DE69329405T2

DE69329405T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung von Papierfasern und Kunststoffen aus Abfallmaterialien und dadurch erhaltene Produkte

Info

Publication number: DE69329405T2
Application number: DE69329405T
Authority: DE
Inventors: Hyder Ali; Tommy Nystroem
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 1992-05-15
Filing date: 1993-05-04
Publication date: 2001-06-28
Anticipated expiration: 2013-05-05
Also published as: EP0570757A1; KR100303096B1; US5390860A; FI932155A; CA2095302C; ATE196330T1; TW242573B; CN1087560A; JPH0665883A; FI932155A0; BR9301914A; CN1050871C; FI109297B; CA2095302A1; DE69329405D1; EP0570757B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Trennen von Papierfasern aus gemischten Abfallmaterialien, welche eine oder mehrere Quellen von Papierfasern, wie etwa Kartons, Zeitungen, Magazine, Pappe, Getränkebehälter und ähnliches enthalten, um im wesentlichen reine Papierfasern zu erzielen, die leicht zu hochwertigen Endverwendungen, wie etwa für Pappe mit z. B. großer Helligkeit und niedrigem Abfallanteil, im Gegensatz zu geringwertigen Endverwendungen, wie etwa für Toilettenpapier, aufgearbeitet werden können.

Hintergrund der Erfindung

Verschiedene Verfahren und Vorrichtungen sind für das Abtrennen von Kunststoff und/oder Kunststoff-/Metall-Verbundstoffen aus gemischten Abfallmaterialien, welche eine oder mehrere Quellen von Kunststoff und/oder Kunststoff-/Metall-Verbundstoffen, wie etwa Milchbehälter, Kartons mit giebelförmiger Oberwand, sterile Verpackungen und ähnliches enthalten, vorgeschlagen worden, um einen im wesentlichen reinen Kunststoff zu erzielen, der leicht zu hochwertigen Endverwendungen, die nach Kunststoff verlangen, z. B. mit der Fähigkeit, blasgeformt zu werden oder der Fähigkeit, in dünnen Filmen extrudiert zu werden, im Gegensatz zu geringwertigen Endanwendungen, wie etwa Kunststoff-Nutzholz, aufgearbeitet werden kann, und/oder um Kunststoff-/Metall-Verbundstoffe zu erzielen, welche einen ausreichend hohen Metallgehalt haben, daß sie zur Verwendung bei der wirtschaftlichen Wiedergewinnung des reinen Metalls geeignet sind. Vorzugsweise kann der im wesentlichen reine Kunststoff in hochwertige Endverwendungen, wie etwa zu laminierten Papprodukten, aufgearbeitet werden.
Die Quelle von Kunststoff und/oder Kunststoff-/Metall-Verbundstoff kann auch eine Menge Papierfasern enthalten und enthält diese auch oft. Es sind Verfahren und Vorrichtungen zur Wiedergewinnung dieser Papierfasern in im wesentlichen reiner Form vorgeschlagen worden, um zusätzliche wiederverwertbare Papierfasern zu erzielen, die leicht wiederverwertbar sind, und zwar ebenfalls für hochwertige Endverwendungen, wie etwa laminierte Papperzeugnisse.
So beschreibt zum Beispiel Brooks in dem US Patent Nr. 3,741,863 ein Verfahren zum Abtrennen und Wiederaufarbeiten von Zellulosefasern aus Müll, indem das Zellulosematerial erhitzt und angerauht wird und dann alle darin enthaltenen Harze weich gemacht werden. Die abgetrennten Fasern werden dann mit einem Harz vermengt, um eine Matte zu formen, die zur Bildung eines Brettes gepreßt wird.
Laundrie beschreibt in dem US Patent Nr. 3,814,240 ein Verfahren der Trennung von Abfallpapier von einer Thermoplastfolie unter Verwendung eines heißen Gasflusses, um den Kunststoff zusammenzuziehen und es leichter zu machen, die Kunststoffpartikel mechanisch zu entfernen.
Marsh beschreibt in dem US Patent Nr. 3,925,150 ein Verfahren zum Trennen von Abfallwellpappe in neutralen halbchemischen Sulfitzellstoff und kurze Faserbestandteile. Der Abfall wird durch zwei Breimühlen hindurch mit einem Flüssigkeitscyclon und einer Siebstufe dazwischen verarbeitet.
Trä wendet sich in dem US Patent Nr. 4,017,033 dem Problem der Trennung schwerer und leichter Schmutzstoffe von teilweise freigesetzten faserigen Materialien. Eine Zentrifugentrenneinrichtung wird verwendet, um einen Hochgeschwindigkeitsstrudel zu erzeugen, welcher es gestattet, die schweren Verunreinigungen als einen Bodensatz zu entfernen. Eine weitere Trenneinrichtung wird zum Entfernen der leichten Bestandteile verwendet.
Ortner et al. beschreiben in dem US Patent Nr. 4,231,526 die Behandlung von Abfallpapier zum Abtrennen sowohl leichter als auch schwerer Fremdstoffe. Die leichten Fremdstoffe werden zu einem Hydrozyklon gesendet, von dem die rückgewonnenen Fasern zu einer Speichereinrichtung weitergesendet werden.
Espenmiller beschreibt in dem US Patent Nr. 4,272,315 ein Verfahren der Rückgewinnung von Fasern aus Abfallpapier durch das fortlaufende Entfernen von Kunststoff und leichtem Müll. Der Pulper ist mit Extraktionslöchern verschiedener Größe ausgestattet, um die Trennung zu erleichtern.
Heinbockel et al. beschreiben in dem US Patent Nr. 4,283,275 ein Hilfszirkulationssystem mit einem Papierstoffpulper, der mit einem Rotor und zwei Sieben mit unterschiedlich großen Maschengrößen zum Entfernen von Verunreinigungen aus einer Papierstoffaufschwemmung ausgestattet ist. Es sind Einrichtungen zum Leiten der Papierstoffaufschwemmung zu einer Papierherstellungsmaschine und zum Bereitstellen eines Hilfskreislaufs für die Entfernung von Verunreinigungen und Rückständen, wie etwa Kunststoffen und Folien, eingeschlossen.
Cerroni beschreibt in dem US Patent Nr. 4,314,674 ein Verfahren der Trennung eines städtischen Abfallgemisches aus Papier und Kunststoff. Der Abfall wird zunächst getrennt, und dann wird eine Mischung aus Papier und Kunststoffilm so gemahlen, daß die Größe des Papiers verringert wird, ohne die Größe des Kunststoffs zu beeinträchtigen.
Zentgrafet al. beschreiben in dem US Patent Nr. 4,570,861 ein Verfahren der Trennung von Papier und Kunststoff, indem die Mischung feingemahlen wird, die feingemahlene Mischung durch Reibungselektrizität aufgeladen wird und die Mischung dann durch eine Freifalltrenneinrichtung hindurchgeführt wird, um dadurch die beiden Bestandteile zu trennen. Eine optionale zweite elektrostatische Trennstufe kann einbezogen werden.
Die vorgenannten Verfahren widmen sich nicht den deutlichen Problemen, die auftreten, wenn man versucht, vermischte Abfallmaterialien zu verarbeiten, um Papierfasern und/oder Kunststoffe zu erzielen, die für das Rezyklieren zu hochwertigen Endanwendungen, wie etwa laminierten Papprodukten, bei welchen die Pappe bestimmten Helligkeits- und Verunreinigungsanteilerfordernissen genügen muß und bei welchen ein Kunststoffilm auf Pappe auflaminiert wird, geeignet sind. Diese Probleme komplizieren sich weiter, wenn man versucht, Metallfolien enthaltende gemischte Abfallmaterialien zu verarbeiten, um Papierfasern und/oder Kunststoff zu erzielen, die für die Verwendung bei laminierten Produkten geeignet sind, welche auch eine Schicht aus Metallfolie einschließen.
Laminierte Papprodukte sind in vielen Formen anzutreffen und stellen eine hochwertige Endanwendung für rezyklierte Papierfasern und Kunststoff aufgrund der verhältnismäßig strengen Qualitätsanforderungen an die verschiedenen Produktbestandteile dar.
Laminierte Papprodukte werden als ein Verpackungsmaterial, insbesondere in Form von Kartons für das Aufbewahren von konsumierbaren Flüssigkeiten, wie Säften oder Milch, verwendet. Kartons, welche im allgemeinen wiederverschließbare obere Enden haben, sind typischerweise laminierte Produkte aus Papierfasern hergestellt, die auf beiden Seiten mit einer Schicht aus Kunststoff, wie etwa Polyethylen, laminiert sind. Diese Art von Karton, bekannt als Karton mit giebelförmiger Oberwand, wird im allgemeinen gekühlt gelagert und verkauft, und wird typischerweise während der Verwendung gekühlt. Eine typische Konstruktion ist ein dreischichtiges Laminat mit den aufeinanderfolgenden Schichten Polyethylen/Fasern/Polyethylen.
Aseptische Kartons sind solche, welche eine längere Lagerfähigkeit haben sollen. Eine Art von aseptischem Karton wird unter aseptischen Bedingungen gefüllt, so daß die flüssigen Inhalte den Karton vollständig ausfüllen und sich keine Luft oder Gas oberhalb der Flüssigkeit befindet. Das Füllen der Kartons unter diesen aseptischen Bedingungen schafft eine lange Lagerfähigkeit für die Inhalte. Das Verpacken kann eine Sperrschicht einschließen, welche die Oxidation der flüssigen Inhalte verhindert. Diese Art von Karton ist typischerweise mit einem Bereich ausgestattet, der für das Einführen eines Strohhalms durchlocht ist. Der Strohhalm bleibt in der Durchlochung, bis die Inhalte verbraucht sind. Das gebräuchlichste Beispiel eines aseptischen Kartons ist ein einzelner Fruchtsaftbehälter, gemeinhin als "Juice Box" bekannt. Aseptische Kartons sind laminierte Produkte, welche sowohl Papierfasern und Kunststoffschichten als auch eine dünne Metallfolienschicht, wie etwa Aluminiumfolie, einschließen. Eine typische Konstruktion schließt Schichten aus Polyethylen ein, die Schichten aus Papierfasern und Aluminiumfolie sandwichartig trennen, um ein fünfschichtiges Laminat mit den aufeinanderfolgenden Schichten Polyethylen/Pappe/Polyethylen/Folie/Polyethylen zu bilden.
Laminierte Pappe, die für die Herstellung von Kartons mit giebelförmiger Oberwand und aseptischen Verpackungen verwendet wird, muß schärfsten Anforderungen genügen. Diese Anforderungen haben aus diesem Grund den Gebrauch von rezyklierten Papierfasern und/oder rezykliertem Kunststoff zur Herstellung solcher Laminate beschränkt oder ausgeschlossen.
Die bei diesen laminierten Papprodukten verwendeten Papierfasern müssen große Helligkeit und einen niedrigen Verschmutzungsanteil aufweisen. Eine erhöhte Schmutzfleckenzahl kann Farbstreifenprobleme während des Bleicherdeüberziehens der Pappe hervorrufen und kann auch vom Standpunkt der äußeren Erscheinung aus nicht akzeptiert werden. Ferner müssen die bei diesen laminierten Papprodukten verwendeten Papierfasern über eine ausreichende Helligkeit verfügen, um so nicht einen negativen Einfluß auf die Helligkeit der sich ergebenden Pappe zu haben, da sonst die sich ergebende Pappe nicht für die Annahme von Drucken zugänglich sein kann und/oder nicht ästhetisch ansprechend sein kann. Die Pappe muß auch bestimmten Werten physikalischer Beanspruchungseigenschaften, wie Steifheit etc., entsprechen.
Der bei diesen laminierten Papprodukten verwendete Kunststoff muß ebenfalls eine sehr niedrige Verschmutzung aufweisen. Eine der von den bei diesen laminierten Kunststofferzeugnissen verwendeten Kunststoffen geforderte Eigenschaften ist die Fähigkeit, in dünne Folien extrudiert werden zu können. Verunreinigungen in dem Kunststoff, wie etwa zurückbleibende Papierfasern und/oder Restmetall und/oder erhöhter Feuchtigkeitsgehalt, welcher teilweise auf Feuchtigkeitsabsorption durch restliche Papierfasern beruht, zerstören die folienbildende Fähigkeit des Kunststoffs. Mit dem fortschreitenden Wachstum der Industrie für laminierte Papprodukte, insbesondere für die Verpackung von Verbrauchsgütern, besteht ein wachsender Bedarf an einem Verfahren der Verarbeitung gemischter Abfallmaterialien zur Erzielung rezyklierter Papierfasern und/oder von rezykliertem Kunststoff, welche bei laminierten Papprodukten benutzt werden können.
Weil laminierte Papprodukte, wie etwa Kartons mit giebelförmiger Oberwand und aseptische Kartons, Kunststoff und/oder Kunststoff-/Metall-Verbünde enthalten, sind sie auch nicht biologisch abbaubar. Mit zunehmendem Umweltbewußtsein gibt es auch einen wachsenden Druck, einen Weg zum Trennen und Rezyklieren der Bestandteile laminierter Papprodukte, insbesondere der Papierfaser- und Kunststoffanteile, zu finden. Bevorzugt sollte ein Verfahren zur Verarbeitung gemischter Abfallmaterialien es erlauben, die rezyklierten Papierfasern und/oder den rezyklierten Kunststoff bei dem gleichen oder einem ähnlichen Produkt wiederzuverwenden, von dem es stammt, d. h. das sogenannte "Karton-zu-Karton-Recycling" gestatten.
Das Dokument FR-A-2 171 292 beschreibt ein Verfahren der Trennung von Papierfasern von gemischten Abfallmaterialien mit den Merkmalen, die dem Oberbegriff von Verfahrensanspruch 1 entsprechen. Es zeigt auch ein System, das dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 9 entspricht.
Das dem Stand der Technik entsprechende Verfahren der Rückgewinnung wiederverwendbarer papiererzeugender Fasern aus städtischem Müll verwendet eine Vorrichtung, die einen mit einem Rotor ausgestatteten Kübel einschließt, um das Abfallmaterial hydraulischen und mechanischen Kräften zum Verringern der Teilchengröße auszusetzen. Der Schlamm wird von dem Kübel durch einen Cyclon, durch ein Sieb und ein Feinsieb hindurchfgeführt. Der Schlamm wird dann durch zwei Fliehkraftreinigungseinrichtungen hindurchbewegt, in denen die schweren Verunreinigungen oder die mit hoher Dichte entfernt werden, und tritt dann aus dem System durch die Rückstandsentsorgungsleitung aus. Das erwähnte Feinsieb ist kein Schlitzsieb. Die beiden Fliehkraftreinigungseinrichtungen oder Sichteinrichtungen beziehen sich auf das Entfernen von schweren Verunreinigungen. Dies ist aus der Tatsache erkennbar, daß das Material, welches von den Sichteinrichtungen entfernt und in die Rückstandsentsorgungsleitung eingespeist wird, von dem Boden der Sichteinrichtungen abgezogen wird. Die Entfernung von leichten Verunreinigungen aus einer faserangereicherten Strömung findet nicht statt.
Das Dokument GB-A-1,228,276 beschreibt ein Verfahren zur Rückgewinnung faserigen Materials aus kunststoffüberzogenen oder kunststoffenthaltenden Abfallpapierprodukten. Dieses Verfahren nach dem Stand der Technik bezieht das Plazieren des zu behandelnden Materials in einer Pulpermaschine, welche mit einem Sieb zur Entfernung großer Fremdkörper versehen ist, ein. Sie ist ebenfalls mit einem Entwässerungsrohr ausgestattet, welches sich in ein Lagerfaß hinein öffnet. Das Material in dem Faß wird zu einem Mischbehälter geleitet, welcher mittels einer Röhre mit Verdünnungswasser versehen ist. Das Material aus dem Mischbehälter wird dann zu einem vibrierenden Sortierer weiterbefördert. Von diesem Sortierer wird das Material zu einem Zwischenbehälter weiterbefördert, der ebenso mit einer Flotationseinheit verbunden ist.
Nach diesem dem Stand der Technik entsprechenden Verfahren findet keine Entfernung von Kunststoff aus eine Flüssigkeitsstrom statt, indem der Flüssigkeitsstrom in Aufeinanderfolge durch ein Grobsieb und ein Schlitzsieb hindurch geleitet wird. Das System nach dem Stand der Technik verwendet einen einzelnen Sortierer und es ist schwierig zu erfassen, welche Form dieser Sortierer annimmt. Die Verwendung mehrerer Siebe ist nicht vorgesehen.
In Anbetracht der zuvor erwähnten beschriebenen Verfahren und Systeme besteht nach wie vor der Bedarf nach einem Verfahren zur Verarbeitung des wie zuvor beschriebenen gemischten Abfallmaterials.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist allgemein auf ein Verfahren zum Trennen von Papierfasern aus gemischten Abfallmaterialien, welche eine oder mehrere Quellen von Papierfasern enthalten, ausgerichtet, um im wesentliche reine Papierfasern zu erzielen. Die Papierfasern sind bevorzugt dazu geeignet, zu laminierten Papprodukten aufgearbeitet zu werden.
Das Verfahren umfaßt in einer seiner breitesten Aspekte
(a) das Rühren des gemischten Abfallmaterials, welches Papier, Kunststoff mit oder ohne Metall enthält, in der Gegenwart von Wasser, um einen Schlamm zu bilden, der einen Papierfaseranteil und einen Kunststoff- und Metallanteil aufweist,
(b) das Abtrennen einer wesentlichen Menge des Papierfaseranteils von dem Schlamm und das Entfernen von Kunststoff und Metall aus dem Schlamm, um eine an Papierfasern angereicherte Strömung zu bilden,
(c) das anschließende Entfernen von Verunreinigungen aus der an Papierfasern angereicherten Strömung, um eine reine an Papierfasern angereicherte Strömung zu bilden, und gegebenenfalls
(d) die Behandlung der sich aus Stufe (c) ergebenden reinen an Papierfasern angereicherten Strömung durch Flotation unter bestimmten Bedingungen, weiterhin leichte Verunreinigungen aus der an Fasern agereicherten Strömung zu entfernen, um dadurch feuchte Papierfasern zu erzielen.
Die vorliegende Erfindung schließt auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen der Kunststoff- und/oder Kunststoff-/Metall-Verbünde aus gemischten Abfallmaterialien, welche eine oder mehrere Quellen von Kunststoff- und/oder Kunststoff-/Metall-Verbund enthalten, um im wesentlichen reinen Kunststoff, und/oder um Kunststoff-/Metall-Verbund mit hohem Metallgehalt zu erzielen, die für die wirtschaftliche Rückgewinnung des Metalls geeignet sind. Der Kunststoff- und Metall-Rückgewinnungsabschnitt des Verfahrens umfaßt in einem seiner weitesten Aspekte
(a) das Shreddern des gemischten Abfallmaterials, bevorzugt des Rückstandsanteils des Schlamms aus dem obigen Papierfaser-Rückgewinnungsverfahren, um den freigelegten Oberflächenbereich des gemischten Abfallmaterials zu erhöhen,
(b) das Waschen des geshredderten gemischten Abfallmaterials für eine gewisse Zeit und unter Bedingungen, die ausreichen, einen wesentlichen Teil der schweren Verunreinigungen, wie etwa Papierfasern, zu entfernen,
(c) das Trennen des gewaschenen gemischten Abfallmaterials unter Bedingungen, welche rückständige schwere Verunreinigungen entfernen, um (1) einen Kunststoffstrom, oder (2) einen Kunststoff- und Kunststoff-IMetall-Verbundstrom zu erhalten, und das Voranschreiten zu der optionalen Stufe (e) bei Vorliegen von (1) oder zu der Stufe (d) bei Vorliegen von (2),
(d) das Trennen des Kunststoffs und des Kunststoff-/Metall-Verbunds, um einen Kunststoffanteil und einen Kunststoff-/Metall-Verbundanteil zu erhalten, und gegebenenfalls
(e) die Behandlung des Kunststoffanteils im Wege einer weiteren Trennung unter Bedingungen, welche restlichen Kunststoff-/Metall-Verbund entfernt, um einen kunststoffangereicherten Anteil zu erhalten, und gegebenenfalls
(f) die Behandlung des Kunststoff-/Metall-Verbunds im Wege einer weiteren Trennung unter Bedingungen, welche restlichen Kunststoff entfernen, um einen mit Kunststoff-/Metall- Verbund angereicherten Anteil zu erhalten.
Das Verfahren kann ferner das Trocknen und das Pelletisieren des mit Kunststoff angereicherten Anteils einschließen, um im wesentlichen reinen Kunststoff zur Verwendung beim Blasformen und bevorzugt zur Verwendung bei der Folienbildung, zu erzielen. Das Verfahren kann weiterhin das Trocknen des mit Kunststoff-/Metall-Verbund angereicherten Anteils zur Verwendung bei der Rückgewinnung des Metalls daraus einschließen.
Die Erfindung schließt auch eine Vorrichtung zur Durchführung der verschiedenen, wie oben beschriebenen Stufen ein, um die Ziele der Rückgewinnung von Papierfasern zu erreichen, die wiederverwendet werden können, und schließt eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Kunststoff und Metall in einer effektiven Weise ein.
Gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird jeder der Hauptbestandteile eines laminierten Pappmaterials (einschließlich Papierfasern, Kunststoff und Kunststoff-/Metall-Verbund) abgetrennt und rückgewonnen. Die rückgewonnenen Materialien können rezykliert und zur Herstellung des Originalproduktes, wie etwa Kartons mit giebelförmiger Oberwand und aseptischer Kartons, verwendet werden, oder können, im Falle des Kunststoff- /Metall-Verbunds, unter Verwendung thermischer Zersetzung zur Rückgewinnung des Metalls behandelt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt, in denen
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung zum Trennen der Papierfasern von gemischten Abfallmaterialien und zur Rückgewinnung im wesentlichen reiner Papierfasern ist, und
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform ist, bei welcher eine Kombination des Kunststoffes und des Kunststoff-/Metall-Verbunds behandelt werden, um Kunststoff (mit oder ohne Metall) und Papierfasern rückzugewinnen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die gemischten Abfallmaterialien, welche eine oder mehrere Quellen für Papierfasern enthalten, schließen Zeitungen, Magazine, Pappdeckel, Getränkebehälter, wie etwa Milchkartons und/oder aseptische Verpackungen, oder Kombinationen aus dem vorangegangenen ein. Diese Abfallmaterialien schließen, zusätzlich zu den Papierfasern Kunststoff und Metallfolie ein.
Laminierte Papprodukte, welche bei der Herstellung von Kartons mit giebelfiörmiger Oberwand oder aseptischen Kartons verwendet werden, enthalten eine Schicht aus Papierfasern, die zwischen Schichten aus Kunststoff, wie etwa Polyethylen, zwischengelegt sind. Wenn es sich um eine Aluminiumfolienschicht handelt, was bei aseptischen Kartons im allgemeinen der Fall ist, ist sie auch zwischen Schichten aus Kunststoff, wie etwa Polyethylen, zwischengelegt.
Allgemein bringt die Rückgewinnung von Papierfasern aus Abfallmaterialien, die laminierte Papprodukte einschließen (oder aus Einspeisungen, die andere Kunststoffe, wie etwa Kunststoff-/Metall-Verbünde, umfassen, z. B. Joghurtbecher) merkwürdige Probleme dergestalt mit sich, als daß die Papierfasern Verunreinigungen durch Kunststoff- und/oder Metallmaterialteilchen ausgesetzt sind.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird ein Trennsystem 2 zum Trennen des Papierfaser- Bestandteils von dem Kunststoff und/oder den Kunststoff-/Metall-Verbünden gezeigt. Eine Beschickung aus gemischtem Abfallmaterial, das Papier, Kunststoff mit oder ohne Metall enthält, und das laminierte Pappbehälter einschließen kann, wird zu einem Hydrapulper 4 geschickt, wo es in Gegenwart von Wasser zu einem Schlamm gerührt wird. Die Beschickung kann gegebenenfalls vorbehandelt werden (etwa, um Geruch, Bakterien und ähnliches zu entfernen). Die Vorbehandlung kann auch einschließen, daß die Beschickung zuerst geshreddert wird und dann die geshredderte Beschickung in Wasser ausgewaschen wird, um sowohl riechende Materialien zu entfernen als auch um die Beschickung weich zu machen. Danach kann die weichgemachte Beschickung vor dem Eintriit in den Hydrapulper 4 geballt und/oder mit einem Bleichmittel behandelt werden. Der Hydrapulper 4 enthält ein Rührwerk 6, welches die turbulente Vermischung des Abfallmaterials mit Wasser bewirkt, um den Zerfall des Papiers zu verursachen, und was auch die laminierte Pappe aufblättert und die Trennung der Papierfasern von den Kunststoff- und/oder Kunststoff-/Metall-Verbünden in dem Abfallmaterial erleichtert.
Während der Behandlung in dem Hydrapulper 4 kann ein chemisches Agens (wie etwa Natriumhydroxid und/oder Natriumhypochlorit) hinzugefügt werden, um den pH-Wert aufrechtzuerhalten, zu deodorieren, keimfrei zu machen, zu bleichen und/oder die Behandlungseigenschaften der Beschickung zu verbessern.
Der Hydrapulper-Vorgang wird bevorzugt bei einer Temperatur von etwa 35ºC bis 75ºC, vorzugsweise von etwa 50ºC bis 65ºC bei einer Verweildauer durchgeführt, die typischerweise zwischen 5 bis 45, bevorzugt zwischen 15 bis 30 Minuten variiert. Eine Verweildauer am unteren Ende der Skala (z. B. 5 bis 15 Minuten) wird für gemischte Abfallmaterialien, die vorrangig Zeitungen und Magazine enthalten, im mittleren Bereich der Skala (z. B. 15 bis 30 Minuten) für gemischte Abfallmaterialien, die vorrangig Pappschachteln und gemischten Abfall enthalten, und am oberen Ende der Skala (z. B. 30 bis 45 Minuten) für gemischte Abfallmaterialien bevorzugt, die vorrangig laminierte Papprodukte (z. B. giebelförmige) enthalten, bevorzugt. Der Hydrapulper- Vorgang wird auch in einer Grundumgebung durchgeführt, in welcher der ph-Wert in dem Bereich von etwa 8.0 bis 10.0 liegt.
Die Behandlung in dem Hydrapulper 4 erzeugt einen Schlamm, der Papierfasern enthält, die mit verschiedenen Schmutzstoffen einschließlich Suspensionen aus Kunststoffpartikeln und Metallpartikeln vermischt sind. Bestandteile, wie etwa Massierungen von Kunststoff und größeren Metallteilchen neigen dazu, wegen ihrer Größe und ihres Gewichtes leicht von dem Schlamm getrennt zu werden. Der Schlamm wird von dem Hydrapulper 4 durch eine Extraktionsplatte 7 am Boden des Hydrapulpers 4 hindurch und in eine Entladeleitung 8 hinein abgezogen. Die größeren Bestandteile aus Kunststoff, Metall und andere Partikel verbleiben in dem Hydrapulper 4 und werden durch irgendein geeignetes Verfahren entfernt. Der Hydrapulper 4 kann eine große Ausflußöffnung 5 mit einer entfernbaren Abdeckplatte einschließen, um das Spülen der schwereren Bestandteile von dem Hydrapulper in die Entladeleitung 11 hinein zu gestatten, nachdem der Schlamm entfernt worden ist.
Der Schlamm geht über die Leitung 8 durch einen Flüssigkeitscyclon 13 hindurch, dann durch ein Grobsieb 9, gefolgt von einem Schlitzsieb 10 (wie etwa ein Model 12 PH/PS- Drucksieb), welches den Papierfaserbestandteil von den restlichen Bestandteilen trennt, d. h. den Kunststoff- und/oder Kunststoff-/Metallpartikeln, in eine Papierfaserströmung und eine Restströmung hinein. Der Flüssigkeitscyclon schützt das Sieb 9 vor allen großen Stücken aus Metall, Steinen oder anderen harten Gegenständen, die durch die Extraktionsplatte 7 hindurchgelangen könnten. Die Abmessungen der Schlitze in dem Sieb 10 können so eingestellt sein, daß sie Verschmutzungen aussieben können und gleichzeitig gestatten, daß die Fasern weiterer Verarbeitung unterworfen werden. Bevorzugt liegen die Schlitze bei einer Größenordnung von 0.004" bis 0.010", noch stärker bevorzugt bei einer Größenordnung von etwa 0.006". Die Restströmung von den Sieben 9 und 10 verläuft von den Sieben durch die Leitung 12 hindurch, während die Papierfaserströmung durch die Siebe hindurch verläuft und in die Leitung 14 hineinströmt.
Wieder unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird die Papierfaserströmung (die zu über 99% Wasser enthält) von dem Schlitzsieb 10 über die Leitung 14 zu einem Abschnitt des Trennsystems 16 transportiert, welches erste und zweite Fliehkraftsichter 18, 20 einschließt. Die Sichter 18, 20 sind Reinigungseinrichtungen, welche die Einspeisung in Anteile mit hoher und niedriger Dichte trennen. Der Anteil mit hoher Dichte wird vom Boden entfernt, während der Anteil mit niedriger Dichte von der Decke extrahiert wird. Die an Papierfasern angereicherte Strömung wird durch die Verwendung von zwei verschiedenen Arten von Fliehkraftsichtern behandelt, um die abwechselnde Trennung zu bewirken. Eine Art von Fliehkraftsichter (auch als eine Reinigungseinrichtung "mit hoher Dichte" oder als eine "Vorwärts-"Reinigungseinrichtung bekannt) ist für das Entfernen schwerer Verschmutzungen aus der an Papierfasern angereicherten Strömung geeignet. Der andere Typ Fliehkraftsichter (auch als eine "Rückwärts-"Reinigungseinrichtung bekannt) entfernt leichte Verunreinigungen aus der an Papierfasern angereicherten Strömung. Wenigstens eine der beiden Arten von Trennung (d. h. wenigstens eine Abtrennung schwerer Verschmutzung und wenigstens eine Abtrennung leichter Verunreinigung) wird einbezogen. Die "Rückwärts"- Reinigungseinrichtung folgt der "Vorwärts"-Reinigungseinrichtung in der Abfolge nach. Entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wird die Papierfaserströmung von dem ersten Fliehkraftsichter 18 als das Kopfprodukt und von dem zweiten Fliehkraftsichter 20 als das Bodenprodukt entfernt.
Insbesondere wird die eine überwiegende Menge an Papierfaseranteilen und eine geringere Menge an Restanteilen enthaltende Menge Papierfaserströmung in den ersten Fliehkraftsichter 18 (wie etwa eine 5" Ultra Clone Reinigungseinrichtung) hineingeleitet. Die schwereren Verunreinigungen werden über die Leitung 22 von dem Boden des Sichters 18 entfernt. Das Kopfprodukt des Sichters 18 enthält eine überwiegende Menge des Papierfaseranteils und eine geringere Menge leichter Verschmutzungen (und ist im wesentlichen frei von schwereren Verunreinigungen), die vorrangig restlichen Kunststoff und Druckfarbe umfassen. Der an Papierfasern angereicherte Kopfstrom wird über die Leitung 24 entfernt und zu dem zweiten Fliehkraftsichter 20 geschickt.
Die Antriebskraft, welche es dem Papierfaseranteil der Einspeisung gestattet, von dem ersten Fliehkraftsichter 18 zu dem zweiten Fliehkraftsichter 20 zu gelangen, ergibt sich aus einem Druckabfall, der zwischen der Leitung 14 und der Leitung 24 aufrechterhalten wird, die zu dem Sichter 20 hinführt. Der Druckunterschied wird bei einer Größenordnung von etwa 10 bis 30 psi, und bevorzugt bei etwa 20 psi gehalten.
Die an Papierfasern angereicherte Strömung tritt dann in den Sichter 20 (wie etwa eine 3" X-Clone-Durchstrom-Reinigungseinrichtung oder Gyroclen) ein, welche eine horizontal angeordnete, sich drehende Reinigungseinrichtung für leichte Verunreinigungen ist. Auch über den Sichter hinweg wird ein Druckabfall von etwa 10 bis 20 psi, bevorzugt von etwa 15 psi aufrechterhalten. Der die leichten Verunreinigungen (wie etwa Kunststoff, allein oder mit Druckfarbe) enthaltende Kopfstrom wird über die Leitung 26 entfernt und entsorgt oder weiter behandelt. Eine im wesentlichen saubere an Papierfasern angereicherte Strömung wird von dem Boden des Sichters 20 über die Leitung 28 entfernt.
Die an Papierfasern angereicherte Strömung kann in dem Trennsystem 16, wenn notwendig oder erwünscht, abhängig von der Endverwendung der Papierfasern, mehr als einmal behandelt werden. Wenn die Papierfasern mit Druckfarbe bedruckt sind, kann ein Entfärbungs- Verfahren verwendet werden, um eine zusätzliche Menge der Druckfarbe zu entfernen, bevor das Wasser aus der sauberen an Papierfasern angereicherten Strömung entfernt wird. Das Entfärbungs-Verfahren schließt, falls angewandt, bevorzugt drei Stufen ein.
Wie in Fig. 1 gezeigt, wird die an Papierfasern angereicherte Strömung über die Leitung 28 zu einem Flotationstank 30 geleitet, wo Druckluft über die Leitung 32 eingeführt wird, was einen Schaum erzeugt, in welchem Druckfarbenpartikel von den Papierfasern getrennt werden. Da die Druckfarbe leichter als die Papierfasern ist, schwimmt sie als ein Schaum auf der Oberfläche der an Papierfasern angereicherten Strömung, welche aus dem Tank 30 über die Leitung 34 entfernt wird. Die von Druckfarbebefreite, saubere, an Papierfasern angereicherte Strömung wird dann mit Wasser gewaschen und in einem Eindickbehälter 36 eingedickt, und wird im Anschluß daran in einem Dispergator 38 behandelt, um die Größe der Druckfarbenpartikel zu verringern, welche dann in sehr kleine Stückchen zerkleinert werden.
Die von Druckfarbe befreite, an Papierfasern angereicherte Strömung wird über die Leitung 40 direkt zu einer Papiermühle weitergeleitet oder wird in einem Verdichter 42 gepreßt, um eine wesentliche Menge an Wasser (30% bis 50%) zu entfernen, und wird dann zur Beförderung zu einer Papiermühle paketiert.
Die sich ergebenden Papierfasern sind von hoher Sauberkeit und Helligkeit und können dazu verwendet werden, neue laminierte Papprodukte, wie etwa Kartons mit giebelförmiger Oberwand oder aseptische Kartons herzustellen. Darüber hinaus gestattet die Qualität der sich ergebenden Papierfasern die Verwendung größerer Mengen rezyklierter Papierfasern bei der Produktion neuer Pappe. Zur Veranschaulichung, das Verfahren der vorliegenden Erfindung führt zu Papierfasern ausreichend hoher Qualität, um die Verwendung von wenigstens 15%, bevorzugt von wenigstens 20%, noch bevorzugterweise von wenigstens 25% und am meisten bevorzugt von wenigstens 30% rezyklierten Papierfasern bei neuer Pappe zu gestatten. Die sich ergebende Pappe hat eine hohe Helligkeit und einen niedrigen Verschmutzungsgrad, vergleichbar mit Pappe, die aus völlig jungfräulichen Fasern hergestellt ist.
Ein Meßverfahren des Verschmutzungsgrades bei Papprodukten ist der TAPPI- Verschmutzungsgrad-Test. Der TAPPI-Verschmutzungsgrad-Test ist eine Messung der Schmutzfläche eines vorgegebenen Pappenbereiches. Ein höherer TAPPI-Verschmutzungsgrad entspricht einer Pappe mit mehreren Flecken. Der TAPPI-Verschmutzungsgrad (mm²/m²) für ein Papprodukt, das gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung 30% erzielte rezyklierte Papierfasern enthält, ist allgemein geringer als etwa 100, bevorzugt weniger als etwa 80, noch mehr bevorzugt weniger als etwa 40 und am meisten bevorzugt weniger als etwa 20. Für ein Papprodukt, das gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung 10% erzielte rezyklierte Papierfasern enthält, ist der TAPPI-Verschmutzungsgrad allgemein geringer als etwa 40, bevorzugt weniger als etwa 30, noch mehr bevorzugt weniger als etwa 20 und am meisten bevorzugt weniger als etwa 10.
Die Helligkeit des Papproduktes, das gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung 15% erzielte rezyklierte Papierfasern enthält, liegt allgemein über 80, bevorzugt über 80.5, und noch bevorzugter über 81. Die nach dem vorliegenden Verfahren erzielten rezyklierten Papierfasern haben im allgemeinen eine größere als etwa 78 betragende Helligkeit, bevorzugt gleich oder größer als etwa 80.
Wenn das Ziel des Verfahrens vorrangig ist, die Papierfasern rückzugewinnen, können die nicht papierartigen Bestandteile des ursprünglichen Abfallmaterials einfach weggeworfen werden, einschließlich der von dem Hydrapulper 4 und den Sieben 9 und 10 durch die Leitung 12 kommenden Kunststoff- und Metallbestandteile. Das Verfahren dieser Erfindung gestattet aber - zusätzlich zu der Rückgewinnung der Papierfasern - die Rückgewinnung und Wiederverwendung der Kunststoff-Bestandteile.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird die die Kunststoff-/Folie-/Fasern (und andere schwere Bestandteile)-Zusammensetzung enthaltende Strömung von dem Hydrapulper 4 durch die Leitung 11 zu einem Mahlgerät 52 weiterbefördert, welches die Größe der Partikel der Restströmung verringert, und zwar bevorzugt in dem Bereich von 20 mm · 20 mm bis 10 mm · 10 mm oder kleiner. Das Mahlgerät ist eine herkömmliche Vorrichtung.
Die Grund-Restströmung wird über eine Leitung 54 zu einer mechanischen Rührvorrichtung 56 geschickt, welche Rest-Papierfasern von den (falls überhaupt vorhandenen) verbliebenen schweren Partikeln und dem Kunststoff und/oder Kunststoff-/Metall-Verbund der Restströmung trennt. Die Vorrichtung 56 kann ein dem Hydrapulper 4 ähnlicher Hydrapulper oder eine Kombination aus einem Flotationstank und einer Wirbeltrenneinrichtung sein. Bevorzugt wird die Trennung durch einen bei 1000-1500 U/min arbeitenden Turbowäscher in Verbindung mit einem Korbsieb mit Löchern in der Größenordnung von 2-5 mm ausgeführt, was es der Rest- Faserströmung gestattet, hindurchzugelangen und die verbliebenen (falls vorhandenen) schweren Verschmutzungen und den Anteil des Kunststoffes und/oder des Kunststoff-/Metall-Verbunds der Restströmung zurückzuhalten, was eine Rest-Papierfaserströmung erzeugt, die etwa 99% Wasser enthält. Die Rest-Papierfaserströmung verläuft über die Leitung 58 durch eine Siebanordnung 60 hindurch, welche restliche schwere Verschmutzungen entfernt und den Wassergehalt auf etwa 90% verringert. Die so zurückgewonnenen Fasern können dem Papierfaser- Anreicherungsverfahren, zum Beispiel durch die Leitung 24 (Fig. 1) hindurch, zugesetzt werden, um Kunststoff-Verschmutzungen weiter zu reinigen und zu entfernen, oder sie können ohne weitere Verarbeitung verwendet werden.
Die gewaschene Restströmung, die die verbliebenen schweren Verunreinigungen und Kunststoff und/oder Kunststoff-/Metall-Verbund enthält, enthält vorrangig freien Kunststoff, als auch eine kleinere Menge des Kunststoff-/Metall-Verbunds, und möglicherweise andere restliche Bestandteile, wie etwa Papierfasern, welche noch in der Vorrichtung 56 verbleiben. Die Inhalte der Vorrichtung 56 werden als eine Wasserströmung über eine Leitung 62 zu einem oder mehreren Sedimentierungstanks 64 weitergeleitet. Ein Sedimentierungstank kann für die Trennung des freien Kunststoffes von dem Kunststoff-/Metall-Verbund ausreichen, wenn die gewaschene Restströmung im wesentlichen frei von anderen schweren Verunreinigungen ist. In der Praxis kann es jedoch förderlich sein, eine Reihe von z. B. zwei Sedimentierungstanks 64 einzubinden. Der erste dient dazu, im wesentlichen alle schweren Verunreinigungen (andere als die die Kunststoff- /Metall-Verbünde) zu entfernen, welche in der gewaschenen Restströmung verbleiben, was zu einer aus dem ersten Sedimentierungstank austretenden Strömung führt, welche im wesentlichen nur aus einer Kombination aus freiem Kunststoff und einem Kunststoff-/Metall-Verbund besteht. Der zweite Sedimentierungstank wird auf diese Weise dazu benutzt, den freien (weniger dichten) Kunststoff von dem (dichteren) Kunststoff-/Metall-Verbund zu trennen. Dies führt zusammen mit der unten beschriebenen weiteren Behandlung zu einem rezykliertem freien Kunststoff-Anteil, welcher für Folien bildende Anwendungen geeignet ist, und einem rezykliertem Kunststoff- /Metall-Verbund mit ausreichend hohem Metallanteil (z. B. 20% im Fall von Aluminium), um die Rückgewinnung des Metalls wirtschaftlich vertretbar zu machen.
In dem ersten Sedimentierungstank kann (wenn zwei verwendet werden), die Strömung turbulenter sein als in dem zweiten Sedimentierungstank. Dies nutzt den größeren Dichteunterschied der schwereren Verunreinigungen (in der Größenordnung von 1,5 kg/m³) im Vergleich zu Kunststoff (0,92 kg/m³ für weniger dichtes Polyethylen) und Kunststoff-/Metall-Verbünde (etwa 1,06 - 1,09 (theoretisch gerechnet) für Polyethylen-/Aluminium-Folienlaminate) aus. Die Fachleute können passende Strömungen zum Bewirken der Trennung auf der Grundlage von Dichteunterschieden bestimmen, ohne daß weitere Experimente nötig sind.
Die in den zweiten Sedimentierungstank 64 eindringende Strömung wird, wenn zwei Tanks verwendet werden, dazu gebracht, sich einer im wesentlichen laminaren Strömung zu unterziehen, so daß der weniger dichte freie Kunststoff sich von dem schwereren Kunststoff-/Metall- Verbund trennt. Die Verwendung des Laminarströmungs-Sedimentierungstank 64, entweder allein oder als zweiter Sedimentierungstank, führt zu einem rezyklierten Kunststoff, welcher es gestattet, mehr als die doppelte Menge an rezykliertem Kunststoff mit frischem Kunststoff zu verarbeiten, als es im Vergleich zu rezykliertem Kunststoff möglich wäre, der aus Verarbeitungen stammt, bei denen der Sedimentierungstank nicht einbezogen ist.
Der Überlauf von dem Sedimentierungstank 64, der eine große Menge des freien Kunststoffanteils und eine geringere Menge des Kunststoff-/Metall-Verbundes enthält, wird über die Leitung 66 zu einem Fliehkraftsichter 68 gleicher oder ähnlicher Art wie der erste Fliehkraftsichter 18 transportiert. Im Betrieb erzeugt der Sichter 68 einen weniger dichten Anteil, der vorrangig den freien Kunststoffanteil umfaßt und eine sehr geringe Menge an Kunststoff-/Metall-Verbund hat, sowie einen dichteren Anteil, welcher vom Boden des Sichters 68 über die Leitung 70 entfernt wird. Der dichtere Anteil enthält eine überwiegende Menge des Kunststoff-/Metall-Verbundes, welcher weiter verarbeitet werden kann, um daraus das Metall und/oder den Kunststoff rückzugewinnen.
In der Praxis würde eine Beschickung aus Kunststoff und Kunststoff-/Metall-Verbund, die etwa 94,6% Polyethylen und etwa 5,4% Aluminium enthält, zu einem Laminarströmungs- Sedimentierungstank einen Sedimentierungsanteil (Aluminiumanteil) mit 80,5% Polyethylen und 19,5% Aluminium und einen strömungsabweichenden Anteil (Polyethylenanteil) mit 95,9% Polyethylen und 4,1% Aluminium ergeben.
Der Aluminiumanteil verläuft durch zwei Sichter in Reihe hindurch, wobei die Bodenprodukte von dem ersten Sichter (angereicherter Aluminiumanteil) zu dem zweiten Sichter Sichter weitergeleitet werden. Das Bodenprodukt von dem zweiten Sichter würde etwa 78,8% Polyethylen und etwa 21,2% Alumnium enthalten, was ausreicht, um eine wirtschaftliche Rückgewinnung des Aluminiums zu ermöglichen. Weitere Sichter würden zu einem höheren Aluminiumgehalt führen, und die Verwendung nur eines Sichters kann bei einer speziellen Anwendung ausreichen.
Der Polyethylenanteil wird durch zwei Sichter in Reihe hindurchgeleitet, wobei das Kopfprodukt von dem ersten Sichter (angereicherter Polyethylenanteil) zu dem zweiten Sichter weitergeleitet wird. Das Kopfprodukt des zweiten Sichters sollte aus etwa 97,8% Polyethylen und etwa 2, 2% Aluminium bestehen. Weitere Sichter können benutzt werden, um den Aluminiumgehalt auf oder unter etwa 1% zu verringern, und die Verwendung eines Sichters kann bei einer speziellen Anwendung ausreichen. Die Menge des restlichen Aluminiums kann auch, wie unten beschrieben, direkt durch das Extrudieren des angereicherten Polyethylenanteils verringert werden.
Die Masse des Kunststoff-/Metall-Verbundes, einschließlich der Bodenprodukte von dem Sichter 68, kann auf herkömmliche Weise behandelt werden, um das Metall oder den Kunststoff zurückzugewinnen. Der restliche Wassergehalt sollte nach dem Trocknen weniger als 1% darstellen. Zum Beispiel kann der Kunststoff-/Metall-Verbund unter kontrollierten Umgebungsbedingungen thermisch zersetzt werden, um die Metallfolie zurückzugewinnen. Alternativ dazu kann zum Beispiel der Kunststoff-/Metall-Verbund mit einem geeigneten Lösungsmittel in Reaktion gebracht werden, um den Kunststoff aufzulösen und das Metall und den Kunststoff zurückzugewinnen.
Der Kunststoff wird über die Leitung 72 zu einem Trocknungsystem 74 transportiert. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform schließt das Trocknungssystem 74 ein vibrierendes Sieb 76, eine Schraubenpresse 78 und einen Heißlufttrockner 80 zum Entfernen einer wesentlichen Menge des Wassers aus dem freien Kunststoff ein. Der restliche Wassergehalt sollte nach dem Trocknen weniger als 1% betragen.
Ein sich drehendes Trommelmahlwerk 82 kann verwendet werden, um das trockene Material im wesentlichen zu Staub zu pulverisieren, nachdem der Kunststoff in dem Heißlufttrockner 80 getrocknet worden ist. Der Staub schmilzt dann durch Reibung und wird in einen Extruder 86 geleitet. Sobald das Material extrudiert ist, wird es durch einen ununterbrochenen Siebwechsler 88 hindurchgeführt, welcher große Stücke restlicher Verunreinigungen und restlichen Metalls entfernt. Die Maschengröße des Siebes ist bevorzugt geringer als 100 um.
Danach kann der im wesentlichen reine Kunststoff auf eine übliche Weise pelletisiert und mit frischem Kunststoff in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 4 bis 2 : 5 (rezykliert: frisch) zur Verwendung bei der Herstellung des laminierten Ppproduktes kombiniert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein im wesentlichen reiner Kunststoffanteil erreicht werden, welcher für die Verwendung bei Folien bildenden Anwendung geeignet ist, und es wird auch ein Kunststoff-/Metall-Verbund (z. B. Kunststoff-/Aluminium-Folienverbund) mit ausreichend hohen Mengen an Metall (z. B. 20% im Fall von Aluminium), die für die wirtschaftliche Rückgewinnung, z. B. durch Aluminiumprozessoren, geeignet sind, erhalten. Im wesentlichen alle Bestandteile des gemischten Abfallmaterials können daher zu hochwertigen Endanwendungen rezykliert werden. Die Papierfasern und der Kunststoff können z. B. zu einem laminierten Papprohprodukt rezykliert werden, und der Kunststoff-/Metall-Verbund kann rezykliert werden, den Metall-Bestandteil zu erzielen. Der rezyklierte Kunststoff (z. B. Polyethylen), welcher als Teil des laminierten Papprodukts verwendet wird, wird durch seine mechanischen und chemischen Eigenschaften, und durch seine Reinheit klassifiziert. Wenn der rezyklierte Kunststoff mit Unreinheiten, wie etwa Papierfasern oder Metall, z. B. Aluminium, mit über etwa 1% verunreinigt wird, wird das zur Pelletisierung des rezyklierten Kunststoffs verwendete Siebsystem schnell verstopfen, was zu verringerter Produktivität führt. Ebenso führen bei der Erzeugung von Kunststoffolien mehr als 1 % Papierfasern in dem Kunststoff unter anderem zu erhöhter Hygroskopie des Kunststoffes und mehr als 1% Metall in dem Kunststoff führt unter anderem zu "Spitzenvorhängen" während der Folienbildung. Daher muß jeglicher Kunststoff, welcher für Recycling vorgesehen ist, im wesentlichen rein sein (d. h. im wesentlichen frei von Papierfasern und Metall, d. h. mit 1%-igem Gehalt), selbst wenn der rezyklierte Kunststoff typischerweise mit frischem Kunststoff vermischt wird. Die Kombination von Stufen der vorliegenden Erfindung zur Rückgewinnung von Papierfasern kann, wenn (falls gewünscht) in Kombination verwendet, eine im wesentlichen vollständige Rückgewinnung der Papierfasern aus den Papierfaserquellen der gemischten Abfallmaterialien bereitstellen. Darüber hinaus sind diese Papierfasern im wesentlichen so rein, daß sie im Grunde frei von leichten und schweren Verunreinigungen sind. Diese Papierfasern haben auch einen wesentlich verbesserten Schmutzgehalt und eine verbesserte Helligkeit, als bisher zu erreichen geglaubt worden ist.
Wenn der Restanteil des gemischten Abfallmaterials, wenn von restlichen Papierfasern befreit, nur Kunststoff und keinen Kunststoff-/Metall-Verbund oder andere schwerere Verunreinigungen enthält, wird dieser Kunststoffanteil eine für die Rezyklierung geeignete Sauberkeit aufweisen. Aufgrund der Entfernung der restlichen Fasern ist dieser Kunststoffanteil nicht auf geringwertige Endanwendungen begrenzt (wie im Fall des Stands der Technik), sondern ist für die Verwendung bei der Herstellung z. B. von Kunststoffolien geeignet. Er ist so für Rezyklierung zurück in andere laminierte Papprodukte geeignet.
Während diese Erfindung gemäß bestimmten bevorzugten Ausführungsformen erläutert und beschrieben worden ist, ist zu bemerken, daß Variationen und Veränderungen davon gemacht werden können, ohne vom Gedanken der Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Verfahren zum Trennen und Rückgewinnen von Papierfasern aus gemischten Abfallmaterialien, die Quellen aus Papierfasern, Kunststoff mit oder ohne Metall enthalten, wobei die gemischten Abfallmaterialien in der Gegenwart von Wasser in einen Hydrapulper (4) gerührt werden, um einen Schlamm zu bilden, der einen Papierfaserteil und einen Kunststoff- und Metallteil aufweist, gekennzeichnet durch das Extrahieren von Wasser und Kunststoff und jedes Metalles und einer beträchtlichen Menge des Papierfaseranteils aus dem Schlamm des Hydrapulpers zur Bildung einer flüssigen Strömung (8): Entfernen von Kunststoff und jedem Metall aus der flüssigen Strömung durch Bewegen der flüssigen Strömung in Aufeinanderfolge durch ein Grobsieb (9) und ein Schlitzsieb (10), um eine an Papierfaser angereicherte Strömung (14) zu erzeugen; danach Entfernen leichter Verunreinigungen aus der an Fasern angereicherten Strömung, um eine im wesentlichen saubere, an Papierfasern angereicherte Strömung zu erzeugen; und Entfernen von Druckfarbe aus der im wesentlichen sauberen, an Papierfasern angereicherten Strömung, um dadurch eine feuchte Papierfaser zu erhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die an Papierfasern angereicherte Strömung zuerst in einem ersten Fliehkraftsichter (18) behandelt wird, um schwere Verunreinigungen aus der an Papierfasern angereicherten Strömung dadurch zu entfernen, daß die an Papierfasern angereicherte Strömung oben an dem ersten Fliehkraftsichter ausgestoßen wird, und dann in einem zweiten Fliekraftsichter (20) behandelt wird, um leichte Verunreinigungen aus der an Papierfasern angereicherten Strömung dadurch zu entfernen, daß die an Papierfasern angereicherte Strömung am Boden des zweiten Fliehkraftsichters ausgestoßen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Entfernen von Druckfarbe aus der im wesentlichen sauberen, an Papierfasern angereicherten Strömung das Bewegen der im wesentlichen sauberen, an Papierfasern angereicherten Strömung durch einen Flotationstank (30) aufweist für das Abtrennen von Farbstoffteilchen aus der im wesentlichen sauberen, an Papierfasern angereicherten Strömung vor einer Verdichtungsstufe, in welcher die im wesentlichen saubere, an Papierfasern angereicherte Strömung komprimiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 mit dem Überführen der entfernten Kunststoff- und Metallkomponenten zu einem Mahlgerät (52); Mahlen bzw. Schleifen der Kunststoff- und Metallkomponenten in dem Mahlgerät; Abtrennen der Kunststoffkomponenten von den Metallkomponenten nach der Mahlstufe; Trocknen von Kunststoffkomponenten aus der Abtrennstufe; Zuführen der getrockneten Kunststoffkomponenten zu einem Extruder (86); und Extrudieren der Kunststoffkomponenten.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Trennstufe das Zuführen der Kunststoff- und Metallkomponenten zu einem Sedimentationstank (64) aufweist, um den dichteren Komponenten zu erlauben sich abzusetzen und den Kunststoffkomponenten zu erlauben, mit der Wasserströmung entfernt zu werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die getrockneten Kunststoffkomponenten pulverisiert werden, bevor die Kunststoffkomponenten dem Extruder (86) zugeführt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Druckdifferenz zwischen dem ersten Sichter (18) und dem zweiten Sichter (20) von zwischen etwa 10 und 30 psi aufrechterhalten wird, um eine Strömung von dem ersten Sichter zu dem zweiten Sichter hervorzurufen.

8. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Schlitzsieb (10) Schlitze mit einer Breite zwischen etwa 0,004 und 0,010 Zoll hat und die an Fasern angereicherte Strömung (14), welche sich aus dem Schlitzsieb bewegt, mindestens 90% Wasser enthält.

9. Anlage zum Trennen und Rückgewinnen von Papierfasern aus gemischten Abfallmaterialien, die einen Papierfaseranteil und einen Nichtpapierfaserfeststoffanteil enthalten, wobei die Anlage eine Kammer (4) für das Bewegen des gemischten Abfallmaterials in der Gegenwart von Wasser aufweist, um einen Schlamm zu bilden, der aus einem Papierfaseranteil und einem Nichtpapierfaserfeststoffanteil besteht; eine Extraktionsanordnung (7) aufweist für das Abtrennen einer beträchtlichen Menge des Papierfaseranteils aus dem Schlamm zur Bildung einer an Papierfasern angereicherten Strömung; Siebe (9, 10) hinter der Extraktionsanordnung aufweist für das Abtrennen der Papierfasern aus den Kunststoff- und Metallkomponenten in der Strömung; und einen ersten Fliehkraftsichter (18) hinter den Sieben (9, 10) aufweist zum Entfernen von an Gewicht schweren Verunreinigungen aus der an Papierfasern angereicherten Strömung; gekennzeichnet durch eine Leitung zum Führen der an Papierfasern angereicherten Strömung aus der Extraktionsanordnung (7) zu einem Tank (30) zum Entfernen von Druckfarbe aus den Papierfasern; und durch einen zweiten Fliehkraftsichter (20) hinter dem ersten Fliehkraftsichter (18) und vor dem Tank (30) zum Entfernen von an Gewicht leichten Verunreinigungen aus der an Papierfasern angereicherten Strömung, um eine im wesentlichen saubere, an Papierfasern angereicherte Strömung zu erzeugen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9 mit einer Überführungsanordnung (12) für das Überführen von Kunststoff- und Metallkomponenten aus der Kammer und aus den Sieben zu einer Mahlstation; einem Mahlgerät (52) zum Mahlen der Komponenten an der Mahlstation; einem Kunststoffextruder (86) zum Extrudieren des Kunststoffes, wobei die Übertragungsanordnung Vorrichtungen aufweist, um die Bestandteile aus dem Mahlgerät zu dem Extruder zu überführen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10 mit Pulverisiermitteln (82) zum Pulverisieren von Kunststoff- und Metallkomponenten vor dem Überführen zu dem Extruder.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Siebe ein von einem Schlitzsieb gefolgtes Grobsieb aufweisen.