DE1244387B

DE1244387B - Anwendung des Flotationsverfahrens zur Trennung von unterschiedlichen Feststoffen bei der Trennung von Gummi und Fasern

Info

Publication number: DE1244387B
Application number: DEM64639A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Alfred Stieler; Ottmar Zuegel
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1965-03-24
Filing date: 1965-03-24
Publication date: 1967-07-13

Description

Anwendung des Flotationsverfahrens zur Trennung von unterschiedlichen Feststoffen bei der Trennung von Gummi und Fasern Die Erfindung betrifft eine Anwendung des Flotationsverfahrens zur Trennung von unterschiedlichen Feststoffen. Bekannte Verfahren der Aufbereitung von Autoreifen arbeiten in der Weise, daß das Altmaterial mechanisch zerkleinert und auf trockenem Wege in Gummi-und Fadenmaterial zerlegt wird.
Diese Verfahren haben alle den Nachteil, dal3 sie eine Vielzahl von Zerkleinerungs-, Klassier-und Trenngeräten benötigen, die in einem aufwendigen Verfahrensgang hinter-und nebeneinandergeschaltet sind, wobei zahlreiche Teilströme gebildet werden.
Es ist auch ein Verfahren vorgeschlagen worden, welches das Altmaterial mittels eines Walzenbrechers mechanisch zerkleinert, wobei die Walzen mit gedrillten Riffelungen versehen sind, eine Spaltbreite von wenigen Zehntelmillimetern und eine Friktion von 1 : 2 bis 1 : 4 haben, die Umfangsgeschwindigkeit der rascher laufenden Walze etwa 10 bis 30 m/Min. beträgt und die maximale Korngröße des Aufschlußgutes etwa 4 mm beträgt. Aus diesem Aufschlußgut werden anschließend durch Siebung und Sicntung drei Fraktionen 0 bis 1, 2 mm, 1, 2 bis 1, 7 mm und 1, 7 bis 4 mm abgetrennt. Die dabei anfallende Feinfraktion von 0 bis 1, 2 mm besteht weitgehend aus Gummimaterial, während die Grobfraktion 1, 7 bis 4 mm aus praktisch reinem Gummimaterial besteht und die anfallende Mittelfraktion 1, 2 bis 1, 7 mm, die aus dem gesamten Fadenmaterial und dem restlichen freien und mit Fäden verwachsenen Gummimaterial besteht, nach Konditionierung mittels einer elektrostatischen Scheidung in eine Gummi-und eine Fadenfraktion getrennt wird. Dieses Verfahren hat gegenüber den zuerst genannten Aufbereitungsverfahren den Vorteil, daß der Arbeitsgang wesentlich einfacher und billiger ist und das gewonnene Fadenmaterial nicht in einer Form wie Reißwolle anfällt, sondern einer Form, die eine Weiterverarbeitung ermöglicht. Es hat sich jedoch gezeigt, daß je nach Ausgangsmaterial die Feinfraktion noch größere Fadenanteile enthalten kann. Weiterhin ist die elektrostatische Trennung der Mittelfraktion schwierig durchzuführen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der obengenannten Verfahren zu beseitigen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß die Anwendung des Flotationsverfahrens zur Trennung von unterschiedlichen Feststoffen bei der Trennung von Gummi und Fasern einer durch Aufbereitung von Altkautschuk und/oder Altkunststoffmaterial, insbesondere von Autoreifen und Rauhmehl, nach einer mechanischen Zerkleinerung des Materials gewonnenen Fraktion mit einer Körnung unter 3 mm, vorzugsweise einer Körnung von 1 mm, vorgeschlagen. Auf diese Weise wird eine einfache und billige Trennung von Gummi und Fasern der Fraktion erreicht, wobei auch zurückbleibende organische Flotationsmittelreste keine schädlichen Einflüsse ausüben.
Der mit der Erfindung erzielte technische Fortschritt besteht gegenüber den im Stand der Technik beschriebenen Verfahren darin, daß es durch die Flotationsaufbereitung von Altkautschuk-und Altkunststoffmaterial möglich wird, auf den größten Teil der bei den bisherigen Verfahren eingesetzten Zerkleinerungs-, Klassier-und Trenngeräte zu verzichten, so daß der Verfahrensgang der Aufbereitung wesentlich verkürzt und somit eine bedeutende Kosten-und Arbeitsersparnis erzielt wird, wobei in wirksamer und einfacher Weise das gesamte Fadenmaterial sowie alle anderen Begleitstoffe, z. B. Metallteilchen und Verunreinigungen, vollständig aus der Feinkornfraktion beseitigt werden.
Zweckmäßigerweise wird zur Durchführung der Anwendung des Flotationsverfahrens die Fraktion in einer alkalischen, vorzugsweise kalkalkalischen, wäßrigen Trübe mit einem pH-Wert von über 10, vorzugsweise über 11, mit einer Feststoffkonzentration von 20 bis 100 g im Liter, vorzugsweise etwa 50 g im Liter, in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen mit Luft durchblasen.
Vorzugsweise wird die Fraktion vor der Einführung in die Trübe 5 bis 20 Minuten, vorzugsweise 10 bis 15 Minuten, in einer Aufbereitungstrübe gleicher Art wie die Trübe, insbesondere einer mit einem pH-Wert von 3 bis 10, oder einer Aufbereitungstrübe mit Sammlerstoffen in einer Menge von 40 bis 60 g/t eingesetztem Feststoff und/oder Schäumerstoffen in Mengen von 10 bis 20 et gerührt und nur der Oberlauf der Fraktion und der Trübe weitergeleitet.
Vorteilhaft wird der Oberlauf der Fraktion und der Trübe in den aufeinanderfolgenden Stufen abgeführt und anschließend in weiteren Stufen gereinigt.
Die nur aus Rauhmehl bestehende Fraktion wird zweckmäßigerweise zuerst mit wäßrigen Lösungen mit einem pH-Wert von 3 bis 10 vorbehandelt und dann der Oberlauf dieser Behandlungsstufe gegebenenfalls der alkalischen Trübe zugeführt.
Die Anwendung des Flotationsverfahrens bei der Trennung von Gummi und Fasern wird an Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel zeigt, näher erläutert.
Ausführungsbeispiel 1 Zerkleinerungsgut aus Autoreifen wurde in einem Walzenbrecher 1 mit nachgeschaltetem 4-mm-Kontrollsieb Z auf eine Körnung unter 4 mm zerkleinert.
Durch die Ausbildung des Walzenbrechers 1 mit gedrillten Riffelungen konnte bereits eine weitgehende Freilegung von Fasern und Gummi erreicht werden.
Auf dem Sichter 3 wurde ein Grob-Gummigranulat als Fertigprodukt abgestoßen. Durch Absiebung des zweiten Sichterproduktes auf einem Sieb 5 konnte ein reines Faserprodukt erzeugt werden, wogegen der Unterlauf des Siebes 5 noch starke Verhaftungen zwischen Fasern und Gummi aufwies. Bei der Rein bang der Sichterabluft in einem Zyklon 4 fiel ein feines Gummi-Fasergemisch an, in welchem die einzelnen Komponenten weitestgehend frei lagen.
Um die engen Verhaftungen zwischen Gummi und Fasern des Unterlaufs am Sieb 5 aufzuheben, mußte dieses Material in einer Scheibenmühle 6 weiter aufgeschlossen werden. Die Mischung des Mahlproduktes der Scheibenmühle 6 und des im Zyklon 4 abgeschiedenen Materials wurde in einem Konditioniertank 7 durch Zugabe von Wasser und Kalkmilch zu einer Trübe mit 50 g Feststoff pro Liter und einem pH-Wert von 11, 3 angeruhrt. Nach 15minutiger Verweilzeit im Konditioniertank7 floß die Trübe der ersten Zelle einer sechszelligen Flotationsmaschine 8 mit einem Volumen von 101 pro Zelle zu. Aus jeder einzelnen Zelle wurde durch einfaches Belüften mittels iilier den Rührer angesaugter Luft ein Faserprodukt im Oberlauf abgezogen, während der Abgang (Unterlauf) der sechsten Zelle aus praktisch reinem Gummi mit einem geringen Anteil an Verunreinigungen bestand. Beide Produkte lassen sich durch in der Zeichnung nicht dargestellte Vakuumfilter leicht entwässern.
Aus Mengen und Gehalten der beiden Produkte ergab sich folgende Bilanz :

Menge Fasern Gummi Ausbringen, %

Produkt

kg/h % % Fasern Gummi

Aufgabe .... 20 19,5 80,2 100 100

Faserprodukt

Oberlauf ... 4,5 81,5 18,5 94 5,5

Unterlauf .. 15,5 1,5 97,5 6 94,5

Ausführungsbeispiel 2 Im allgemeinen kann das Faserprodukt des Beispiels 1 als befriedigend angesehen werden. Sollten jedoch höhere Ansprüche an das Gummiausbringen bzw. an die Reinheit des Faserproduktes gestellt werden, so kann eine Nachreinigung des Produktes nachgeschaltet werden : Das Faserprodukt wurde unter Wasserzusatz und mit einer geringen Menge Kalk der ersten von zwei weiteren Flotationsmaschinen 9, 12 aufgegeben.
Durch Belüften konnte ein Faserprodukt im Oberlauf aufgeschwommen werden, welches wesentlich weniger Gummi gegenüber der Aufgabe der Flotationsmaschine 9 enthielt. Der Unterlauf der zweiten Zelle, ein Mittelprodukt, wurde zur Aufgabe der Flotationsmaschine 8 zurückgeleitet.
Damit konnte die Gesamtbilanz des Beispiels I wie folgt verbessert werden :

Menge Fasern Gummi Ausbringen, %

Produkt

kg/h % % Fasern Gummi

Aufgabe .. 20 19, 5 80. 2 100 1 100

Faser... 4, 1 89,0 11,0 93,5 3

Gummi.... 15, 9 1, 6 97, 5 6, 5 97

Ausführungsbeispiel 3 Ein Gummi-Faser-Gemisch mit gegenüber Beispiel 1 höherem Anteil an Fremdstoffen (Sand, Metallpartikeln u. a.) wurde nach Zerkleinerung und Vorabscheidung von Grob-Gummigranulat und gröberer Faser auf 1, 5 mm aufgeschlossen, wie bereits im Beispiel 1 erläutert. In einem als Turborührtank ausgebildeten Konditioniertank 10 wurde das Material aus der Mühle 6 und dem Zyklon 4 mit normalem Leitungswasser zu einer Trübe mit 80 g Feststoff pro Liter angerührt. Diese Trübe lief mit natürlichem pH-Wert zwei Zellen einer Flotationsmaschine 11 zu.
Durch Belüftung mit über die Rührer angesaugter Luft fiel im Oberlauf dieser beiden Zellen fast die gesamte Menge des Gummi-Fasergemisches an, wogegen im Abgang der zweiten Zelle (Unterlauf) die Verunreinigung zusammen mit einer geringen Menge an Fasern abgezogen werden konnten. Der Oberlauf der ersten und zweiten Zelle wurde dem Konditioniertank 7 mit 15 Minuten Verweilzeit unter gleichzeitiger Zugabe von Wasser und einer gewissen Menge Kalkhydrat zur Einstellung einer Feststoffkonzentration von 50 g/l und eines pH-Wertes von 11, 6 zugeführt. Der Überlauf des Konditioniertanks floß der Flotationsmaschine 8 zu und wurde weiterbehandelt wie im Beispiel I angegeben.

Materialbilanz

Menge MengeFasernGummiVerunreinigungenAusbringen,"'o

Menge Fasern Gummi Verunreinigungen Ausbringen, %

Produkt

kg/h % % % Fasern Gummi

Aufgabe ........................ 12,00 25 74 1,0 100 100

Verunreinigung ................. 0,25 50,0 5,0 45,0 4,2 0,1

Faserprodukt ................... 3,25 83,0 17,0 0 90,0 6,2

Gummiprodukt......................... 8, 50 1, 9 98, 1 0, 1 5, 8 1 93, 7

Ausführungsbeispiel 4 Ein nach Ausfiihrungsbeispiel 1 bis zur Scheibenmühle 6 vorbehandeltes und auf weniger als 1, 5 mm zerkleinertes Gummi-Faser-Gemisch mit einem gewissen Anteil an Verunreinigungen wurde im Konditioniertank 7 12 Minuten mit Wasser und Kalkhydrat zu einer Trübe mit 60 g Feststoff pro Liter und einem pH-Wert von 11, 0 angerührt. Die Trübe floß der Flotationsmaschine 8 zu, in deren sechs Zellen durch Beliiftung ein Faserprodukt als Oberlauf abgezogen werden konnte. Der Unterlauf der sechsten Zelle wurde mit einer geringen Menge Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 8, 0 gebracht und zwei Zellen der Flotationsmaschine 12 zugeführt. Hier konnte als Oberlauf beider Zellen ein Gummiprodukt aufgeschwommen werden, während die Verunreinigungen mit wenig Gummi als Unterlauf der zweiten Zelle anfielen.

Materialbilanz

Produkt Menge Fasern Gummi Verunreinigungen Ausbringen, a/o

kg/h"/o°/o°''oFasern Gummi

Aufgabe........ 18, 0 15 83, 4 1, 6 100 1 100

3, 1 81 19 0 93, 5 I 3, 9

Gummiprodukt 14, 0 1, 3 98, 5 (Spuren) 6, 5 1 92, 0

Verunreinigungen.............. 0, 9 (Spuren) 68320 4, 1

Patentansprüche : 1. Anwendung des Flotationsverfahrens zur Trennung von unterschiedlichen Feststoffen bei der Trennung von Gummi und Fasern einer durch Aufbereitung von Altkautschuk-und/oder Altkunststoffmaterial, insbesondere von Autoreifen und Rauhmehl, nach einer mechanischen Zerkleinerung des Materials gewonnenen Fraktion mit einer Körnung unter 3 mm, vorzugsweise unter 1 mm.

Claims

2. Verfahren zur Durchführung der Anwendung des Flotationsverfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fraktion in einer alkalischen, vorzugsweise kalkalkalischen wässerigen, Trübe mit einem pH-Wert von über 10, vorzugsweise über 11, mit einer Feststoffkonzentration von 20 bis 100 g im Liter, vorzugsweise etwa 50 g im Liter, in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen mit Luft durchblasen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fraktion vor der Einführung in die Trübe 5 bis 20 Minuten, vorzugsweise 10 bis 15 Minuten, in einer Aufbereitungstrübe gleicher Art wie die Trübe, insbesondere einer mit einem pH-Wert von 3 bis 10, oder einer Aufbereitungstrübe mit Sammlerstoffen in einer Menge von 40 bis 60 g/t eingesetztem Feststoff und/oder Schäumerstoffen in Mengen von 10 bis 20 g/t zur Konditionierung gerührt und nur der Oberlauf der Fraktion und der Trübe weitergeleitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberlauf der Fraktion und der Trübe in den aufeinanderfolgenden Stufen abgeführt und anschließend in weiteren Stufen gereinigt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nur aus Rauhmehl bestehende Fraktion zuerst mit wässerigen Lösungen mit einem pH-Wert von 3 bis 10 vorbehandelt und dann der Oberlauf dieser Behandlungsstufe gegebenenfalls der alkalischen Trübe zugeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften : Französische Patentschrift Nr. 1357 660.