DE19528284C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von Kunststoff-Gemischen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von Kunststoff-Gemi­ schen, insbesondere eines Gemischs von Duro- und/oder Thermoplasten einerseits und Elastomeren andererseits, die nach Zerkleinerung dosiert einer Trennvorrichtung zugeführt werden, wobei die Partikel vor dem Ein­ lauf in die Trennvorrichtung eine elektrische Überschußladung erhalten; sie betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Einfülltrichter, dessen Auslauf mittels eines Dosierschiebers ein­ stellbar ist.

Das Trennen von Kunststoffen zum Erreichen möglichst sortenreiner Produkte ist ein Problem, das ein erfolgreiches Recycling von Kunst­ stoffmaterialen begünstigt. Metallische Anteile, insbesondere fer­ romagnetische Anteile lassen sich durch bekannte mechanische oder magnetische Sichtungen aussondern, nicht jedoch Materialien annähernd gleicher Eigenschaften wie beispielsweise ihre Dichten. Neben Sich­ tungen sind zur Trennung benetzende Verfahren, beispielsweise die Flotation bekannt, bei denen die unterschiedliche Benetzbarkeit der zu trennenden Substanzen, ggf. durch Zusätze zum Flotationsmittel vergrößert werden, ausgenutzt werden, um hier die Trennung zu bewir­ ken. Auch diese Flotationsverfahren lassen eine wirtschaftliche Tren­ nung von Kunststoff-Gemischen nicht zu, insbesondere nicht, wenn Thermo- oder Duroplaste von Elastomeren zu trennen sind.

Zur Trennung körniger Kunststoff-Haufwerke werden nach DE 42 32 123 C2 mittels einer über einem geerdeten Metallband angeordneten, zu­ sätzlichen negativen Hochspannungelektrode so beeinflusst, dass die Partikel von dem umlaufenden Metallband mitgenommen, entweder bei der Umlenkung von diesem abfallen oder nach der Umlenkung und im Abstand davon abgebürstet werden. Nach der DE 29 36 856 A1 werden Kunststoff- Partikel von metallischen Partikeln dadurch getrennt, dass das Ge­ misch beim Herabrieseln durch einen unter Hochspannung stehenden Ab­ scheider dadurch getrennt wird, dass die metallisch leitenden Par­ tikel aufgeladen und zu einem an Masse angeschlossenen Auffangteil hin abgestoßen werden, während die Kunststoff-Partikel in diesen gelangen und einem Sammelbehälter zugeführt werden.

Weiter ist bekannt (Stahl, I.; GAK 3 (1993) Jahrgang 46, S. 134/135: "Elektro­ statische Trennung von Kunststoffen"), dass zur Trennung von Kunst­ stoff-Gemischen die zerkleinerten Massen triboelektrisch aufgeladen werden, wobei die Aufladung der verschiedenen Kunststoffe unterschied­ lich sein soll und diese so unterschiedlich geladenen Kunststoff-Teil­ chen frei fallend im homogenen elektrischen Feld eines Kondensators nach Ladungs-Vorzeichen getrennt und getrennt aufgefangen werden. Die­ se Art der elektrostatischen Trennung versagt, wie in ausgedehnten Versuchsreihen festgestellt wurde, jedoch bei der Trennung von duro- oder thermoplastischen Kunststoffen und Elastomeren.

Danach stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, dass frei von solchen Nachteilen des Standes der Technik ist; in Weiterführung soll eine Vorrichtung angegeben werden, mit der das Verfahren einfach und wirtschaftlich durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Hauptanspruch mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen beschriebene Ausführungsform; vorteilhafte Wei­ terbildungen und bevorzugte Ausführungsformen beschreiben die Unter­ ansprüche.

Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, daß Thermo- und/oder Du­ roplaste einerseits und Elastomere andererseits unterschiedliche elektrische Ladungszustände annehmen können. Diese Ladungsunter­ schiede können etwa durch Reibung der Partikel der zerkleinerten Massen aneinander und/oder an isolierenden Oberflächen erzeugt wer­ den; vorteilhaft wird diese Reibung dadurch erreicht, daß die zer­ kleinerten Massen über eine Schüttelrinne geführt und dann einer Trennvorrichtung zugeführt werden, wobei diese Schüttelrinne selbst eine elektrisch isolierende Oberfläche aufweist oder insgesamt aus einem Isolator besteht. Das Herzstück der Trenneinrichtung ist eine isolierende Platte, die in einem gewissen Anstellwinkel angestellt, ein Abrutschen der aufgegebenen Partikel erlaubt. Dabei rutschen die Partikel der Thermo- und/oder Duroplast-Massen über diese Isolier- Platte in Art einer schlichten Strömung ab, und gelangen in einen ersten Auffangbehälter, während die Elastomer-Partikel tanzende und springende Bewegungen ausführen und sich dadurch von der Platten­ oberfläche soweit entfernen, daß sie von Auffangblechen übernommen und in einen zweiten Auffangbehälter überführt werden können.

Vorteilhaft ist es, wenn diese Tanz- und Springbewegung durch ein elektrisches Feld verstärkt wird. Dieses elektrische Feld wird vor­ teilhaft mittels einer hinter der isolierenden Platte angeordneten Gegenelektrode erreicht, die etwa mit einem Hochspannungsgleichrich­ ter oder einem Bandgenerator o. dgl. gegenüber den geerdeten Auffang­ blechen so geladen gehalten wird, daß die Spring- und Tanzbewegung verstärkt ist. Die Polarität hängt dabei von dem Ladungszustand der tanzenden und springenden Partikel ab, tragen diese eine negative Überschußladung, ist die Gegenelektrode negativ aufgeladen, bei po­ sitiven Überschußladungen positiv.

Diese so aufgeladenen Partikel gelangen aufgrund ihrer springenden und tanzenden Bewegung auf Auffangbleche, die - wenn geerdet - weder abstoßende noch anziehende Kräfte ausüben. Zur Verstärkung können auch diese Auffangbleche isoliert angebracht werden und auf ein vom Erdpotential abweichendes Potential gebracht werden, wobei hier bei negativer Überschußladung der Partikel eine positive und bei posi­ tiver Überschußladung der Partikel eine negative Ladung aufgebracht und gehalten werden muß. Dadurch kommt es hier zu Anziehungen, die das "Fangen" der tanzenden und springenden Partikel begünstigen. Auch hier eignen sich Hochspannungsgleichrichter oder Bandgeneratoren um das geeignete Potantial zu erzeugen und zu halten.

Die Vorrichtung besteht aus einer Aufgabenvorrichtung mit Schwingdo­ sierer, dessen Dosierrinne eine isolierende Oberfläche aufweist, oder die aus einem Isolator hergestellt ist. Die Länge des Auslaufs und die Frequenz des Schwingungserzeugers werden dabei so gewählt, daß die Aufladung der Partikel eine möglichst große wird. Der Auslauf dieser Dosierrinne führt auf eine isolierende Trennplatte, die gegen­ über der Vertikalen in einem im Bereich von 5° bis 30° veränderbaren Winkel angestellt ist, und die eine schiefe Ebene bildet, über die das aus der Dosierrinne austretende Gut rutschen muß. Vor der Trenn­ platte befinden sich, stufenweise angeordnet, eine Anzahl von Auf­ fangblechen, deren Abstand von der Oberfläche der Trennplatte so eingestellt ist, daß die tanzenden und springenden Partikel diese Auffangbleche erreichen können. Diese so gefangenen Partikel gelangen über die abwärts geneigten Fangbleche zu deren Rand und fallen in einen für sie vorgesehenen Auffangbehälter, aus dem sie - ggf. mit mechanischen Mitteln, wie beispielsweise einem Schneckenförderer - zur weiteren Verwendung abtransportiert werden können. Als Trenn­ platte wird vorteilhaft eine Glasplatte eingesetzt, die in einem Rahmen gehalten ist. Vorteilhaft sind die Auffangbleche metallische Leiter, so daß hier bereits die Partikel auf den Auffangblechen oder in dem Behälter entladen werden; dadurch werden abstoßende Kräfte zwischen ihnen zumindest weitgehend ausgeschaltet.

Um die Ladung der abgeschiedenen Partikel schneller und effektiver abführen zu können, können diese in einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens durch Raumladungsfelder, etwa einer Corona-Entladung oder eines ionisierenden Strahlers, entladen werden. Dadurch wird das Entladen der aufgeladenen Elastomer- und/oder Thermo- und/oder Du­ roplast-Partikel über deren sehr schwache Oberflächen-Leitfähigkeit umgangen und das Neutralisieren der Ladungen beschleunigt, so daß zwischen den Partikeln aufgrund gleichnamiger Ladungen wirkende Ab­ stoßungskräfte aufgehoben sind.

Das Wesen der Erfindung wird anhand des in den Fig. 1 und 2 dar­ gestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert; dabei zeigen

Fig. 1 Eine Seitansicht einer Trennvorrichtung:

Fig. 2 Eine Einzelheit der Halterung der isolierenden Platte.

Die Fig. 1 zeigt die Trennvorrichtung mit dem Einfülltrichter 1, in dessen Auslauf ein Dosierschieber 1.1 angeordnet ist, um die Zuführ­ geschwindigkeit zum Dosierschwinger 2 einstellen zu können. Der Do­ sierschwinger 2 ist mit einer Transport- oder Schüttelrinne 2.1 ver­ sehen, die den Transport des aufgegebenen Gutes zur Trennplatte 4 be­ wirkt. Diese Trennplatte 4 ist in einem Rahmen 13 angeordnet, der am Kopf eines Gestelles 9 mittels eines Gelenks 3 befestigt ist; der - gegenüber der Vertikalen im allgemeinen spitze - Anstellwinkel der Trennplatte 4 ist mit der Verstelleinrichtung 6 veränderbar. Vor der Trennplatte 4 sind eine Anzahl von Auffangblechen 5 vorgesehen, wobei diese - dem Anstellwinkel der Trennplatte 4 folgend - gestuft ange­ ordnet sind. Daher fallen die von den Auffangblechen 5 übernommenen Partikel kaskadenartig in den Auffangbehälter 7, während die längs der Trennplatte 4 abrutschenden Partikel in Art einer schlichten Strömung fallen und in den anderen Auffangbehälter 8 gelangen. Aus diesen Behältern können die so getrennten Partikel sortenrein der weiteren Verwendung zugeführt werden. Die Fig. 1 zeigt eine Ein­ zelheit der Halterung der isolierenden Trennplatte 4, deren Rand von einem weichelastischen Profil eingefaßt ist, und die mittels einer Anzahl von Druckschrauben 11, die auf Druckstreifen 10 wirken, im Rahmen 13 des Gestells 9 eingespannt ist.

Claims (8)

1. Verfahren zum Trennen von Kunststoff-Gemischen, insbeson­ dere eines Gemischs von Duro- und/oder Thermoplasten einer­ seits und Elastomeren andererseits, die nach Zerkleinerung dosiert einer Trennvorrichtung zugeführt werden, wobei die Partikel vor dem Einlauf in die Trennvorrichtung eine elek­ trische Überschußladung erhalten, dadurch gekennzeichnet, dass die so aufgeladenen Partikel über eine geneigte Trenn­ platte geführt werden, wobei eine Sorte der Partikel in Art einer schlichten Strömung über diese Trennplatte abrutscht, während die andere tanzende und springende Bewegungen durch­ führt, dass die tanzenden und springenden Partikel von Auf­ fangblechen abgefangen und abgeleitet werden, wobei im Be­ reich der Auffangbleche oder deren Ausläufe Mittel vorgese­ hen sind, zum Entladen der geladenen Partikel, und wobei die aufgefangenen Partikel von den Ausläufen der einzelnen, stufenartig angeordneten Auffangbleche kaskadenartig in einen ersten Auffangbehälter gefördert werden, während die abrutschenden Partikel in einen zweiten Auffangbehälter fallen.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Einfülltrichter, dessen Auslauf mittels eines Do­ sierschiebers einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Auslauf mit Dosierschieber (1.1) des Einfülltrichters (1) Mittel zum Aufladen der Partikel nachgeschaltet sind, daß weiter eine isolierende Trennplatte (4) mit einem er­ sten Auffangbehälter (8) am Fuß vorgesehen ist, die gegen­ über der Vertikalen einen spitzen Anstellwinkel im Bereich von 5° bis 30° aufweist, über die die aufgeladenen Partikel rutschen, und daß weiter im Abstand vor der Oberfläche der Trennplatte (4) mehrere Auffangbleche (5) stufenartig über­ einander vorgesehen sind, deren Ausläufe in einen zweiten Auffangbehälter (7) führen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausläufe so angeordnet sind, daß die aufgefangenen Par­ tikel kaskadenartig zum zweiten Auffangbehälter (7) gelei­ tet werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Aufladen der dosiert zugeführten Parti­ kel ein Schwingungsförderer (2) mit Schwingungsrinne (2.1) mit isolierter Oberfläche oder aus Isoliermaterial vorge­ sehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trennplatte (4) eine Glasplatte ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trennplatte (4) in ihrer Winkelstel­ ung zur Vertikalen einstellbar ist, wobei vorzugsweise eine Verstelleinrichtung (6) am Gestell (9) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Bereich des Auslaufs der Auffangbleche (5) ein Raumladungsfeld angeordnet ist, wobei als Quelle der Raumladung eine Corona-Strecke oder eine Strahlungs­ strecke eines ionisierenden Strahlers vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Behälter (7, 8) geerdet sind und zu­ mindest einer der Behälter an einen Schneckenförderer an­ geschlossen ist.