Patents
Search within
Search within the title, abstract, claims, or full patent document: You can restrict your search to a specific field using field names.
Use TI= to search in the title, AB= for the abstract, CL= for the claims, or TAC= for all three. For example, TI=(safety belt).
Search by Cooperative Patent Classifications (CPCs): These are commonly used to represent ideas in place of keywords, and can also be entered in a search term box. If you're searching forseat belts, you could also search for B60R22/00 to retrieve documents that mention safety belts or body harnesses. CPC=B60R22 will match documents with exactly this CPC, CPC=B60R22/low matches documents with this CPC or a child classification of this CPC.
Learn More
Title
Abstract
Claims
Full Document
Find patents
Keywords and boolean syntax (USPTO or EPO format): seat belt searches these two words, or their plurals and close synonyms. "seat belt" searches this exact phrase, in order. -seat -belt searches for documents not containing either word.
For searches using boolean logic, the default operator is AND with left associativity. Note: this means safety OR seat belt is searched as (safety OR seat) AND belt. Each word automatically includes plurals and close synonyms. Adjacent words that are implicitly ANDed together, such as (safety belt), are treated as a phrase when generating synonyms.
Learn More
Search by
Chemistry searches match terms (trade names, IUPAC names, etc. extracted from the entire document, and processed from .MOL files.)
Substructure (use SSS=) and similarity (use ~) searches are limited to one per search at the top-level AND condition. Exact searches can be used multiple times throughout the search query.
Searching by SMILES or InChi key requires no special syntax. To search by SMARTS, use SMARTS=.
To search for multiple molecules, select "Batch" in the "Type" menu. Enter multiple molecules separated by whitespace or by comma.
Learn More
Patent numbers
Search specific patents by importing a CSV or list of patent publication or application numbers.
Způsob separace směsí pevných látek rozdílné hustoty, separační kapalina a zařízení k provádění způsobu separace
CZ285806B6
Czechia
- Other languages
English - Inventor
Ingeborg Pagenkopf Manfred Allies
Worldwide applications
Application CZ952395A events
1993-03-18
1993-03-18
1994-03-17
1996-02-14
1999-11-17
Description
translated from
Způsob separace směsí pevných látek rozdílné hustoty, separační kapalina a zařízení k provádění způsobu separace
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu separace směsí pevných látek rozdílné hustoty, separační kapaliny a zařízení k provádění způsobu separace. Způsob se hodí především k analýze a k technické úpravě odpadových látek, volených ze souboru zahrnujícího plasty, sklo a elektrotechnický šrot.
Dosavadní stav techniky
Při získávání vratných produktů ze směsí odpadků jsou prvními kroky zpracování úprava a třídění odpadu. Separovat je třeba směsi s rozdílným množstvím jednotlivých druhů hmot. Ze souboru problémů postupů recyklace je základním předpokladem možnost separace směsi odpadků pro hospodárný provoz jednotek. Vedle vývoje, případně dalšího rozvoje separačních způsobů to ve stejné míře vyžaduje možnost řídit selektivitu separace a stanovit obohacení hodnotnými látkami ve všech stupních procesu. V současné době nejsou dostupné způsoby, umožňující provoz recyklovacích jednotek z hlediska selektivity separace, popřípadě z hlediska obohacování odpadových směsí a zařízení k provádění takových způsobů.
Stanovení materiálových podílů ve směsích odpadků je dosud založeno na ručním třídění a z něho vyplývajících třídicích analýzách při vyhledávání odpadů (Hardtle, G. Marek, K., Bilitewski, B.a Kijewski, K. „Recycling von Kundstoffabfallen“ - Recyklování plastových odpadků - Berlin: E. Schmidt, 1991, str. 27. Příloha Můll und Abfall, str. 17) nebo na nákladném způsobu ručního vyhledávání a třídění materiálu v případě elektrotechnického a elektronického odpadu a materiálů při recyklování automobilů (Essen, U. „Recyclingpraxis Kunststoffe“ - Praxe recyklování plastických hmot - nakladatelství TLTV Rheinland GmbH, Kóln 1993, kapitola 8.2, str. 3 až 5).
Známé je používání automatických separačních jednotek k separaci polyvinylchloridových (PVC) a polyethylentereftalátových (PET) lahví na základě rentgenové fluorescenční analýzy (identifikace PVC) ve Spojených státech amerických (Gottesman, R.T., The Vinyl Institute, USA, IUPAC Mezinárodní symposium Recycling of Polymers Marbella 1991, Separation of PVC and PET and other plastic using automatic sortation devices - Separace PVC a PET a jiných plastů pomocí automatických třídicích zařízení). Stupeň čistoty PVC však není uspokojivý, takže po automatickém třídění je k druhově čisté separaci nutná flotace.
Dosavadní analytické postupy k separaci směsí plastů mohou sloužit pouze ke vstupnímu posuzování před stupněm rozmělňování. Potřebnou analytiku, provázející proces a posuzování materiálového obohacení nelze takto provádět, jelikož rozčleňování po rozmělnění už není technologicky zvládnutelné a průměrové vzorkování bez znalosti hmotových proudů nepodává uspokojivou výpověď.
Jedním z dosud prakticky používaných způsobů separace látek podle jejich hustoty je použití těžkých tekutin a těžkých kalů. V principu je tento způsob založen na tom, že těžká kapalina nebo těžký kal se nastaví na požadovanou určitou hustotu. K tomu slouží velmi rozšířené vodné suspenze pevných látek. Takových těžkých kalů se používá k separaci rud a hornin, přičemž oddělovaný materiál se rozděluje na plovoucí a klesající podíl. K nastavování hustoty těžkých kalů se vnášejí jemně rozdělené pevné přísady ve vodě. Jako přísad pevných látek se používá ferrosilicia, simíku olovnatého (galenitu), síranu železnatého (magnetitu), síranu bamatého, křemenného písku a pyritu.
-1 CZ 285806 B6
Z amerického patentového spisu číslo 2 266 840 je známo zařízení ke stanovení procentového podílu minerálů, jako například uhlí, v minerálním produktu obsahujícím různá množství uhlí a popela, a způsob provádění takového stanovení. Uvádí se, že vynálezu lze použít také pro jiné minerály, jako jsou rudy ve směsi s minerály, přičemž se jakožto separační kapaliny používá chloridu zinečnatého.
V japonském patentovém spise číslo JP-A-59-196760 se popisuje separace polypropylenového těsnění podle krystalizačního stupně prostřednictvím alkoholických roztoků o hustotě 0,893, 0,892 a 0,890 způsobem, při kterém dochází ke vznášení a klesání.
V evropském patentovém spise EP-A-469904 se popisuje dělení heterogenního plastového materiálu v homogenních frakcích, zvláště PET a PVC. Jakožto zbobtnávadla pro plastový materiál se používá například ketonů, dimethylformamidu a chlorovaných rozpouštědel, a dělení hustot při 1 až 1,1 kg/dm3 se provádí vodou, systémem voda/glykol, voda/chlorid sodný, voda/nepěnící povrchově aktivní činidlo.
V německém patentovém spise číslo DE-A-3800204 se popisuje způsob třídění plastových odpadů technikou vznášení a usazování, přičemž za sebou se může uspořádat několik nádob. Jako separačních kapalin se obecně používá vodných roztoků solí a určitých organických kapalin.
V německém patentovém spise číslo DE-A-2900666 se popisuje způsob třídění plastů na základě hustoty za použití za sebou uspořádaných hydrocyklonů. Jako separačních kapalin hustot nad 1 se používá roztoku chloridu sodného, hustot pod 1 směsí vody a organických kapalin.
Z německého patentového spisu číslo DE-C-3305517 je jako těžká kapalina znám vodný roztok alkalického kovu a nebo kovu alkalických zemin a metawolframátu, který představuje pravý roztok ve vodě. Tento roztok se však hodí pouze pro separaci minerálů a hornin, jelikož v přítomnosti kovů, jako železa, mědi, zinku, cínu, olova, hliníku, hořčíku a řady organických sloučenin dochází k rozkladu metawolframátového roztoku na modré kaly. Tento pochod není vratný, takže směsi pevných látek, obsahující kovy, nemohou být tímto roztokem rozdělovány.
Nedostatek těchto postupů spočívá v tom, že těžká látka, používaná k nastavování hustoty, přes sebejemnější rozmělnění sama sedimentuje. To omezuje také použití odstředivých odlučovačů ke zrychlení procesu. Změnami hustoty v důsledku sedimentace těžké látky ztrácí separace na přesnosti. Řešení trvalým oběhem těžké kapaliny pomocí čerpadel je nákladné a dochází při něm k velkému opotřebování materiálu.
V americkém patentovém spise číslo 1 854 107 se popisuje dělení uhlí propíráním vodou a zařízení vhodné pro tento způsob.
V britském patentovém spise číslo 1 568 794 se popisuje dělení vyklíčených a nevyklíčených semen na základě hustoty za použití vodného roztoku cukru nebo glycerinu a zařízení vhodné pro tento způsob.
Ve francouzském patentovém spise číslo 2 104 667 se popisuje minerální analytický způsob se zvláštním automatickým dělicím zařízením.
Úkolem vynálezu je umožnit s velmi jemným odstupňováním průběžnou separaci směsí pevných látek rozdílné hustoty v rozmezí 0,8 až 2,9 g/cm3 a tím uskutečnit výkonnou identifikaci jak produktů určených k separaci, tak i produktů už rozdělených a současně poskytnout technickou možnost separaci provést.
-2CZ 285806 B6
Podstata vynálezu
Způsob separace směsí pevných látek rozdílné hustoty uváděním do styku rozmělněné směsi pevných látek o velikosti částic 0,1 až 80 mm s vodnými roztoky separačních kapalin rozdílné hustoty a oddělováním vždy po každém stupni plovoucích podílů pevných látek nebo podílů pevných látek kleslých ke dnu, spočívá podle vynálezu v tom, že se postupné oddělování provádí ve zvoleném intervalu v oboru hustoty 0,8 až 2,9 g/cm3 po stupních o velikosti 0, 005 g/cm3 až 0,1 g/cm3, přičemž separační kapalinou v oboru hustoty 1,01 až 1,16 g/cm3 je roztok močoviny a separační kapalinou v oboru hustoty 1,01 až 2,9 g/cm3 je stabilizovaný roztok těžké kapaliny, sestávající hmotnostně (1) z 1 až 80 %, vztaženo na celkovou hmotnost, soli alkalického kovu nebo kovu alkalické zeminy metawolframátu a
(2) z 0,05 až 0,5 %, vztaženo na hmotnost natriummetawolframátu, oxidačního prostředku ze souboru zahrnujícího chroman, dvojchroman, manganistan, dusičnan, peroxykyselinu a peroxyester.
Při tomto postupu se v rozdílných rozmezích hustoty pracuje také s rozdílnými separačními kapalinami. Výhodnou separační kapalinou v rozmezí hustot 0,8 až 0,99 g/cm3 je alkanol s 1 až 5 atomy uhlíku nebo směs alkanolu s 1 až 5 atomy uhlíku s vodou. Výhodnými alkanoly jsou methanol, ethanol, propanol a isopropanol.
Se separační kapalinou o hustotě 1,01 až 1,16 g/cm3, kterou je roztok močoviny, se mohou oddělovat s výhodou plasty, jako například polystyren (1,03 až 1,05 g/cm3) a polyakrylnitrilbutadienstyren (1,06 až 1, 08 g/cm3).
Další možnou separační kapalinou je roztok síranu hořečnatého pro rozsah hustoty 1,01 až 1,28 g/cm3.
Separační kapalinou podle vynálezu pro rozsah hustoty 1,01 až 2,9 g/cm3 je stabilizovaný roztok těžkých kapalin k separaci na základě hustoty kov obsahujících neminerálních odpadových produktů ze souboru zahrnujícího plasty, sklo a elektrotechnický odpad a jejich směsi, který sestává ze shora uvedeného stabilizovaného vodného roztoku obsahujícího 1 až 80 %, vztaženo na celkovou hmotnost, soli alkalického kovu nebo kovu alkalické zeminy metawolframátu. Přitom jsou výhodnými alkalickými solemi metawolframátu sodné a lithné soli, především natriummetawolframát. Přesná struktura natriummetawolframátu se udává různě, obecně však je to sloučenina vzorce Nať[H2Wi204o]. Pro účel vynálezu lze použít natriummetawolframát s poměrem Na : W = 6 : 12 až 3 : 12, to znamená, že se vedle „čistých“ sloučenin mohou vyskytovat v určitém podílu také jiné druhově příbuzné polysloučeniny podobné struktury. Rozhodující však je, aby použitý natriummetawolframát vytvářel s touto složkou čirý roztok. Totéž platí i pro lithium. Jako kovu alkalických zemin se může použít stroncia nebo barya.
Výhodným oxidačním činidlem je dvojchroman draselný, chroman sodný nebo manganistan draselný, ať pro jejich snadnou dostupnost a účinek, přičemž lze použít i jiná účinná oxidační činidla. Peroxid vodíku jako takový není oxidačním činidlem, který by byl pro účely podle vynálezu postačující, protože se, jak známo, snadno rozkládá. Nejvhodnější je zachovat slabě modré zabarvení, není však třeba se bránit trvalému tmavomodrému zakalení.
Oxidační činidlo je přítomno v hmotnostní koncentraci 0,05 až 0,5 %, vztaženo na množství natriummetawolframátu, s výhodou v hmotnostní koncentraci 0,1 až 0,3 % vztaženo na množství natriummetawolframátu. Při koncentracích pod 0,05 % hmotn. se projevuje nedostatečná stabilizace a koncentrace nad 0,5 % hmotn. nepřinášejí zlepšení účinku.
-3 CZ 285806 B6
Stabilizovaný roztok metawolframátu podle vynálezu je vůči kovovým součástem překvapivě úplně stabilní a nevykazuje žádné rozkladné vlastnosti jako nestabilizovaný roztok metawolframátu, který se sice hodí k separaci minerálních složek, vykazuje však ve styku s například kovovým železem, hliníkem nebo zinkem okamžitě temně modré zakalení a už se k dalšímu použití jako separační prostředek podle hustoty nehodí. Toto zakalení a rozklad jsou také v podstatě nevratné.
Protože při technických separačních procesech odpadových produktů, tvořených převážně směsí plastů, skla a kovů, avšak také už promytých plastů, se nedá zabránit výskytu kovových nečistot, není v důsledku toho použití čistých metawolframátových roztoků k dělení podle hustoty možné.
Podle vynálezu je tento problém dokonale vyřešen, přičemž je obzvlášť výhodné, slouží-li za roztok různé hustoty stabilizovaný roztok, například natriummetawolframátu v rozmezí hustoty 1,01 až 2,9 g/cm3 s odstupňováním po 0,005 g/cm3 až 0,1 g/cm3, s výhodou s odstupňováním po 0,01 až 0,05 g/cm3. Takové odstupňování roztoků natriummetawolframátu je možno využít k uvádění do styku s postupně rozdělovanou směsí pevných látek v tomto rozmezí hustot.
Při způsobu podle vynálezu se po kontaktování směsi pevných látek se separační kapalinou vždy oddělí vyplavený nebo ke dnu klesající podíl pevných látek za každým stupněm. Podle vynálezu je výhodné, jestliže se směs pevných látek uvede po sobě do styku se separačními kapalinami rozdílné hustoty v odstupňování po 0,005 až 0,1 g/cm3 s výhodou 0,05 až 0,01 g/cm3 ve zvoleném rozmezí z rozsahu hustot mezi 0,8 a 2,9 g/cm3 a pak se klesající složka pevných látek za každým stupněm oddělí.
Přitom je možno podle výhodného provedení převést způsob podle vynálezu prakticky do podoby analytického postupu. Tak je umožněna rutinní analytika s roztoky separačních kapalin s rozdílnými hustotami po 0,05 g/cm3. Vyšší přesnosti pro například první vyhodnocení směsi pevných látek se dociluje s roztoky separačních kapalin s rozdíly hustot po 0,01 g/cm3. Ke speciálním úkolům je pak možno použít ještě separační kapaliny s rozdíly hustot po 0,005 g/cm3, například roztoky natriummetawolframátu. To znamená například pro rutinní analýzu Čisté směsi plastů, že se tato směs uvede postupně do styku se separační kapalinou o hustotě 1,05, - 1,10 - 1,15 - 1,20 - 1,25 - 1,30 - 1,35 - 1,40 - 1,45 - 1,50 g/cm3 a vždy se za každým stupněm hustoty oddělí sedimentující produkt. Ve většině případů se už tím zpravidla v úpravně dosáhne dostatečné přesnosti a současně se připraví postup rychlé analýzy.
Tentýž analytický postup k prvnímu vyhodnocení vyžaduje pro tentýž rozsah hustoty 50 separačních kroků, což však při intenzivním smočení a málo viskózní separační kapalině může být rovněž provedeno poměrně rychle. Smočení lze provést buď mícháním nebo ultrazvukem; při výrazném znečištění směsi pevných látek lepidly nebo oleji je možno sáhnout i k organickým smáčecím prostředkům, čemuž je však obecně žádoucí se vyhnout.
Tímto způsobem je možno s výhodou při prvním vyhodnocení směsi plastů, skla a kovů uvést do styku tuto směs s vodným propanolovým roztokem s odstupňovanou hustotou po 0,01 g/cm3 v rozmezí hustoty 0,8 až 0,99 g/cm3 a v rozmezí hustoty 1,01 popřípadě 1,001 až 2,90 g/cm3 s vodným roztokem natriummetawolframátu. Podle obsahu příslušných frakcí se frakce oddělí, promyjí a vysuší. Podle potřeby je možno je podrobit ještě jiným analytickým procesům, většinou však postačí přiřazení ke známým hustotám plastů a jsou tím zaručeny jak kvalitativní tak také přesné kvantitativní výsledky. Tyto výsledky postačí k tomu, aby později bylo možno stanovit přesné separační kroky pro požadované separované plasty nebo kovy, například pro plasty podle oboru použití a podle produkce v dané zemi nebo oblasti. Nasazené množství pro směs pevných látek při analytickém postupuje přibližně 5 až 50 g, s výhodou 10 až 20 g.
Výhodné provedení způsobu podle vynálezu je založeno na tom, že se do nádrže, obsahující směs pevných látek, zavádějí postupně za sebou separační kapaliny rozdílné hustoty a po
-4CZ 285806 B6 separačním procesu se doplní, nastaví se na novou hustotu nebo se zcela odvedou. Tento postup vede k podstatným úsporám oproti dosud běžnému kaskádovému způsobu, při kterém se směs plastů zavádí postupně do většího počtu nádrží s kapalinami rozdílné hustoty. Obzvláště výhodné je ponechávání separační kapaliny, která byla částečně odvedena se sedimentovaným produktem, v separační nádrži a nastavování následujícího stupně hustoty doplňováním separační kapaliny odpovídaj ící hustoty.
Jak bylo uvedeno, lze způsob podle vynálezu provádět tak, že se vyplavený podíl pevných látek po styku s separační kapalinou oddělí. S výhodou je však podle vynálezu také možno, když se začne s vysokou hustotou roztoku těžké kapaliny (kdy všechny pevné látky plavou) oddělit vždy při dalším nižším stupni hustoty sedimentovaný produkt.
Při odpovídajícím provedení zařízení je možno provádět způsob podle vynálezu také jako technickou separaci pro velká množství pocházející z recyklace plastů nebo elektrotechnického šrotu, včetně skleněných složek. Tak lze například způsobem podle vynálezu bez dalších opatření oddělovat technicky čistě polystyren, polyvinylchlorid (PVC) a polyethylentereftalát (PET) tím, že se po předběžné analýze hustotových frakcí stanoví určité separační kroky při požadovaných stupních hustoty pomocí separačních kapalin a sedimentované produkty se oddělí jako žádaná frakce. Tak je možno způsobem podle vynálezu technicky čistě oddělovat například polystyren, polyamidy, polykarbonát, polyethylentereftalát, polyetoxymethylen, ale také vyztužené plasty, například sklem vyztužené plasty tím, že se po předběžné analýze hustotových frakcí stanoví určité separační kroky při požadovaných stupních hustoty pomocí separačních kapalin, zejména stabilizovaného roztoku natriummetawolframátu a sedimentované nebo vyplavené produkty se přitom oddělí jako žádaná frakce. Stanovení separačních kroků je zásluhou velmi úzké frakcionace možné bez problémů s hustotami v oboru setin až tisícin.
Stabilizovaný roztok metawolframátu alkalického kovu nebo kovu alkalické zeminy, který tvoří separační kapalinu, je možno snadno regenerovat se zřetelem na spotřebované oxidační činidlo tím, že se přidá nové oxidační činidlo. Při provádění způsobu podle vynálezu je taková regenerace překvapivě nutná teprve po delší době, to znamená, že si oxidační činidlo zachovává z dosud neúplně vysvětlených důvodů dostatečnou účinnost i po intenzivním využívání roztoku těžké kapaliny, například po dobu několika měsíců.
Dalším výhodným provedením způsobu podle vynálezu je oddělování elektrotechnického šrotu podle jeho hustoty. Z hlediska vynálezu se za elektrotechnický šrot považuje šrot z elektrických přístrojů, kabelů a tak zvaný elektronický šrot, například desky plošných spojů, telefony, elektronické stavební prvky. Způsobem podle vynálezu lze bezvadně oddělovat podíly plastů v jednotlivých frakcích, sklo a kovové frakce, přičemž je dokonce možno získat jako oddělené frakce různé kovy, jako hliník a měď, které vykazují zřetelně rozdílné hustoty.
Velikost částic pro uvedený způsob je 0,1 až 80 mm. Výhodným rozsahem velikosti částic je 1 až 8 mm. Při velikosti částic pod 0,1 mm nastávají problémy z hlediska rychlosti sedimentace v separačním prostředí a částice o větší střední velikosti než 80 mm, to znamená s plochami do 10 cm2, lze sice obecně oddělit, přináší to však s sebou obtíže při vyjímání ze separačních nádrží.
Vynález se také týká zařízení k mokré separaci směsí pevných látek rozdílné hustoty. U tohoto zařízení je separační nádrž naplněna separační kapalinou, přičemž hustota separační kapaliny je na počátku separačního procesu nastavena například tak, že všechny složky vsázky plavou. Do separační nádrže se naplní směs látek sestávající z rozmělněného, v separační kapalině nerozpustného materiálu s částicemi o velikosti přibližně 1 až 5 mm, tvořeného plasty a kovy. Po smočení směsi látek mícháním nebo ultrazvukem nebo jiným obvyklým způsobem dochází vlivem gravitace v krátké době k separaci materiálu. Sedimentovaná, ke dnu klesající frakce, se dopravuje otvorem klapky, uspořádané ve dně, do usazovací komory, která je pod klapkou, spolu
-5CZ 285806 B6 s částí separační kapaliny. Tento transport může být podpořen přídavným míchadlem nebo jiným vhodným zařízením, jako například nakloněnou rovinou.
Sedimentovaná frakce, nacházející se v usazovací komoře, se zbaví na sítu nebo odstředivkou zbylé separační kapaliny, promyje se a nakonec se vysuší. Procezená separační kapalina se vrací zpět do cirkulačního oběhu stejně jako propírací voda. K plovoucí frakci, nacházející se v separační komoře, se přidá nová separační kapalina a nastaví se nová hustota. Nová, případně vzniklá sedimentační frakce se oddělí stejným způsobem.
Způsob podle vynálezu lze s výhodou provádět v zařízení, které má pod válcovou separační komorou několik sektorových usazovacích komor. Může se však provádět i s kuželovitou separační komorou a jen jednou pod ní uspořádanou usazovací komorou.
Pro analytické účely je vhodné, provozuje-li se separační zařízení při stálé teplotě, to znamená, že například pláštěm kolem zařízení se prohání médium s konstantní teplotou, čímž se udržuje konstantní teplota i v separační kapalině.
Je výhodné, jestliže je proces separace řízen mikroprocesorem. Tento druh řízení umožňuje, kromě jiného, také nastavování hustoty separační kapaliny přidáváním pomocné tekutiny do separační kapaliny a zajišťuje přesností dávkování vysokou ostrost rozdělování. Pomocí měření hustoty separační kapaliny se přitom určuje množství přidávané pomocné tekutiny, která se v předem určeném množství přivádí do hlavní separační kapaliny. Pomocnou tekutinou může být voda nebo tatáž separační kapalina s jinou hustotou.
V dalším provedení podle vynálezu se separační kapalina s vždy předem danou hustotou zavádí do separovaného materiálu téměř prostého kapaliny v separační komoře, přičemž kapaliny rozličné hustoty se vedou v oddělených okruzích a nastavují se na požadovanou hustotu buď ředěním pomocnou kapalinou nebo koncentrováním separační kapaliny.
Separační doby nejsou samy rozhodující a mohou být 0,1 až 100 sekund, s výhodou 0,5 až 30 sekund, zejména 0,5 až 10 sekund.
Přehled obrázků na výkresech
Podstata vynálezu je dále blíže objasněna na neomezujících příkladech jeho provedení a připojených výkresech, které znázorňují:
- na obr. 1 diagram rozdělení frakcí podílu plastů z elektrošrotu;
na ose y se uvádí hmotnost v gramech na ose x hustota v g/cm3,
- na obr. 2a diagram analýzy frakcí různé hustoty polystyrénových plastů po 0,05 g/cm3;
na ose y se uvádí hmotnost v gramech na ose x hustota v g/cm3, % jsou míněna hmotnostně,
- na obr. 2b diagram analýzy frakcí různé hustoty polystyrénových plastů po 0,01 g/cm3;
na ose y se uvádí hmotnost v gramech, na ose x hustota v g/cm3, % jsou míněna hmotnostně,
- na obr. 3 sloupcový diagram analýzy frakcí různé hustoty směsi hliník-plast;
na ose y se uvádí hmotnost v gramech, na ose x hustota v g/cm3,
- na obr. 4 sloupcový diagram analýzy frakcí různé hustoty směsi hliník-měď-plast;
na ose y se uvádí hmotnost v gramech, na ose x hustota v g/cm3,
-6CZ 285806 B6
| - na obr. 5 | sloupcový diagram analýzy frakcí různé hustoty směsi plastů z obalových materiálů (kelímků); na ose y se uvádí hmotnost v gramech, na ose x hustota v g/cm3, |
| - na obr. 6 | analýza frakcí různé hustoty podle hlavních složek elektrošrotu (přehledná analýza); na ose y se uvádí hmotnost v gramech, na ose x hustota v g/cm3, 48 % se týká plastu, 49 % kovu, 1 % keramiky a 2 % směsi kov/plast, |
| - na obr. 7 | sloupcový diagram analýzy frakcí různé hustoty podle všech podílů vzorku elektrotechnického šrotu s odstupňováním po 0,1 g/cm3; na ose y se uvádí hmotnost v gramech, na ose x hustota v g/cm3, |
| - na obr. 8 | nárys prvního provedení zařízení podle vynálezu, |
| - na obr. 9 | řez a-a z obr. 8, |
| - na obr. 10 | nárys druhého provedení zařízení podle vynálezu, |
| - na obr. 11 | půdorys k obr. 10. |
U prvního provedení zařízení podle vynálezu, podle obr. 8 a 9 sestává separační komora 1 z rotačního tělesa ve tvaru válce. Tento válec je oddělen od pod ním uspořádané usazovací komory 2 až komory 7 posuvným kotoučem 9 a posuvným kotoučem 13, přičemž posuvné kotouče 7, 9 mají otvor, který není větší než průchod každé usazovací komory do separační komory nad nimi ležící. Ve zvláštním případě provedení může být nad centrickým rotorem 10 uspořádán poháněný a nad kotoučem dělicí komory pohyblivý škrabák 8 k úplnému odstraňování suspendované frakce ze separační komory 1. Usazovací komory 2 mohou být vyprazdňovány otvory U na dně nebo v rovině dna. Potrubím 12 může být odtahována separační kapalina.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Pro tento příklad se jako výchozí produkt použije sediment z flotační separace plastového odpadu (dutých těles). Použijí se tři ekvivalentní vzorky o hmotnosti 10 g s velikostí částic 0,315 až 8,0 mm. K separaci směsi plastů se směs, nacházející se v separační komoře, uvádí postupně do styku se vždy 250 ml roztoku natriummetawolframátu s rozdíly hustoty po 0,05 g/cm3 v rozmezí hustot 1,05 až 1,5 g/cm3. Provede se tak 12 stupňů separace podle hustoty, následně po separaci vodou a směsí vody a alkoholu. Frakce s rozdílem hustoty 0,05 g/cm3 se oddělí, promyjí a vysuší. Výsledkem vyhodnocení spektra hustoty je podíl 0,5 % hmotn. polyolefinů, 9 % hmotn. polystyrenu, 89 % hmotn. PVC/PET a 2 % hmotn. zbylé frakce, sestávající z hliníku a složky hliníku s plastem. Hodnoty tří vzorků jsou těsně vedle sebe, takže chybu je možno považovat za velmi malou.
Příklad 2
Promyje se 20 g předem rozdělené směsi hliníku a plastů a podrobí se frakcionaci roztoky natriummetawolframátu rozdílné hustoty, odstupňované po 0,05 g/cm3 v rozmezí hustoty 0,95 až 2,70 g/cm3. Použitá směs má velikost částic 0,315 až 3,0 mm.
-7CZ 285806 B6
Z obr. 3 je patrné, že jako izolační a plášťové materiály se v tomto příkladě vyskytují převážně polyethylen a v menší míře PVC/elastomer. Hmotnostní výtěžek hliníku je 10% (vztaženo na navážku 10 g směsi).
Příklad 3
Promyje se 20 g předem rozdělené směsi hliníku, mědi a plastů z různých kabelů a podrobí se to frakcionaci roztoky natriummetawolframátu rozdílné hustoty, odstupňované po 0,05 g/cm3 v rozmezí hustoty 0,95 až 2,90 g/cm3. Z obr. 4 je patrné, že jako izolační a plášťové materiály se v tomto příkladě vyskytují převážně PVC/elastomer a v menší míře polyethylen. Hmotnostní výtěžek hliníku je 4,7 % a mědi 7 % (vztaženo na navážku 20 g směsi).
Porovnávací příklad 1
Frakční analýze podle hustoty se podrobí modelová směs, sestávající ze 30 % hmotn. polystyrenu PS, 20 % hmotn. polymeru styrenakrylonitrilu SAN a 25 % hmotn. polymeru aktylonitril-butadien-styrenu ABS (I) a ABS (II) od různých výrobců. Vezmou se dva ekvivalentní 20 vzorky této směsi po 5 g s velikostí částic 1 až 5 mm (vzorek A a vzorek B).
a) Podobně jako v předchozích příkladech se vzorek A uvede do styku se separačními kapalinami, přičemž tyto roztoky mají následující hustoty:
| Stupeň | Separační kapalina | Hustota [g/cm3] |
| 1. | voda | 1,00 |
| 2. | vodný roztok natriummetawolframátu | 1,05 |
| 3. | II | 1,10 |
| 4. | II | 1,15 |
Oddělí se vždy vypadlá sedimentační frakce z každého stupně, promyje se, vysuší a zváží se. Získá se procentní rozdělení hmotností jednotlivých stupňů hustoty podle obr. 2a.
b) Podobně jako v jiných příkladech se vzorek B uvede do styku se separačními kapalinami, 30 přičemž tyto roztoky mají následující hustoty:
| Stupeň | Separační kapalina | Hustota [g/cm3] |
| 1. | voda | 1,00 |
| 2. | vodný roztok natriummetawolframátu | 1,01 |
| 3. | II | 1,02 |
| 4. | II | 1,03 |
| 5. | II | 1,04 |
| 6. | II | 1,05 |
| Ί. | II | 1,06 |
| 8. | II | 1,07 |
| 9. | II | 1,08 |
| 10. | II | 1,09 |
| 11. | II | 1,10 |
| 12. | II | 1,H |
Oddělí se vždy vypadlá sedimentační frakce z každého stupně, promyje se, vysuší a zváží se. Získá se procentní rozdělení hmotností jednotlivých stupňů hustoty podle obr. 2b.
-8CZ 285806 B6
Z tohoto příkladu vyplývá, že výsledky separace získané s odstupňováním hustoty po 0,05 g/cm3 nepostačují k přesnému charakterizování směsi plastů. Teprve rozčlenění s hustotami odstupňovanými po 0,01 g/cm3 vykazuje maxima při 1,02 - 1,04 - 1,07 - 1,10 g/cm3, která ukazují na výskyt rozdílných plastů (SAN, PS, ABSI, ABSII). Tím se dosahuje téměř stoprocentní čistoty druhů po separaci této směsi.
Frakcionace probíhá napřed s roztoky natriummetawolframátu rozdílné hustoty odstupňované po 0,05 g/cm3. Výsledky jsou na obr. 11 a 12. Ukazuje se, že není možná úplná separace modelové směsi.
Tatáž modelová směs se pak zkoumá s roztoky natriummetawolframátu rozdílné hustoty odstupňované po 0,01 g/cm3, kdy se dosahuje téměř stoprocentní čistoty druhů po separaci této směsi. Výsledky jsou na obr. 13 a 14.
Příklad 4
Ke zkoušce se použije 500 g ručně vytříděných plastových obalů (kelímků) s velikostí částic 0,315 až 8,0 mm. Frakcionace směsi se provede roztokem natriummetawolframátu s počáteční hustotou 1,45 g/cm3. Frakcionace se provede s klesající hustotou až do hustoty 1,01 g/cm3 a pak vodou a roztokem vody a alkoholu až do hustoty 0,80 g/cm3. Získané frakce se promyjí, vysuší a gravimetricky vyhodnotí. K vyhodnocení se použije počítač, vyjde rozdělení plastů patrné z obr. 5.
Příklad 5
K určení oddělitelnosti a podílů materiálů z elektrotechnického šrotu (desky plošných spojů, konektory) se provede hustotová frakční analýza podle vynálezu. Velikost částic vzorkuje 0,2 až 2,0 mm.
Do separační komory se vloží 15 g rozmělněného elektrotechnického šrotu, přičemž frakcionace se provádí s klesající hustotou od hustoty 2,7 g/cm3 až do hustoty 1,03 g/cm3. Při hustotě 2,7 g/cm3 se oddělí plast od kovů, přičemž se oddělí 7,33 g (hmotnostně 45 %) kovů. Další složky vzorku se separují v rozmezí hustot 2,3 až 2,7 g/cm3 (spoje plastu a kovu, hmotnostně 2 %) a od 2,0 do 2,3 g/cm3 (keramika, hmotnostně 1 %). Přehled o složkách vzorku obsahuje obr. 6.
Příklad 6
K určení oddělitelnosti a podílů materiálů z elektrotechnického šrotu (desky plošných spojů) se provede hustotová frakční analýza podle vynálezu. Velikost částic vzorkuje 0,5 až 3, 0 mm.
Do separační komory se vloží 15 g rozmělněného elektrotechnického šrotu, přičemž frakcionace se provede s klesající hustotou od hustoty 2,7 g/cm3 až do hustoty 1,045 g/cm3. Při hustotě 2,7 g/cm3 dojde k separaci kovů a lehčích složek včetně hliníku, přičemž se odstraní 7,507 g (hmotnostně 50,59 %) kovů. Výsledky separace plastů podle hustoty mají průběh podobný jako podle obr. 4. Látkové přiřazení frakcí se provede pomocí pyrolyzní plynové chromatografíe. Grafické znázornění frakcí pod hustotou 2,0 je patrno na obr. 1.
-9CZ 285806 B6
Průmyslová využitelnost
Způsob analýzy a technické separace směsí pevných látek rozdílné hustoty, zejména směsí odpadních plastů, skla a elektrotechnického šrotu dané velikosti částic na základě usazování v roztocích separační kapaliny s různou hustotou.
Claims (10)
Hide Dependent
translated from
Claims (10)
Hide Dependent
translated from
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob separace směsí pevných látek rozdílné hustoty uváděním do styku rozmělněné směsi pevných látek o velikosti částic 0,1 až 80 mm s vodnými roztoky separačních kapalin rozdílné hustoty a oddělováním vždy po každém stupni plovoucích podílů pevných látek nebo podílů pevných látek kleslých ke dnu, vyznačující se tím, že postupné oddělování se provádí ve zvoleném intervalu v oboru hustoty 0,8 až 2,9 g/cm3 po stupních o velikosti 0,005 g/cm3 až 0,1 g/cm3, přičemž separační kapalinou pro obor hustoty 1,01 až 1,16 g/cm3 je roztok močoviny a separační kapalinou pro obor hustoty 1,01 až 2,9 g/cm3 je stabilizovaný roztok těžké kapaliny, sestávající hmotnostně (1) z 1 až 80 %, vztaženo na celkovou hmotnost roztoku, soli alkalického kovu nebo kovu alkalické zeminy metawolframátu a (2) z 0,05 až 0,5 %, vztaženo na hmotnost natriummetawolframátu, oxidačního prostředku ze souboru zahrnujícího chroman, dvojchroman, manganistan, dusičnan, peroxykyselinu a peroxyester.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že separační kapalina se používá k separaci neminerálních, kovy obsahujících, směsí pevných látek.
- 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že separační kapaliny rozdílné hustoty se zavádějí po sobě do nádrže, obsahující směs pevných látek, po separačním procesu se doplní a nastaví se na novou hustotu, nebo se úplně odvedou.
- 4. Způsob podle nároků laž3, vyznačující se tím, že ke dnu klesající složka pevných látek se po styku se separační kapalinou oddělí.
- 5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že po hrubém předběžném roztřídění se plasty, svou hustotou se těsně blížící nebo se svou hustotou překrývající, které jsou součástí směsi pevných látek, zpracují rozpouštědlem, které je pro alespoň jeden, ve směsi se vyskytující plast nabobtnávajícím rozpouštědlem, vyvolávajícím zvětšení objemu tohoto plastu, načež se vlivem snížení hustoty nabobtnalý nebo částečně nabobtnalý plast uvádí do styku s vodou nebo se separační kapalinou s hustotou odstupňovanou po nejméně 0,01 g/cm3 a vyplavená nebo ke dnu kleslá složka plastu hmoty se oddělí.
- 6. Stabilizovaná těžká kapalina k separaci na základě hustoty neminerálních odpadových, kovy obsahujících produktů ze souboru zahrnujícího plasty, sklo a elektrotechnický šrot a jejich směsi, vyznačující se tím, že sestává z vodného roztoku obsahujícího hmotnostně (1) 1 až 80 %, vztaženo na celkovou hmotnost roztoku, soli alkalického kovu nebo kovu alkalické zeminy metawolframátu a-10CZ 285806 B6 (2) 0,05 až 0,5 % vztaženo na hmotnost natriummetawolframátu, oxidačního prostředku ze souboru zahrnujícího chroman, dvojchroman, manganistan, dusičnan, peroxykyselinu a peroxyester.
- 7. Stabilizovaná těžká kapalina podle nároku 6, vyznačující se tím, že alkalickou solí je sůl sodná nebo lithná, s výhodou sůl sodná.
- 8. Stabilizovaná těžká kapalina podle nároku 6, vyznačující se tím, že oxidačním činidlem je dvojchroman draselný, dvojchroman sodný nebo manganistan draselný.
- 9. Stabilizovaná těžká kapalina podle nároků 6až8, vyznačující se tím, že je roztokem rozdílné hustoty odstupňované po 0,005 až 0,1 g/cm3, s výhodou po 0,01 až 0,5 g/cm3, v rozmezí hustot 1 až 2,9 g/cm3.
- 10. Zařízení pro provádění způsobu separace směsí pevných látek rozdílné hustoty podle nároku laž5, vyznačující se t í m , že zahrnuje- rotační těleso se separační komorou (1), které je odděleno od usazovacích, pod ním uspořádaných usazovacích komor (2 až 7) posuvným kotoučem (9) a posuvným kotoučem (13), přičemž posuvné kotouče (9, 13) mají otvor menší nebo rovný velikosti horního otvoru jednotlivých usazovacích komor (2 až 7),- rotor (10) uspořádaný uprostřed rotačního tělesa, přičemž rotor je pevně spojen se škrabákem (8),- klapky ve dně usazovacích komor (2) až (7).