反应的逆过程。

不希望受理论束缚，通常腐蚀介质通过破坏聚合物中的化学键，使碳链破裂，并且破碎聚合物，因而使得一种或多种聚合物分解，成为碎片。例如，少到3到5ppm的臭氧将在天然橡胶的薄表面层(5×10^-7m)中反应。由于活性氢(例如水、酸和酒精中的氢)的存在使碳链由臭氧造成的破裂提高。另外，交联及侧枝形成发生，并且其使得橡胶材料更脆，并且在高应力区域中更易于形成裂纹。施加变形力有助于使裂纹传播。当这些裂纹的传播增加时，新的表面打开用于进行降解，并且原始聚合物破碎为碎片。

在例如聚氯乙烯(PVC)等一些聚合物中，分解也可能由于形成双键，并且然后双键破裂而进行。例如，酸中的活性氢将氯从PVC中的碳-氯键去除，形成盐酸(HCl)。形成的盐酸于是可使相邻的碳原子脱氯。脱氯的碳原子然后倾向于形成双键，所述双键可能受到臭氧的攻击并且破裂，正如上面所述天然橡胶的降解那样。

腐蚀介质的施加

腐蚀介质可被允许进入反应腔室中，扫除存在的任何空气。或者，壳体可在允许腐蚀介质进入反应腔室之前排空。不管腐蚀介质通过何种方法进入，适当浓度的腐蚀介质必须施加到废料上一定量的时间，使一种或多种聚合物分解并且其从其关联元件分离。而且，必须考虑温度对例如臭氧气体等腐蚀介质的影响，其中，升高的温度造成臭氧变得效率更低，因此在其对破碎聚合物材料的作用中效果更差，由此必须同时考虑臭氧浓度和温度来估计橡胶的降解，如Tanaka和Koike等研究人员所说明的(Simultaneous effects of ozoneconcentration and temperature on ozone degradation of rubber sheets，日本，东京，技术研究院，1991)。

在本发明的方法的一个实施例中，所要求的浓度通过将腐蚀介质在密封壳体内部再循环来保持。在腐蚀介质施加步骤结束时，可将腐蚀介质抽出壳体，或通过将空气或液体泵送到壳体中来置换腐蚀介质。

在腐蚀介质为气体的情况下，破坏化学键所需的腐蚀性气体的浓度从一种聚合物到另一种聚合物各不相同。例如，需要比轮胎中其他处较软类型的聚合物更高浓度的腐蚀性气体来破坏靠近或在胎圈内的硬质无弹性聚合物的化学键。但是，虽然延长暴露于高浓度腐蚀性气体将破坏硬质聚合物中的键，但是较软的更具有弹性的聚合物可能变得过度暴露，并且不需要地被降解。优选地，本发明的方法不使用最大、最高浓度的腐蚀性气体用于整个处理过程。而是使聚合物废料批料的量与适当的反应时间和腐蚀气体的浓度相匹配。

可根据废料中不同类型和质量的聚合物来调整腐蚀性气体的浓度。例如，当废料包括轮胎时，对于靠近并且在轮胎胎圈内的硬橡胶和轮胎胎面或侧壁中的软橡胶，可进行分开批处理。由于废料聚合物的分开处理，已经通过橡胶的不同硬度和弹性程度进行了分类，因此这提供更纯的更稳定的产物，以制备不同的期望质量的橡胶碎屑。在特别优选的实施例中，废料聚合物根据不同的硬度和弹性特性分类为批料。不同的批料可使用适当的腐蚀性气体浓度分开处理。

优选地，初始变形聚合物废料片在反应腔室的筛中的定位及其几何形状确保：腐蚀介质能够接触如果不是全部聚合物废料片的表面区域也是绝大部分。可使用用于反应腔室的观察窗来观察腐蚀介质和聚合物废料之间的反应效果。

还优选地，腐蚀介质将在相同或其他过程中重复使用，例如部分反应腔室和/或一连串的反应腔室用于所述过程中。

另外，其可被制地具有更小的活性或者由化学反应降解。例如，如臭氧气体等腐蚀介质可容易地通过在使用或不使用催化剂的情况下施加热或化学反应转变为氧气。

安全特征

重要的是，所述方法以防爆模式进行，特别是与臭氧和聚合物废品混合物相关的防爆模式进行。这可通过使用考虑腐蚀介质的浓度及腐蚀介质可与之快速反应的任何成分的控制系统来实现。这些反应成分包括例如反应腔室、进料管线或系统的其他部件中的粉尘或尘土等颗粒物质。而且，与所述方法联合操作的任何电动装置或机械设备应根据防爆标准制造。另外，应提供防火花保护和防静电保护。

重要的安全特征包括从反应腔室快速中和和/或去除腐蚀介质的能力，以及包括爆炸和/或火灾防护系统和消防、火灾遏制和爆炸遏制系统。

实质上，本发明的实施例源自意识到，使包括聚合物和非聚合物的废料经受变形力，其可增大表面积，并且能够更快地在腐蚀介质可作用其上的废料中生长裂缝，因而辅助废料的处理。废料的处理包括使聚合物分解为使其更易于破碎并且产生期望尺寸的成分。该工艺因而提供了更加有效并且经济的废料聚合物到期望质量和碎片尺寸，包括碎屑的破碎。

在本发明的第四实施例中，提供一种用于从包括一种或多种聚合物和关联元件的废料制备碎片产物的工艺，所述工艺包括以下步骤：

(1)将初始变形的废料装入反应腔室中，

(2)将腐蚀介质施加到废料足够时间，(i)使所述一种或多种聚合物至少部分与其关联的元件分离，并且(ii)使得所述一种或多种聚合物至少部分破碎，以形成包括碎屑的碎片，和

(3)使步骤2的产物通过筛，从而使得至少部分所述关联元件保留在反应腔室的筛中。

在第五实施例中，本发明提供一种用于从包括一种或多种聚合物和关联元件的废料制备碎片产物的工艺，所述工艺包括以下步骤：

(1)(a)将初始变形的废料装入筛中，

(1)(b)将所述筛设置在反应腔室中，

(1)(c)气密密封所述反应腔室，

(1)(d)允许腐蚀介质进入所述密封的反应腔室，达到期望浓度，

(2)将腐蚀介质施加到废料足够时间，(i)使所述一种或多种聚合物至少部分与关联元件分离，和(ii)使所述一种或多种聚合物至少部分破碎，形成包括碎屑的碎片，和

(3)将步骤2的产物传送通过所述筛，以使所述关联元件至少部分保留在所述筛中。

在第六实施例中，本发明提供一种用于处理包括一种或多种聚合物和关联元件的废料的工艺，所述工艺包括：

(1)(a)将初始变形的废料装入筛中，

(1)(b)将所述筛设置在反应腔室中，

(1)(c)气密密封所述反应腔室，

(1)(d)允许腐蚀介质进入所述反应腔室，达到期望浓度，

(1)(e)在所述反应腔室内部向所述初始变形的废料施加附加变形，

(2)将腐蚀介质施加到废料足够时间，(i)使所述一种或多种聚合物至少部分与关联元件分离，和(ii)使所述一种或多种聚合物至少部分破碎，以形成包括碎屑的碎片，和

(3)将步骤2的产物传送通过筛，以使所述关联元件至少部分保留在所述筛中。

在第七实施例中，本发明提供一种用于处理包括一种或多种聚合物和关联元件的废料的装置，所述装置包括：

-反应腔室，

-系统，其用于允许和控制腐蚀介质进入所述反应腔室，

其中，在使用中，将初始变形的废料装入所述反应腔室中，允许腐蚀介质进入所述反应腔室，并且与现存的聚合物废品一起安全控制足够时间，以将一种或多种聚合物分离为碎片、并且使所述一种或多种聚合物从其至少部分关联元件分离，并且将所述碎片从所述反应腔室去除。

在第八实施例中，本发明提供一种用于处理包括一种或多种聚合物和关联元件的废料的装置，所述装置包括：

-反应腔室，

-筛，

-系统，其用于允许和控制腐蚀介质进入所述反应腔室，

其中，在使用中，将初始变形的废料装入所述反应腔室中，允许腐蚀介质进入所述反应腔室足够时间，在碎片通过所述筛之前，以将一种或多种聚合物分离为碎片、并且使所述一种或多种聚合物与其至少部分关联元件分离，所述筛保留至少部分分离的关联元件。

在第九实施例中，本发明提供一种用于处理包括一种或多种聚合物和关联元件的废料的装置，所述装置包括：

-反应腔室，

-可气密密封的壳体，其封闭所述反应腔室，

-筛，

-系统，其用于控制腐蚀介质流入所述反应腔室，

-用于向位于所述反应腔室中的废料施加变形的机构，

其中，在使用中，将初始变形的废料选择地装入可密封壳体中的所述反应腔室中，允许腐蚀介质在系统控制下进入所述反应腔室，向所述反应腔室内部的初始变形废料施加附加变形，持续足够时间，将一种或多种聚合物分离为碎片、并且使所述一种或多种聚合物与其至少部分关联元件分离，然后将所述碎片通过筛，所述筛保留至少一些分离的关联元件。

在第十实施例中，本发明提供一种用于处理包括一种或多种聚合物和关联元件的废料的装置，所述装置包括：

-反应腔室，其分为多个子腔室，

-可气密密封的壳体，其封闭所述反应腔室，

-筛，其与每一个子腔室关联，

-系统，其用于控制腐蚀介质流到所述反应腔室，

其中，在使用中，将初始变形的废料装入所述子腔室中，将所述壳体密封，并且允许腐蚀介质进入一个或多个子腔室中，持续足够时间，将一种或多种聚合物分离为碎片、并且使所述一种或多种聚合物与其至少部分关联元件分离，然后将所述碎片从所述子腔室传送通过其关联的筛，所述筛保留至少一些分离的关联元件。

因而，反应腔室可分隔为两个或多个单独的子腔室。这提供将每一个子腔室装载相同或不同质量或类型的废料进行同时处理的选择。

通常，与所述反应腔室关联的筛可动，并且可在所述反应腔室外部的第一位置和所述反应腔室内部的第二位置之间移动。所述反应腔室可另外具有壳体。所述反应腔室和/或所述筛可还能够在所述可密封壳体内旋转，或可附加到所述可密封壳体上旋转。这些部件的旋转可使用通常可得的驱动机构实现。

通常，用于允许腐蚀介质进入并且控制腐蚀介质的系统包括进料管线、与连通于反应腔室或者壳体的管子插口相结合的入口和出口端口、阀、泵和对于本领域技术人员显而易见的其他机械装置。所述系统可处以手动控制、计算机控制或两者的结合。

通常，所述系统包括泵，用于强迫空气流动或吸入，或向所述反应腔室施加部分或完全真空。气流或真空可辅助扫除聚合物上的任何尘土、粉尘或其他不期望颗粒物质。

所述装置还可包括例如实心和/或格栅状或网格状配重等元件，以在处理操作过程中在重力作用下或由气动、电磁、超声或其他方便的致动装置操作进一步使聚合物废料变形。所述元件可进一步包括例如气动活塞或弹簧加载机构，例如活塞或带，其可由与通过本发明处理的相同的聚合物类型材料制成。

所述装置优选包括安全控制系统，用于最小化爆炸的可能。通常所述安全控制系统包括检测器，其与监控系统连通，以提供例如装置中不同位置处腐蚀介质的成分和压力等信息、例如腐蚀性气体的局部压力和浓度和粉尘以及其他颗粒物质水平。而且，可与所述反应腔室的壁相邻设置防爆元件，用于吸收或吸纳能量、振动波或由于爆炸射出的碎片。

所述装置还可包括其他安全系统，例如用于防止所述装置中的火花和静电的火花防护控制系统。

本发明的所述装置可构造成固定的静止装置，或可通过安装在陆地车、轨道车或海洋船上而可动。

本发明提供的优点包括以下几点：

●一种基于简单技术的方法；

●简单结构参数应用到所述装置；

●所述技术的减小的机械力和相关的降低的能耗，其中，在与腐蚀介质接触过程中聚合物废料所需的任何附加变形可通过能效装置应用，以进一步引起聚合物的破碎及其与所述增强体元件分离；

●可使用与现有技术相比减小量和浓度的腐蚀介质；

●所用的腐蚀介质的浓度可与不同质量的橡胶废料匹配；

●可最小化用于腐蚀介质的输入和输出管线的数量，因而通过降低气体泄漏的风险提高安全性，简化防爆装置，允许驱动装置设置在腐蚀介质外部，以降低火花造成爆炸的可能性；

●由于能够选择地处理不同质量的聚合物而提高碎片质量；

●由于装置的反应腔室或子腔室可装载任何需要量的废料，所述量仅由反应腔室或子腔室的尺寸限制，因此增加产率；和

●由于用于所述装置的比较简单的结构参数和腐蚀介质更经济的使用，因此降低加工成本。

与其他工艺的相容性

本发明的工艺和装置可与其他上游或下游工艺结合使用。

例如，给料可包括如澳大利亚标准专利AU2006241342和随后的国际专利申请WO2008/061285中所述的轮胎段。包括轮胎段的轮胎给料可以澳大利亚临时专利申请AU2009904193中描述的方式变形。

本发明的产物可例如提供作为用于澳大利亚临时专利申请AU2009903685和随后的PCT申请PCT/AU2010/000284中所述的挤出工艺的给料。

下面的流程图1阐明本发明的装置或者工艺与其他上游和下游工艺的一种可能的组合。

本发明的实施例的其他应用范围将从后文给出的详细描述变得显而易见。但是，应可理解，由于通过该详细描述，在本文公开的精神和范围内的各种改变和修改型式将对本领域技术人员变得显而易见，因此虽然指明本发明的优选实施例，但是仅以示例方式给出详细描述和具体示例。

附图说明

现在将参照附图描述本发明，附图示出本发明的特别优选的实施例，附图中：

图1是废料处置装置的侧视图，分别图示了将反应腔室装入可气密密封壳体中之前的可气密密封隔室和包括筛的反应腔室。

图2是废料处理装置的剖视图，图示了反应腔室已经装入可气密密封壳体中之后的包括筛的反应腔室。

图3是废料处置装置的一个实施例的剖视图，其中，包括筛的反应腔室在装入之前定位并且封装在可气密密封的壳体中。

图4是在装入反应腔室中的筛中之前保持在初始变形状态的包括轮胎胎面的一段橡胶废料的轴测图。

图5是装入反应腔室中的筛中之前保持在初始变形状态的包括轮胎胎圈的一段橡胶废料的轴测图。

图6是装入反应腔室中的筛中之前保持在初始变形状态的在挠性网袋中的橡胶废料段的轴测俯视图。

图7是根据本发明的装置的一个实施例的主视图。

图8是图7中图示的装置的俯视图。

具体实施方式

图1图示了具有两个不同的隔室的废料处理装置的一个实施例，所述隔室由抵抗工艺中使用的腐蚀介质的材料制成或涂覆有腐蚀介质上述材料。反应腔室包括可气密密封的壳体1和筛2。在该实施例中，筛2可动，并且可移动到可气密密封的壳体1中。在该实施例中，聚合物废料在将筛2移动到可气密密封的壳体1中之前，通过例如筛2顶部处的开放端口装入筛2中。聚合物废料的初始变形可在将腐蚀介质应用到壳体1内部之前，在筛2的外部或内部进行。当装有初始变形的聚合物废料时，将筛2定位在壳体1内部，壳体1然后气密密封。然后可将腐蚀介质在可气密密封壳体1中循环，其中，腐蚀介质扩散穿过筛，并且遍及可气密密封壳体1和筛2均匀分布。

在聚合物废料处置装置的该实施例的一个变型中，可动筛2还能够旋转或通过在可气密密封壳体1中的附加元件(未示出)移位。当壳体1气密密封并且充满腐蚀介质时，该移动增加了聚合物废料段的任何所需的附加变形，以辅助聚合物废料段转变为碎片。

更详细地，图1显示了泵8，其包括油过滤器。泵8可通过管子插口6操作来将空气吹在装入的橡胶废料件上，以在壳体1外部或内部清扫其尘土。在清扫选择在壳体1内部进行的情况下，其在使腐蚀介质进入之前进行。携带尘土的空气可通过收集器7排出并且传送穿过进料管线10。在该清扫过程中，用于可气密密封壳体1的密封连接管4闭合，而其他密封件(例如密封件9，其连接图示的收集器7和进料管线10)打开。

图1还显示了通风装置5，其首先用于将壳体1排空，以更快速地获得可气密密封的反应腔室内部的腐蚀介质的所需浓度。当可气密密封的反应腔室的壳体1排空时，用于可气密密封的壳体1的密封连接管4优选闭合。其他密封件也优选闭合(例如密封件9，其将收集器7与进料管线10连接)，同时其他密封件优选打开(例如连接管4与进料管10线的密封件(未示出))。通风装置5也可将具有颗粒的空气和/或腐蚀介质通过可密封管子插口(未示出)排出到壳体1外部，以根据需要进行清洁和/或降解。

可气密密封壳体1还包括用于使腐蚀介质进入的管子插口3和用于通过通风装置5循环所述腐蚀介质的管4。一旦在可气密密封的反应腔室内获得需要的腐蚀介质的浓度，所述腐蚀介质就可再循环。在该操作模式中，用于可气密密封壳体1的管子插口3、从泵8到可气密密封壳体1的管子插口6和具有进料管线10的收集器7闭合。

图1中图示的装置中进行的废料处置工艺产生碎片。在该实施例的一个变体中，如果需要，为了提供壳体1中内容物的全部排出，泵8沿管子插口6喷吹空气，以传送形成的碎片，并且将残留的腐蚀性气体从壳体1和筛2清除出。当结合的密封件，例如密封件9打开时，聚合物碎片，包括碎屑，和相关的腐蚀介质通过图示的收集器7传送出所述装置，并且传送通过进料管线10。聚合物碎片，包括碎屑，可传送到其他处理装置，例如旋风分离器和降解装置(未示出)。

在该实施例的另一个变体中，泵8通过另一个管子插口直接连接到用于聚合物碎片的中间保持容器(未示出)，优选地位于收集器7下面，并且通过密封件/滑动件9连接，在该例子中闭合，因而能够使泵8更容易地将聚合物碎片通过由密封件连接到管子插口10的管子插口(未示出)喷吹出中间保持容器。

在该实施例的另一个变体中，代替使用与泵8连接的气动系统，可使用其它传送系统来用于将聚合物碎片从收集器7传送离开反应腔室，如使用例如螺杆、螺旋推运器和/或传送带式传送装置。

使用时，图1中的全部管子插口可根据需要由示出的但是没有全部标示附图标记的密封件主动分离。

图1还图示了筛2，其具有轮或辊11，以能够使其移动到具有相连的导向导轨(未示出)的可气密密封壳体1中。在该实施例的一个变体中，筛2可通过例如叉车等装载装置传送到壳体1中。

在本实施例的另一个变体中，反应腔室2配备有或包括压块配重(未示出)，其抵抗用于废料聚合物段所需的任何附加变形的腐蚀介质。

图1还出于方向目的示出与可气密密封壳体1相关的筛2的远端壁12的位置。筛2的详细细节显示在图2中。

在该实施例的另一个变体中，筛2可通过运送装置(未示出)传送进出壳体1。

在该实施例的另一个变体中，其他装置可安装在筛2中，以进一步便于废料转变为聚合物碎片，例如振动装置或超声装置(未示出)。这样的装置可根据需要封装在气密密封容器中，所述气密密封容器可悬挂在筛2中，以在腐蚀介质作用过程中给聚合物片的附加变形提供振动。

图2图示了筛2的一个实施例，所述筛2包括壁12、相对壁15和从各壁向外伸出的支管13和16。支管13和16在其之间容纳滑入支管16中的具有磁铁芯17的可动管14。支管16具有外部安装的电磁感应器18，形成的电磁驱动装置图示为“A”。电磁驱动装置能够进行用于可动管14的推/拉控制，以用于任何需要的废料段的附加变形。该电磁驱动装置可由另一种装置代替，例如气动驱动装置。

各种几何形状和尺寸的板19以不同的角度附接到可动管，以使来自不同可动管14的板19可进一步使其之间的废料聚合物片变形，并且根据需要提供剪切力来辅助初始变形的聚合物废料片的任何需要的附加变形，以及从与腐蚀介质反应获得的任何部分破碎的聚合物机械分离。应注意的是，为了清楚，图2没有图示图1中示出的全部管子插口。

在筛2的该实施例的另一个变体中，至少一个壁，例如壁12是可动的。因而，如果需要，优选在将筛2移动到可气密密封的壳体1中之前，聚合物废料可通过壁12经由例如螺杆装置(未示出)朝向其相对壁移动经受进一步的附加变形。

在筛2的该实施例的另一个变体中，如果需要，至少一个壁，例如壁12，可构造成能够执行用于筛2的门的功能。

图3图示了废料处置装置的一个实施例，其中筛2永久固定到可气密密封壳体1的内部，并且当其被气密密封，并且充满腐蚀介质(未示出)时在壳体1内部旋转。将已经在反应腔室外部经受初始变形的废料聚合物通过门21装入。门21通过例如液压机构等驱动装置22的动作和能够气密密封的垫圈20的操作闭合，以密封壳体1。然后根据需要，由于筛2在腐蚀介质通过例如管子插口(未示出)施加到废料聚合物过程中和/或之后沿特定方向旋转，废料聚合物经受附加变形。筛2的旋转能够由为例如电驱动装置等驱动装置23驱动，并且持续有效的破碎反应所需的长度。

在该实施例的一个变体中，筛2包括突出部(未示出)，其向内部延伸，以辅助初始变形的聚合物废料片的任何所需的附加变形，和机械分离由于腐蚀介质反应产生的任何部分破碎的聚合物。

优选地，门21和筛2的近开放柄端之间的距离小于装入筛2中的聚合物废料片的尺度，以防止所述碎片在进行所需的破碎反应之前下落穿过收集器7。

在聚合物废料和腐蚀介质之间所需的破碎反应结束时和将腐蚀介质通过例如管子插口(未示出)从反应腔室清除之后，门21通过驱动装置22的动作打开，并且进行垫圈20上的压力释放，以能够使用例如电驱动装置等驱动装置23通过例如沿相反方向旋转筛2卸载反应产物。

图4图示了初始变形的软橡胶废料聚合物片24，例如废弃轮胎胎面的一个变体。废料聚合物片24通过例如由金属丝制成的紧固件25固定。

图5图示了初始变形的硬橡胶废料聚合物片26，例如与废弃轮胎的胎圈相邻的硬橡胶的一个变体。废弃聚合物片26通过由例如金属丝制成的夹27固定。

如图4和图5中图示的那些橡胶废料聚合物片的用于输入聚合物废料处理装置的变形形式的固定可通过例如钉书机、射钉枪等进行。

所得的初始变形件的固定几何形式可具有不同的形状，所述形状优选能够使腐蚀介质接近处于应力和应变下的初始变形片的最大表面积。例如，几何形状可以是苜蓿叶形布置方式，例如四叶或三叶草形状，或螺旋和/或卷曲状布置方式。

软废料橡胶片24和硬废料橡胶片26在装入筛2之前都首先经受低的力能量效率的初始变形。随后，如果需要，废料片24和26使其自身在与可通过高能效方式获得的腐蚀介质反应过程中进一步经受相对低的力的附加变形。而且，废料碎片24和26的几何形状提供更优化的腐蚀介质与聚合物的接近，以利于破碎。碎片24和26的初始变形也可容易地自动化，以能够通过例如紧固件25和27固定。

图6图示了软和硬橡胶片混合在一起，例如包括使用过的轮胎或使用过的传送带、废弃的防毒面具等粉碎垃圾时，初始变形的废弃聚合物段30的又一个变体。所述废料聚合物段30放置在由网或网状材料制成的多孔袋29中，并且所述袋29扭曲来使内部的废料聚合物段30初始变形。然后以其扭曲形式将袋29通过由例如金属丝制成的紧固件28固定。然后将固定的袋29放入筛2进行处理。

在一个实施例中，固定袋29可直接放置到反应腔室中，筛2固定在反应腔室内。本领域技术人员将意识到，当所述废料聚合物段30为破碎垃圾轮胎或传送带片时，废料聚合物段30将需要在本文开始描述的与腐蚀介质反应之前进行完全清洁过程。这确保使用废料处理装置制备的最终橡胶碎片的质量。

分别在图4、图5和图6中的紧固件25、27和28可由在废料聚合物段转变为碎片，包括碎屑之前在腐蚀介质的影响下破碎的材料制成。例如，紧固件可由聚合物材料带制成，其将首先与腐蚀介质部分反应时破碎，因而还能够使初始变形的聚合物片经受通过从其固定几何形式打开产生的进一步的应力和应变，并且因此同时能够使腐蚀介质还接近所述聚合物片的这样的新的经受应力/应变表面积。

图7是根据本发明的装置的一个实施例的主视图。在该实施例中，所述装置包括分隔为两个子腔室1a，1b的反应腔室。反应腔室安装在升高的平台32上。反应腔室包括通过每一个子腔室1a，1b中的门31a，31b可进入的壳体。因而，每一个子腔室可单独进入并且装入不同或相同类型的废料。

臭氧发生器33提供腐蚀性气体源，腐蚀性气体通过管3传送到阀34a，34b处，阀34a，34b控制气体通过端口进入每一个子腔室1a，1b中。管35a，35b允许臭氧在由子腔室中的端口处的阀36a，36b控制的子腔室1a，1b之间循环。使用这些管和阀，可控制臭氧气体在子腔室1a，1b中的浓度。

臭氧处理的聚合物碎片可通过子腔室底部中的筛(未示出)，并且落入收集器7a，7b中。当打开每一个收集器中的阀9a，9b时，碎片通过进入管10a，10b，通过所述管10a，10b，其可被传送到下游处理。

图8是图7中图示的装置的俯视图。在该视图中可看到安装在升高的平台32上的具有其两个子腔室1a，1b的反应腔室。在该实施例中，还可看到用于臭氧发生器33的氧气供给37。管3将臭氧气体传送到阀34a，34b，其控制气体通过端口进入每一个子腔室1a，1b中。管35a，35b允许臭氧在子腔室1a，1b之间循环。换气设备5a，5b用于循环气体或为子腔室1a，1b排气。

Claims (17)

1.一种用于处理废料的方法，所述废料包括一种或多种聚合物及其关联元件，所述方法包括以下步骤：

(1)将初始变形的废料装入反应腔室中，

(2)将腐蚀介质施加到废料足够使所述一种或多种聚合物转变为碎片的时间，并且将一种或多种聚合物从其关联元件分离，和

(3)使步骤(2)的产物经受所述关联元件与所述聚合物碎片的机械分离。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过使步骤2的产物传送经过筛进行所述机械分离，以使所述关联元件的至少部分保留在所述筛上。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述反应腔室被分隔为两个或多个子腔室。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过一连串的反应腔室进行所述反应，所述一连串的反应腔室在其施加的腐蚀介质的使用中可操作地连接。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的方法，其中，筛与每一个反应腔室关联。

6.一种用于处理废料的方法，所述废料包括一种或多种聚合物和关联元件，所述方法包括以下步骤：

(1)(a)将初始变形的废料装入与反应腔室关联的筛，

(2)将腐蚀介质施加到废料一定时间，所述一定时间足够(i)使所述一种或多种聚合物至少部分与关联元件分离，和(ii)使所述一种或多种聚合物至少部分破碎，以形成包括碎屑的碎片，和

(3)将步骤2的产物传送通过所述筛，以使所述关联元件至少部分保留在所述筛上。

7.根据权利要求6所述的方法，其还包括以下步骤：

(1)(b)气密密封所述反应腔室，

(1)(c)允许腐蚀介质进入所述密封的反应腔室，达到期望浓度。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的方法，其中，步骤1还包括如下步骤：从所述反应腔室去除松散的颗粒物质，以至少部分清洁所述初始变形的废料。

9.根据权利要求6或权利要求7所述的方法，其中，步骤2还包括如下步骤：通过分别施加部分或全部真空或允许空气进入来控制所述反应腔室中腐蚀介质的量。

10.根据权利要求5到9中任一项所述的方法，其中，通过所述筛的碎片被收集，并且根据粒度分级。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述腐蚀介质选自包括气体、液体或溶液形式的臭氧、氧气、卤素、酸、碱金属、氧化剂或其组合的组。

12.一种使用根据权利要求1到11中任一项所述的方法用包括一种或多种聚合物和关联元件的废料来制造碎片产物的工艺。

13.一种用于处理废料的装置，所述废料包括一种或多种聚合物和关联元件，所述装置包括：

-反应腔室，

-系统，其用于允许和控制腐蚀介质进入所述反应腔室，

其中，在使用中，将初始变形的废料装入所述反应腔室中，允许腐蚀介质进入所述反应腔室，并且与已有的聚合物废品一起安全控制一定时间，所述一定时间足够将一种或多种聚合物分离为碎片并且使所述一种或多种聚合物与其至少部分关联元件分离，并且将所述碎片从所述反应腔室去除。

14.根据权利要求13所述的装置，其还包括筛，并且在使用中，所述碎片通过所述筛，同时一些分离的关联元件由所述筛保留。

15.根据权利要求14所述的装置，其还包括用于控制所述腐蚀介质流到所述反应腔室的系统。

16.根据权利要求13到15中任一项所述的装置，其中，所述反应腔室包括两个或多个子腔室。

17.根据权利要求13到16中任一项所述的装置，其中，通过一连串反应腔室进行所述反应，所述一连串反应腔室在其施加的腐蚀介质的使用中可操作地连接。

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