DE69024787T2 - Verfahren für die elektrische Trennung von Kunststoffpartikeln in Lösungen, insbesondere in Lösungen von Zellulose und Papierfasern - Google Patents
Verfahren für die elektrische Trennung von Kunststoffpartikeln in Lösungen, insbesondere in Lösungen von Zellulose und PapierfasernInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die elektrische Abtrennung von Kunststoffteilchen von Lösungen, insbesondere von Cellulose- und Papierfaserlösungen.
- Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
- Das Dokument JP-A-61 233 354 offenbart eine Apparatur für die Abtrennung von Zellen, die eine Bezugselektrode umfaßt, mittels der die an die weiteren Elektroden angelegte Spannung gesteuert wird. Die Bezugselektrode ist jedoch nicht in der gleichen Lösung enthalten.
- Ferner bezieht sich FR-A-2 561 129 auf die Abtrennung von Bakterien von Lösungen mittels mindestens einer in die Lösung eingetauchten Elektrode. Das Potential der Elektrode wird auf eine Polarität gehalten, die der Ladung der abzutrennenden Bakterien entgegengesetzt ist.
- Eine Bezugselektrode, die von einer potentiostatischen oder potentiodynamischen Vorrichtung für die Steuerung der Spannung der Trennelektrode verwendet wird, kann zusätzlich eingetaucht werden.
- Zudem schlägt das Dokument GB-A-1 525 103 vor, eine Anode und eine Kathode zu verwenden, um Polyvinylchlorid- Emulsionen zu konzentrieren. Dadurch wird zwischen der Anode und der Kathode ein direktes Potential in der Größenordnung von 2 bis 16 Volt angelegt. Gemäß diesem Dokument nimmt die Abscheidungsgeschwindigkeit zu, wenn die Spannung zwischen der Anode und der Kathode zunimmt.
- Schließlich offenbart das Dokument US-A-4 671 860 ein Verfahren zur Entfernung von Wasser aus einer Lösung, die dispergierte Kunststoffteilchen enthält. Das Wasser wird mittels einer Saugkraft, die durch ein Vakuum erzeugt wird, durch Filter gesaugt. Die Filter werden mittels einer angelegten Spannung an einem Verstopfen durch möglicherweise abgeschiedene Kunststoffteilchen gehindert. Die Kunststoffteilchen sammeln sich auf den Elektroden an, die in bezug auf die an die Filter angelegte Spannung entgegengesetzt geladen sind. Durch Entnahme der Elektroden aus der Lösung können die Kunststoffteilchen entfernt werden.
- Dieses Verfahren ist jedoch ziemlich komplex und erfordert Vorrichtungen zur Erzeugung eines Vakuums, um das Wasser zu entfernen. Darüberhinaus ist es nicht speziell auf Kunststoffteilchen ausgerichtet.
- So wurden die elektrischen Verfahren vom Stand der Technik zur Entfernung von schädlichem Kunststoff in erster Linie nur in Verbindung mit bestimmten Klärverfahren für Abwasser, einer Flotation und mit bestimmten Kunststoffprüfverfahren verwendet. Die Entfernung des Kunststoffs aus Cellulosefaser beruhte stattdessen in erster Linie auf der Dichte des Kunststoffs, entweder in Flüssigphasen- oder Zentrifugalverfahren.
- Kunststoff tritt als schädliche Substanz in verschiedenen flüssigen Substanzen, wie Cellulose, auf. Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren für die Abtrennung von Kunststoff von diesen flüssigen Substanzen zu offenbaren. Die elektrische Leitfähigkeit von Kunststoff ist im allgemeinen schlecht, da die Kunststoffe isolierende Materialien darstellen. Der Oberflächenwiderstand der Kunststoffe schwankt innerhalb eines Bereichs von 10¹&sup0; bis 10¹&sup8; Ω, weswegen die Hafteigenschaften der Kunststoffe schlecht sind und sie nur schwer feucht werden. Wegen der schlechten elektrischen Leitfähigkeit verbleiben im allgemeinen als Ergebnis ihrer Verarbeitung, des Abriebs oder anderer Behandlungen in den Kunststoffen lokal geladene Bereiche. In Kunststoffen ist die Beweglichkeit der Elektronen schlecht, weshalb die Potentialaunterschiede in unterschiedlichen Teilen des Produkts sich nicht entladen können.
- Die Kunststoffe bilden eine eigene elektrische Spannungsreihe, die grob in Tabelle 1 dargestellt wird. Tabelle 1. Triboelektrische Reihe + Kaninchenhaar Bakelit (bacelite) Celluloseacetat Glas Quarz Haar Wolle Nylon Katzenhaar Viskose Baumwolle Leder Holz Papier Bernstein Metalle Hartgummi Polystyrol Polyethylen Teflon Cellulosenitrat
- Aufgabe des Verfahrens der Erfindung ist es schädliche Kunststoffteilchen auf einfache Weise elektrisch aus flüssigen Substanzen zu entfernen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, wie es in Anspruch 1 beansprucht wird.
- Das Verfahren und die Mittel der Erfindung sind nachstehend im Detail beschrieben, wobei auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, wobei
- Fig. 1 die resultierende Graphik einer Testreihe darstellt, bei der das Verfahren der Erfindung angewandt wurde,
- Fig. 2 schematisch die für die Durchführung der Erfindung geeignete Apparatur darstellt.
- In dem Verfahren der Erfindung wird eine flüssige Substanz, die schädliche Kunststoffteilchen enthält, zwischen zwei Elektroden oder in deren Nähe hindurchgeleitet. Dadurch erfolgt eine Haftung der schädlichen Kunststoffteilchen an eine der Elektrode. Verschiedene Sorten von Kunststoffen benötigen für die Haftung an die Elektrode unterschiedliche Elektrodenpotentiale. Das Potential der Anode beträgt htchstens 2800 mV GKE (Gesättigte Kalomelelektrode) (S.C.E.), oder das Potential der Kathode beträgt mindestens -3500 mV GKE.
- Das Verfahren der Erfindung kann durch die selektive Erzeugung einer Gasentwicklung auf den Elektroden intensiviert werden, die durch vorteilhafte Steuerung der Potentiale der Elektroden stattfindet.
- Fig. 1 stellt die Ergebnisse einer Testreihe dar, bei der das Verfahren der Erfindung verwendet wurde. In der Testreihe wurde korrosionsbeständiger Stahl als Kathodenmaterial verwendet und ein wäßrige Lösung enthielt schädliche Teilchen. In der Testreihe wurde durch den Auftrieb ein 45 Grad- Winkel verwendet. Die X-Achse in der Zeichnung stellt das Potential dar und die Y-Achse die Anzahl an Kunststoffteilchen, die an der Elektrode haften, als auch den prozentualen Anteil an Teilchen, bezogen auf die Gesamtzahl von Teilchen in der Lösung, die an der Elektrode haften. Es ist in der Figur zu erkennen, daß bei bestimmten Potentialwerten beinahe alle Kunststoffteilchen einer Haftung an die Elektrode unterliegen. Die nachstehenden Markierungen wurden in der Zeichnung zur Darstellung der verschiedenen Tests verwendet.
- Tests 52 - 69
- 70 - 77
- 78 - 91
- 92 - 114
- Das Elektrodenmaterial für die Verwendung in dem Verfahren ist z.B. korrosionsbeständiger CrNi-Stahl, eine Aluminiummischung oder Kupfermetall. Zudem sind Elektroden, die aus inerten Metallen hergestellt oder damit beschichtet wurden, für die Verwendung in Verbindung mit dem Verfahren geeignet. Das Elektrodenmaterial kann auch aus Graphit oder Kohlefaser bestehen.
- Insbesondere in Situationen; in denen die flüssige Substanz fließt, werden die Elektroden in optimaler Position installiert und es wird für die Elektroden eine optimale Gestalt (configuration), z.B. eine lamellare, retikulare bzw. netzartige oder plattenartige Gestalt, gewählt.
- In Fig. 2 ist eine Vorrichtung dargestellt, die für die Durchführung des Verfahrens der Erfindung bestimmt ist. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, wird die flüssige Substanz 1, die Kunststoffteilchen enthält, in einen Behälter 5 oder etwas gleichwertiges eingebracht. Mittels einer Spannungsquelle 10 wird über die Pole 20 und 30 eine Spannung an die Elektroden 2 beziehungsweise 3 angelegt. Wenn zwischen den Elektroden 2 und 3 eine Potentialdifferenz auftritt, erfolgt eine Haftung der Teilchen an die Elektrode, die mit dem geeigneten Potential versehen ist. Durch die Hilfe einer Bezugselektrode 4 wird das Potential der anderen Elektrode überwacht und die Information wird zu einer Datenverarbeitungseinheit 12 übertragen, die die Meßergebnisse desweiteren an eine Schlußeinheit 11 (conclusion unit) überträgt. Die Schlußeinheit 11 steuert den Betrieb der Spannungsquelle 10 so, daß die erforderlichen Potentiale auf beiden Elektroden auf geeignete Weise beibehalten werden. Ein elektrisches Spannungsmeßgerät 13 ist mit einer der Elektroden verbunden, durch dessen Hilfe die Spannung der Elektrode überwacht wird.
- In der Vorrichtung der Erfindung kann die Reinigung der Elektroden 2 und 3 durch eine Steuerung des Potentials zwischen den Elektroden, dergestalt, daß es auf den Elektroden zu einer kräftigen Gasbildung kommt, erfolgen. Diese Art des Potentials unterscheidet sich beträchtlich von dem Potential, das in dem Abtrennverfahren verwendet wird.
- Die Erfindung ist vorstehend nur unter Bezugnahme auf eine vorteilhafte Ausführungsform beschrieben. Damit ist jedoch auf keinste Weise eine Beschränkung der Erfindung auf das vorliegende Beispiel beabsichtigt, und es sind innerhalb des Geltungsbereichs der beigefügten Ansprüche verschiedene Modifikationen durchführbar.
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren der Abtrennung von Kunststoffteilchen von Lösungen, insbesondere von Celluloseund Papierfaserlösungen. Die in der Lösung (1) vorhandenen Kunststoffteilchen werden durch Eintauchen einer Anode und einer Kathode (2, 3) und einer Bezugselektrode (4) in die Lösung und einer Steuerung des Potentials der Anode und Kathode (2 und 3) dergestalt, daß das Potential der Anode höchstens 2800 mV GKE und das Potential der Kathode mindestens -3500 mV GKE beträgt, elektrisch abgetrennt. Das Verfahren wird durch Steuerung der Potentiale der Elektroden (2, 3) auf Bereiche, bei denen auf den Elektroden (2, 3) selektiv eine Gaserzeugung bereitgestellt wird, intensiviert.
Claims (10)
1. Verfahren für die Abtrennung von Kunststoffteilchen von
Lösungen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die in der Lösung (1) vorhandenen Kunststoffteilchen durch
Eintauchen einer Anode und einer Kathode (2 und 3) und einer
Bezugselektrode (4) in die Lösung und durch Steuerung des
Potentials der Anode und der Kathode (2 und 3) dergestalt,
daß das Potential der Anode höchstens 2800 mV GKE oder das
Potential der Kathode mindestens -3500 mV GKE beträgt,
elektrisch abgetrennt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Verfahren durch Steuerung der Potentiale der Elektroden
(2, 3) auf Bereiche, in denen auf den Elektroden (2, 3)
selektiv eine Gaserzeugung stattfindet, intensiviert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Potential der Anode am bevorzugtesten +1200 mV bis
-300 mV GKE oder das Potential der Kathode am bevorzugtesten
+120 mV bis -2100 mV GKE beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine der Elektroden (2, 3) einer Lamelle gleicht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine der Elektroden (2, 3) netzartig ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine der Elektroden (2, 3) plattenartig ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Material der Elektroden (2, 3) mindestens teilweise
korrosionsbeständiger CrNi-Stahl ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Material der Elektroden (2, 3) mindestens teilweise eine
Aluminiummischung ist.
9. Verfahren nach-einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Material der Elektroden (2, 3) mindestens teilweise
Kupfermetall ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Material der Elektroden (2, 3) Graphit oder Kohlefaser
ist.
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