DD233794A1

DD233794A1 - PROCESS FOR THE PREPARATION OF WASTE ALUMINUM / PVC COMPOSITE WASTE

Info

Publication number: DD233794A1
Application number: DD85272450A
Authority: DD
Inventors: Hermann Mewes; Klaus Wetzel; Manfred Nix; Bernd Groesel; Holger Kleinwechter; Ulrich Melzer; Klaus Weisbrod
Original assignee: Bitterfeld Chemie
Priority date: 1985-01-08
Filing date: 1985-01-08
Publication date: 1986-03-12

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufbereitung von Abfaellen aus Aluminium/PVC-Verbunden, insbesondere AL/PVC-Verbundfolien, die z. B. in der Lebensmittel- und pharmazeutischen Industrie oder als Sekundaermaterial beim Verbraucher anfallen. Ziel ist es, den technisch-oekonomischen Aufwand fuer die Aufbereitung zu verringern, die Qualitaet der Abfallkomponenten Aluminium und PVC zu verbessern, die Aufbereitungszeiten zu verkuerzen und den Energieverbrauch zu senken. Die Aufgabe besteht darin, bei einfacher, energiesparender Verfahrensweise eine vollstaendige Rueckgewinnung und Wiederverwendung der beiden Abfallkomponenten Al und PVC zu ermoeglichen. Als Loesung wird vorgeschlagen, dass die Abfaelle in einem Schnellmischer kurzzeitig, in einer Mischzeit von 4 bis 8 min auf eine Mischguttemperatur von 100 bis 150C erwaermt werden und anschliessend in einer Zeit von 10 bis 20 min auf eine Temperatur von 20 bis 50C abgekuehlt werden.The invention relates to a process for the treatment of waste from aluminum / PVC composites, in particular AL / PVC composite films, the z. B. incurred in the food and pharmaceutical industries or as a secondary material in the consumer. The aim is to reduce the technical-economic expense for the treatment, to improve the quality of the waste components aluminum and PVC, to shorten the processing times and to reduce the energy consumption. The task is to allow a simple, energy-saving procedure, a complete recovery and reuse of the two waste components Al and PVC. As a solution it is proposed that the wastes are briefly heated in a high-speed mixer to a mixed product temperature of 100 to 150 ° C. in a mixing time of 4 to 8 minutes and then cooled to a temperature of 20 to 50 ° C. within a period of 10 to 20 minutes.

Description

field of use

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufbereitung von Abfällen aus Aluminium/PVC-Verbunden, insbesondere Al/PVC-Verbundfolien, die z. B. in der Lebensmittel- und pharmazeutischen Industrie oder als Sekundärmaterial beim Verbraucher anfallen.The invention relates to a process for the treatment of waste from aluminum / PVC composites, in particular Al / PVC composite films, the z. B. incurred in the food and pharmaceutical industries or as a secondary material in the consumer.

Characteristic of the known technical solutions

Aus der Literatur und der Praxis sind bereits verschiedene Verfahren zur Aufbereitung von Abfällen aus Aluminium/PVC-Verbunden bekannt. Bei diesen Verfahren wird das Beschichtungsmaterial in einem speziellen Ofen auf thermischem Wege abgetrennt. Bei Temperaturen von 700°C wird das polymere Beschichtungsmaterial verbrannt und die während der Verbrennung entstehenden Abgase, einschließlich der Kohlenwasserstoffe des Polymeren werden wieder in die Verbrennungskammer zurückgeführt. Die bei diesem Verbrennungsprozeß entstehenden Schadstoffe, wie z. B. HCL und HF, müssen über ein aufwendiges Trockenabsorptionssystem wieder abgeschieden werden (Metallnachrichten, 1979, S. 7). In der Zeitschrift Aluminium, 1972, S. 751/752, ist ein Verfahren beschrieben, bei dem kaschierte Aluminiumfolie nach dem Zerkleinern in einem Ofen erhitzt wird, wobei die Klebstoffe und das Papier verkohlen und anschließend von der Aluminiumfolie getrennt werden.From the literature and practice, various methods for the treatment of waste from aluminum / PVC composites are already known. In these processes, the coating material is thermally separated in a special oven. At temperatures of 700 ° C, the polymeric coating material is burned and the exhaust gases produced during combustion, including the hydrocarbons of the polymer, are recycled back to the combustion chamber. The resulting in this combustion process pollutants such. As HCL and HF, must be re-deposited via a complex dry absorption system (Metal News, 1979, p. 7). In the journal Aluminum, 1972, p. 751/752, a method is described in which laminated aluminum foil is heated in an oven after crushing, the adhesives and the paper are carbonized and then separated from the aluminum foil.

In diesem Fachartikel wird auch darauf hingewiesen, „daß vor der Abscheidung des Aluminiums aus dem Müll auf jeden Fall ein thermischer Prozeß, eine sogenannte Pyrolyse, eingeschaltet werden muß. Zur Zeit besteht noch keine bessere Lösung für eine wirtschaftliche Trennung der Schrottkomponenten." Dieses Problem konnte auch in den letzten Jahren noch nicht zufriedenstellend gelöst werden. So wird z. B. in den DE-OS 3110254,3135716 und 3150 352 vorgeschlagen, AI/PVC-Abfallfolien, insbesondere der Pharmaindustrie, als Füllstoffe für Halbzeuge oder Fertigprodukte einzusetzen, da dieser Abfall nicht weiter verwendbar ist.In this article is also noted, "that before the deposition of aluminum from the waste in any case, a thermal process, called pyrolysis, must be turned on. At present there is no better solution for an economical separation of the scrap components. "This problem could not be solved satisfactorily in recent years, for example, it is proposed in DE-OS 3110254.3135716 and 3150 352 that AI / PVC waste films, in particular the pharmaceutical industry, as fillers for semi-finished or finished products to use, since this waste is no longer usable.

Die bisher genannten Verfahren der Aufbereitung von Al/PVC-Verbunden durch Pyrolyse sind technisch-ökonomisch sehr aufwendig und verursachen hohe Kosten. Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß das polymere Beschichtungsmaterial unter hohem energetischen Aufwand vernichtet wird.The previously mentioned methods of treatment of Al / PVC composites by pyrolysis are technically-economically very complicated and cause high costs. Another significant disadvantage of this method is that the polymeric coating material is destroyed with high energy expenditure.

Aus der DE-OS 3004052 ist ein Verfahren zur Trennung der Deckbleche einer Metall/Kunststoff/Metall-Verbundplatte bekannt. Die Verbundplatte wird durch den Spalt zweier parallel angeordneter und auf Temperaturen von 50 bis 150°C beheizter Walzen geführt, wobei zumindest eine der Walzen angetrieben wird und die Breite des Walzenspaltes geringer ist als die Verbundplattendicke.From DE-OS 3004052 a method for separating the cover sheets of a metal / plastic / metal composite panel is known. The composite plate is passed through the nip of two rolls arranged in parallel and heated to temperatures of 50 to 150 ° C, wherein at least one of the rolls is driven and the width of the nip is less than the composite plate thickness.

Dieses Verfahren ist jedoch nur für Verbundplatten, die beidseitig mit einer Metallfolie beschichtet sind geeignet. Auf einem entsprechenden Walzwerk können auch nur großflächige Abfälle, wie sie bei der Produktion oder dem Zuschnitt anfallen getrennt werden. Außerdem müssen die Verbundplatten eine bestimmte Mindestdicke von mehr als 2 mm haben. Für Al/PVC-Verbundfolien, wie sie z. B. in der Lebensmittel- oder pharmazeutischen Industrie anfallen ist dieses Verfahren nicht anwendbar.However, this method is only suitable for composite panels that are coated on both sides with a metal foil. On a corresponding rolling mill only large-scale waste, such as those incurred during production or cutting can be separated. In addition, the composite panels must have a certain minimum thickness of more than 2 mm. For Al / PVC composite films, as z. B. incurred in the food or pharmaceutical industry, this method is not applicable.

Aus der DE-OS 2500126 ist eine Vorrichtung zur Rückgewinnung des Kunststoffanteiles von Stanzabfällen mit Aluminium beschichteten Kunststoffolien bekannt. Die Vorrichtung besteht aus einem rotierenden Walzenpaar, wobei eine der Walzen hohlzylindrisch ausgebildet ist, eine Vielzahl von Durchtrittsbohrungen aufweist und mit einer Heizeinrichtung versehen ist. Während des Aufbereitungsprozesses soll der Kunststoffanteil der Folie durch die Bohrungen in das Innere der Walze gepreßt werden und wird anschließend zu Granulat oder dgl. weiterverarbeitet.From DE-OS 2500126 a device for recovering the plastic content of punching waste with aluminum-coated plastic films is known. The device consists of a rotating pair of rollers, wherein one of the rollers is formed as a hollow cylinder, has a plurality of through-holes and is provided with a heating device. During the treatment process, the plastic portion of the film is to be pressed through the holes in the interior of the roller and is then further processed into granules or the like.

Eine wirksame Trennung von Aluminium und Kunststoff ist mit dieser Vorrichtung nicht möglich. Trotz der Anordnung eines Abstreifers ist die Walze bereits nach kurzer Zeit verklebt und die Bohrungen setzen sich zu. Eine saubere Trennung ist ebenfalls nicht möglich, da ständig Kunststoffteilchen wieder an der Aluminiumfolie haften bleiben.An effective separation of aluminum and plastic is not possible with this device. Despite the arrangement of a scraper, the roller is already glued after a short time and the holes are closing. A clean separation is also not possible because plastic particles always stick to the aluminum foil again.

Bei einem anderen Verfahren (DE-OS 2347108) erfolgt die Trennung des Metallkunststoffverbundes durch Versprödung des Kunststoffes bei genügend tiefen Temperaturen und gleichzeitiger oder anschließender mechanischer Beanspruchung. Dieses Verfahren ist technisch-ökonomisch sehr aufwendig, da besondere Kühlmedien, wie z. B. flüssiger Stickstoff oder flüssige Luft erforderlich sind, und konnte in der Praxis nichtdurchsetzen.In another method (DE-OS 2347108), the separation of the metal plastic composite by embrittlement of the plastic takes place at sufficiently low temperatures and simultaneous or subsequent mechanical stress. This method is technically-economically very complicated, since special cooling media, such. As liquid nitrogen or liquid air are required, and could not enforce in practice.

Aus den DE-OS 2837633 und 3007883 sind Trennvorrichtungen bekannt, bei denen d^;e Al/Kunststoffabfälle in einem Extruder plastiziertw" 'en und durch einen am Extruder angeordneten Trennkopf, die nicht plastizierbaren Bestandteile abgeschieden werden.From DE-OS 2837633 and 3007883 separation devices are known in which d ^; e Al / plastic waste is plasticized in an extruder and is extruded through a separator located at the extruder which deposits non-plasticizable ingredients.

Ein Nachteil dieser Trennvorrichtungen besteht darin, daß feine AI-Teilchen, die in der Kunststoffschmelze mit eingeschlossen sind, nicht mit abgeschieden werden und sich nachteilig auf den weiteren Verarbeitungsprozeß und den Verwendungszweck der herzustellenden Artikel auswirken.A disadvantage of these separation devices is that fine particles of AI, which are included in the plastic melt, are not deposited with and adversely affect the further processing process and the intended use of the article to be produced.

Bei diesem Trennungsprozeß wird der Kunststoffanteil einer erneuten thermischen Belastung des Extrusionsprozesses ausgesetzt. Das anfallende Granulat ist thermisch stark geschädigt und nur für die Herstellung qualitativ minderwertiger Artikel geeignet. Auch eine zusätzliche Stabilisierung bringt nicht den gewünschten Erfolg, da derthermoplastische Kunststoffanteil bereits schon zweimal extrudiert worden ist.In this separation process, the plastic part of a renewed thermal stress of the extrusion process is exposed. The resulting granules are severely damaged thermally and suitable only for the production of low-quality products. Also, an additional stabilization does not bring the desired success, since the thermoplastic plastic component has already been extruded twice.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den technisch-ökonomischen Aufwand für die Aufbereitung zu verringern, die Qualität der Abfallkomponenten Aluminium und PVC zu verbessern, die Aufbereitungszeiten zu verkürzen und den Energieverbrauch zu senken.The aim of the invention is to reduce the technical and economic effort for the treatment, to improve the quality of the waste components aluminum and PVC, to shorten the processing times and to reduce energy consumption.

Explanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Aufbereitung von Abfällen aus Al/PVC-Verbunden, insbesondere Al/PVC-Verbundfolien, zu schaffen, das bei einfacher, energiesparender Verfahrensweise eine vollständige Rückgewinnung und Wiederverwendung der beiden Komponenten Al und PVC ermöglicht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abfälle in einem Schnellmischer kurzzeitig, in einer Mischzeit von 4 bis 8 min auf eine Mischguttemperatur von 100 bis 150⁰C erwärmt werden und anschließend in einer Zeit von 10 bis 20 min auf eine Temperatur von 20 bis 5O⁰C abgekühlt werden.The object of the invention is to provide a method for the treatment of waste from Al / PVC composites, in particular Al / PVC composite films, which allows a simple, energy-saving procedure, a complete recovery and reuse of the two components Al and PVC. According to the invention the object is achieved in that the waste in a high-speed mixer briefly, in a mixing time of 4 to 8 minutes to a mixed product temperature of 100 to 150 ⁰ C are heated and then in a period of 10 to 20 minutes to a temperature of 20 to 5O ⁰ C are cooled.

Dieses Verfahren ist einfach und mit geringem technisch-ökonomischen Aufwand realisierbar. Während des kurzzeitigen Aufheizens der AI/PVC-Abfälle in einem Schnellmischer wird durch die unterschiedliche thermische Leitfähigkeit und Dehnung von Al und PVC und der durch die Mischwerkzeuge im Schnellmischer hervorgerufenen Relativ- bzw. Reibungsbewegung der Abfallpartikel eine Trennung der Komponenten Al und PVC erreicht.This method is simple and can be realized with little technical and economic effort. During the brief heating of the AI / PVC waste in a high-speed mixer, the different thermal conductivity and elongation of Al and PVC and the relative or frictional movement of the waste particles caused by the mixing tools in the high-speed mixer results in a separation of the components Al and PVC.

Zusätzlich wird dieser Trennungsprozeß noch durch die schnellere Abkühlung des Aluminiums während der Abkühlphase unterstützt, bedingt durch die zwischen dem Aluminium und dem PVC hervorgerufenen Spannungen.In addition, this separation process is further assisted by the faster cooling of the aluminum during the cooling phase, due to the stresses created between the aluminum and the PVC.

Mit diesem Verfahren ist eine nahezu 100%ige Trennung von Al/PVC-Verbunden möglich. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Abfälle vor dem Aufbereitungsprozeß auf eine Korngröße von 2 bis 5 mm zerkleinert werden.With this method, a nearly 100% separation of Al / PVC composites is possible. It has proven to be advantageous if the waste is crushed before the preparation process to a particle size of 2 to 5 mm.

Die Aufbereitung der Abfälle in einem Schnellmischer ermöglicht eine thermisch schonende Behandlung des PVC, so daß thermische Schädigungen vermieden werden können. Das PVC fällt als Agglomerat an, das als Sekundärmaterial noch eine ausgezeichnete Qualität aufweist und einem weiteren Verarbeitungsprozeß zugeführt werden kann.The treatment of the waste in a high-speed mixer allows a thermally gentle treatment of the PVC, so that thermal damage can be avoided. The PVC is obtained as an agglomerate, which still has an excellent quality as a secondary material and can be fed to a further processing process.

Das Aluminium fällt als Gries in Korngrößen von 0,5 bis 1 mm an. Von besonderem Vorteil sind bei diesem Verfahren die relativ kurzen Aufbereitungszeiten.The aluminum occurs as a grit in grain sizes of 0.5 to 1 mm. Of particular advantage in this method are the relatively short processing times.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below by way of example.

Al/PVC-Verbundfolien aus der Lebensmittel- und pharmazeutischen Industrie wurden in einem Schneidgranulator GS 300/400 zu Partikeln mit einer durchschnittlichen Korngröße von 3 mm zerkleinert. Eine Menge von 7 kg dieser Abfälle wurde in einen 251 Schnellmischer gegeben. Nach einer Mischzeit von 5,5 min, bei einer Drehzahl der Mischwerkzeuge von 1 500 min""¹, stellt sich eine Mischguttemperatur von 129⁰C ein. Diese wird ausschließlich durch Friktion zwischen den Al/PVC-Partikeln und den Mischwerkzeugen erreicht. Dabei kommt es bereits zur Trennung zwischen dem PVC und dem Aluminium. Unmittelbar nach dem Erreichen dieser Temperatur wird das Mischgut in einen Kühlmischer gegeben und innerhalb einer Zeit von 13 min auf eine Temperatur von 35⁰C abgekühlt. An Stelle von getrennten Mischern, kann auch ein Heiß-Kühlmischer eingesetzt werden. Nach dem Ablassen des Mischgutes aus dem Mischer ist eine sehr gute Trennung der Al/PVC-Verbunde zu erkennen. Das PVC fällt als Agglomerat an und das Aluminium als Gries in Korngrößen von 0,5 bis 1mm. Der Anteil des noch am PVC haftenden Aluminiums liegt unter 3% in Größen kleiner als 0,08mm.Al / PVC composite films from the food and pharmaceutical industries were comminuted in a cutting granulator GS 300/400 into particles with an average grain size of 3 mm. An amount of 7 kg of this waste was placed in a 251 high speed mixer. After a mixing time of 5.5 min, at a speed of the mixing tools of 1 500 min "" ¹ , a mixed product temperature of 129 ⁰ C is established. This is achieved solely by friction between the Al / PVC particles and the mixing tools. There is already a separation between the PVC and the aluminum. Immediately after reaching this temperature, the mix is placed in a cooling mixer and cooled to a temperature of 35 ⁰ C within a period of 13 min. Instead of separate mixers, a hot-cooling mixer can also be used. After draining the mix from the mixer, a very good separation of the Al / PVC composites can be seen. The PVC precipitates as agglomerate and the aluminum as grit in particle sizes of 0.5 to 1mm. The proportion of aluminum still adhering to the PVC is less than 3% in sizes smaller than 0.08 mm.

Eine anschließende Fraktionierung des Mischgutes mittels Windsichter bzw. Elektroabscheider führt zu wiederverwendbarem PVC und Aluminium, die sich durch einen hohen Reinheitsgrad auszeichnen.A subsequent fractionation of the mixed material by means of air classifier or electrostatic precipitator leads to reusable PVC and aluminum, which are characterized by a high degree of purity.

Claims

Invention claim:

1. A process for the treatment of waste from aluminum / PVC composites with the supply of heat energy, characterized in that the waste in a high-speed mixer briefly, in a mixing time of 4 to 8 minutes to a mixed product temperature of 100 to 150 ⁰ C are heated and then be cooled to a temperature of 20 to 50 ° C in a period of 10 to 20 minutes.

2. The method according to item 1, characterized in that the waste is crushed before the preparation process to a particle size of 2 to 5mm.