DE4130645A1 - Verfahren und vorrichtung zur sortierung von altkunststoffgemischen - Google Patents

Description

Die Erfindung ist auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur naßmechanischen Trennung von Altkunststoffgemischen, die aus Hausmüll, Gewerbemüll, Elektronikschrott, PKW-Schrott in Form von Folien oder Granulaten gewonnen wer­ den und beispielsweise Kunststoffe aus Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol enthalten, insbe­ sondere zur Abtrennung von Polyvinylchlorid, durch eine mindestens einstufige Schwimm-Sink-Scheidung nach einer vorhergehenden Zerkleinerung gerichtet.

Die naßmechanische Trennung von Altkunststoffgemischen mit Hilfe der Schwimm-Sink-Scheidung ist bekannt. Wie in der deutschen Patentschrift 29 00 666 ausgeführt wird, ist in statischen Schwimm-Sink-Scheidern eine Trennung von Kunststoffen in einzelne Produkte zu erreichen.

Die Trennergebnisse und die erzielbare Durchsatzleistung sind nicht optimal, da durch aufwendige Konstruktionsmaß­ nahmen vermieden werden muß, daß durch die einströmende Suspension eine Turbulenz im Trennbereich erzeugt wird. Anhaftende Luftblasen an den Kunststoffteilchen ver­ schlechtern zusätzlich das Trennergebnis insbesondere dann, wenn die zu trennenden Kunststoffe in Form von Folien vorliegen. Wegen dieser bekannten Nachteile wurde die Schwimm-Sink-Scheidung in der Praxis nur selten ein­ gesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vor­ richtung zu schaffen, die es gestattet, sortenreine Pro­ dukte aus Altkunststoffgemischen unter Vermeidung der ge­ schilderten Nachteile abzutrennen.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung verfah­ rensmäßig mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch den hohen Energieeintrag mittels des schnell umlau­ fenden Rührers wird erreicht, daß die einzelnen Kunst­ stoffteilchen freigelegt werden. Zusätzlich werden mit Hilfe der erzeugten Turbulenzen die Oberflächen der Teil­ chen von anhaftenden Luftblasen befreit, so daß eine Trennung ausschließlich aufgrund der Dichte ohne Verfäl­ schungen durch Flotationseffekte erfolgen kann. Bei be­ sonders hydrophoben Kunststoffoberflächen kann es notwen­ dig sein, die Wirkung des Rührers durch Zugabe von Netz­ mitteln zu unterstützen.

Nach Abschalten des Rührers erfolgt die Trennung durch Aufschwimmen des Leichtgutes und Absinken des Schwergutes dann, wenn die in der Suspension durch den Rührer hervor­ gerufenen Turbulenzen abgeklungen sind.

Die auf diese Weise durchgeführte Trennung erwies sich bisher gegenüber kontinuierlichen Trennprozessen hin­ sichtlich der Trennschärfe effektiver, da auch bei auf­ wendiger Konstruktion der Trennbehälter zumindest lami­ nare Strömungsverhältnisse die Trennung bei kontinuier­ lichen Verfahren erschweren.

Nach vollständiger Trennung des Leicht- und Schwergutes wird durch mittiges, laminares Einleiten von Flüssigkeit aus mindestens einer Öffnung in der Seitenwand des Rühr­ behälters das Leichtgut durch Verdrängung über den oberen Rand des Rührbehälters in eine Überlaufaustragsrinne ge­ drückt und auf diese Weise ausgetragen. Der Austrag des Schwergutes erfolgt über ein Auslaßventil am Boden des Rührbehälters.

Das ausgetragene Leicht- und Schwergut wird von der an­ haftenden Flüssigkeit durch eine entsprechende Vorrich­ tung, beispielsweise ein Sieb oder eine Zentrifuge, be­ freit. Die abgetrennte Flüssigkeit wird vorteilhaft im Kreislauf zum Rührbehälter zurückgeführt, so daß nur Flüssigkeitsverluste durch verbleibende Haftflüssigkeit durch frisch zugesetzte Flüssigkeit ersetzt werden muß.

Das gewonnene Schwergut wird bei Bedarf einer weiteren Schwimm-Sink-Scheidung zugeführt, wobei in gleicher Weise - wie vorstehend beschrieben - verfahren wird.

Lediglich die Dichte der eingesetzten Flüssigkeit wird jeweils um einen bestimmten Betrag entsprechend der Dichte der abzutrennenden Kunststoffsorte erhöht.

An einem Beispiel einer dreistufigen Trennung eines Alt­ kunststoffgemisches wird im folgenden die Erfindung be­ schrieben und in Zeichnungsfiguren dargestellt.

Die Zeichnung zeigt schematisch ein Fließbild einer drei­ stufigen Schwimm-Sink-Scheidung.

Wie in der Zeichnung dargestellt, wird das zu trennende Altkunststoffgemisch (10) über eine Zerkleinerungsstufe (11) und einer daran anschließenden Waschung (12) zur Ab­ trennung von unerwünschten Begleitstoffen, wie beispiels­ weise Lebensmittelreste einem ersten Rührbehälter (13) zugeführt. Hier wird bei einer Dichte der Flüssigkeit von 1,0 g/cm³, in diesem Fall ist die Flüssigkeit, z. B. Was­ ser, nach intensivem Rühren in Leicht- und Schwerstoff getrennt. Beide Produkte werden auf je einem Entwässe­ rungssieb (14, 14a) von der mitausgetragenen Flüssigkeit (Wasser) getrennt. Die Flüssigkeit wird dann über einen in der Zeichnung nicht dargestellten Pufferbehälter über eine gemeinsame Leitung (17) mit einem Ventil (28) und seitlichen Öffnungen (26) in den Rührbehälter (13) zu­ rückgeführt.

Das im Rührbehälter gewonnene Leichtgut (20) mit einer Dichte von kleiner 1,0 g/cm³ ist polyvinylchloridfrei und besteht aus den Sorten Polyäthylen und Polypropylen. Das erhaltene Schwergut (21) wird nach dem Abtrennen der Flüssigkeit einem weiteren Rührbehälter (18) zugeführt, in dem eine Flüssigkeit mit einer Dichte von 1,1 g/cm³ (es handelt sich z. B. um eine Kochsalzlösung) die Tren­ nung in der beschriebenen Weise herbeiführt. In dieser Stufe wird die mitausgetragene Flüssigkeit über Siebe (15, 15a) abgetrennt und über eine gemeinsame Leitung (19) zum Rührbehälter (18) zurückgeführt.

Das abgetrennte Leichtgut (22), mit einer Dichte zwischen 1,0 und 1,1 g/cm³, ist gleichfalls polyvinylchloridfrei und besteht aus Polystyrol. Das gewonnene Schwergut (23) wird nach der Abtrennung der Salzlösung dem dritten Rühr­ behälter (24) zugeführt, in dem eine Flüssigkeit mit einer Dichte von 1,5 g/cm³ (es handelt sich z. B. um eine Zinkchloridlösung) die Trennung herbeiführt. Die Abtren­ nung der mitausgetragenen Flüssigkeit erfolgt bei dieser letzten Schwimmstufe mittels Siebe (16, 16a) und die Rückführung der Zinkchloridlösung zum Rührbehälter (24) über die gemeinsame Leitung (25).

Das ausgetragene Leichtgut (30), mit einer Dichte zwi­ schen 1,1 und 1,5 g/cm³, besteht aus dem in der Aufgabe enthaltenen Polyvinylchlorid sowie weiteren mit Rest­ kunststoffe bezeichneten Kunststoffen. Das ausgetragene Schwergut (29) ist kunststofffrei und besteht in der Hauptsache aus Fremdstoffen wie beispielsweise Metalle, sandiger Schmutz etc.

Mit einer nach diesem Beispiel durchgeführten Sortierung wurden folgende Ergebnisse erzielt:

Erste Stufe:

Wertprodukte Polyäthylen und Polypropylen mit einem Gehalt an Polyvinylchlorid von 0,47%.

Zweite Stufe:

Wertprodukt Polystyrol mit einem Gehalt an Polyvinylchlorid von 0,56%.

Dritte Stufe:

Werkprodukt Polyvinylchlorid und Rest­ kunststoffe. Der Gehalt an Metallen und Schmutz, als Schwergut ausgetragen, betrug 2,89%.

Durch Änderung der Dichten der eingesetzten Flüssigkeiten und Variation der Schwimmstufenanzahl, ist es möglich, so viele sortenreine Produkte zu gewinnen, wie aufgrund der Dichteunterschiede der zu trennenden Kunststoffe mög­ lich sind. Gegebenenfalls sind weitere Sortierprozesse anzuschließen, z. B. Flotation, um über die Dichtesortie­ rung hinausgehende Trennungen herbeizuführen.

Claims (3)

1. Verfahren zur naßmechanischen Trennung von Altkunst­ stoffgemischen, die aus Hausmüll, Gewerbemüll, Elek­ tronikschrott, PKW-Schrott in Form von Folien oder Granulaten gewonnen werden und beispielsweise Kunst­ stoffe aus Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polypro­ pylen, Polystyrol enthalten, insbesondere zur Ab­ trennung von Polyvinylchlorid, durch eine mindestens einstufige Schwimm-Sink-Scheidung nach einer vorher­ gehenden Zerkleinerung, gekennzeichnet durch fol­ gende Verfahrensschritte für mindestens eine Schwimmstufe:

• - Aufrühren des vorzerkleinerten Altkunststoffgemi­ sches unter Zugabe von Flüssigkeit in einem Rühr­ behälter (13, 18, 24) mit so hohem Energieein­ trag, daß die durch den Zerkleinerungsprozeß mit­ einander verfilzten Kunststoffteilchen frei nebeneinander vorliegend erhalten werden.
• - Ruhigstellung der Kunststoffsuspension durch Ab­ schalten des Rührers, bis die durch den Rührer hervorgerufenen Turbulenzen innerhalb der Suspen­ sion vollständig abgebaut sind und die Leicht­ stoffe zum oberen Flüssigkeitsspiegel aufge­ schwommen und die Schwerstoffe zum Boden des Rührbehälters (13, 18, 24) abgesunken sind.
• - Austragen des aufgeschwommenen Leichtgutes über die Oberkante des Rührbehälters hinweg in eine Überlaufaustragsrinne (31) durch Verdrängung in­ folge laminaren Einleitens von Flüssigkeit über ein Ventil (28) in den Rührbehälter (13, 18, 24) aus mindestens einer Öffnung (26), die im Bereich zwischen der Oberkante und dem Boden des Rührbe­ hälters (13, 18, 24) in der Seitenwand des Rühr­ behälters angeordnet ist. Das zum Boden des Rühr­ behälters (13, 18, 24) abgesunkene Schwergut wird über ein Ventil (27) abgelassen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Austrag aus dem Rührbehälter die vom Leichtgut und vom Schwergut abgetrennte Flüssigkeit im Kreislauf zum Rührbehälter zurückgeführt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem einen Rührer enthaltenen Rührbehälter (13, 18, 24) und mit einem Auslaßventil (27) für die Schwerstoffe am Boden des Rührbehälters und einer Überlaufaustrags­ rinne (31) für die Leichtstoffe am oberen Rand des Rührbehälters, dadurch gekennzeichnet, daß im Be­ reich zwischen der Oberkante des Rührbehälters (13, 18, 24) und dem Boden des Rührgefäßes in der Sei­ tenwand mindestens eine Öffnung (26) und einem Ven­ til (28) zur laminaren Einleitung von Flüssigkeit angeordnet sind.