ES2242544A1

ES2242544A1 - Recuperacion de aluminio en complejos de aluminio-polietileno.

Info

Publication number: ES2242544A1
Application number: ES200401125A
Authority: ES
Inventors: Enric Hernandez I Monton; Francesc Vernet Folch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-04-22
Filing date: 2004-04-22
Publication date: 2005-11-01
Anticipated expiration: 2024-04-22
Also published as: ES2242544B1

Abstract

El objeto de la invención es la eliminación del polietileno filmificado sobre lámina de aluminio que se utiliza en envases de alimentos para facilitar la recuperación del metal. Dicha eliminación se consigue por medios térmicos, combustionando el polímero en una atmósfera deficiente en oxígeno; dicha combustión proporciona la energía térmica necesaria para el proceso (gasificación del polímero). A tal efecto, se introduce el complejo de aluminio-polietileno en un horno cilíndrico rotatorio, dispuesto con una inclinación y velocidad rotacional adecuadas, siendo arrastrado el complejo por la vena fluida que constituyen los gases frescos (aire de combustión) en su entrada al horno; en las proximidades de la zona de combustión, debido a la alta temperatura, el polímero se gasifica, se desprende de la lámina de aluminio y se produce su combustión, aportando la energía térmica necesaria para el proceso. El giro de 180º a que se ven sometidos los gases producto de la combustión, hacen que las láminas de aluminio, en suspensión en su seno, se precipiten al fondo del cilindro, de donde son extraídas por los medios adecuados.

Description

Procedimiento para la recuperación de aluminio en complejos de aluminio-polietileno.

Sector de la técnica

La invención se encuadra en el sector técnico de los procesos industriales, mas concretamente, en el relativo a la recuperación de metales y la valorización energética de otros subproductos derivados del proceso.

Estado de la técnica

Actualmente, de todos es conocida la gran profusión con que son utilizados los envases del tipo "tetra-brik" para contener alimentos, así como otras sustancias. Estos envases están compuestos esencialmente por un armazón de aglomerado de cartón sobre el que se dispone interiormente una lámina de aluminio, al objeto de mejorar las características del envase, y sobre esta lámina se filmifica una capa de polietileno de baja densidad, que confiere al envase su característica de impermeabilidad total en ambos sentidos, incluso frente a olores.

Una vez el envase ha concluido su vida útil debe ser eliminado siguiendo los canales habituales, como son su vertido en contenedores adecuados, su segregación de otro tipo de envases y su procesamiento. Es ente punto, el del procesamiento el que plantea un serio problema; el aglomerado de cartón puede ser separado de la lámina de aluminio sin dificultad, en batidoras diseñadas para tal fin, y que mediante su inmersión en un medio acuoso y mediante la incorporación al mismo de aditivos adecuados, lo convierten en pulpa de cartón, facilitando su separación de la lámina de aluminio y su posterior reutilización para este mismo u otros cometidos.

Una vez separado el cartón, el residuo restante se compone de una lámina de aluminio con un film de polietileno de baja densidad adherido a la lámina. La muy diferente naturaleza de los materiales hace que su separación sea dificultosa, constituyendo un serio problema medioambiental y determinando la imposibilidad de reutilizar el aluminio para este u otros fines.

Es por todo lo expuesto, que la presente invención se centra en el desarrollo de un método eficaz para la separación de la lámina de aluminio del film de polietileno, permitiendo la reutilización del metal, todo ello, obteniendo gran parte de la energía necesaria para el proceso, del propio film de polietileno, y generando además un importante excedente energético susceptible de ser utilizado en procesos anexos al que se describirá.

Descripción de la invención

Descartada por lo compleja la separación del film de polietileno de la lámina de aluminio por medios mecánicos, y dadas las características que presenta el polietileno (paso a fase gas a baja temperatura, alta combustibilidad y elevado poder calorífico) la separación térmica se perfila como la mas adecuada. El polietileno, junto con la lámina de aluminio, son introducidos en un horno formado por un cuerpo de revolución cilíndrico e inclinado respecto a la horizontal. En el primer tercio de longitud del cilindro, debido a la temperatura fruto de la propia combustión, se produce la gasificación del film de polietileno y su combustión; los productos de la combustión (gases) abandonan el cilindro por la parte superior de este, favoreciendo esta salida la inclinación del tambor, mientras que el aire fresco procedente del exterior, ingresa en el tambor por la parte inferior de este; la aportación de combustible (material a procesar, entiéndase fragmentos de lámina de aluminio con film de polietileno) se efectúa en el propio seno del flujo de aire entrante, mediante un elemento que permita modular la cantidad aportada. El aire fresco transporta el material hacia la zona de combustión, y en las inmediaciones de esta, debido a la temperatura circundante, el film de polietileno adherido a la lámina de aluminio, pasa a fase gas, produciéndose su combustión y generando el calor necesario para el mantenimiento del proceso. Los gases producto de la combustión, básicamente CO, CO_{2} y vapor de agua, en su necesidad de abandonar el tambor, son obligados a efectuar en su interior un giro completo de 180º lo que provoca que el aluminio en láminas contenido en su seno, y debido a la diferencia de densidades, abandone la vena fluida por efecto de la fuerza centrífuga, precipitándose al fondo del tambor, desde donde es arrastrado hacia el extremo del cilindro a mas baja cota, (lugar en que la presencia de oxígeno es reducida), de donde es extraído mediante una lumbrera de apertura secuencial.

Es de suma importancia que todo el proceso se lleve a cabo en una atmósfera pobre en oxígeno, al objeto de impedir la rápida oxidación de la lámina de aluminio.

Descripción del dibujo

En relación al diagrama, podemos apreciar las siguiente partes:

1): Trenes de rodadura y tracción: En número de dos son los encargados de proporcionar movilidad al conjunto. Situados cada uno a 60º de la vertical. Se obvia en el dibujo la representación de la bancada de la máquina, así como el elemento de accionamiento del tren de rodadura-tracción.

2): Tren de rodadura axial. Se encarga de limitar el desplazamiento axial que se produciría en caso de no existir, puesto que el conjunto presenta cierta inclinación respecto a la horizontal.

3): Cuerpo del tambor revestido interiormente con material refractario.

4): Anillo de estanqueidad de la lumbrera de descarga.

5): Lumbrera de descarga.

6): Campana de recogida de gases. Se omite la representación del elemento de recuperación energética, así como la del ventilador de tiro inducido.

7): Tornillo de alimentación de material.

Modo de realización de la invención

La presente invención, se ilustra adicionalmente con unas notas que elevan el nivel de concreción en la explicación dada de ciertos elementos, las cuales no pretenden ser limitativas de su alcance:

Tambor o cuerpo principal

El tambor o cuerpo principal, está constituido por un cuerpo de revolución cilíndrico, fabricado en chapa de acero del espesor adecuado, recubierta esta interiormente de material refractario abierto por uno de sus extremos y con una inclinación determinada respecto a la horizontal, de forma que el extremo abierto sea el que se sitúe en un plano superior. Este cuerpo de revolución que constituye el horno, debe poder girar sobre su eje longitudinal a velocidad variable, extremo este de fácil consecución mediante el uso de motor trifásico y variador de frecuencia en el tren de tracción. La inclinación del conjunto respecto a la horizontal debe poder ser cambiada fácilmente sin necesidad de detener el proceso; estos dos extremos, de fácil consecución con los medios técnicos actuales, facilitan la adaptabilidad de la instalación al material a procesar, en cuanto a tamaño de los fragmentos, espesor de la lámina de aluminio o del film de polietileno adherido a ella.

Extracción de gases

En el extremo abierto, es decir, el que se encuentra en el extremo superior del cilindro, se situará exteriormente una campana de extracción de gases con un elemento para inducir la circulación de estos. Una recogida de los mismos de forma eficaz permitiría la utilización de estos como fuente de energía, pudiendo aprovecharse para la producción de vapor, por ejemplo, canalizando los gases desde la campana de extracción hacia un generador de vapor del tipo adecuado. Cabe reseñar, que debido a que el proceso se desarrolla en una atmósfera ligeramente carente de oxígeno, los gases de combustión siguen ardiendo espontáneamente una vez abandonado el tambor. Debe asegurarse la correcta ventilación en el primer tramo de la campana, (que por descontado debe estar revestido de material refractario), para garantizar la eliminación de trazas de CO e inquemados. Una vez los gases han sido enfriados por el elemento recuperador (generador de vapor, caso de existir), son extraídos por el ventilador inductor de tiro; una lumbrera de apertura variable situada en la admisión del mismo, permitiría el ajuste del caudal de gases a las necesidades del proceso.

Mecanismo de descarga

En el extremo del cuerpo de revolución situado a menor nivel, se situará la lumbrera de descarga de los fragmentos de aluminio liberados ya del film de polietileno, y que debido al movimiento rotativo del tambor, unido a la inclinación que presenta este, se habrán depositado en la parte baja del mismo. Una abertura de las dimensiones adecuadas practicada en la pared lateral del tambor, que permanecerá cerrada en todo el perímetro de revolución excepto en la parte mas baja del recorrido, gracias a una abertura de similares dimensiones practicada en el anillo de estanqueidad, facilitan la descarga del material. En cuanto al tratamiento de este una vez descargado, es de suma importancia proveer un mecanismo que evite la rápida oxidación del metal, favorecida por la elevada temperatura a que se encuentra y el paso a una atmósfera rica en oxígeno en comparación a la reinante en el interior del tambor. A tal efecto, un sistema de compactación sincronizado con las descargas, se presume como el método mas eficaz.

Alimentación de material

En referencia al sistema de alimentación de material, un sistema de rosca o tornillo helicoidal, cumple perfectamente con este cometido; tanto la camisa o envolvente del tornillo como el alma del mismo, deben poseer un eficaz sistema de refrigeración, al objeto de evitar que el film de polietileno adherido a la lámina alcance la temperatura de fluidificación antes de entrar en el flujo de aire fresco procedente del exterior, dado que esto supondría la total inoperancia del sistema de alimentación; no debemos olvidar que la descarga debe producirse en la zona adyacente al hogar, donde se produce la gasificación y posterior combustión del film. Dicho tornillo, dispondrá para su accionamiento del adecuado moto-reductor, equipado con motor trifásico accionado por variador de frecuencia al objeto de modular la cantidad de material aportado.

Claims

1. Procedimiento para la separación del polietileno adherido a la lámina de aluminio utilizada en la confección de envases de uso alimentario, caracterizado porque comprende las siguientes operaciones:

- Introducción de los fragmentos de lámina de aluminio con film de polietileno en el interior de un horno giratorio de tambor mediante los medios adecuados.

- Procesado del material, es decir, gasificación por efecto de la temperatura y posterior combustión del polietileno.

- Extracción de gases producto de la combustión, y recuperación de la energía térmica contenida en los mismos.

- Extracción del interior del horno de los fragmentos de lámina de aluminio, ya sin el film de polietileno.

2. Instalación para llevar a cabo el procedimiento de la reivindicación nº 1, caracterizada porque comprende los siguientes elementos:

- Horno de tambor inclinado y rotativo, con posibilidad de variar su inclinación respecto a la horizontal y su velocidad de giro; elemento de alimentación de material (lámina de aluminio con film de polietileno) al horno (tornillo de rosca helicoidal con sistema de refrigeración) y velocidad variable al objeto de modular el aporte de material; lumbrera de descarga de material ya procesado (lamina de aluminio liberada del film de polietileno) compuesta por una ventana practicada en la pared lateral del tambor y un anillo de estanqueidad en el perímetro del mismo; campana de recogida de gases producto de la combustión del film de polietileno para su liberación a la atmósfera o su canalización hacia un elemento que permita recuperar su energía térmica, en ambos casos mediante la ayuda de un ventilador de tiro inducido.