CN1903542A - 回收塑料的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于回收塑料，尤其是与特性不同的材料相结合的塑料，如由家用电器或其他复合材料制品的回收而得到的塑料的方法及装置。具体地，本发明涉及一种用来得到回收塑料的回收方法，包括至少一个所述回收塑料的分离步骤以及一个所述分离的回收塑料的表面净化步骤，其中所述表面净化步骤设定所述回收塑料要同时经受加热和研磨处理。

Description

回收塑料的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种用于回收塑料的方法及装置，尤其是与不同特性的材料相结合的塑料，如由家用电器或其他复合材料制品的回收中得到的塑料。
背景技术
术语“复合材料制品”意指含有特性不同的材料，如举例来说各种类型的塑料、金属或其他诸如玻璃、木材等等这样的非金属材料的复合制品(complex product)。术语“复合材料”，如本说明书后面所使用的，意指由研磨所述复合材料制品而得到的各种特性的材料的混合物，其含有单一材料的离散碎片，以及由两种或多种材料(金属-塑料、塑料-泡沫塑料，等等)组成的碎片。
出于保护环境的原因，废弃材料回收利用工业越来越重要。实际上，减少运送到废料堆放点或者焚烧炉的材料量是有利的，因为上述废料堆放点应当限定在一定区域之内，而上述焚烧炉经常遭受批评，因为它们如果得不到抑制，会从该系统流出含有有害健康物质的烟雾从而造成污染的潜在性。
除环境因素外，还存在相当的经济原因，其指回收最高可能百分比的废弃材料。实际上，废物处理对于社会意味着高成本。如果要处理的材料能够发现一种经济上有利的用途，则该成本可以至少部分地收回。在这种意义上，废物焚烧导致在热量方面的能量回收(所谓的“热利用”)，该热量可以用于生活用供热或者甚至可用于工业目的的电能产生。
另一方面，对于材料回收，这些材料可以与坯料(blank material)一起再循环，或者如果它们的品质较低，可以用于不需要高质量标准的应用(配料或填料或者用于制造低等产品的材料)。
家用电器或复合制品，如电冰箱、微波炉、空调器、计算机、电话及其它电子材料的再利用一般需要不同的检验。事实上，这些产品包括不同特性的金属部件(铁、钢、诸如铝和铜这样的有色金属)、不同的塑性材料(泡沫聚氨基甲酸酯、聚苯乙烯、ABS等等)以及间或具有的玻璃和木材。在那种情况下，有利的是将不同的材料彼此分开以便使后者可以再利用并可减小运往废料堆放点或热利用的废品的体积，如果可能，减小到最小。
因此，本领域已经进行的技术努力的目的在于设计再循环过程，使得单一材料彼此分离而得到高生产量。具体地说，重要的是通过一方面分选难于回收并预定送到废料堆放点或焚烧炉的材料(如泡沫聚氨基甲酸酯和泡沫塑料，总的来说)、另一方面分选具有较高的再利用潜力的材料，来使不同塑性材料彼此有效地分离。另外，由于处理后的产品低的附加价值，理想的回收系统还需要低的原始成本和管理费用。
存在于当前运行的这种类型的系统中的限制在于分离高纯度回收材料的难度。如果纯度不够，材料的再利用只能局限于较低等的应用并且附加价值最低。
在这种意义上，尤其成问题的情况在于电冰箱的回收。这些产品包括特性不同的金属(尤其是铁、钢、铜、铝)材料和塑性材料。就体积而言，在塑性材料中突出的部分是泡沫聚氨基甲酸酯(用于绝热)，但是按重量计算还存在相当量的能够回收的其它材料，如举例来说聚苯乙烯。然而，与这些材料的回收相连的问题是这样一个事实，即由于电冰箱生产者为了使不同部件的组装更容易而使合适的粘结剂遍布在聚苯乙烯片上，因此它们受到了胶粘残余物的污染。这些胶粘残余物难以除去并且是回收聚苯乙烯的一种主要污染物，这妨碍了后者在高质量应用中的再利用。
发明内容
因此，本发明的中心问题是提供一种用于进行同样操作的方法和装置，其能够以高的纯度和生产量来回收存在于复合产品中的材料，特别是塑性材料。
这个问题利用执行诸如附属的权利要求书中所限定的那样的方法和装置得以解决。
附图说明
通过对一些示范性实施例的描述可以更好地理解本发明的其他特征和优点，在此，示范性实施例的描述通过参照下列附图经由陈述性和非限定性的例子给出：
图1示出根据本发明方法的塑料清洁步骤的方框图；
图2示出根据本发明方法的塑料洗涤步骤的方框图；
图3示出根据本发明方法的塑料分离和净化步骤的方框图；
图4示出根据本发明方法的在回收阶段和第一除金属阶段中使用的系统的示意图；
图5示出根据本发明的在第二除金属阶段中使用的装置的简化透视图；
图6示出根据本发明的锤磨机的局部截面透视图；
图7示出根据本发明的复合材料的离心装置的截面侧视图；
图8示出根据本发明的离心搅拌装置的示意性透视图；
图9示出图8的一个零件的透视图。
具体实施方式
本发明的方法提供一个复合材料的磨碎步骤，接着是将回收塑料与其它材料和废物分离的分离步骤。
术语“回收塑料”意指为了再利用在过程期间分离出来的那部分塑性材料，不像将要转而输送到废料堆放点或焚烧炉的废弃塑料(如举例来说泡沫聚氨基甲酸酯)。
在分离步骤之后，回收塑料被送往清洁步骤，在该步骤中所述材料通过通常除去废弃材料或非塑性材料的残余物以及胶粘性残余物而得以清洁。
清洁步骤之后是水洗步骤，以便除掉通常以粉尘的形式或以很小尺寸而存在的废弃材料的最后残余物。
该方法的最后两个步骤是较大量的塑料与其它可能的回收材料分离的分离步骤以及用来获得最终回收塑料、为再利用做好准备的 表面净化步骤。
最终的回收塑料根据原始复合材料的不同来源而不同。例如，在回收得自于电冰箱的复合材料的情况下，回收塑料是聚苯乙烯。反之，在复合材料得自于计算机或电话装置的情况下，回收塑料通常是ABS。
在任何情况下，本发明的主要目的是获得具有与最好的质量标准一致的高纯度的回收塑料。
磨碎步骤
用于本发明目标回收方法中的复合材料是磨碎了的材料，优选具有尽可能均匀的35-40mm的尺寸。该尺寸确保在材料回收中最高的收获率。然而，具有更大或更小尺寸的复合材料的使用也不被排除在外，需要提醒的是尺寸过大会使得分离操作非常困难并且会对装置造成严重的损坏。
磨碎步骤可以利用已知类型的装置来进行。首先，复合产品将与含有有毒物/污染物的部分分离，如(马达)油或类似冷却气体(电冰箱或空调器热交换器)的特性不同气体。因此，复合产品的外壳将被引入磨机，复合材料将以磨碎后的尺寸、以所需尺寸从磨机流出。该尺寸可通过作用于研磨速度和研磨时间并通过将具有所需尺寸孔的网筛置于磨机排出口而得以改变。
在电冰箱外壳等等进行磨碎的情况下，在磨碎步骤期间，用来制造泡沫材料并被吸收于其间的相当量的膨胀气体(一般为饱和烃，如戊烷或氟化烃)将得以释放。于是，在这种情况下，需要设置这些气体的通风口和其在合适的处理站内的收集，优选以冷凝的方式。
分离步骤
分离步骤使得非塑性材料和合成废弃材料从回收塑料中除去。在回收电冰箱的情况下，这些合成废弃材料主要由泡沫聚氨基甲酸酯(PUR)组成。
磨碎后的合成材料沉积在处理装置上，具体地沉积在传送带上，并经受除铁阶段。在除铁阶段，使复合材料在略微倾斜振动台上流动以便均匀分布，并且接着利用磁吸引力(电磁铁)将铁除去，于是落在与第一条传送带呈横向的传送带上，该传送带将其输送到回收容器。该操作以及执行该操作的装置完全是传统方式，因此对它们不做更详细地描述。
除铁之后，复合材料将包含与回收塑料一起的合成废弃材料(PUR)、多种金属(铝、铜、黄铜、钢)以及其它惰性材料(木材、玻璃等等)。合成材料接着经历 吸入阶段。
这如图4所示，合成材料处理装置101的端部邻近第二处理装置102，第二处理装置在这个情况下，也优选为位于第一传送带下侧的传送带。一些意图通过抽吸来吸引比重较小的材料(主要是PUR)的吸引装置103布置于悬于第一处理装置101端部之上的位置。然而，小量的金属材料(铝片、小铜条)以及小尺寸的回收塑料也与PUR一起被吸入。因此，为了不使这些材料浪费在废弃材料中，图4所示的优选实施例设定将由装置103吸入的材料输送到在回收站104内进行的 回收阶段。回收站104包括一个旋风器105，由一个在其下部结束于锥形底的圆筒体组成。旋风器105在其上部包括一个与抽吸装置107流体联通的孔106。这些抽吸装置107在旋风器105内产生了吸入压力，这使得通过吸引装置103可将材料吸入。吸引装置103连接到开口于旋风器105圆筒体上部的管线上，从而吸入材料在同一旋风器内经历湍流圆周运动，这使得PUR破碎，以便基本上形成粉尘，粉尘被装置107吸入，而吸引的塑料和金属材料较重，被收集在旋风器105的下部锥形部分，由此通过阀装置108其被传送到装载装置109。
阀装置108优选由已知类型的星形阀组成，该阀允许材料的连续排放而不会使旋风器105与外部环境流体联通并因而不会从外界吸入空气。
装载装置109优选包括一个设置于螺旋棱(scroll)111上的给料斗110。这些装载装置109开口于合适的离心分离器112的上部，使得PUR残余物或其它轻质材料可以从吸入材料中除去。
离心分离器112包括一个锥形体113，锥形体由一个用于处理的向上渐缩的上部114以及一个用于收集的向下渐缩的下部115组成，从而两个锥体的底部相匹配。上部114包括一个邻近其顶部的孔，该孔通过合适的管线与抽吸装置107流体联通。相反，下部115包括一个由合适的阀装置(未示出)，优选为星形阀，来调节的排出口。
转子116可旋转地支撑在锥形体113内部的共轴位置，其也是锥形，不过顶角高于锥形体113上部的顶角。叶片117沿转子116的表面设置。转子116由合适的电动化部件(未示出)来移动并可以在纵向上沿着其绕着枢转的轴滑动，从而可在用于处理的上部114与用于收集的下部115之间的连接区调整锥形体113与转子116之间的间隙，以及调整叶片117与锥形体113内壁之间的距离。该调节由于转子116锥体相对于锥形体113更高的倾角而变得可能，并且作为吸入材料尺寸的函数来进行。对于小尺寸，这通常存在于其中仅仅最小的磨碎了的制品被吸入的该工艺步骤，将该间隙调节到比处理材料尺寸较大的场合更低的尺寸是有利的。在不同情况下，最佳间隙将由本领域普通技术人员每次通过尝试来确定。
离心分离器112的运行模式如下。抽吸装置107在锥形体113内引起自底向上的气流。同时，转子116通过急速旋转(旋转圈数通常在每分钟50到100转范围内)使得材料经受湍流圆形旋转运动，这引起材料片彼此之间的、以及材料片与叶片117和锥形体113壁之间的连续摩擦。这个摩擦操作有效地分离了PUR及附着在要回收的材料上的其它合成废弃材料。如此形成的粉尘接着被抽吸装置107吸入，而成碎片的较重的材料则落入用于收集的下部115中，并由此落到处理装置102上的相对于从装置101到装置102的磨碎了的复合材料的转运点更加下游的位置上。
工艺过程继续 第一除金属阶段。
因此，处理装置102将从前面的处理得到的复合材料输送到略微倾斜的振动台118上，以便均匀地分布这些材料。振动台118运送到处理装置119(一般为传送带)，在此利用磁感应进行铜和铝的分离。实质上，产生旋转磁场的磁力感应器120在金属材料内引起感应电流(涡流)，这产生一种排斥力，以致引起其跳动，并因此从惰性材料流中排出。由此，在处理装置119的端部，惰性材料——塑料、(重的)黄铜和钢、木材、玻璃等等——落在收集容器121上，而如上所述从主流中排出的铜和铝“跳”进位于容器121正下游的收集容器122中。
于是，处理过的复合材料接着经受 第二除金属阶段。
如图5所示，由前面过程得到的复合材料利用合适的处理装置123(一般为螺旋式输送机)被送到振动筛124上。
这些振动筛装置124包括一个振动板125，振动板通过振动装置126给予板125的具有纵向分量和垂直分量的上—下运动而开始振动，从而促使材料前进并同时竖直跳动。为了这个目的，振动装置126一般包括一个偏心传动系统。
振动板125由板127分成两个纵向部分125a、125b。这使得要处理的材料可以在板125上更好地分布。
振动板125进一步被围在两个侧板128a、128b之间，在侧板上安装有框架129’、129”。适当的调整螺钉130可使框架129’、129”与振动板125之间的距离得以改变。借助于适当的管线连接到歧管132的一些吸气口131’、131”设置于所述框架上，歧管132又在与上述旋风器105完全类似的旋风器133上部开口。
旋风器133在其上部与抽吸装置134流体联通，而在下部包括一个排出口，因而设有阀装置135，一般为星形阀。阀装置适于材料的排放而不会使空气从外部流入。收集容器136设置于所述阀装置135之下。
吸气口131’第一个截取从处理装置123流出的材料流动，并相对于第二吸气口131”位于距离振动板125更高的距离处。因此，借助于口131’进行回收塑料的第一粗粒吸入，并借助于口131”进行更小尺寸的微粒的第二细粒吸入。因此所有的回收塑料可以完全地、有效地吸入。仅仅较重的金属材料，如黄铜或不锈钢，以及重的非金属材料，特别是玻璃，留在振动板125上并输送到适当的杂物箱(未示出)。
所有吸入材料都收集在歧管132中并由此输送到旋风器133，在旋风器中吸入材料所经受的湍流圆周运动使得积存于顶部的轻质材料粉(尤其是PUR)与沉积于底部的回收塑料分离，沉积于底部的回收塑料利用阀装置135传送到收集容器136。
将在前面回收阶段期间由抽吸装置107吸入的废弃材料(PUR)以及在这个阶段期间由抽吸装置134吸入的材料传送到压块装置(未示出)，其设置来压紧该材料直到后者达到在废料堆放点内处理或热利用所需的密度为止。
清洁步骤
到达清洁步骤的复合材料已经在前面分离步骤期间大大地除去了合成废弃材料(PUR)和金属材料(具体地铁、钢、黄铜、铜、铝)以及非金属材料(玻璃)。然而，该材料仍然包含一定量的所述材料，特别是泡沫聚氨基甲酸酯，为了得到高纯度的回收塑料必须全部除去所述材料。电冰箱再循环的场合尤其如此，因为，如上所述，由于用于制造电冰箱的粘结剂，相当量的聚氨基甲酸酯以层状粘着在其他塑料或金属材料的表面上。在前面的分离步骤期间，所述PUR的去除尤其困难并且不可能完全。
在清洁步骤的结尾，将得到回收塑料坯料，该坯料接着经受洗涤和分离以及作为制成品的回收塑料的表面净化。
清洁步骤操作的示意性框图在图1中示出。将由第二除金属阶段得到的材料引入与上面描述的分离器112完全类似的离心分离器201。甚至在这种情况下，通过由转子216产生的湍流而进行的机械作用促使合成废弃材料几乎全部分离，由于抽吸装置203沿离开旋风器202顶部的管线设置，该合成废弃材料被输送到旋风器202(类似于旋风器105或133)中。呈离散片的该废弃材料——其利用星形阀从旋风器底部排出并接着收集到容器204中以便输送去压块——与由适当的过滤装置(一般为袋式过滤器)保持以便随后处置的其粉尘的分离在旋风器202中进行。
与分离器112相比，离心分离器201为小型的。然而，在一个不同的实施例中，离心分离器112可以去掉，材料可以直接在分离器201中处理，在这种情况下，该分离器尺寸较大。由此，然而，第二离心分离器(未示出)可能需要设在分离器201的下游。
从离心分离器201底部流出的材料将经受除金属阶段。将该材料输送到与上面描述的装置124完全类似的振动筛装置205上，在其中金属材料被排出，并且剩余的材料被吸入并引入第二旋风器206中，在此再次进行粉尘(残余PUR及其它)与颗粒材料之间的分离。
该材料借助阀装置207，一般为星形阀，而送入磨机208，在此进行可能存在于复合材料中的木材的粉碎以及尤其是粘着在回收塑料上的胶粘残余物的去除。
磨机208优选地为锤磨机，这在图6中示出。磨机208包括一个圆筒体209，其上设置有一个装载从旋风器206流出的材料的上孔以及一个排出口210，处理后的材料利用适当的处理装置211(优选为螺旋输送机)从排出口抽出。在轴213上枢转的支撑212可旋转地设置在圆筒体209内。支撑212由用多根支撑杆217间隔开的至少一个第一和第二圆盘214、215组成。一个或多个锤218在每根支撑杆217上可旋转地铰接在空当(in neutral)处。锤218在远端止于一个齿219。肋220置于圆筒体209的内壁上。齿219与肋220之间的距离通常小于要处理的材料的中等尺寸，以便该材料夹持在齿219与肋220之间并于是经受摩擦清洁作用。例如，齿219与肋220彼此在轴线上时，两元件之间的距离可以是约5mm。
由适当的电动化部件(未示出)操纵的轴213以约600-800rpm旋转。用以保持室温或略高温度的足够量的冷空气通过未示出的装置引入磨机208。优选地，要处理材料的体积与引入空气体积的比例为1∶10。冷空气的存在非常重要，因为如果没有冷空气，摩擦会引起磨机内温度升高，直到所有塑料熔化。并且，在磨机内部的低温有助于存在于要处理材料上的粘结剂“结晶”，并因此而除去它。
材料在内部的驻留时间也非常重要，并且必须根据经验来调节。过长的驻留时间会引起材料的粉末化。驻留时间的调整可以通过调节通过阀装置207的材料的装载速度以及通过处理装置211的排出速度来实现。
材料通过一个标定网(gauged netting)230(直径15-25mm的孔)流出磨机208，并由所述处理装置211装载到与分离器201类似但通常尺寸较小的离心分离器221中，磨机208中形成的粉尘从此吸入旋风器222(从此较轻的粉尘从顶部抽吸并过滤，而较重的粉尘则从底部排出)中。
将从离心分离器221底部流出的材料引入离心装置223。这些离心装置223为传统类型，并包括一个基本上圆筒形的壳体，在壳体底部适当的旋转叶片通过与处理后的材料的摩擦进行进一步的清洁作用，特别是为随后的振动筛分形成了均匀的粒径分布。该离心机223的旋转速度为300-500rpm。
将从离心装置223流出的材料输送到传统类型的振动筛装置224上。这些振动筛装置224包括一个略微倾斜的振动筛(在平面上旋转运动)，其使回收塑料落下，并将大尺寸杂质保持住，并随后借助于适当的处理装置(未示出)将其除去。
用来在该系统的多个操作单元之间输送要处理的材料的处理装置(handling means)为传统类型并且可以是不同的类型。然而，优选的是使用具有较小的尺寸和较高输送可靠性的螺旋式输送机(封闭式输送机)。
将由振动筛装置224收集的回收材料输送到随后的洗涤步骤。
洗涤步骤
回收材料的洗涤步骤用水来进行并使得通过静电吸引而粘着在材料上的粉尘和小残余物的大部份可以除去。
将由清洁步骤得到的材料引入含有水的洗涤槽302中，其中回收材料具有较高比重，落在底部。优选的是要处理的材料是轻轻地并逐渐地放入洗涤槽302中，以便避免这种情况：如果猛烈地投入，由较大尺寸块形成的残余物也会流到底部，于是与回收材料不能分离。为了这个目的，使用了一些包括使要处理的材料从相对于水面较小高度处一点一点地落下的倾斜振动台的振动装置301。
回收材料(由根据情况而有不同百分比的聚苯乙烯、PVC、ABS组成)通过适当的处理装置而从槽302的底部抽吸，而废弃材料(纸、木材、聚烯烃材料的残余物/粉尘)则漂浮。
处理装置优选地由螺旋式输送机组成，其将回收材料升高到一个通向离心装置303的斜槽上，离心装置的加载口位于比槽302底部更高的位置。
参见图7，离心装置303优选地由包括一个钻孔篮304的篮式离心机组成，在钻孔篮内部，转子305可旋转地设置在同轴位置，其上安装有多个叶片306。叶片306交错设置，具有基本上楔形截面形状，并具有向上设置的斜面及在转子305旋转方向上的顶点。转子305由适当的电动化部件(未示出)来移动。由此，从槽302流出的材料与一定量的夹带水一起加载到离心装置303底部附近并接着与水分离，水由离心力通过篮304的孔而排走。叶片306的具体形状给予处理后的材料离心力和向上运动，于是其在顶部收集并输送到随后的分离步骤。
洗涤槽302包括基本上由一个或多个半潜式叶片转子组成的表面搅拌装置308，叶片转子将运动沿槽的纵向(图2)传递到槽内水表面并因此使得废料残余物前往适当的处理装置312。这些转子包括安装在相对于洗涤槽302纵向设置的相同轴上的第一螺旋部分308a和第二叶片部分308b。在实践中，第一螺旋部分308a对废料残余物漂浮其上的水施加了表面运动，而第二叶片部分308b引起所述残余物的再混合。优选地，两个表面搅拌装置308并行使用。
捕获从洗涤槽302流出的废料残余物的处理装置312优选地包括排水装置，从而废料残余物在它们被送去处置之前适当地流干。实质上，优选地是使用螺旋式输送机，其中装料斗312a和涡壳312b均设置有排水孔。从处理装置312流出的废料残余物前往被处置。
从处理装置312的排水装置滴下的水仍然载有悬浮的细粉，并蓄积在下面的槽307中，槽具有肺的功能，在此适当的泵装置313设置来输送该脏水流至沉淀装置310(优选地为静态沉淀器)。将絮凝剂加入所述沉淀装置310中以便帮助其形成可轻易除去的淤泥。
在沉淀装置310内部，废料淤泥蓄积其底部上，在此淤泥通过流水静压被一点一点输送到排出装置311，并随后送去处置。
从排水装置311排出的水被再次引入槽307中。在用于装载要进行离心分离的材料的斜槽处，借助于泵装置313’进行从沉淀装置310到第二肺槽309并从此到离心装置303的进一步水循环，以便使材料的流动更容易。从离心装置303排出的水进一步再循环进洗涤槽302，从而系统可以基本上被认为是一个封闭系统，此处仅仅需要再引入少量的水(约占循环体积的5％)来补偿由于蒸发而损失的水。
优选地，泵装置313、313’在肺槽307、309中的水位超过预定水位时自动运行。
分离步骤
分离步骤的目的在于将以较高百分比存在的回收材料与其他可能有价值的材料分离，然而该可能有价值材料的量还没有达到可确定其回收的程度。
通过将要处理的材料浸入选择装置中并利用各种材料的不同比重来进行回收材料的分离。有可能通过预置一个具有介于要选取材料的比重与要废弃材料的比重之间的平均密度的选择装置来进行材料分离。具体地，如果回收材料的比重低于要废弃材料的比重，用本发明的方法回收材料将会漂浮，而其它材料会下沉。将聚苯乙烯(PS)与ABS和PVC的分离就是这种情况。
选择装置优选为溶解有盐的水。所用的盐一般为氯化钠。选择装置较高的密度将通过增加盐的浓度来获得。为了使PS与其他材料，如ABS或PVC，分离，可以制备密度为1.055-1.060克/厘米3的盐溶液。
来自于前面洗涤步骤的材料被引入一个含有选择装置的选择槽401。该槽包括在自由表面上运行的搅拌装置402。这些搅拌装置402优选包括一个或多个(在图3的例子中是两个)半潜式桨式搅拌器，其造成如此的表面流以便输送浮在表面上的材料到选择槽401的一端，在此该材料借助于斜槽(未示出)通过从槽401溢出而得以排放。在此处上面描述的例子中，回收材料是聚苯乙烯(PS)——在电冰箱回收中的主要回收材料——浮在表面的材料由PS组成，而也存在但量较小的其它材料借助于处理装置(例如螺旋式输送机)从槽401底部得以抽吸。
流出选择槽401的回收聚苯乙烯(PS)被传送到离心装置403中，在此PS与从该槽夹带的水分离。这些离心装置403优选地由与上面描述的完全类似的(图7的离心装置303)篮式离心机组成。
表面净化步骤
从离心装置403流出的回收材料(在本例中为PS)仍是湿的，并携带着相当量的由分离步骤得到的盐。该材料需要完全干燥，但是这会引起颗粒表面含盐浓度很浓，这使得其在高品质应用中的再利用变得不可能。因此，为了这些用途，回收材料需要通过除去结合的盐分来得到净化。较简单的方法是水洗涤，但是该操作有一个缺点：实际上，为了环境因素，不可能排放含盐量高于1gr/mc的水溶液。由此，唯一可能的替代方案是使用大量的洗涤水以便冲淡盐分。然而这个方案就经济和系统尺寸而言均不能接受。
因此，本发明的一个特别目的是一种除去残留盐而使回收材料得以表面净化的方法，该方法规定该回收材料可同时经受加热和研磨处理，以便蒸发残留水并除去已在回收材料表面上结晶的盐分。
该方法的这个阶段利用可使该材料旋涡运动的离心搅拌装置404来进行，其中材料片由于相互碰撞及与同一搅拌装置相碰撞而经受摩擦，从而引起温度上升——由此引起水蒸发——以及附着在材料上的结晶盐以粉尘形式而分离。
这些离心搅拌装置404在图8中举例示出。它们包括一个圆筒形壳体405，在壳体底部可旋转地设置一个由电动化部件407驱动的叶片406。如图9所示，叶片406具有一个朝向旋转方向的楔形边缘408。要处理的材料从顶部引入，而其通过位于壳体405圆筒壁下部的适当的孔409而得以排放。
优选的是叶片406以高于1000rpm，最好高于1200rpm，一般约1400rpm的速度旋转。为了得到达到良好的处理效率，优选的是圆筒形壳体405装满其容积的30-50％。另一个非常重要的因素是材料在离心搅拌装置404内的驻留时间。过短的时间不能使材料除去盐而表面净化。相反，过长的时间会引起温度过度升高，直到材料熔化到内部。作为例子，一般驻留时间在3到5分钟之间。
离心搅拌装置404装满度的确定/调整可以通过测量电动化部件407的电流消耗(current absorption)来进行，电流消耗会随着壳体405充满度的增加而增加，并可适当地标定该装置。因此，马达吸收(用安培表示)可以预先确定，与此相应的是一定的装满度。当达到这个吸收时，将中止材料装入离心搅拌装置404。
材料装入离心搅拌装置404及从离心搅拌装置中排出是由一般包括装备有宽存放槽的螺旋式输送机的适当的装载装置410和排出装置411来完成。材料在离心搅拌装置404内驻留时间的调整可以通过运行或锁定所述处理装置410、411来达到。在运行的一开始，装载装置410运行，而排出装置411不起作用。当达到所需的装满度时，锁定装载装置410。在预定的驻留时间的末尾，排出装置411起作用，以便将处理后材料从离心搅拌装置404中排空。所有这些操作可以由一个控制和监测装置来方便地自动调节，控制和监测装置读取马达消耗407并因此而操作/停用装载装置410。排出装置411的起作用/不起作用可以由同一控制和监测装置或者通过预设材料在离心搅拌装置404内的驻留时间、或者通过借助于合适的传感器读取壳体405内的温度并在温度超过预定临界值时运转排出装置来自动完成。实际上，离心搅拌装置404的内部温度低于要处理材料的软化温度是必须的。
将从离心搅拌装置404流出的回收材料输送到筛分装置412，在此水的蒸发已经完成并且呈粉尘形式的盐通过筛分装置的孔落下。筛分装置412优选地由钻孔振动台(振动筛)组成，然而也可以使用钻孔转筒。
接着将盐输送去处置，而将盐粉仍附着其上的回收材料输送去最终洗涤(例如，通过螺旋式输送机或者其它处理装置)。该洗涤在充满水的洗涤槽413中进行。优选的是甚至在该过程中，材料的驻留时间也预先确定。优选地回收材料的流量约0.4mc/hr。
收集在槽413底部的回收材料借助于合适的处理装置(优选地为自底向上运行的螺旋式输送机)被引出并传送到在本实施例中由串联设置的两个离心装置(类似于上面描述的装置303)组成的干燥装置414’、414”。从离心装置414’、414”收集的水与从槽413流出的水一起被再次引入同一槽413中。
最后，将回收材料输送到离心分离器415(与上面描述的分离器112完全类似)，在此最后残余的粉尘从顶部除去，而最终产品从底部排放。
通过上面的描述可以理解本发明的优点。
利用本发明的方法及相应的装置，回收塑料可以以纯净的状态得到有效地分离，以便使得其甚至能够用在需要较高质量材料的应用中。
本发明的装置成本低、尺寸小，从而系统可以处里大量的材料，而这如果利用已知系统将需要宽表面和高投资。
应当理解的是所描述的仅仅是一些作为本发明目的的方法和装置的特定实施例，本领域普通技术人员为了满足特定应用对其调整的需要，可以对其作出所有改进，而不背离本发明保护范围。

Claims (35)

1、一种用于得到回收塑料的复合材料回收方法，包括至少一个所述回收塑料的分离步骤以及一个所述分离的回收塑料的表面净化步骤，其中所述表面净化步骤规定所述回收塑料可以同时经受加热和研磨处理。
2、如权利要求1所述的回收方法，其中回收塑料的所述表面净化步骤具有离心搅拌装置(404)，在离心搅拌装置中所述加热和研磨处理由在塑料片之间的摩擦以及在所述塑料片与离心搅拌装置(404)之间的摩擦而实现。
3、如权利要求2所述的回收方法，其中所述离心搅拌装置(404)包括一个在其底部上可旋转地设置一个叶片(406)的圆筒形壳体(405)，所述叶片(406)具有朝向旋转方向的楔形边缘(408)。
4、如权利要求2或3所述的方法，其中所述离心搅拌装置(404)的旋转速度高于1000转/分钟，优选地高于1200转/分钟，更为优选地为约1400转/分钟。
5、如权利要求2至4任一项所述的方法，其中在所述离心搅拌装置(404)内部的温度低于回收塑料的软化温度。
6、如权利要求2至5任一项所述的方法，其中所述离心搅拌装置(404)装满其容积的30-50％。
7、如权利要求2至6任一项所述的方法，其中所述离心搅拌装置(404)装满度的确定/调整通过测量所述离心搅拌装置(404)的电动化部件(407)的电流消耗并标定该装置从而一定的装满度对应于所述电动化部件的一个预定电流消耗来实现，从而当达到该电流消耗时，将中止将材料装入所述离心搅拌装置(404)中。
8、如权利要求2至7任一项所述的方法，其中所述离心搅拌装置(404)包括所述回收塑料的装载装置(410)和排出装置(411)，装载装置和排出装置包括装备有存放槽的螺旋式输送机，材料在所述离心搅拌装置(404)内的驻留时间的调整通过操作或停用所述装载和排出装置(410、411)来实现。
9、如权利要求7或8所述的方法，其中所述离心搅拌装置(404)装满度的所述调整由读取所述电动化部件(407)的消耗并因此而操作/停用所述装载和排出装置(410、411)的控制和监测装置自动控制。
10、如权利要求9所述的方法，其中回收塑料在所述离心搅拌装置(404)中驻留时间的调整由所述控制和监测装置或者通过预设材料在离心搅拌装置(404)中的驻留时间或者通过借助于合适的传感器读取壳体(405)内的温度并在温度超过预定的临界值时启动所述排出装置(411)来自动进行。
11、如权利要求1至10任一项所述的回收方法，其中所述回收塑料的所述分离步骤通过使要处理的材料浸入平均密度在要选取材料的比重与要废弃的材料的比重之间的选择装置中来实现，从而比重低于所述选择装置密度的材料漂浮而较高比重的材料下沉。
12、如权利要求11所述的回收方法，其中所述选择装置是盐的水溶液，优选地是氯化钠水溶液。
13、如权利要求1至12任一项所述的回收方法，其中所述回收塑料在所述表面净化步骤上游经受借助于离心装置(403)的干燥过程。
14、如权利要求1至13任一项所述的回收方法，其中所述回收塑料在所述离心搅拌装置(404)下游经受一个或多个粉尘分离阶段以及至少一个洗涤阶段。
15、如权利要求14所述的回收方法，其中所述一个或多个粉尘分离阶段在筛分装置(412)中和/或在离心分离器(415)中进行。
16、如权利要求1至15任一项所述的回收方法，包括一个所述复合材料除去所述金属材料残余物、诸如泡沫材料这样的合成废弃材料以及诸如木材和玻璃这样的非塑性材料、以及除去胶粘残余物的清洁步骤。
17、如权利要求1至16任一项所述的回收方法，包括连续的下列步骤：
(a)复合材料制品的磨碎步骤，用来提供复合材料；
(b)金属材料、诸如泡沫材料这样的合成废弃材料以及诸如木材和玻璃这样的非塑性材料与所述复合材料分离的分离步骤；
(c)所述复合材料的清洁步骤，除去所述金属材料、诸如泡沫材料这样的合成废弃材料以及诸如木材和玻璃这样的非塑性材料的残余物并且除去胶粘残余物，以得到回收塑料坯料；
(d)所述回收塑料坯料的洗涤步骤；
(e)所述回收塑料的分离步骤；
(f)所述回收塑料的表面净化步骤，用来提供最终产品。
18、如权利要求17所述的回收方法，其中离开所述研磨步骤(a)的所述复合材料平均尺寸为35-40mm。
19、如权利要求17所述的回收方法，其中所述分离步骤(b)包括：i)利用磁吸引力的除铁阶段，ii)轻质材料的吸入阶段，iii)用来除去铜和铝的第一除金属阶段，以及iv)用来除去较高比重的金属材料和玻璃的第二除金属阶段。
20、如权利要求19所述的回收方法，其中所述轻质材料的吸入阶段ii)包括一个不同于吸入所述吸入阶段的合成泡沫材料的材料的回收阶段。
21、如权利要求20所述的回收方法，其中所述回收阶段通过使吸入材料流经一个旋风器(105)而实现，借助于一个星形阀(108)以及装载装置(109)，所述不同于合成泡沫材料的材料在旋风器的底部收集并传送到一个离心分离器(112)。
22、如权利要求21所述的回收方法，其中所述离心分离器(112)包括一个具有一个上吸入孔和一个下部排出口的锥形体(113)，一个锥形电动转子(116)可旋转地支撑在所述锥形体(113)内的共轴位置，所述转子(116)的顶角大于锥形体(113)上部的顶角，叶片(117)设置于所述转子(116)的表面上。
23、如权利要求22所述的回收方法，其中所述转子(116)可纵向地滑动。
24、如权利要求19所述的回收方法，其中所述第二除金属阶段包括复合材料在振动筛装置(124)上的处理，振动筛装置包括一个振动板(125)以及吸气口(131’、131”)，振动板通过振动装置(126)给予板(125)的具有纵向分量和垂直分量的上一下运动而开始振动，与具有较高比重的金属和玻璃相比，吸气口(131’、131”)用于以一种基本上选择性的方式抽吸回收塑料。
25、如权利要求24所述的回收方法，其中所述振动板(125)被一个板(127)分成两个纵向部分(125a、125b)，并且框架(129’、129”)设置在所述振动板(125)上，其相对于所述振动板(125)的距离可通过调整螺钉(130)来调节，所述吸气口(131’、131”)设置在所述框架(129’、129”)上。
26、如权利要求16或17所述的回收方法，其中回收塑料的所述清洁步骤(c)包括所述材料在一个磨机(208)内的处理，磨机包括一个配备有上部装载孔和排出口(210)的圆筒体(209)，排出口(210)由一个标定网(230)过滤，处理后的材料利用适当的处理装置(211)从此处被抽吸，一个支撑(212)可旋转地设置在所述圆筒体(209)内，一个或多个锤(218)在该支撑上可旋转地铰接于空当处。
27、如权利要求26所述的回收方法，其中所述锤(218)在远端结束于一个齿(219)，并且肋(220)置于圆筒体(209)的内壁上，齿(219)与肋(220)之间的距离小于要处理的材料的平均尺寸。
28、如权利要求26或27所述的回收方法，其中所述支撑(212)以600-800转/分钟的速度旋转，并且将冷气流引入所述磨机，要处理材料的体积与引入的空气体积的比例为1∶10。
29、如权利要求17所述的回收方法，其中所述回收塑料坯料的所述洗涤步骤(d)包括用水洗涤所述材料以及在离心装置(303)中干燥所述洗涤后的材料，该离心装置包括一个钻孔的篮(304)，在钻孔的篮内一个多个叶片(306)置于其上的转子(305)可旋转地设置于共轴位置，所述叶片(306)交错设置并具有基本上楔形截面形状，该形状具有向上设置的斜面以及在转子(305)旋转方向上的顶点。
30、如权利要求1至29任一项所述的回收方法，其中所述回收塑料是聚苯乙烯。
31、如权利要求1至30任一项所述的回收方法，其中作为回收目标的复合材料制品是电冰箱等等。
32、一种如权利要求22或23所限定的离心分离器(112、201、221、415)。
33、一种如权利要求26至28任一项所限定的磨机(28)。
34、如权利要求3、4或8所限定的离心搅拌装置(404)结合一种如权利要求9或10所限定的控制和监测装置。
35、如权利要求29所限定的离心装置(303)。
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