DE4217840A1 - Verfahren zur rueckgewinnung von metall, kunststoff usw. aus schichtpackstoffabfaellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von einzelnen Materialbestandteilen wie Metall, Kunststoff und gegebenenfalls Papier oder Pappe aus Abfällen von Schichtpack­ stoff, der Schichten von Metall, Kunststoff und eventuell Papier oder Pappe aufweist.

In der Verpackungsindustrie werden jährlich ungeheure und immer größere Mengen von Verbraucherpackungen vom Einmaltyp (sogenannte Wegwerfkartons) hergestellt. Das Material in die­ sen Packungen ist je nach der Art des zu verpackenden Guts verschieden, besteht aber am häufigsten aus einer Mehrzahl von Schichten, die aufeinander laminiert sind und die der Packung die gewünschten überlegenen Füllgutschutzeigen­ schaften verleihen sollen. Für flüssige Nahrungsmittel wird normalerweise ein Packstoff verwendet, der aus Kunststoff­ schichten und Papier- oder Pappeschichten zusammengesetzt ist, wobei dieses Material insbesondere im Fall von oxida­ tions- und bakterienempfindlichen Nahrungsmitteln fakultativ mit wenigstens einer Zusatzschicht aus Metall (z. B. Alumini­ umfolie oder einem anderen Material) mit den erwünschten Sperrschichteigenschaften ergänzt ist. So besteht ein be­ kannter Packstoff beispielsweise für Milch aus einer inneren versteifenden Grundschicht von Papier oder Pappe und äußeren flüssigkeitsdichten Kunststoffschichten, während entsprechen­ der Packstoff für Fruchtsäfte und andere besonders oxida­ tions- und/oder bakterienempfindliche Nahrungsmittel zusätz­ lich mit einer Aluminiumfolie versehen sein kann, die zwi­ schen den vorgenannten Schichten angeordnet ist.

Gleichzeitig mit dem zunehmenden Fertigungsausstoß von Weg­ werfpackungen steigt auch die Menge an erzeugtem Abfall, wo­ bei dieser Schichtpackstoffabfall sowohl Hausmüll (gebrauchte ganze Kartons) als auch Industriemüll (Ausschuß von falsch hergestellten Packungen und sonstige Fertigungsabfälle) um­ faßt. Der Ausdruck "Schichtpackstoffabfälle" soll daher alle Abfälle umfassen, die aus Schichtpackstoff bestehen, und zwar ungeachtet der Stufe in der Verteilungskette der Packungen, in der dieser Abfall anfällt.

Da der Abfall wertvolle und außerdem praktisch reine Materi­ albestandteile wie Kunststoff, Metall (Aluminiumfolie) und Papier oder Pappe enthält, die jeweils für sich, aber noch mehr gemeinsam einen wesentlichen wirtschaftlichen Wertstoff bilden, ist es schon immer erwünscht gewesen, auf die best­ mögliche Weise und im größtmöglichen Umfang das in dem Abfall vorhandene wirtschaftliche Potential rückzugewinnen. Infolge von strengeren gesetzlichen Bestimmungen hinsichtlich der Abfallbeseitigung hat dieses Problem seit einiger Zeit sogar noch an Bedeutung zugenommen.

Eine Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Verfahrens, mit dem einzelne Materialbestandteile aus Schichtpackstoffabfällen rückgewonnen werden können.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist dabei die Bereitstellung eines Verfahrens, mit dem die betroffenen Materialbestand­ teile rückgewinnbar sind, ohne daß umweltbelastende oder -zerstörende gefährliche Chemikalien wie Lösungsmittel, star­ ke Säuren und Salze usw. eingesetzt werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise dadurch gelöst, daß ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet ist, daß die Abfälle mit einer orga­ nischen Säure oder einem Gemisch von organischen Säuren be­ handelt werden, um die vorgenannten Schichten von Metall und Kunststoff voneinander und von der eventuell vorhandenen Pa­ pier- oder Pappeschicht zu trennen.

Beispiele von bei dem Verfahren nach der Erfindung einsetz­ baren Säuren sind Ameisen-, Essig-, Propion-, Buttersäure und gleichartige flüchtige organische Säuren, und zwar entweder einzeln oder in fakultativen gegenseitigen Kombinationen miteinander. Zitronen-, Sorbin- und Milchsäure, und zwar jeweils für sich oder in fakultativen gegenseitigen Kombina­ tionen miteinander oder mit den vorgenannten Säuren, sind weitere Beispiele von einsetzbaren Säuren gemäß der Erfin­ dung. Von diesen Säuren sind Ameisensäure und Essigsäure be­ vorzugt, und zwar besonders bevorzugt Essigsäure ohne die Anwesenheit irgendeiner anderen Säure.

Die Trennung der vorgenannten Kunststoffschicht und Metall­ schicht voneinander und von weiteren im Abfall vorhandenen Materialschichten wird verbessert und beschleunigt, wenn der Abfall vor der Behandlung mit der Säure bzw. den Säuren me­ chanisch zerkleinert (zerfasert, zerhackt usw.) wird. Ebenso wird der Trennwirkungsgrad verbessert, wenn die Abfälle wäh­ rend der Säurebehandlung gerührt oder mit anderen geeigneten Einrichtungen in Bewegung gehalten werden und/oder wenn die Behandlung bei erhöhter Temperatur, bevorzugt oberhalb 50°C, durchgeführt wird.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen von konventionellen Packstoffen, wovon einzelne Materialbestandteile unter Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung rückgewonnen werden können; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Verfahrens­ ablaufs.

Der Schichtpackstoff in Fig. 1 ist mit 10 bezeichnet. Der Packstoff 10 hat eine Grundschicht 11 aus Papier oder Pappe und eine Aluminiumfolie 12, die auf eine Seite der Grund­ schicht aufgebracht und mit Hilfe einer dazwischenliegenden Abdichtschicht 13 aus Polyethylen auf die Grundschicht bon­ diert ist. Der Packstoff 10 weist ferner äußere Abdicht/Schutz­ schichten 14 und 15 aus Polyethylen auf.

Fig. 2 zeigt einen weiteren bekannten Packstoff, der mit 20 bezeichnet ist. Der Packstoff 20 ist im wesentlichen in glei­ cher Weise und aus den gleichen Materialschichten wie der Packstoff 10 von Fig. 1 aufgebaut, allerdings ist die eine Seite der Grundschicht 21 mit einer Kaolinschicht 26 (Kaolin­ beschichtung) beschichtet, die zwischen der äußeren Schutz/Ab­ dichtschicht 24 und der Grundschicht 21 aufgebracht ist. Der Packstoff 20 hat eine Aluminiumfolie 22, die mit Hilfe einer Abdichtzwischenschicht 23 aus Polyethylen auf die Grundschicht 21 bondiert ist, sowie eine äußere Schutz/ Abdichtschicht 23, 25 aus Polyethylen, die auf die Alumini­ umfolie 22 kaschiert ist.

Nachstehend wird insbesondere auf Fig. 3 Bezug genommen, die schematisch zeigt, wie einzelne Materialbestandteile aus Ab­ fällen von Schichtstoff gemäß dem vorliegenden Verfahren rückgewonnen werden können.

Der Schichtpackstoff kann von der in den Fig. 1 und 2 ge­ zeigten Art sein und Schichten sowohl aus Kunststoff, Alu­ minium und Papier oder Pappe aufweisen, aber er könnte eben­ sogut ein Papier- oder Pappeschichtmaterial sein, das in einem vorhergehenden Arbeitsgang bereits entfasert wurde und somit nur Schichten von Kunststoff und Aluminium aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel soll jedoch angenommen werden, daß der Schichtpackstoff aus einem Gemisch der Materialien besteht, die in den beiden Fig. 1 und 2 gezeigt sind. Ferner soll angenommen werden, daß die Abfälle sowohl ganze ge­ brauchte Kartons als auch Teile von Kartons umfassen, die aus einem oder beiden dieser Packstoffe hergestellt sind.

In einer ersten Behandlungsstufe (bei 30) wird der Abfall mechanisch zerkleinert, um ihn zu kleinen Stücken zu redu­ zieren (z. B. 5·5 cm). Dieses Zerkleinern kann so erfolgen, daß die Abfälle zerfasert, zerhackt oder anderweitig mecha­ nisch zerlegt werden, wobei hierzu konventionelle Einrichtun­ gen verwendet werden.

In einer anschließenden Behandlungsstufe (bei 31) werden die zerkleinerten Abfälle mit Säure oder einem Säuregemisch be­ handelt, mit dessen Hilfe die Kunststoffschichten 15; 24, 23 und 25 sowie die Aluminiumschichten 12; 22 voneinander und von weiteren in den Abfällen vorhandenen Materialschichten, d. h. der Papier- oder Pappeschicht 11 mit der äußeren Kunst­ stoffschicht 14 und der Papier- oder Pappeschicht 21 mit der Kaolinbeschichtung 26, getrennt werden. Die vorgenannte Säure bzw. die Säuren sind ausgewählt aus flüchtigen organischen Säuren wie Ameisen, Essig-, Propion-, Buttersäure usw. oder anderen organischen Säuren wie Zitronen-, Sorbin-, Milchsäure usw. Im Idealfall besteht die Säure aus Essigsäure ohne die Anwesenheit einer weiteren Säure, da Essigsäure zusätzlich zu ihrem ausgezeichneten Trennvermögen weitere besonders wert­ volle Eigenschaften hat, wie etwa Biokompatibilität und Um­ weltverträglichkeit, und ferner bakterizide Eigenschaften hat, die eine wirksame Zerstörung von eventuell möglichen pathogenen Bakterien und sonstigen Mikroorganismen bewirken, die in dem Abfall vorhanden sein können. Die Essigsäure wird in Form einer wäßrigen Lösung zugesetzt, die die Essigsäure in einer Menge zwischen 40 und 100, bevorzugt zwischen 75 und 100 Gew.-% enthält. Um die chemische Delaminierung der Ab­ fälle zu beschleunigen, wird die Säurebehandlung bei erhöhter Temperatur durchgeführt, und zwar bevorzugt oberhalb 50°C. Ein sehr guter Trennwirkungsgrad wird erreicht unter Einsatz einer wäßrigen Lösung, die ca. 80 Gew.-% Essigsäure enthält, bei 80°C.

Nach der Behandlung mit der Säure oder den Säuren werden die fragmentierten Materialschichten in einer dritten Behand­ lungsstufe (bei 32) voneinander getrennt. Diese Trennstufe kann in bekannter Weise durchgeführt werden, indem Zyklone oder ähnliche konventionelle Einrichtungen verwendet werden, die die Materialien je nach ihren verschiedenen Dichten von­ einander trennen. So erhält man aus der dritten Behandlungs­ stufe (i) eine "Faser/Kunststoff"-Fraktion, die die Papier- oder Pappeschicht 11 mit daran haftenden Kunststoffschichten 13 und 14 und die Papier- oder Pappeschicht 21 mit der Kunst­ stoffschicht 23 aufweist; (ii) eine "Metall"-Fraktion, die die Aluminiumschichten 11 und 21 aufweist; (iii) eine "Kunst­ stoff"-Fraktion, die die Kunststoffschichten 15 sowie 24 und 25 aufweist; und (iv) eine "flüssige" Fraktion, die ver­ brauchte Behandlungssäure und diverse sonstige Restbestand­ teile der behandelten Abfälle, etwa Partikel der Kaolinbe­ schichtung 26, aufweist.

Die abgetrennte Metallfraktion wird mit Wasser gewaschen, ge­ spült und getrocknet und kann danach eingeschmolzen und zu neuer Folie geformt werden, die bei der Herstellung von neuem Schichtpackstoff verwendet wird.

Ebenso kann die so erhaltene Kunststofffraktion nach dem Waschen, Spülen und Trocknen eingeschmolzen und zu einem für die Extrusion geeigneten Granulat geformt werden.

Die flüssige Fraktion aus der Behandlungsstufe 33 enthält im wesentlichen verbrauchte Säurelösung und kann eventuell nach Verdünnung mit Wasser und/oder Neutralisierung unmittelbar zu einer Abproduktbeseitigungseinrichtung geleitet werden. Sol­ che Emissionen können ohne Gefahr für die Umwelt oder die Gefahr einer bakteriellen Verseuchung durchgeführt werden, da die zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens in die Praxis eingesetzten Säuren für die Umwelt und die allgemeine Gesundheit unschädlich sind und außerdem hinreichend bakte­ rizid wirken, um alle eventuellen pathogenen Bakterien und sonstigen infektiösen Mikroorganismen, die in den behandelten Abfällen vorhanden sein können, zu zerstören.

Gemäß der Erfindung ist es jedoch bevorzugt möglich, die ver­ brauchte Säurelösung aus der Behandlungsstufe 32 in den Kreislauf rückzuführen, wie schematisch durch die Strich­ linien unter den Behandlungsstufen 31 und 32 in Fig. 3 an­ gedeutet ist. In diesem Fall wird die Säurelösung in Stufe 33 einer Regenerationsbehandlung unterworfen, die durch Destil­ lation oder ein anderes konventionelles Reinigungsverfahren, z. B. Filtration, durchgeführt werden kann, wobei die Säure von eventuellen Verunreinigungen (z. B. Kaolinpartikeln) be­ freit wird. Nach der Regenerierung wird die Säure zur erneu­ ten Verwendung im Kreislauf zur Behandlungsstufe 31 rückge­ führt.

Aus der Faser/Kunststofffraktion, die in der Behandlungsstufe 32 erhalten wird, werden die Papier- oder Pappefasern abge­ trennt und können dann als Ausgangsmaterialien für die Her­ stellung von verschiedenen Papier- oder Pappesorten einge­ setzt werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist somit ersichtlich, daß es gemäß der Erfindung möglich ist, in wirkungsvoller Weise einzelne Materialbestandteile wie Kunststoff, Metall (Al) und Papier oder Pappe aus Abfällen von Schichtpackstoff rückzu­ gewinnen, der Schichten von Kunststoff, Metall (Aluminium) und Papier oder Pappe aufweist. Insbesondere ermöglicht die Erfindung die Rückgewinnung solcher Materialbestandteile in chemisch praktisch nicht beeinträchtigter oder unverfälschter Form, ohne daß umweltbelastende oder umweltzerstörende ge­ fährliche Chemikalien wie etwa organische Lösungsmittel usw. eingesetzt werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Rückgewinnung von Metall, Kunststoff und gegebenenfalls Papier oder Pappe aus Abfällen von Schicht­ packstoff, der Schichten von Metall, Kunststoff und eventuell Papier oder Pappe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfälle mit einer organischen Säure oder einem Ge­ misch von organischen Säuren behandelt werden, um die Schich­ ten von Metall und Kunststoff voneinander und von der even­ tuell vorhandenen Papier- oder Pappeschicht zu trennen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure oder Säuren ausgewählt sind aus Ameisen-, Essig-, Propion-, Buttersäure und gleichartigen flüchtigen organischen Säuren.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung die Säure oder Säuren in einer Menge zwischen 40 und 100 Gew.-% enthält.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit der wäßrigen Lösung bei einer Temperatur oberhalb 50°C durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtpackstoffabfälle vor der Behandlung mit der wäßrigen Lösung mechanisch zerkleinert werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtpackstoffabfälle während der Behandlung mit der wäßrigen Lösung in Bewegung gehalten werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Materialbestandteile in einer anschlie­ ßenden, auf der Dichte basierenden Trennbehandlung einzeln rückgewonnen werden.