DE4335570C1

DE4335570C1 - Verfahren zur Aufbereitung von zerkleinerten Kunststoffabfällen

Info

Publication number: DE4335570C1
Application number: DE19934335570
Authority: DE
Inventors: Thomas Prof Dr Neese
Original assignee: SCHAUENBURG MASCH
Current assignee: SCHAUENBURG MASCH
Priority date: 1993-10-19
Filing date: 1993-10-19
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2013-10-20

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von zerkleinerten Kunststoffabfällen, bei dem die zerkleinerten Kunststoffabfälle mit einer Trägerflüssig keit in einer nach einem naßmechanischen Trennverfahren arbeitenden Trennstufe nach der Dichte getrennt werden und bei dem die Trägerflüssigkeit aus den Trennungsprodukten abgetrennt sowie in der Trennstufe wieder eingesetzt wird, wobei die Trägerflüssigkeit eine Dichte von mehr als 1000 kg/m³ aufweist.

Zerkleinerte Kunststoffabfälle umfassen ein Spektrum verschiedener Kunststoffe mit unterschiedlicher Dichte. Die Dichte der in der Praxis vornehmlich eingesetzten Kunststoffe reicht von ca. 950 kg/m³ für Polyolefine bis hin zu 1350 kg/m³ bei PVC. Ein großer Teil der Kunststoffe, u. a. Polystyrol, weist eine Dichte im Bereich von 1000 bis 1200 kg/m³ auf. Die Dichtedifferenzen zwischen den Kunststoffen werden in naßmechanischen Trennverfahren zur Dichtesortierung von Kunststoffabfällen genutzt. Das Trennprinzip beruht darauf, daß Kunststoffe mit geringem spezifischen Gewicht in der Trägerflüssigkeit aufschwimmen und dadurch von anderen Kunststoffen getrennt werden, die aufgrund ihres größeren spezifischen Gewichtes in der Trägerflüssigkeit absinken. Die Dichte der Trägerflüssigkeit definiert den Trennschnitt und ist nach Maßgabe der stofflichen Zusammensetzung der Kunststoffabfälle und in Abhängigkeit der speziellen Trennaufgabe einzustellen, und zwar vornehmlich im Bereich von 1000 bis 1200 kg/m³. Für die apparative Ausführung der naßmechanischen Trennverfahren bieten sich verschiedene Möglichkeiten an. In der Praxis werden vornehmlich Schwerkraftabscheider sowie Zentrifugalabscheider eingesetzt.

Ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art ist aus DE 29 00 666 C2 und "Aufbereitungstechnik" Nr. 8 (1989), S. 500/506 bekannt. Als Trägerflüssigkeit werden Salz lösungen, insbes. NACl-Lösungen, eingesetzt, wenn für die Sortierung der Kunststoffabfälle eine Trenndichte von mehr als 1000 kg/m³ erforderlich ist. Nach Abtrennung der Trägerflüssigkeit müssen die ausgetragenen Kunststoff fraktionen gründlich gewaschen werden. Dabei fällt ein Abwasser an, das mit den konventionellen Mitteln der Ab wassertechnik schwer beherrschbar ist und zu einem unan gemessen hohen verfahrenstechnischen Aufwand führt. Ferner ist es bekannt, sogenannte Schwertrüben in Form von Auf schlämmungen fein zerkleinerter mineralischer Schwer stoffe, z. B. Schwerspat, als Trägerflüssigkeit einzu setzen. Beim Auswaschen der Kunststofffraktionen sowie der Regenerierung der Schwertrübe treten ebenfalls schwer beherrschbare Abwasserprobleme auf. Außerdem neigen die als Schwertrüben eingesetzten Suspensionen im Bereich kleiner Trübedichten zwischen 1000 und 1200 kg/m³ zur Instabilität. Dies macht sich insbes. in Hydrozyklonen und anderen Zentrifugalabscheidern ungünstig bemerkbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Ver fahren der eingangs beschriebenen Art Maßnahmen anzugeben, damit eine abwasserfreie Betriebsweise möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß als Trägerflüssigkeit eine Suspension von Farbpigmenten ver wendet wird. Vorzugsweise wird mit einer wäßrigen Suspension von anorganischen Farbpigmenten, beispielsweise Titanoxid TiO₂ (weiß) oder Eisenoxid in Form Fe₂O₃ (rot) und Fe₃O₄ (schwarz), gearbeitet. Diese zeichnen sich durch eine hohe Teilchendichte von mehr als 4000 kg/m³ und eine geringe Korngröße im Bereich von 0,1 bis 1 µm aus, wodurch Suspensionen der anorganischen Farbpigmente eine gute Stabilität aufweisen.

Nach bevorzugter Ausführung der Erfindung wird in der Trennstufe anfallender wiederverwertbarer Wertstoff nach Abtrennung der Trägerflüssigkeit mit anhaftenden Farbpigmenten zu einem für Extrusionsverfahren geeigneten Kunststoffmaterial getrocknet. Der Pigmentanteil, der nach Abtrennung der Trägerflüssigkeit als Rückstand im Kunststoffmaterial verbleibt, liegt regelmäßig - bezogen auf das trockene Kunststoffmaterial - im Gew.%-Bereich. Die als Rückstand verbleibenden und am Kunststoffmaterial haftenden Farbpigmente bewirken im nachfolgenden Extrusionsprozeß eine einheitliche Einfärbung des entstehenden Regranulats. Diese Wirkung ist erwünscht und erhöht die Produktqualität des Materials, denn nach der bisherigen Praxis fallen beim Recycling von gemischten Kunststoffabfällen ohne nachträglichen Zusatz von Farbpigmenten unterschiedlich gefärbte Regranulate an, wobei in den meisten Fällen ein wenig ansehnliches Grau dominiert.

Fallen bei dem naßmechanischen Trennverfahren in größerem Umfang Reststoffe an, die einer sinnvollen Wiederverwer tung nicht zugeführt werden können, ist eine Wäsche der Reststoffe sinnvoll, um unnötige Farbpigmentverluste zu vermeiden. In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens lehrt die Erfindung, daß die ablaufende Waschflüssigkeit mit Hilfe eines Membrantrennverfahrens unter Anreicherung des Farbpigmentgehaltes aufkonzentriert wird, wobei ein die Farbpigmente enthaltender Konzentratstrom zusammen mit der im Kreis geführten Trägerflüssigkeit der Trennstufe wieder zugeführt wird und wobei das beim Membrantrennverfahren anfallende Filtrat wieder als Waschflüssigkeit eingesetzt wird. Als Membranen eignen sich tangential überströmte Mikrofiltrationsmembranen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Anlagenschema für ein Verfahren zur Aufbereitung von zerkleinerten Kunststoffabfällen.

Die zerkleinerten und gegebenenfalls gewaschenen Kunst stoffabfälle 1 werden mit einer Trägerflüssigkeit 2 in einer nach einem naßmechanischen Trennverfahren arbeitenden Trennstufe 3 nach der Dichte getrennt. Die Trennstufe 3 kann als Schwertrübetrennung mit Schwerkraftabscheider oder als Zentrifugalabscheider ausgeführt sein. Aus der Trennstufe wird ein erstes Trennprodukt 4 abgezogen, der wiederverwertbares Kunststoffmaterial, nachfolgend Wertstoff genannt, enthält. Es wird ein weiteres Trennprodukt 5 abgezogen, das als Reststoff ein unspezifiziertes Gemisch verschiedener Kunststoffmaterialien enthält. In Entwässerungsstufen 6 wird die Trägerflüssigkeit 2 aus den Trennprodukten 4, 5 abgetrennt sowie in der Trennstufe 3 wieder eingesetzt. Dazu ist ein Trägerflüssigkeitskreislauf 7 vorgesehen. Als Träger flüssigkeit 2 wird eine wäßrige Suspension von anorganischen Farbpigmenten mit einer Dichte von mehr als 1000 kg/m³ verwendet. Die anorganischen Farbpigmente, beispielsweise Titanoxid TiO₂ oder Eisenoxid Fe₂O₃, Fe₃O₄, besitzen eine hohe Teilchendichte von mehr als 4000 kg/m³ und weisen eine geringe Korngröße im Bereich von 0,1 bis 1 µm auf, wodurch die Suspensionen eine gute Stabilität aufweisen, und zwar auch im Bereich kleiner Trübedichten zwischen 1000 und 1200 kg/m³. Dieser Bereich ist für die naßmechanische Trennstufe 3 von besonderer Bedeutung.

Der Wertstoff 8 wird nach Abtrennung der Trägerflüssigkeit 2 mit anhaftenden Farbpigmenten zu einem für Extrusionsverfahren geeigneten Kunststoffmaterial 9 getrocknet. Thermischer Trockner 10, Silo 11 und Extrusionsanlage 12 sind als Blockschaltbilder dargestellt. Beim Extrusionsprozeß entsteht ein Regranulat 13, welches nach Maßgabe der beim naßmechanischen Trennverfahren 3 eingesetzten Farbpigmente einheitlich eingefärbt ist.

Der Reststoff 14 wird nach Abtrennung der Trägerflüssigkeit 2 in einer Waschstufe 15 von anhaftenden Farbpigmenten befreit. Die ablaufende Waschflüssigkeit 16 wird in einer Membrantrennstufe 17 unter Anreicherung des Farbpigmentgehaltes aufkonzentriert. Aus der Membran trennstufe 17 wird ein die Farbpigmente enthaltender Konzentratstrom 18 abgezogen und dem Trägerflüssigkeits kreislauf 7 wieder zugeführt. Das in der Membrantrennstufe 17 anfallende Filtrat 19 wird im Kreis geführt und in der Waschstufe 15 als Waschflüssigkeit wieder eingesetzt. Zur Erhaltung der Massenbilanz ist eine Farbpigmentzuführung 20 sowie eine Frischwasserzuführung 21 vorgesehen.

Claims

1. Verfahren zur Aufbereitung von zerkleinerten Kunst stoffabfällen, bei dem
die zerkleinerten Kunststoffabfälle mit einer Träger flüssigkeit in einer nach einem naßmechanischen Trennverfahren arbeitenden Trennstufe nach der Dichte getrennt werden und
die Trägerflüssigkeit aus den Trennprodukten abgetrennt sowie in der Trennstufe wieder eingesetzt wird,
wobei die Trägerflüssigkeit eine Dichte von mehr als 1000 kg/m³ aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerflüssigkeit eine wäßrige Suspension von Farbpigmenten verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerflüssigkeit eine wäßrige Suspension von anorganischen Farbpigmenten ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß in der Trennstufe anfallender wiederverwertbarer Wertstoff nach Abtrennung der Trägerflüssigkeit mit anhaftenden Farbpigmenten zu einem für Extrusionsverfahren geeigneten Kunststoffmaterial getrocknet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß in der Trennstufe anfallender Reststoff nach Abtrennung der Trägerflüssigkeit zur Abtrennung anhaftender Farbpigmente gewaschen und die ablaufende Waschflüssigkeit mit Hilfe eines Membrantrennverfahrens unter Anreicherung des Farbpigmentgehaltes aufkonzentriert wird, wobei ein die Farbpigmente enthaltender Konzentratstrom zusammen mit der im Kreis geführten Trägerflüssigkeit der Trennstufe wieder zugeführt wird und wobei das beim Membrantrennverfahren anfallende Filtrat wieder als Waschflüssigkeit eingesetzt wird.