DE4442954C1 - Mechanical sepn. of plastics (non)-ferrous metals from mixt. - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur mechanischen Aufbereitung von Kunststoff-/Metallgemischen, insbesondere von Kapsel- und Flaschenverschlußgemischen, vorwiegend aus Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und Aluminium.The invention relates to a method and a device for mechanical Processing of plastic / metal mixtures, in particular capsule and Bottle stopper mixtures, mainly made of polypropylene (PP), polyethylene (PE) and aluminum.
Aufgrund der politischen und gesetzlichen Rahmenbedingungen innerhalb der EU und in der Bundesrepublik Deutschland finden immer mehr Verfahren Anwendung, um wirtschaftlich sekundäre Rohstoffe zu erzeugen und somit der Kreislaufwirtschaft und damit auch der Minimierung der Rest- und Abfallstoffe gerecht zu werden.Due to the political and legal framework within the EU and in the Federal Republic of Germany more and more procedures are used, to produce economically secondary raw materials and thus the Circular economy and thus also the minimization of residual and waste materials to meet.
So fallen z. B. Schraubverschlüsse von Flaschen aus dem Ein- und Mehrwegsystem während des Reinigungsprozesses an, die aufbereitet einen geeigneten Sekundärrohstoff darstellen.So fall z. B. screw caps of bottles from the disposable and reusable system during the cleaning process, which processes a suitable one Represent secondary raw material.
Diese ohne vorherige Sortierung gesammelten Verschlußkapseln bestehen überwiegend aus Polypropylen, Polyethylen oder Aluminium. Letztere sind zur Abdichtung gegen die Flasche mit einer Kunststoffschicht versehen. Zwischen dieser Kunststoffschicht und dem Aluminiummantel besteht ein inniger Verbund.These capsules collected without prior sorting exist predominantly made of polypropylene, polyethylene or aluminum. The latter are for Seal the bottle with a plastic layer. Between This plastic layer and the aluminum jacket are closely connected.
Aus der WO 94/14542 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung von metallhaltigen Kunststoffgemischen und -verbunden bekannt, wobei das Gemisch einer Magnetscheidung, einer Zerkleinerung, einer Sichtung, einer Nichteisenmetallscheidung und einer Separation mittels Luftherd unterworfen und dabei in Werkstofffraktionen getrennt wird. Die NE-Metallscheidung erfolgt mittels Klaubens und durch zwei in Reihe geschaltete Dichtetrennstufen. Die aufwendige Verfahrensweise, die durch das Aufgabegut bestimmt wird, ist sinnvoll nicht einsetzbar, um Kunststoff-/Metallgemische wie z. B. Verschlußkapseln von Flaschen, auf geeignete Weise zu trennen.WO 94/14542 A1 describes a method and an apparatus for the preparation of metal-containing plastic mixtures and compounds known, the mixture a magnetic separation, a crushing, a sighting, one Nonferrous metal separation and an air stove separation and it is separated into material fractions. The non-ferrous metal separation is carried out using Klaubens and by two density separation stages connected in series. The elaborate Procedures that are determined by the feed do not make sense can be used to mix plastic / metal such. B. capsules of Separate bottles appropriately.
Weiterhin ist in der Druckschrift DE OS 24 42 431 eine Vorrichtung zur Trennung des Verbundes Kunststoff- oder Gummi/Metall bei Flaschenverschlüssen beschrieben, bei der das Gemisch mittels Stickstoff gekühlt, danach in einer Hammermühle zerkleinert und mittels einer Siebtrommel in Kunststoff- und Metallfraktion getrennt wird.Furthermore, in the document DE OS 24 42 431 a device for separating the Composite plastic or rubber / metal described for bottle caps, where the mixture is cooled with nitrogen, then in a hammer mill crushed and separated into plastic and metal fractions using a sieve drum becomes.
Nachteil an diesem Stand der Technik ist der Einsatz eines teuren Kühlmittels, das zudem nur durch eine aufwendige Kühlvorrichtung und -regelung anwendbar ist, was die Einsatzkosten erhöht.The disadvantage of this prior art is the use of an expensive coolant can also only be used with a complex cooling device and control, which increases the cost of operations.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Kunststoff-/Metallgemischen zu schaffen, um die Wertstofffraktionen, insbesondere aus Flaschenverschlußgemischen, vorwiegend das Polyethylen oder ein PE-/PP-Gemisch bzw. das Aluminium, mit hohem Reinheitsgrad auf einfache Weise und mit hoher Wirtschaftlichkeit wiederzugewinnen und insgesamt die Abfallstoffmenge und die Entsorgungskosten zu reduzieren.The invention has for its object a method and an apparatus for Processing of plastic / metal mixtures to create the Recyclable fractions, especially from bottle stopper mixtures, predominantly the polyethylene or a PE / PP mixture or the aluminum, with high Degree of purity in a simple manner and with high efficiency recover and overall the amount of waste and disposal costs to reduce.
Zur Lösung der Aufgabe sind erfindungsgemäß folgende Verfahrensschritte vorgesehen:According to the invention, the following method steps are used to achieve the object intended:
- a) Siebung des Gemenges an Kunststoff-/Metallgemischen, wobei eine geeignete Teilegröße erzielt wird und die groben Fraktionen und Fremdsorten entfernt werden;a) sieving of the mixture of plastic / metal mixtures, one suitable part size is achieved and the coarse fractions and foreign types be removed;
- b) Magnetscheidung des Siebdurchganges zur Gewinnung eines geeigneten Eisenkonzentrates;b) magnetic separation of the sieve passage to obtain a suitable one Iron concentrate;
- c) Nichteisenmetallabscheidung des Siebdurchganges zur Gewinnung einer PP-/PE-Gemisch- oder Polyethylenfraktionc) non-ferrous metal separation of the sieve passage to obtain a PP / PE blend or polyethylene fraction
- d) Zerkleinerung der NE-metallhaltigen Fraktion aus der Stufe c) zur Trennung des innigen Verbundes zwischen NE-Metall und Kunststoff;d) Comminution of the non-ferrous metal-containing fraction from stage c) for separation the intimate bond between non-ferrous metal and plastic;
- e) Sichtung des zerkleinerten Materials;e) sifting the shredded material;
- f) Separation der in der Leichtgutfraktion der Sichtung verbliebenen NE- Metallanteile zur Erzielung eines reinen Kunststoffkonzentrates und Erhöhung des NE-Metallfraktionsanteils.f) separation of the NE- remaining in the light material fraction of the sighting Metal parts to achieve a pure plastic concentrate and increase of the non-ferrous metal fraction.
Der Vorteil dieser umweltschonenden Verfahrensweise liegt in der energiesparenden und betriebsstoffsparenden Erzeugung mehrerer verkaufsfähiger Konzentrate, nämlich eines reinen PP-/PE- bzw. Polyethylenkonzentrates, eines reinen N E-Metallkonzentrates sowie eines Kunststoffkonzentrates bei gleichzeitigem minimalen Abfallstoffaufkommen auf wirtschaftliche Weise.The advantage of this environmentally friendly procedure is that Energy-saving and fuel-saving generation of several salable Concentrates, namely a pure PP / PE or polyethylene concentrate, one pure N E metal concentrate and a plastic concentrate at the same time minimal waste generation in an economical way.
Desweiteren wird eine in der Verfahrensstufe a) gewonnene Feinfraktion direkt der Zerkleinerungseinrichtung der Verfahrensstufe d) zugeführt. Dies dient vorteilhafterweise der Erhöhung der Konzentratausbeute bei gleichzeitiger Minimierung der Abstoffe.Furthermore, a fine fraction obtained in process step a) is directly the Comminution device of process stage d) supplied. This serves advantageously the increase in concentrate yield at the same time Minimize waste.
In einer optionalen Verfahrensstufe wird die NE-Metallfraktion aus der Verfahrensstufe e), der Sichtung, und des NE-Metallkonzentrats aus der Verfahrensstufe f), der Separation, einer Siebung zugeführt, wobei das Überkorn wiederum der Mahleinrichtung der Verfahrensstufe d) zugeführt wird. Diese vorteilhafte Verfahrensvariante erhöht noch einmal erheblich die Reinheit des als Unterkorn vorliegenden Konzentrates. Vorzugsweise beträgt die Maschenweite der Siebvorrichtung in dieser Verfahrensstufe zwischen 2,5 und 4,5 mm. In an optional process step, the non-ferrous metal fraction from the Process stage e), the sighting, and the non-ferrous metal concentrate from the Process stage f), the separation, a screening, the oversize in turn, the grinding device of process stage d) is fed. These advantageous process variant once again significantly increases the purity of the as Undersize present concentrate. The mesh size is preferably Screening device in this process stage between 2.5 and 4.5 mm.
Nach der Verfahrensstufe c), der Nichteisenmetallabscheidung, wird eine Vereinzelung der PP-/PE bzw. Polyethylenfraktion, insbesondere der PP-/PE- bzw. Polyethylen-Verschlußkapselfraktion und anschließend eine Metallabscheidung durchgeführt, um vorteilhafterweise den Reinheitsgrad des PP-/PE- oder Polyethylenkonzentrats zu erhöhen sowie die abgetrennte Metallfraktion der Zerkleinerung in der Verfahrensstufe d) zuzuführen.After process step c), the non-ferrous metal deposition, a Separation of the PP / PE or polyethylene fraction, in particular the PP / PE or Polyethylene capsule fraction and then a metal deposition carried out to advantageously the purity of the PP / PE or To increase polyethylene concentrate and the separated metal fraction of the Comminution in process stage d).
Die Vorrichtung zur mechanischen Trennung von Kunststoff-/Metallgemischen, insbesondere von Kapsel- und Flaschenverschlußgemischen ist dadurch gekennzeichnet, daß hintereinander eine Siebeinrichtung zur Fraktionierung des Aufgabegutes, eine Magnetscheidevorrichtung, insbesondere ein Überbandmagnetscheider zur Abtrennung von eisenhaltigen Bestandteilen, eine Einrichtung zur Abtrennung der NE-Metallbestandteile, insbesondere ein Wirbelstromscheider, eine Zerkleinerungsvorrichtung, vorzugsweise eine Hammermühle, eine Sichtungsvorrichtung, insbesondere ein Zickzacksichter zur Trennung von Leicht- und Schwergut sowie für das abgeschiedene Leichtgut eine Trennvorrichtung, vorzugsweise ein Lufttrennherd zur Separierung der restlichen Aluminiumbestandteile angeordnet ist.The device for the mechanical separation of plastic / metal mixtures, This is particularly true of capsule and bottle stopper mixtures characterized in that a screening device for fractionating the Feed material, a magnetic cutting device, in particular a Overband magnetic separator for separating ferrous components, one Device for separating the non-ferrous metal components, in particular a Eddy current separator, a comminution device, preferably one Hammer mill, a classifying device, in particular a zigzag classifier Separation of light and heavy goods as well as one for the separated light goods Separating device, preferably an air separator for separating the rest Aluminum components is arranged.
Diese Vorrichtung löst auf erfinderische Weise die Aufgabe, da sie bei einer derartigen Anordnung bei geringem Einsatz von Energie- und Betriebsstoffen mehrere Fraktionen wertvoller verkaufsfähiger Konzentrate erzeugt bei gleichzeitiger Reduzierung der Reststoffe.This device solves the problem in an inventive manner, since it is at a such arrangement with little use of energy and supplies produced several fractions of valuable salable concentrates simultaneous reduction of residues.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung Fig. 1 dargestellten Verfahrensschemas eines Ausführungsbeispiels im einzelnen näher erläutert.The method according to the invention is explained in more detail below with reference to a method diagram of an exemplary embodiment shown in the drawing in FIG. 1.
Das Ausführungsbeispiel betrifft die Aufbereitung eines Gemisches aus Kapsel bzw. Flaschenverschlüssen, wie sie in der Getränkeindustrie, z. B. für Pfandflaschen für Mineralwasser, Erfrischungsgetränke und Säfte, gebräuchlich sind. Die Aufgabemenge in diesem Beispiel beträgt 250-350 kg/h, vorzugsweise 300 kg/h. The exemplary embodiment relates to the preparation of a mixture of capsules or bottle caps, as used in the beverage industry, e.g. B. for Deposit bottles for mineral water, soft drinks and juices, common are. The feed rate in this example is 250-350 kg / h, preferably 300 kg / h.
Der erste Schritt des Aufbereitungsverfahrens beinhaltet als Kontrollsiebung die Siebung des aufgegebenen Materials, um Fremdstoffe und zu große Aggregate zu entfernen. Dabei wird ein Doppeldeckerschwingsieb 1 eingesetzt, mit dem das Aufgabegut in die Fraktionen kleiner als 20 mm, 20 mm bis 40 mm, und größer als 40 mm aufgeteilt wird. Die Fraktion kleiner als 20 mm wird direkt der Zerkleinerung des Verfahrensschrittes d) zugeführt. Die Fraktion größer als 20 mm, überwiegend bestehend aus größeren Blechdeckeln, Alufolien etc., wird als Reststoff verwertet. Die mittlere Fraktion, 20 mm bis 40 mm, enthält überwiegend ganze Flaschenverschlüsse, die in die zweite Verfahrenstufe überführt werden.The first step of the preparation process involves screening the feed material as a control sieve in order to remove foreign matter and oversized aggregates. A double-decker vibrating sieve 1 is used, with which the feed material is divided into the fractions smaller than 20 mm, 20 mm to 40 mm, and larger than 40 mm. The fraction smaller than 20 mm is fed directly to the comminution of process step d). The fraction larger than 20 mm, consisting mainly of larger sheet metal lids, aluminum foils etc., is recycled as residual material. The middle fraction, 20 mm to 40 mm, mainly contains whole bottle closures, which are transferred to the second process stage.
In der zweiten Verfahrensstufe, der Magnetscheidung, wird mittels eines über einem mit dem Materialstrom der mittleren Fraktion aus der Verfahrensstufe a) beaufschlagten Förderband angeordneten Überbandmagneten 2 Blechverschlüsse bzw. andere eisenhaltige Fremdstoffe abgetrennt und als Fe-Konzentrat gesammelt. Darüber hinaus wird in dieser Verfahrensstufe b) mittels eines an der Unterseite des Förderbandes angeordneten Abstreifers die eventuell vorhandene Feuchtigkeit des Materialstromes verringert, um die Verklebungsgefahr, wie zum Beispiel durch Saftreste, zu reduzieren.In the second process stage, the magnetic separation, 2 sheet metal closures or other iron-containing foreign substances are separated by means of an overband magnet arranged over a conveyor belt loaded with the material flow of the middle fraction from process stage a) and collected as Fe concentrate. In addition, in this process stage b), any moisture present in the material flow is reduced by means of a scraper arranged on the underside of the conveyor belt in order to reduce the risk of sticking, for example due to juice residues.
Der nicht magnetische Hauptmaterialstrom wird anschließend in die Verfahrensstufe c) überführt, in der die Nichteisenmetallabscheidung mittels eines Wirbelstromscheiders 3 realisiert wird. Bei diesem Vorgang werden die Aluminiumverschlüsse bzw. -kapseln von denen aus PP/PE oder nur aus Polyethylen (PE) getrennt. Die Polyethyenkapseln oder das Gemisch aus PP/PE liegen nun als Konzentrat vor und können verpackt werden.The non-magnetic main material flow is then transferred to process stage c), in which the non-ferrous metal deposition is carried out by means of an eddy current separator 3 . In this process, the aluminum closures or capsules are separated from those made of PP / PE or only made of polyethylene (PE). The polyethylene capsules or the mixture of PP / PE are now available as a concentrate and can be packed.
Sofern noch nennenswerte Anteile an Metallstücken, insbesondere Aluminiumverschlußkapseln, die erzeugte PP-/PE- oder PE-Fraktion verunreinigen, wird der Reinheitsgrad dieser Kapselfraktion noch erhöht, wenn nach der NE- Metallscheidung die Kapseln vereinzelt werden und über eine Allmetallscheidung mittels Detektor und Druckluftdüsensystem eines Luftscheiders 7 abgetrennt werden. Die abgeschiedene Metallfraktion wird anschließend gemeinsam mit dem Aluminium-Vorkonzentrat aus der NE-Metallscheidung dem Mühlenvorlauf in der Verfahrensstufe d) zugeführt.If there are any notable proportions of metal pieces, in particular aluminum capsules, which contaminate the PP / PE or PE fraction produced, the purity level of this capsule fraction will be increased if the capsules are separated after the non-ferrous metal separation and if the capsules are separated by an all-metal separation using a detector and compressed air nozzle system Air separator 7 are separated. The separated metal fraction is then fed together with the aluminum preconcentrate from the non-ferrous metal separation to the mill flow in process step d).
Das Aluminium-Vorkonzentrat sowie die Feinfraktion aus der Siebung der Verfahrensstufe a) wird einer Hammermühle 4 in dem Verfahrensschritt d) aufgegeben. Bei diesem Zerkernerungsprozeß wird der Verbund Aluminium/Kunststoff aufgetrennt und gleichzeitig das Aluminium der Verschlüsse bzw. Kapseln verkugelt. Vorzugsweise wird die Betriebstemperatur im Zerkleinerungsraum der Hammermühle bei 30 bis 60°C gehalten. Der in geringen Mengen (<2%) anfallende Aluminiumstaub (<30% Al) steht zur weiteren Verwertung zur Verfügung.The aluminum preconcentrate and the fine fraction from the screening of process step a) are fed to a hammer mill 4 in process step d). In this crushing process, the aluminum / plastic composite is separated and at the same time the aluminum of the closures or capsules is pelletized. Preferably, the operating temperature in the crushing room of the hammer mill is kept at 30 to 60 ° C. The small amounts (<2%) of aluminum dust (<30% Al) are available for further use.
Anschließend wird das im allgemeinen trockene oder nur mit geringer Restfeuchte behaftete zerkleinerte Material in der Verfahrensstufe e), einem Sichtungsprozeß, vorzugsweise mit einem Zickzacksichter 5, unterzogen. Das dabei anfallende im allgemeinen kuglige und stückige Schwergut stellt ein reines und verkaufsfähiges Aluminium-Konzentrat dar. Das abgetrennte Leichtgut, vornehmlich aus plattigen und flachen Kunststoffteilen bestehend, enthält vor allem die Kunststoffanteile aus den Dichtungen der Kapselverschlüsse sowie noch Aluminiumanteile kleinerer Korngröße und wird zur Aufkonzentrierung der Aluminiumanteile und Abtrennung der Kunststoffteile auf einen Lufttrennherd 6 aufgegeben. Als Produkt liegt anschließend ein Kunststoffkonzentrat mit einem Reinheitsgrad von weit über 90% vor. Das abgetrennte Aluminium aus diesem Verfahrensschritt f) wird dem Aluminiumkonzentrat aus der Verfahrensstufe e) zugeschlagen, das einen Reinheitsgrad von über 92%, vorzugsweise über 97% erreicht.The comminuted material, which is generally dry or only has a low residual moisture content, is then subjected to a screening process in process stage e), preferably using a zigzag sifter 5 . The resulting generally spherical and lumpy heavy material is a pure and salable aluminum concentrate. The separated light material, consisting primarily of flat and flat plastic parts, contains mainly the plastic parts from the seals of the capsule closures as well as aluminum parts of smaller grain size and becomes a concentration the aluminum portions and separation of the plastic parts on an air separation cooker 6 . The product is then a plastic concentrate with a degree of purity of well over 90%. The separated aluminum from this process step f) is added to the aluminum concentrate from process step e), which has a degree of purity of over 92%, preferably over 97%.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Verwendung eines einfachen Schwingsiebes anstatt eines Doppeldeckerschwingsiebes mit einer Maschenweite zwischen 25 und 40 mm, vorzugsweise 40 mm, in der Verfahrensstufe a) vorgesehen. Hierbei entfällt zwangsläufig die direkte Zuführung einer Feinfraktion zur Zerkleinerungsvorrichtung des Verfahrensschrittes d). Die Unterkornfraktion wird vollständig dem Verfahrensschritt b) zugeführt.In another embodiment, the use of a simple one Vibrating sieve instead of a double-decker vibrating sieve with a mesh size between 25 and 40 mm, preferably 40 mm, in process step a) intended. The direct feeding of a fine fraction is inevitably not required to the comminution device of process step d). The undersize fraction is completely fed to process step b).
Claims (12)
- a) Siebung des aufgegebenen Gemenges an Kunststoff-/Metallgemischen, wobei eine geeignete Teilegröße erzielt wird und die groben Fraktionen und Fremdsorten entfernt werden;
- b) Magnetscheidung des Siebdurchganges zur Gewinnung eines geeigneten Eisenkonzentrates;
- c) Nichteisenmetallabscheidung zur Gewinnung einer PP-/PE-Gemisch- oder Polyethylenfraktion;
- d) Zerkleinerung der NE-metallhaltigen Fraktion aus der Stufe c) zur Trennung des innigen Verbundes zwischen NE-Metall und Kunststoff;
- e) Sichtung des zerkleinerten Materials;
- f) Separation der in der Leichtgutfraktion der Sichtung verbliebenen NE- Metallanteile zur Erzielung eines reinen Kunststoffkonzentrates und Erhöhung des NE-Metallfraktionsanteiles.
- a) sieving the batch of plastic / metal mixtures, whereby a suitable part size is achieved and the coarse fractions and foreign types are removed;
- b) magnetic separation of the sieve passage to obtain a suitable iron concentrate;
- c) non-ferrous metal deposition to obtain a PP / PE mixture or polyethylene fraction;
- d) comminution of the non-ferrous metal-containing fraction from stage c) to separate the intimate bond between non-ferrous metal and plastic;
- e) sifting the shredded material;
- f) Separation of the non-ferrous metal fractions remaining in the light material fraction of the sighting in order to achieve a pure plastic concentrate and increase the non-ferrous metal fraction fraction.
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