DE2532360A1

DE2532360A1 - Wiederaufbereitung von kunststoff aus staedtischem abfall

Info

Publication number: DE2532360A1
Application number: DE19752532360
Authority: DE
Inventors: Paul G Marsh
Original assignee: Black Clawson Fibreclaim Inc
Current assignee: Black Clawson Fibreclaim Inc
Priority date: 1974-07-22
Filing date: 1975-07-19
Publication date: 1976-02-05
Also published as: GB1512257A; IT1040996B; NL7508737A; CA1027070A; JPS5134971A; FR2279471B1; FR2279471A1

Description

Abfallfeststoffe der Art, wie sie in städtischem Abfall vorkommen, brachten traditionsgemäß Prbleme der Ablagerung mit sich, und diese Probleme wurden in den letzten Jahren zunehmend kritisch, und zwar als Ergebnis nicht nur der rapide wachsenden Bevölkerung, sondern auch der Massenschwierigkeit des drastischen pro-Kopf -Erzeugungsanstieges festen Abfalls. Zusätzlich ergab es einen kürzlichen, bemerkenswerten Wechsel in der Eigenschaft oder Zusammensetzung des städtischen Abfalls, in erster Linie wegen der Verdrängung oder des Ersatzes von

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Metall, Holz und Glas als Verpackungsmaterialien durch Papier und Kunststoff. Beispielsweise berichtete eine kürzliehe von der Industrie geförderte Übersicht, daß gesammelter Abfall in den Vereinigten Staaten von Amerika im Jahre 1970 6 Billionen Pfund Kunststoff enthielt, von dem etwa 37 % Kunststoff-FiIm war.

In herkömmlicher Weise wurde fester Abfall in erster Linie durch Verbrennung und Ablagerung abgelegt, und der Ersatz anorganischer Verpackungsmaterialien durch Papier und Kunststoff führte zur Begünstigung der Verbrennung gegenüber dem Ablagern. In den letzten Jahren jedoch bekam die Öffentlichkeit zunehmend Kenntnis davon, daß fester Abfall eine Quelle atmosphärischer Verunreinigung wäre, und auch daß dies ein Hauntbeispiel der Zerstörung natürlicher Bodenschätze ist. Dies führte zu einem wachsenden Bedürfnis seitens der Regierung und der Öffentlichkeit, daß immer wenn möglich eine Wiedergewinnung vorgenommen werden sollte, um zwei Ergebnisse zu gewährleisten, nämlich die Verminderung des Verunreinigungsproblems und die Erhaltung natürlicher Bodenschätze.

Es gibt derzeit ein zunehmendes Interesse im Bereich des gsnerischen Absonderns, Einmischens und der Verwendung von Abfallplastik. Trotz der zunehmenden ernsten Knappheit an ursprünglichem Material für die Kunststofferzeugung gab es bei der Entwicklung von Techniken zum Trennen von Kunst-

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stoffen von anderen im festen Abfall vorhandenen Verunreinigungen eine unwesentliche Aktivität. Die Viiedervertung aus städtischem festen Abfall wurde somit weitgehend nur in getrennten Fällen nraktiziert, wobei die Hauptmasse des Kunststoffs, der im städtischen, weggeworfenen Feststoff abfall vorhanden ist, verascht oder vergraben wird.

Als weiteren Hintergrund für die Erfindung wird ein Bericht erwähnt von dem US Department von H. E. W., in dem kürzlich erst 1968 die typische Zusammensetzung städtischen Abfalls angegeben wurde als mit 5 % Kunststoffen auf einer staubtrockenen Basis, die in 6,6 % der gesamten organischen Bestandteile umgerechnet ist, wobei der große Hauotteil dieses Kunststoffs aus Polyäthylen, Polyvinylchlorid und PoIystyren besteht. Dies ist im wesentlichen auch von der Erfahrung der Anmelderin der vorliegenden Erfindung bestätigt worden , und zwar während des Betriebsverlaufseiner neuen Wiederaufbereitungsanlage für städtischen Abfall in Franklin, Ohio seit Mitte 1971. Die vorliegende Erfindung gründet sich auf der Überzeugung, daß dieser große Prozentsatz an Kunststoff die Entwicklung eines erfolgreichen Verfahrens zum Abtrennen des Kunststoffes von den anderen organischen Bestandteilen des städtischen Abfalles rechtfertigt.

Die in dem vorstehenden Absatz beschriebenen Ablagerungsanlagen für städtischen Abfall beinhalten Erfindungen einer großen Anzahl von nordamerikanischen Patenten der Anmelderin

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auch dieser Erfindung, z. B. die US-Patente 3 549 092, 3 595 488, 3 720 380, 3 736 223 und die US-Anmeldung mit dem Aktenzeichen 203 295, in den USA angemeldet am 30. November 1971. Die drei letztgenannten Patente bzw. Anmeldungen betonen die Wiederaufbereitung des einen oder anderen wiederverwendbaren Nebenproduktes aus städtischem Abfall, nämlich Glas und Aluminium gemäß US-Patentechrift 3 72O 380 (Marsh), Papierfaser nach der US-Patentschrift 3 763 223 (Marsh) und Brennstoff gemäß der Patentanmeldung mit dem amerikanischen Aktenzeichen 203 295 (Marsh), wobei der Brennstoff einen Teil oder die gesamte Papierfaser zusammen mit dem Kunststoff und anderen organischen Bestandteilen des städtischen Abfalls enthält.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem Kunststoffbestandteile des städtischen Abfalles leicht von anderen Bestandteilen in einer Form separiert bzw. getrennt werden können, in der ihre Wiederverwendung ermöglicht ist. Diese Aufgabe wird durch Modifikation der bekannten Prozesse bzw. Verfahren gelöst, wie im folgenden kurz beschrieben wird.

Beim Betrieb der Abfallbehandlungsanlage, die gemäß den oben erwähnten Patentschriften aufgebaut sind, wird der städtische Abfall zuerst in einer wässrigen Suspension in einer

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geeigneten Pulpenvorrichtung behandelt, umso viele leicht zerbrechliche Bestandteile wie möglich zu zerkleinern, und zwar sowohl organische als auch anorganische, und zwar zu einem pumnfähigen Schlamm gemischter Teilchen in dem wässrigen Medium, wobei alle Teilchen in dem Schlamm kleiner sind als eine bestimmte flaximalgröße, die gegeben ist durch die Perforationsgröße in einer Siebnlatte, durch welche der Schlamm von der Pulpenvorrichtung ausgetragen wird, z. B. 1,27 bis 5,08 cm (1/2 bis 2 Zoll)im Durchmesser. Dieser Schlamm wird dann einem Reinigungsbetrieb unterworfen, der in der Lage ist, die große Hauptmenge der nicht löslichen anorganischen Materialien, nämlich Metall?, Glas und Keramik, Steine und anderen Schmutz zu entfernen, wobei zufriedenstellende Ergebnisse zu diesem Zweck in mindestens einem Flüssigkeitszyklon geeigneter Kanazität erhalten werden.

Nach Abschluß dieser Schritte sind die Feststoffe in dem sich ergebenden Schlamm Glichen, deren Hauptmasse Kunststoff und Papier sind, wobei letzteres als eine Mischung aus getrennten Papierfasern und Stückchen unzerfaserten Papiers und Pappkarton zugegen ist. Ein Großteil des Kunststoffes liegt in Stückform von Bögen oder Schichten vor, deren Größe mit Briefmarken vergleichbar ist, wobei aber auch gewisse größere Stücke dabei sind, und verschiedene Dicken sind zugegen in Abhängigkeit davon, ob die ursprüng-

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liehe Form des Kunststoffs ein Bogen oder eine Schicht oder eine Flasche, ein anderer Behälter oder ein Stück mit schwerem Durchmesser war.

Die Praxis der Erfindung hängt von dieser Stelle davon ab, ob die Papierfaser auch aus dem Schlamm wieder aufbereitbar ist. Zutreffendenfalls wird der Schlamm zuerst einer Siebtätigkeit ausgesetzt, wie sie z. B. in der US-Patentschrift 3 736 223 (Marsh) beschrieben ist, wobei in jenem Falle der Kunststoff unter dem Ausschußmaterial ist, welches Sieb auch immer benutzt wird. Der Schlamm des Ausschußmaterials oder der gesamte gereinigte Schlamm, wenn keine Faser wieder aufzubereiten ist, wird dann auf ein hinreichendes Maß entwässert, ura eine Partikelmasse gut krümliger oder bröckliger Eigenschaft zu erzeugen. Je nach der Eigenschaft und dem Betrieb der Entwässerungsvorrichtung, welche Vorrichtung hierfür auch immer verwendet wird, sollte genug Flüssigkeit entfernt werden, um einen mittleren Feststoffgehalt von vorzugsweise mindestens 20 bis 25 aber im allgemeinen nicht mehr als etwa 50 % zu erzeugen.

Der Zweck des Entwässerungsbetriebes und seiner gesteuerten Ergebnisse ist es, daß Zurückhalten hinreichender Wassermengen zu ermöglichen, die in der Panierfaser und den unzerfaserten Papierstücken absorbiert sind, um sie im wesentlichen

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schwerer zu machen als Stücke von Kunststoffbögen- oder film vergleichbarer Größe. Mit anderen Worten, da diese Kunststoff bestandteile des festen Abfalls in wesentlichen keine Wasserabsorntionsfähigkeit haben, wird das Entfernen des freien Wassers aus dem Schlamm diese im wesentlichen trocken lassen, mindestens im Vergleich zu den noch feuchten Panierbestandteilen.

Bei dieser Behandlungsstufe sollte die teilweise getrocknete Partikelmasse in hinreichender Weise aufgebrochen bzw. aufgeschlossen werden, um Htücke und Klumpen relativ feuchten Materials z. B. durch geeignetes Stauben oder eine andere Betriebstätigkeit zu eliminieren. Z. B. kann die aus der Entwässerungsvorrichtung abgezogene Masse auf einen Riemenförderer umgestürzt oder geschleudert oder auf einen Schraubenförderer mit einer gesteuerten Geschwindigkeit derart abgegeben werden, daß sie nur einen Teil des Fördergehäuses füllt und somit durch die Schraube oder Schnecke im Verlauf ihres Durchganges durch diese geschleudert wird.

Wenn die zerkrümelte oder zerbröckelte Mischung dann auf einen pneumatischen Separator ausgetragen wird, in dem ein Luftstrom nach oben bläst, führt dieser Strom die Funktion des Blasens der relativ trockenen und leichten Kunststoffstücke aus den feuchten Papierteilchen aus, mit

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denen sie vermischt sind. Dieses Ergebnis wird recht leicht wegen des erheblichen Gewichtsunterschiedes und der Reaktion auf Luftströme der trockenen Kunststoffstücke im Vergleich zu dem noch feuchten Papier oder anderen Absorptionsbestandteilen der Masse gewährleistet,welche danach in Brennstoff umgewandelt oder auf andere Weise abgeführt werden kann. Andere Lufttrennungsbehandlungen können auch verwendet werden, wie z. B. ein Luftzyklon, bei welchen die Kunststoffstücke als die leichten Stücke wirken und oben austreten.

Die beim Betrieb der Abfallbehandlungsanlage gemäß den obigen Ausführungen gegebenen Prinzipien sind auch anwendbar auf die Wiederaufbereitung von Kunststoff-Film - oder Folie aus anderen Quellen gemischten festen Abfalls und auch auf

andre Abfallbehandlungssysteme, wie im einzelnen unten beschrieben wird. Alle diese Anwendungen der Erfindung sind gekennzeichnet durch eine Behandlung, die sich bei der Zerkleinerung des Abfalls auf eine Teilchenmischung mit bröckligen oder krümeligen Eigenschaften ergibt, wobei das Papier und die anderen wasserabsorbierenden Materialien noch genug Wasser halten und ein erheblich höheres spezifisches Gewicht haben als der Kunststoff-Film, so daß die Film- oder Folienstücke leicht aus dem Rest der Mischung frei geblasen werden können.

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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibuna im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 ein etwas schematisch gezeigtes aber vollständiges Feuchtprozeß-Systam zur Durchführung der Erfindung,

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht unter Darstellung eines Trockennrozeß-Systems, welches zur Ausführung der Erfindung modifiziert ist,

Fig. 3 eine Modifikation des Systems nach Figur 2,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform des System der Figur 3,

Fig. 5 eine andere Ausführungsform des Svstems nach Figur 2,

Fig. 6 eine andere Ausführungsform des Systems nach Figur 5

und
Fig. 7 eine andere Ausführungsform des Systems nach Figur 2.

Im folgenden vrerden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Das in Figur 1 gezeigte System weist einen Abfallbehandlungstrog 10 auf, welchem feste Abfallmateria-

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lien durch eine beliebige geeignete Einrichtung, z. B. einen Förderer 12, zugeführt werden können. Eine Grobstoff -Austragsvorrichtung 13 steht mit dem Trog 10 zum Entfernen relativ unzerbrechlicher Materialien in Verbindung, und ein wässriges Medium, wie z. B. Wasser, kann in den Trog mittels Leitung 14 durch die Grobstoff-Austragsvorrichtung 13 zugeführt werden.

Die ganze obige Einrichtung kann ähnlich der vollständiger in der US-Patentschrift 3 549 092 (Baxter) beschriebenen Art sein, wobei der Pulper vorzugsweise Eigenschaften hat, wie sie in der US-Patentschrift 3 595 488 (Blakley) beschrieben sind. Nach diesen ausführlichen Beschreibungen ist ein Rotor 15 in dem Trog 10 vorgesehen, der ein kreisendes Fließmuster gewährleistet und das feste Abfallmaterial in dem Trog heftigen hydraulischen und mechanischen Scherkräften aussetzt, wodurch relativ zerbrechliche Teile der Feststoffe auf etwa Extraktionsgröße durch eine Extraktionsplatte 16 im Trogboden reduziert werden, die relativ große Löcher hat, z. B. mit einem Durchmesser von 1,27 bis 5,08 cm (1/2 bis 2 Zoll), wobei 2,54 cm (1 Zoll) typisch ist.

Ein Schlamm, der aus einem Teil des wässrigen Mediums und relativ zerbrechlichen Festabfallmaterialien besteht, die auf ein Maß zerkleinert sind, welches klein genug ist, damit sie durch die Extraktionsplatte 16 hindurchgehen, wird mit-

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tels Leitung 17 entfernt und durch Pumpe 18 Überleitung 19 zu einem Zentrifugalreiniger oder Flüssigkeitszyklon 20 relativ großer Maße und Kapazität T^umpt.Dieser Schlamm wird dann tangential in den Reiniger 20 hineingeführt, und die meisten griesigen bzw. körnigen anorganischen Stoffe werden in herkömmlicher Weise durch die Spitze des Reinigers/ wie durch den Pfeil 22 angezeiqt ist, entfernt.

Die Gutstoff-Fraktion des Schlamms, bestehend etwa aus 99 % das Gesamtvolumens und etwa 75-80 °s der gesamten in den Reiniger 20 zugeführten Feststoffe, geht aus dem Auslaß für Gutstoffe oben am Reiniger mittels Leitung 24 heraus. Wenn ein gewisser Teil der Fasern aufbereitet werden soll, wird die Leitung 24 mit der geeigneten Siebvorrichtung 25 verbunden, wobei bevorzugte Ergebnisse beim Betrieb der oben erwähnten Anlage mit einem Drucksieb erreicht wurden, welches im allgemeinen die Konstruktion hat, die in der US-Patentschrift 2 173 (Martindale) gezeigt ist, und wobei die Siebperforationen ein solches Maß haben, daß sie nur im wesentlichen vollständig zerfasertes Papier und Teilchen ähnlicher Größe annehmen, d. h. Perforationen in der Größe von etwa 0,127 bis 0,203 cm (0,05 bis 0,08 Zoll) im Durchmesser. Der Gutstoffstrom aus dem Sieb 25 wird gemäß Darstellung durch eine Leitung 26 zur nächsten Station in der Faser-Aufbereitungsanlage geleitet, wie z. B. in der US-Patentschrift 3 736 223 (Marsh) beschrieben ist.

Zum Zwecke der Erfindung liegt das Hauptinteresse bei dem Ausschußstrom vom Sieb 25 oder dem. ganzen Gutstoffstrom vom Reini-

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ger 20, wenn keine Faser von diesem wieder aufbereitet werden soll. In jedem Fall wird der Fluß oder Strom durch eine Leitung 28 oder 29 zu einer geeigneten Entwässerungsvorrichtung 30 geführt, die in der Lage ist, dem der Vorrichtung zugeführten Schlamm in eine Partikelmischung mit einem Feststoffgehalt von mindestens 20 % zu zerkleinern, wobei die Mischung 11 % Kunststoff oder mehr aufweist, je nachdem, ob das Sieb 25 in der Anlage ist und einen Teil der Faser entfernt hat. Gemäß Darstellung ist die Entwässerungsvorrichtung 30 eine geneigte Schraubenpresse mit einem Flüssigkeitsauslaß 31 und einer Feststoffauslaßschütte 32, aber dies ist nur eine zweckmäßige Ausführungsform einer Entwässerungsvorrichtung. Auch andre Arten können verwendet werden, sei es allein oder in aufeinanderfolgenden Stufen.

Die von der Entwässerungsvorrichtung 30 ausgetragene Partikelmasse sollte vorzugsweise einen Feststoffgehalt von mindestens 20 % und im allgemeinen von nicht mehr als 50 % haben, es sei denn daß ein Teil der Faser wahlweise beim Sieb 25 entfernt ist, wobei dann diese Zahl bis 80 % gehen kann, aber noch mit mindestens 20 % zurückgehaltener Feuchtigkeit. Diese Masse hat angemessene krümelige Eigenschaften zum Zwecke der Erfindung, da ihr Hauptbestandteil Papierstücke verschiedener Größen einschließlich getrennter Fasern ist, die trocken genug sind, um eine kleine

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Neigung zu besitzen, in Klumpen oder Brocken zusammenzuheften, die aber noch genug absorbiertes Wasser halten, um ein Gesamteilchengewicht zu haben, welches wesentlich höher ist als wenn sie staubstrocken wären. Im Gegensatz, die Kunststoffbestandteile der Masse sind vorwiegend Film-, Folien- oder Bogenstücke, von denen viele in Größe und Gestalt mit Briefmarken zu vergleichen sind und weder Wasser zu einem beträchtlichen Haß absorbieren noch adsorbieren und somit bemerkenswert leichter als Stücke feuchten Papiers vergleichbarer Größe sind.

Die Praxis der Erfindung wird begünstigt durch Stauben oder sonst Rühren des durch die Entwässerungsvorrichtung 30 ausgetragenen Materials,und zwar in ausreichender Weise, um immer dann, wenn Klumpen auftreten, ein Verteilen zu bewirken. Dieses Ergebnis kann z. T. dadurch gewährleistet werden, daß der Austrag aus der Entwässerungsvorrichtung 30 die Schütte oder Rutsche 32 hinabzuschleudern veranlaßt wird, und dies wird ferner unterstützt durch die Verwendung ein?s Schraubenförderers 33 zum Fördern des Materials zur nächsten Station 35, bei welcher die Kunststoff stücke von dem Rest dar Masse getrennt werden.

Figur 1 zeigt bei 35 einen herkömmlichen pneumatischen Separator bzw. Trennvorrichtung mit einer Säule 40 mit

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einem EinlaB 41 in mittlerer Stellung, einem Druck» lufteinlaß an seinem unteren Ende, durch den Pfeil 42 dargestellt, einem Auslaß 44 für schwere Feststoffe nahe dem Bodenende und am oberen Ende einen Auslaß 45 für leichter/Material. Sobald beim Betrieb das zum Einlaß 41 auggetragene oder abgegebene Material in der Säule 40 nach unten schleudert, bläst der Aufwärtsluftstrom die Kunststoffstücke von den anderen Bestandteilen frei und trägt sie zum Auslaß 45 für leichtes Material. Das feuchte. Papier und die anderen Feststoffe v/erden vom Auslaß 44 zur weiteren Verarbei tung, z. B. überführung in Brannstoff oder Ablage durch Veraschung, abgegeben.

Figur 2 veranschaulicht die Anwendung der Erfindung auf eine Trockenprozeß-Festabfall-Absetz- oder Beseitigungsanlage in Gegenüberstellung zu dem in Verbindung mit Figur 1 beschriebenen Naßprozeß. Die Anfangsstation in Figur 2 ist ein Trockenzerfaserer 50 herkömmlicher Konstruktion, welchem das Abfallmaterial kontinuierlich von einem Förderer 51 zugeführt wird. Der Ausgang vom Trockenzerfaserer 50 wird zu einem Luftsortierer 52 geführt, der auch herkömmlicher Konstruktion sein kann, z. B. eine Batterie von Einheiten 35 in Figur 1. Der Austrag das Luftsortierers 52 weist schwere Materialien, so insbesondere Metalle, Glas und andere anorganische Materialien auf, die bei

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53 zur weiteren Verarbeitung ausgetragen werden, und die leichten Materialien auf, die bei 55 ausgetragen werden und etwa 60 % Papier, 20 % Kunststoffbögen- oder Filme und Restlappen, Gemüsereste und dergleichen aufweisen.

Der Austrag 55 der leichten Stoffe in Figur 2 wird zu einem Pulper 60 gegeben, der für bevorzugte Ergebnisse die Konstruktion hat, wie sie in der US-Patentschrift 3 339 851 (Feiton) beschrieben ist, und mit einem Rotor 61 und einer Extraktionsplatte 62 mit relativ kleinen Perforationen versehen ist, z. B, 0,313 bis 1,27 cm (1/8 bis 1 Zoll). Der aus dem Pulper 60 bei 63 extrahierte Stoff weist deshalb nur feste Teilchen auf, die in der Lage sind, durch diese kleinen Löcher hindurchzugehen, und die große Masse derselben sind Papierfasern. Beim Betrieb das Pulpers wird das in dem Trog zurückgehaltene Material von Zeit zu Zeit durch einen getrennten Auslaß 65 abgegeben, der mit einem Absperrventil 66 versehen ist. Dieses Material weist die größte Menge der Kunststoffbögen- und Filme auf, die ursprünglich dem Pulper zugeführt wurden, und zwar in etwas größeren Stücken als bei der Anlage nach Figur 1, zusammen mit anderem organischen Material, unvollständig zerfasertem Papier und anderem fasrigen Material, und wenn der Kunststoff in unerwünscht großen Stücken

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vorliegt, kann das zurückgehaltene Material einem weiteren Pulpeneffekt unterworfen werden, bevor es aus dem Trog ausgetragen wird, oder es wird einer weiteren Zerkleinerungs- oder Mahltätigkeit vor dem Entwässern ausgesetzt.

Bei der Anwendung der Erfindung auf das in Figur 2 gezeigte System entspricht gerade das durch den Auslaß 65 abgegebene kunststoffreiche Material dem Material in Leitung 29 in Figur 1, und es wird dann zur Trennung des Kunststoff-Films von seinen anderen Bestandteilen verarbeitet. Demgemäß ist gezeigt, daß der Auslaß 65 mit der Entwässerungsvorrichtung 30 in Verbindung steht, in derselben Art wie in Figur 1, und dann mit einer Luftsortierstation 35, welche dem pneumatischen Separator 35 in Figur 1 entspricht.

Bei einer alternativen Benutzung eines Teils des Systems der Figur 2 kann das dem Pulper 60 zugeführte Material mit Kunststoff beschichtetes Papier sein zur Behandlung gemäß der US-Patentschrift 3 339 851 (Fulton), wobei das zerfaserte Papier bei 63 extrahiert wird und der zurückgehaltene an Kunststoff angereicherte Rest bei 65 zur Behandlung in den Stationen 30 und 35 ausgetragen wird. Für eine solche Verwendung kann ein Zentrifugalreiniger ähnlich dem Zyklon 20angeschlossen werden, um anorganische Stoffe aus dem an

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kunststoffreichen Material vor seiner Entwässerung zu entfernen.

Figur 3 veranschaulicht eine andere Anordnung zur Aufnahme und weiteren Verarbeitung der Mischung dar leichten Materialien in der Austragsleitung 55 der Anlage in Figur 2. Der Pulper 70 entspricht im allgemeinen in der Konstruktion und Betriebsart dem Pulper 6O_f weshalb er einen Rotor 71, eine Extraktionsplatte 72 mit relativ kleinen Löchern aufweist, die nur relativ vollständig zerfasertes Papier und Teilchen vergleichbarer Größe annimmt, und eine Auslaßleitung 73 aufweist. Außerdem ist der Pulper 70 mit einer zweiten Auslaßleitung 75 versehen, die an ihrem Einlaßende mit einer Extraktionsplatte 76 mit relativ großen Löchern versehen ist, z. B. 5,08 cm (2 Zoll)Durchmesser, die entsprechend große Stacke von Kunststoff-Film und anderem Verunreinigungsmaterial annahmen.

Der Fluß durch die Leitung 75 ist deshalb kontinuierlich und wird in der Darstellung von einer Pumpe 77 zu einer Zarfaserungseinheit 30 geführt, die auch sins Siebeinrichtung hat, z. B. eine Vorrichtung, wie sie. in der US Patentschrift 3 698 649 (Herbert) beschrieben ist. Der Betrieb der Einheit 80 besteht darin, eine erhebliche Menge wiederaufbereitbaren Panieres zu zerfasern und anzunehmen, aber

den Kunststoff und andere nicht zerfaserbare Materialien zurückzuweisen. Die Gutstoffleitung 81 vom Entstipper 80 führt zurück zum Pulper 70, während der Kunststoff und anderes Ausschußmaterial von der Auslaßleitung 82zur Behandlung gemäß der Erfindung in einer Entwässerungsvorrichtung 30 und einem pneumatischen Separator 35 mit einer Funktion entsprechend den Stationen 30 und 35 in Figur 1 geführt wird. Ein Zentrifugalreiniger 85 kann zwischen der Pumpe 77 und Zerfaserungseinheit 80 angeschlossen sein, wenn der Fluß von der Auslaßleitung 75 erhebliche Mengen anorganischer Stoffe enthält.

Figur 4 zeigt eine weitere andere Anordnung in Verbindung mit dem Pulper 70 zur Erzeugung eines an Kunststoff reichen Konzentrats von Ausschußmaterialien. Die Auslaßleitung 75 ist durch die Pumpe 77 mit einem Zentrifugalseparator 90 verbunden, wobei die körnigen oder griesigen Bestandteile zum Austrag durch den Auslaß 91 für schweren Ausschuß getrennt werden, Der Gutstoffstrom 92 vom Reiniger 90 führt zu einer zweiten Zerfaserungseinheit 93 und dann einem Sieb 95, wie z. B. einem Vibrationssieb von Jonsson, das gewöhnlich bei der Stoffaufbettung verwendet wird. Die Gutstoffleitung 96 vom Sieb 95 führt zurück zum Pulper 70,während die Ausschußleitung 97 den an Kunststoff angereicherten Schlamm vom Sieb zur Entwässerungsvorrichtung

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30 und zum pneumatischen Separator 35 fördert.

Figur 5 zeigt eine weitere andere Ausführungsform für die Anordnung zur Aufnahme der Mischung leichter Materialien in der Austragsleitung 55 der Anlage in Figur 2 und zur Trennung der Mischung in eine an Kunststoff reiche Fraktion und eine vorwiegend faserige Fraktion. Der Pulper 100 weist eine Extraktionsplatte 102 unter dem Rotor 101 mit relativ großen Löchern auf, z. B. mit einem Durchmesser von 1,27 bis 5,08 cm (1/2 bis 2 Zoll), die entsprechend große Kunststoff- und Papierstücke entsprechend annimmt. Die Auslaßleitung 103 führt zu einem Kasten oder einer Bütte 105 ausreichend großer Kapazität, um eine passende Gelegenheit für die Masse des Kunststoff-Films vorzusehen, nach oben zu schweben, während das relativ schwerere Papier dazu neigt, am Boden zu bleiben.

Der Kasten 105 ist mit einem Auslaß 109 in der iiähe seines Bodens versehen, durch welchen eine Pumpe 110 die paperreiche Strömung zum Austrag an weitere Zerfaserungsund Siebstationen herauszieht. Der im Tank 105 nach oben hin schwebende Kunststoff wird durch eine Leitung 111 getrennt zu Entwässerungs- und Lufttrennstationen 30 und entfernt, welche den Stationen 30 und 35 in Figur 1 entsprechen. Dia Verbindung zwischen der Leitung 111 und dem

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Kasten 105 kann nach Art des Überlaufs sein_r oder sie kann Abstreicher der gewöhnlich in Flotationstropfbehältern verwendeten Art zum Entfernen von flotierendenvoder schwebenden Material aufweisen.

Figur 6 zeigte eine andere bevorzugte Anordnung in Kombination mit der Pumpenauslaßleitung 103 zum Trennen der Kunststoff- und Papierfraktionen in der Auslaßleitung 103 mit einer Pumpe 120, welche diesen Fluß zu einer Zentrif^gal-Flotationseinheit 121 abführt. Diese Einheit besteht aus einem konischen oder zylindrischkonischen Kessel ähnlich einem Hydrozyklon, der aber mit einem wesentlich größeren Spitzen- oder Scheitelauslaß 123 versehen ist, als er gewöhnlich zu Zentrifugalreinigungszwecken verwendet wird, z. B. ein Scheiteloder Spitzenauslaß, der im Fließbereich dem Basisauslaß 125 gleich ist. Beim Betrieb dieser Einheit haben die Austragsströme durch die zwei Auslässe etwa gleiche Volumina, und der Hauptteil der Papierfraktion wird in dem schweren Strom durch den Auslaß 123 konzentriert, während der Hauptteil des Kunststoffs sich im leichten Strom durch den Auslaß 125 befindet, von welchem er durch Leitung 126 zu einer Entwässerungsstation 30 und einer Lufttrennstation 35 mit den schon beschriebenen Eigenschaften abgenommen wird.

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Die in Verbindung mit den Figuren 1-6 beschriebenen verschiedenen Anordnungen veranschaulichen alternative Wege, um an Kunststoff angereicherte Konzentrate von Abfallmaterial mit hinreichend kleinem Teilchengrößenberaich für die Praxis der Erfindung zu erhalten. Man erkennt daraus, daß andere Anordnungen und Uiaordnungen von Vorrichtungen verwendet werden können, um dieselben Aufgaben und Lösungen zu erreichen. Beispielsweise könnten die Anordnungen der Figuren 5 und 6 in der Anlage der Figur 1 dadurch eingesetzt werden, daß man die Gutstoffleitung 24 des Zyklons 20 am Ort der Leitung 103 in einer der Figuren 5 und 6 anschließt, um eine Naßprozeßleitung vorzusehen, statt ainer in Figur 2 gezeigten anfänglichen Trockenprozeßleitung, und sin Zentrifugalreiniger kann in der Anlage immer dann angeschlossen werden, wenn es vorteilhaft ist, anorganische Verunreinigungen zu entfernen. Wenn jedoch die anorganischen Stoffe vor dem Lufttrennungsschritt nicht entfernt werden, ist die Austragskonsistenz aus der Entwässerungsvorrichtung höher als wenn nur organisches Material entwässert wird, z. B. 40 bis 60 % Feststoffe im Vergleich zu 20 bis 50 % im Sy !tem der Figur 1, wenn keine Faser am Sieb 25 entfernt wird, und 50 bis 80 %, wenn alle Gutstoffe vom Zyklon 20 bei 25 gesiebt werden. Ferner können andere Arten von Entwässerungsvorrichtungen und Lufttrennvorrichtungen solange verwendet werden, wie sie die oben beschriebenen Lösungen gemäß der

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Erfindung bringen.

Somit erkennt man, daß die Praxis der Erfindung nicht von der Benutzung einer besonderen Einrichtung oder eines besonderen Gerätes abhängt, und daß es auch nicht wesentlich ist, daß das Anfangsmaterial aufgeschlossen oder gekocht ist und dann in der oben beschriebenen Weise konzentriert ist. Somit zeigt Figur eine weitere alternative Anordnung, bei welcher die trockenen leichten .Materialien in der Ausgangsleitung 55 in Figur 2 mit Flüssigkeit in einem Pulverisiermischer 130, wie z. B. einer Hammermühle, vermischt werden, und zwar auf eine gewünschte gut krümelige Konsistenz von z. B. 20 bis 50 % Flüssigkeit, und v/erden dann von einem Förderer 33 zu einem Luftseparator 35 abgeführt, in welchem die vergleichsweise trockenen Bogenplastikstücke vom Rest der Mischung dadurch getrennt werden, daß man sie vom Rest freibläst. Dieselbe Anlage kann mit nicht getrenntem Festabfall verwendet v/erden, wenn er nicht zu hohe Prozentsätze von Materialisn mit hohem spezifischen Gewicht enthält, wobei in diesem Fall die Leitung 55 der Leitung 51 in Figur 2 entsprechen würde.

Bai allen Variationen der erfindungsgemäßen Verfahrensweise kann das weitere Verfahren der getrennten Kunststoff stücke einer Zahl Durchläufe folgen, je nach dem

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hauptsächlichen Wunsch des Arbeiters oder Technikers, wobei die Kunststoffteilchen in dem wiederaufbereiteten Material vorherrschen, und je nach dem kommerziellen Bedürfnis in dem für die Aufbereitungsanlage günstigen Bereich, wie jetzt weiter erläutert wird. Wenn der Kunststoff umzuwälzen ist, kann ferner eine anfänglich e Reinigung erforderlich sein, insbesondere wenn irgendwelche Ansammlung von Staub oder Schmutz oder organischen Teilchen auf diesem.vorhanden ist. Man kann dies nach dem Trocknen der an Kunststoff angereicherten Mischung leicht durch ein herkömmliches Rüttel- oder Schwingsieb durchführen, wie es herkömmlich für die Hauptreinigung von bei der Aufbereitung von Papierstoff zu benutzenden Lumpen benutzt worden ist.

Erwünschtenfalls kann der Kunststoff in wirksamer Weise dadurch gereinigt werden, daß er in einem zweckmässig ausgewählten Lösungsmittel, z. B. Trichlorethylen im Falle des Polyäthylen, gelöst wird, wobei die sich ergebende Lösung vor der Wiederaufbereitung ihres Kunststoffs gefiltert wird. Der wiederaufbereitete Kunststoff kann für einige Zwecke in gemischter Form benutzt werden, z. B. durch Umschmelzen oder Wiedereinechmelzen, Pelletisieren und Benutzung als Brennstoff oder als Düngemittel für Haushaltspflanzen, d. h. als Ersatz für Wurmstein (glimmerartiga Hydrosilikate). Die Eigen-

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schäften des wiederaufbereiteten Kunststoffes zur Verwandung als Brennstoff kann auch begünstigt werden durch Pyrolyse, wie in der US-Patentschrift 3 714 038 (Marsh) beschrieben ist, und seine Eigenschaften werden zu diesem Zweck nicht nachteilig beeinflußt, wenn er einige andere organische Verunreinigungen enthält.

Das verbleibende Material, nachdem der Kunststoff abgeblasen worden ist, kann auch auf verschiedene Weisen abgeführt werden. Wenn Faser zur Wiederverwendung aus dem Material wieder aufbereitet werden soll gemäß US-Patentschrift 3 736 223 (Marsh), sind die nachfolgenden Sieb- und Reinigungstätigkeiten leichter aufgrund der vorherigen Entfernung des Kunststoff-Films. Wenn in ähnlicher Weise dieser Rest wieder zu solchen Zwekken umzuwandeln ist, wie z. B. als Strohbedeckung oder Viehfutter, ermöglicht das vorherige Entfernen des Kunststoffs seine Umwandlung für jeden dieser Zwecke. Wenn ein weiteres Verarbeiten des Rests eine Verdünnung desselben erfordert, kann das bei der Entwässerungsstation 30 wiederaufbereitete Wasser zu diesen Zweck rezykliert bzw. umgewälzt werden.

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Claims

Patentansprüche

1./Verfahren zum Wiederaufbereiten von Kunststoffschichtmaterial aus einem Gemisch von Kunststoff mit anderen festen Abfallmaterialien, einschließlich einem Wasser absorbierenden Fasermaterial, wie z. B. Abfallpapier, gekennzeichnet durch das Zerkleinern des Gemisches zu einer Partikelmasse mit nur hinreichend Flüssigkeit, um der Masse gute krümelige Eigenschaften aufzugeben, und Unterwerfen des Gemisches einer Lufttrennbehandlung zum Freiblasen der Schichtplastikstücke vom Gemischrest.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelmasse dadurch aufbereitet wird, daß man die gemischten Feststoffabfallmaterialien und ein wässriges Medium in einem Behandlungskessel ablagert, die relativ zerbrechlichen organischen und anorganischen Feststoffe in der sich ergebenden Suspension zu einem wässrigen Schlamm von Partikeln mit relativ kleiner Größe dadurch zerkleinert, daß man Pulpenkräfte auf die Suspension aufbringt, und daß der Schlamm dadurch konzentriert wird, daß man einen hinreichenden Flüssigkeitsanteil entfernt, um dem verbleibenden konzentrierten Gemisch

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gute krümelige Eigenschaften mitzuteilen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen der Flüssigkeit so gesteuert wird, daß die faserigen Bestandteile der konzentrierten Mischung im wesentlichen Mengen absorbierter Flüssigkeit im Bereich von etwa 20 % bis 80 % behalten.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm durch Perforationen bestimmter kleiner Größe gesiebt wird, um entsprechend kleine Teile von ihm zu entfernen, und das beim Sieben zurückgehaltene Material dem Konzentrieren und Abtrennen unterworfen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurchgekennzeichnet, daß der Schlamm aus dem Behandlungskessel vor dem Konzentrieren durch Perforationen bestimmter Größe extrudiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Perforationen im Bereich von etwa 1,27 bis 5,03 em (1/2 bis 2 Zoll) liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

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Bestandteile mit hohem spezifischem Gewicht aus dem Schlamm vor dem Konzentrieren desselben entfernt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß diejenigen Teilchen, welche durch die Perforationen mit einer Durchmsssergrößenordnung von 0,127 bis 1,27 cm (0,05 bis 0,50 Zoll) hindurchgehen können, vom Schlamm getrennt werden, bevor der Rest des Schlammes dem Konzentrieren unterworfen wird.

9. Ver-~fahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffmaterialien zerschnitzelt werden, von dem sich ergebenden zerschnitzelten Material die Bestandteile mit hohem spezifischen Gewicht getrennt werden und dann die verbleibenden Materialien mit niedrigem spezifischen Gewicht und ein wässriges Medium in einem Bahandlungskessel abgesetzt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Teilchen, die nicht in der Lage sind, durch Perforationen von nicht mehr als 5,08 cm (2 Zoll) im Durchmesser hindurchzugehen, vom Schlamm getrennt werden und die getrennten Teilchen einer weiteren Zerfaserung ausgesetzt werden und dann den Konzentrations- und Lufttrennungsstufen ausgesetzt werden.

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11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Teilchen aus dem Kessel extrahiert werden, die durch Perforationen hindurchgehen können, die im Durchmesser nicht größer als 1,27 cm (1/2 Zoll) sind, das im Kessel verbleibende Feststoffmaterial separat vom Kessel entfernt wird und dann das separat entfernte Material dem Konzentrieren unterworfen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchenmasse dadurch aufbereitet wird, daß man Festabfallmaterialien zerschnitzelt, von dem sich ergebenden zerschnitzelten Material Bestandteile mit hohem spezifischen Gewicht trennt und dann die verbleibenden Materialien niedrigen spezifischen Gewichtes mit der Flüssigkeit vermischt.

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