ES2339854T3

ES2339854T3 - Separacion de plasticos con multiples etapas.

Info

Publication number: ES2339854T3
Application number: ES03746760T
Authority: ES
Inventors: Laurence E. Allen, Iii; Brian L. Riise; Paul C. Allen; Ron C. Rau; Michael B. Biddle
Original assignee: MBA Polymers Inc
Current assignee: MBA Polymers Inc
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2023-04-14
Also published as: HK1073085A1; DE60331425D1; WO2003086733A1; US20060001187A1; JP2006505419A; US7802685B2; AU2003231728A1; EP2163369A1; ATE458779T1; EP1494843A1; SI1494843T1; EP1494843B1; JP2010264745A; CN100482439C; CN1659007A

Abstract

Un proceso de reciclado de plásticos que comprende: recibir una mezcla rica en plásticos que incluye al menos dos tipos de plásticos; determinar al menos una propiedad que tenga la mezcla rica en plásticos, donde la propiedad es: la cantidad de metal en la mezcla; un intervalo de densidades; una diferencia de espesores, fricción, adhesión o elasticidad; características de carga eléctrica relativa diferentes; conductividad diferente; una cantidad de humedad o gases atrapados; una variedad de colores; un tamaño de partícula o una diferencia de viscosidad; seleccionar, basándose en al menos una propiedad, al menos seis procesos para procesar la mezcla rica en plásticos, donde la selección se basa en un tipo de una fuente de alimentación para la mezcla rica en plásticos; un origen geográfico de la fuente de alimentación o una distribución temporal de los tipos de plástico en la mezcla, en la que los al menos seis procesos comprenden la siguiente secuencia de procesos en ese orden: a)una etapa de preprocesado; b)una etapa de reducción de tamaño; c)un proceso de control de la relación de superficie a masa, que implica clasificar el plástico por espesor, clasificarlo con una mesa neumática, clasificarlo con un clasificador por aire, tamizarlo o tratarlo sobre mesas oscilantes y que consigue una distribución estrecha de las relaciones de superficie a masa; d)un proceso de separación que separa un primer tipo de plástico de un segundo tipo de plástico y que se mejora por una distribución de la relación de superficie a masa estrecha, implicando dicho proceso ya sea clasificación electrostática, ya sea flotación en espuma o ya sea alteración diferencial de densidad; e)una etapa de mezcla y f)una etapa de extrusión; someter la mezcla rica en plásticos a la secuencia de procesos y recoger un material de plástico reciclado como producto de salida de la secuencia de procesos.

Description

Separación de plásticos con múltiples etapas.

La invención se refiere al reciclado de plásticos.

Los plásticos y los negocios relacionados con ellos representan en los Estados Unidos de América la cuarta mayor industria del país, que genera y maneja por encima de 10 millones de toneladas de material, supone cientos de millardos de dólares de producción por año y es responsable de proporcionar aproximadamente millones de empleos. Sin embargo, a diferencia de industrias que emplean otros materiales, como el acero o el aluminio, esta industria depende casi exclusivamente de materias primas no renovables, mayoritariamente petróleo importado. Esta dependencia se hace incluso cada vez más significativa puesto que la tasa de crecimiento de empleo de los plásticos continúa dejando atrás la de los otros materiales.

La mayor parte del plástico proporcionado por los fabricantes de hoy acaba su vida en vertederos o incineradoras simplemente debido a que no ha habido tecnologías disponibles para recuperarlo de manera económica. La Agencia de Protección Medioambiental de Estados Unidos (EPA por sus siglas en inglés) estima que la cantidad de plástico en los residuos sólidos municipales aumentó de menos de 1 millón de toneladas antes de 1960 a más de 20 millones de toneladas en el año 2000. Las legislaciones relativas a la devolución o retorno de los plásticos y a la responsabilidad del productor se están haciendo cada vez más comunes para ayudar a tratar las cantidades de plástico que se están produciendo.

Los bienes no perecederos, tales como automóviles, electrodomésticos o aparatos electrónicos suponen aproximadamente un tercio del plástico de los residuos sólidos municipales. Los bienes no perecederos se recogen cada vez más y se reciclan parcialmente al final de sus vidas útiles a fin de evitar los costes de su eliminación y las posibles responsabilidades y para recuperar metales y otras materias primas con valor en el mercado.

La recuperación de plásticos a partir de bienes no perecederos requiere una materia prima rica en plástico. Los automóviles, electrodomésticos y aparatos electrónicos contienen generalmente metales. Generalmente, el contenido de metal es mayor que el contenido de plástico en estas piezas (típicamente, el contenido de plástico es menor del 30%), por lo que es necesario que una operación de recuperación del metal preceda a la recuperación del plástico. La mayoría de las operaciones de recuperación del metal trituran los aparatos con el fin de liberar los metales de las partes enteras de manera rentable. Las operaciones de recuperación de plástico a gran escala deben ser capaces de utilizar como fuente de suministro esta materia prima rica en plástico a partir de un cierto número de operaciones de recuperación de metal.

La mayoría de las piezas de plástico que provienen de las corrientes de bienes no perecederos presentan retos únicos que no se presentan en los procesos de selección y limpieza de botellas de plástico desarrollados para las materias primas suministradas a las plantas de procesado. La práctica realizada hoy por norma para la recuperación de desechos altamente contaminados es la separación manual realizada en países extranjeros a un coste medioambiental local significativo. Los retos y desafíos en el reciclado de plásticos a partir de bienes no perecederos incluyen: tipos de plástico múltiples; calidades de resina de plástico múltiples (puede haber por encima de 50 calidades diferentes de un tipo de resina de plástico determinado, como ABS); rellenos o cargas; refuerzos y pigmentos; metal; pintura y revestimientos metálicos y tamaños y formas de las piezas muy variables.

Una calidad o clase de plástico es una formulación de material plástico con un conjunto particular o concreto de características o propiedades físicas fijadas como objetivo. Las características o propiedades físicas concretas de una calidad o clase están controladas por la composición química de los polímeros de la clase, los pesos moleculares y las distribuciones de peso moleculares promedio de los polímeros de la clase o tipo, la morfología del caucho en el caso de clases modificadas para impacto y el grupo de aditivos en la clase o calidad.

Generalmente, las diferentes calidades de un tipo de plástico dado son compatibles. Generalmente, se pueden mezclar las calidades por fusión para crear un material nuevo con un perfil de propiedades diferente.

Por otra parte, los diferentes tipos de plásticos no se pueden combinar generalmente por fusión tan fácilmente, a menos que ocurra que los tipos son compatibles. Excepto en situaciones especiales, se evita a menudo la mezcla de diferentes tipos de plástico como HIPS y ABS.

Los proveedores típicos de materias primas ricas en plástico son recicladores o trituradores de metal que pueden procesar varios tipos de bienes no perecederos en una única instalación. Por lo tanto, las materias primas derivadas de bienes no perecederos pueden ser mezclas sumamente variables de diferentes tipos de bienes no perecederos.

Con el fin de crear productos de alto valor, los procesos de reciclado de plástico deben ser capaces de separar las corrientes de alimentación altamente mezcladas en diferentes tipos de escamas de producto a fin de conseguir tasas de producción altas con pureza aceptable. Para conseguir alguna purificación de los plásticos derivados de bienes no perecederos se han utilizado métodos como la separación por densidad, por alteración diferencial de la densidad, separación en espuma, selección por el color y separación triboelectrostática (TES por sus siglas en inglés), como se describe, por ejemplo, en "Development of Hydrocyclones for Use in Plastics Recycling" de Paul Allen, American Plastics Council, 1999, y en los documentos de las patentes de Estados Unidos números 6.238.579, 6.335.376, 5.653.867 y 5.399.433, todos ellos incorporados a este documento como referencias. La pureza aceptable depende los plásticos primarios y de los contaminantes.

El documento de la patente WO 01/81058 describe un método para la molienda de material termoplástico. El documento de la patente US-A-6114401 describe un método para disminuir el tamaño de los artículos de plástico y limpiar las piezas de plástico resultantes. El documento de la patente DE 19744964 describe un método para calentar una mezcla de plástico granulado en contacto con vidrio a fin de formar una masa parcialmente plástica. El documento de la patente DE 4424143 describe un método para disolver diferentes tipos de plásticos en diferentes disolventes. El documento de la patente US-A-5131212 describe un método para densificar espumas usadas en gránulos y reciclar los mismos en películas u otros productos plásticos. El documento de la patente DE4020417 describe un método para formar un caparazón de plástico virgen y rellenarlo con un núcleo de plástico reciclado.

La invención proporciona procesos y aparatos para poner en práctica técnicas para separar plásticos con múltiples etapas de procesado. La presente invención se refiere a un proceso de reciclado de plásticos según la reivindicación 1 y a un equipo para reciclar materiales plásticos de residuos según la reivindicación 58. En general, en un aspecto, la invención describe métodos para definir procesos de reciclado. Los métodos incluyen definir una ordenación de cuatro o más procesos diferentes para usarlos para preparar un producto plástico reciclado. Los procesos de dicha ordenación se escogen en el grupo que consiste en: operaciones de preprocesado, operaciones de reducción de tamaño, operaciones de concentración por gravedad, clasificación por colores, clasificación por grosor, fricción, o velocidad terminal diferencial o arrastre en aire, operaciones de control de la relación de masa a superficie, procesos de separación mejorados mediante distribuciones estrechas de la relación de superficie a masa, operaciones de mezcla y operaciones de composición y mezcla y extrusión. Los cuatro o más procesos se seleccionan y ordenan tomando como base una o más propiedades de la mezcla rica en plásticos que se va a separar y/o una o más de las propiedades deseadas para el material plástico reciclado que se va a preparar a partir del material plástico de
residuos.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos de reciclado de plásticos. Los procesos incluyen someter una mezcla rica en plástico a una secuencia de procesos escogida en el grupo que consiste en operaciones de preprocesado, operaciones de reducción de tamaño, operaciones de concentración por gravedad, clasificación por colores, clasificación por grosor, fricción o flotabilidad diferencial en aire, operaciones de control de la relación de superficie a masa, procesos de separación mejorados mediante distribuciones estrechas de la relación de superficie a masa, operaciones de mezcla y operaciones de composición y mezcla y extrusión y recoger un material plástico reciclado como producción de salida de la secuencia de procesos.

La secuencia de procesos se puede definir tomando como base una o más propiedades de la mezcla rica en plástico y una o más de las propiedades que se desean para el material plástico reciclado. Someter la mezcla rica en plástico a una secuencia de procesos puede incluir separar la mezcla rica en plásticos en diferentes calidades de material plástico. Someter la mezcla rica en plástico a una secuencia de procesos puede incluir separar la mezcla rica en plásticos en diferentes tipos de material plástico. El proceso puede incluir seleccionar la mezcla rica en plásticos a partir de una fuente escogida en el grupo que consiste en: bienes de consumo de línea blanca, aparatos de automatización de oficinas, electrónica de consumo, residuos triturados de automoción, residuos de envases y embalajes, residuos domésticos, residuos de construcción, restos de extrusión y moldeo industrial, de acuerdo con una o más propiedades deseadas del material plástico reciclado. El proceso puede incluir seleccionar la mezcla rica en plásticos sobre la base de una ubicación geográfica de origen de la mezcla rica en plásticos según una o más propiedades deseadas del material plástico reciclado. Se pueden repetir uno o más de los procesos en la secuencia de los mismos. Someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos puede incluir mezclar dos o más materiales para obtener una propiedad deseada en el material plástico reciclado. Someter la mezcla rica en plásticos a la secuencia de procesos puede incluir mezclar el material plástico reciclado con uno más aditivos. Recoger un material plástico reciclado como producción de salida de la secuencia de procesos puede incluir recoger diversos materiales plásticos reciclados. Someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos puede incluir disminuir el tamaño promedio de las partículas de plástico en la secuencia de procesos de aproximadamente 75 mm a menos de aproximadamente 8 mm. El tamaño promedio de las partículas plásticas en la secuencia de procesos se disminuye en diversos procesos de la secuencia de los
mismos.

En general, en otro aspecto, la invención describe un equipo para reciclar materiales plásticos procedentes de residuos. El equipo incluye tres o más dispositivos configurados para llevar a cabo los procesos descritos en este documento.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos de reciclado de plástico para recuperar plásticos enriquecidos o purificados. Los plásticos enriquecidos o purificados se recuperan de fuentes entre las que se incluyen: equipos para automatización de oficinas, bienes de consumo de línea blanca, electrónica de consumo, residuos triturados de automoción, residuos de envases y embalajes, residuos de hogares, residuos de construcción y restos de extrusión y moldeo industrial.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de reciclado de plástico utilizando cuatro o más, seis o más operaciones escogidas entre: operaciones de preprocesado, operaciones de reducción de tamaño, operaciones de concentración por gravedad, clasificación por colores, clasificación por grosor, fricción, o velocidad terminal diferencial o arrastre por aire, operaciones de control de la relación de superficie a masa,, procesos de separación mejorados mediante distribuciones estrechas de la relación de superficie a masa, como clasificación triboeléctrica, operaciones de mezcla y operaciones de composición y mezcla y extrusión.

Los ejemplos concretos pueden incluir una o más de las siguientes características. Las operaciones pueden incluir reducción del tamaño de las partículas de menos de aproximadamente 75 mm de tamaño a menos de aproximadamente 8 mm. La disminución de tamaño se puede llevar a cabo en una o más etapas. La disminución de tamaño se puede llevar a cabo en dos o más etapas.

En general, todavía en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de preprocesado para su uso en la separación de materiales plásticos. Los procesos y equipos de preprocesado se configuran para poner en práctica una o más operaciones escogidas entre eliminación de metales, eliminación de pelusas, espumas o papel, eliminación de caucho, eliminación de alambres, eliminación de plásticos que no son el objetivo, reducción de tamaños, mezcla y clasificación óptica.

Los ejemplos concretos pueden incluir una o más de las características siguientes. Los materiales no objetivo se pueden eliminar mediante procesado adicional. Se pueden eliminar los materiales que pueden dañar los equipos de reducción de tamaño o provocarles excesivo desgaste. Se puede aumentar la densidad aparente del plástico en la mezcla. Se puede reducir la variabilidad de la composición con el tiempo o con la fuente de alimentación.

En general, todavía en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de reducción de tamaño para usar en la separación de materiales plásticos. Los procesos y los equipos de reducción de tamaño incluyen uno o más aparatos de reducción de tamaño para llevar a cabo: granulación en seco o por vía húmeda, aparatos para la eliminación de partículas finas, polvo y papel, películas o espumas desprendidas, o para tamizado por tamaño en dos o más fracciones para mejorar la eliminación de partículas finas, polvo y papel, películas o espumas desprendidas.

En general, todavía en otro aspecto, la invención describe proceso y equipos de concentración por gravedad para usar en la separación de materiales plásticos. Los procesos y equipos de concentración por gravedad están configurados para emplear uno o más hidrociclones o hidrociclones modificados, cyvors, conos truncados o dispositivos de elutriación por vía húmeda.

En general, todavía en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación que emplean medios de partículas sólidas con un control de tamaño de partículas preciso. El uso de medios de partículas sólidas proporciona una separación mediante densidad más fina y precisa o una separación más uniforme.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación que ponen en práctica la eliminación de metales y/o la eliminación de los plásticos que no son objetivo empleando uno o más conos trunca-
dos.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación que emplean un montaje o disposición de dos dispositivos de concentración por gravedad. Estos dispositivos pueden ser hidrociclones o cyvors. La separación se lleva a cabo a una elevada densidad utilizando un medio pastoso denso. La densidad de la pasta que fluye al primer dispositivo se controla mediante la concentración del medio en un depósito. Los finos procedentes del primer dispositivo se envían al segundo dispositivo de tal modo que la densidad de la pasta que fluye hacia el segundo dispositivo se controla mediante las características de separación del primer dispositivo. Los gruesos del primer dispositivo se enriquecen con plásticos más densos que la densidad de la separación en el primer dispositivo. Los finos del segundo dispositivo se enriquecen con plásticos menos densos que la densidad de separación en el segundo dispositivo. Los gruesos del segundo dispositivo se enriquecen con plásticos más densos que la densidad de la separación en el segundo dispositivo.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación que emplean un montaje de tres dispositivos de concentración por gravedad. Los materiales finos procedentes del primer dispositivo se envían a un segundo dispositivo. Los materiales gruesos procedentes del primer dispositivo se envían a un tercer dispositivo. Los dispositivos pueden ser hidrociclones o cyvors. En ejecuciones concretas, el segundo y el tercer dispositivos son cyvors. Los materiales gruesos procedentes del segundo dispositivo se devuelven a la corriente de alimentación del primer dispositivo. Los materiales finos procedentes del tercer dispositivo se devuelven a la corriente de alimentación del primer dispositivo. Los materiales finos procedentes del segundo dispositivo constituyen un producto enriquecido en plásticos con una densidad inferior a la densidad de separación. Los materiales gruesos procedentes del tercer dispositivo constituyen un producto enriquecido en plásticos con una densidad superior a la densidad de separación. Los dispositivos pueden estar (regulados) a la densidad del agua o bien la densidad se puede incrementar mediante la adición de medios densos o añadiendo un soluto (por ejemplo sal) al
medio.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación que ponen en práctica operaciones de elutriación por vía húmeda para llevar a cabo la separación de los plásticos de baja densidad de los plásticos de alta densidad.

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En general, en otro aspecto, la invención describe procedimientos y equipos de separación que emplean una disposición o montaje de tres dispositivos consecutivos de concentración por gravedad. El primer dispositivo puede ser un hidrociclón modificado para la eliminación de metal. El segundo dispositivo puede ser un hidrociclón modificado para la eliminación de plásticos de alta densidad. El tercer dispositivo puede ser un hidrociclón para la separación de plásticos de densidades media y baja.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación que ponen en práctica separaciones por concentración por gravedad precisas para crear corrientes de producto enriquecidas en calidades o clases concretas del mismo tipo de plástico. Los procesos y los equipos de separación se pueden operar para separar el ABS en un producto de densidad más alta enriquecido en ABS a partir de una primera fuente, tal como refrigeradores, y un producto de densidad más baja enriquecido en ABS a partir de una segunda fuente, tal como aparatos de automatización de oficinas.

En general, en otro aspecto, la invención describe equipos y procesos de separación y equipos que emplean elutriación por vía húmeda para clasificar por colores.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos de separación y equipos que emplean elutriación por vía húmeda para estabilizar la composición del color con el fin de posibilitar o mejorar la eficacia de la clasificación por colores y/o estabilizar el color de un material plástico reciclado final.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos de separación y equipos que ponen en práctica la clasificación por colores utilizando un clasificador de descarga de cintas transportadoras o un clasificador de color de rampa deslizante. En ejecuciones concretas, se utiliza un clasificador de descarga de cintas transportadoras para escamas más grandes de aproximadamente 10 mm, mientras que se usa un clasificador de color de rampa deslizante para escamas entre aproximadamente 6 mm y aproximadamente 12 mm.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos de separación y equipos que ponen en práctica la clasificación por colores para eliminar plásticos diferentes a partir de la corriente de residuos plásticos.

En general, la invención describe procesos y equipos de separación configurados para clasificar material plástico de residuos por espesor o fricción. En ejecuciones concretas, la clasificación por espesor o fricción se lleva a cabo sobre partículas entre aproximadamente 4 y aproximadamente 20 mm. La clasificación por espesor o fricción se puede llevar a cabo para eliminar el caucho.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación configurados con un dispositivo de rampa deslizante para eliminar el caucho.

En general, todavía en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación que ponen en práctica la clasificación por espesor o fricción para purificar plásticos por tipo. En ejecuciones concretas, la clasificación por espesor o por fricción se puede usar para purificar HIPS (poliestireno de alto impacto, por sus siglas en inglés) eliminando el PP (polipropileno), el ABS (acrilonitrilo butadieno estireno), el PS (poliestireno) de uso general y contaminantes. En otras ejecuciones la clasificación por fricción o espesor se puede usar para purificar ABS eliminando el SAN (copolímero de acrilonitrilo estireno), el HIPS y los contaminantes.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación que ponen en práctica la clasificación por espesor o fricción para purificar plásticos por color.

En general, en otro aspecto, la invención describe procedimientos y equipos de separación que ponen en práctica el control de la relación de superficie a masa para posibilitar procedimientos que se mejoran mediante una distribución estrecha de la relación de superficie a masa.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación que ponen en práctica el control de la relación de superficie a masa. El control de la relación de superficie a masa se lleva a cabo utilizando reducción de tamaño, aspiración por aire, clasificación empleando espesor o fricción, un clasificador de espesor de rendija, tal como un clasificador de rodillos o una combinación de dichos sistemas.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación que ponen en práctica la separación triboelectrostática, sobre una o más corrientes con distribuciones de la relación de superficie a masa controladas. Los separadores triboelectrostáticos se pueden sintonizar para una separación de la relación de superficie a masa concreta mediante el control de la geometría del separador, la separación de las placas cargadas, el ángulo entre las placas cargadas y/o el voltaje aplicado a las placas cargadas.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación configurados con dos o más separadores triboelectrostáticos. En ejecuciones concretas, todos los separadores pueden estar en serie. Un separador en una primera etapa puede enviar productos a dos o más separadores en una segunda etapa. Una o más corrientes de producto procedentes del separador de la primera etapa se pueden realimentar al separador. Una o más corrientes de producto procedentes del separador o separadores de la segunda etapa se pueden realimentar al separador de la primera etapa. Una o más corrientes de producto procedentes de separadores triboelectrostáticos se pueden alimentar a dispositivos de control de la relación de superficie a masa que controlarán además la relación de la superficie a masa para realimentar a los separadores triboeléctricos.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación que ponen en práctica la separación triboelectrostática de la corriente de alimentación con relación de superficie a masa controlada para producir productos de ABS y HIPS con propiedades mecánicas y pureza mejoradas.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación que ponen en práctica la separación triboelectrostática de la corriente de alimentación con relación de superficie a masa controlada para producir corrientes del mismo tipo de plástico con propiedades distintas.

En general, en otro aspecto, la invención proporciona procesos y equipos en los cuales las corrientes del mismo tipo de plástico con diferentes relaciones de superficie a masa se recombinan para producir un producto con propiedades controladas.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación configurados para emplear plástico conductivo para controlar la carga de las partículas de plástico separadas mediante separación triboelectrostática.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación configurados para emplear plástico formulado con propiedades de carga intermedias entre las de los plásticos de la mezcla de alimentación para controlar la carga de las partículas de plástico separadas por separación triboelectrostática.

Los ejemplos concretos pueden incluir una o más de las siguientes características. El plástico puede ser un material diferente a los plásticos que se van a separar. El plástico se puede preparar a partir de los materiales plásticos que se van a separar mediante mezcla por fusión. El plástico puede ser una pintura o recubrimiento sobre otro material. El plástico puede estar en forma de escamas o gránulos. El plástico puede ser el mismo material del dispositivo de
carga.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación que ponen en práctica la separación triboelectrostática para separar ABS de SAN.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación que ponen en práctica la separación triboelectrostática para crear productos ricos en ABS y productos enriquecidos en SAN con composiciones y propiedades controladas.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos configurados para la recombinación de productos ricos en ABS y enriquecidos en SAN para producir un producto con propiedades controladas.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación que ponen en práctica la separación triboelectrostática para separar PC/ABS de ABS con retardantes de las llamas.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación que ponen en práctica la separación triboelectrostática para separar HIPS con retardantes de las llamas de HIPS.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos de separación que ponen en práctica uno o más procedimientos de separación que dependen de distribuciones estrechas de la relación de superficie a masa. Los procedimientos de separación pueden incluir alteración diferencial de la densidad o flotación en espuma.

En general, en otro aspecto, la invención describe equipos que ponen en práctica procesos de mezcla para mitigar o amortiguar la variabilidad debida a las variaciones en el proceso o en la alimentación.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos que ponen en práctica procesos de mezcla para combinar diferentes corrientes de producto para obtener propiedades controladas.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos que ponen en práctica la mezcla y composición de sustancias por extrusión para dar productos homogéneos; la obturación mediante tamices para eliminar los contaminantes que no se funden, incluyendo dos etapas con una malla crecientemente más fina, para la adición de aditivos para controlar las propiedades del producto y/o para la adición de plástico virgen para controlar las propiedades del producto.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos multietapa configurados para proporcionar una sucesión de procesos dispuestos en el orden siguiente: preprocesado; reducción de tamaño; concentración por gravedad; clasificación por color; reducción de tamaño; control de la relación de superficie a masa; un procedimiento que requiera control de la relación de superficie a masa, tal como la separación triboelectrostática; mezcla; extrusión y mezcla y composición.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos multietapa configurados para proporcionar un montaje o disposición de procesos dispuestos en el orden siguiente: preprocesado; reducción de tamaño; clasificación por espesor o fricción; concentración por gravedad; clasificación por color; control de la relación de superficie a masa; un proceso que requiera control de la relación de superficie a masa, tal como la separación triboelectrostática; mezcla; extrusión y mezcla y composición. En ejecuciones concretas, los procesos se pueden usar para la eliminación temprana o inicial de caucho o espuma.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos multietapa configurados para proporcionar una sucesión de procesos dispuestos en el orden siguiente: preprocesado; clasificación por color, como clasificación por color en transportadores; reducción de tamaño; concentración por gravedad; control de la relación de superficie a masa; un proceso que requiera control de la relación de superficie a masa, tal como la separación triboelectrostática; mezcla; extrusión y mezcla y composición.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos multietapa configurados para proporcionar una sucesión de procesos dispuestos en el orden siguiente: preprocesado; reducción de tamaño; concentración por gravedad; clasificación por color; clasificación por espesor o fricción; control de la relación de superficie a masa; un proceso que requiera control de la relación de superficie a masa, tal como la separación triboelectrostática; mezcla; extrusión y mezcla y composición.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos multietapa configurados para proporcionar una sucesión de procesos dispuestos en el orden siguiente: preprocesado; reducción de tamaño; concentración por gravedad; clasificación por color; mezcla; extrusión y mezcla y composición.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos multietapa configurados para proporcionar una sucesión de procesos dispuestos en el orden siguiente: preprocesado; reducción de tamaño; concentración por gravedad; mezcla; extrusión y mezcla y composición.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos multietapa configurados para proporcionar un montaje o disposición de procesos dispuestos en el orden siguiente: preprocesado; reducción de tamaño; concentración por gravedad; clasificación por color; control de la relación de superficie a masa; un proceso que requiera control de la relación de superficie a masa, tal como la separación triboelectrostática; clasificación por color; mezcla; extrusión y mezcla y composición. En realizaciones concretas, los procesos y equipos se pueden emplear para separaciones en las que el control del color es importante.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos multietapa configurados para proporcionar un montaje o disposición de procesos dispuestos en el orden siguiente: preprocesado; reducción de tamaño; control de la relación de superficie a masa; un proceso que requiera control de la relación de superficie a masa, tal como la separación triboelectrostática; mezcla; extrusión y mezcla y composición. En realizaciones concretas, los procesos y equipos se pueden poner en práctica para disminuir costes en el tratamiento de las aguas residuales.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos multietapa configurados para proporcionar un montaje o disposición de procesos dispuestos en el orden siguiente: preprocesado; reducción de tamaño; concentración por gravedad; control de la relación de superficie a masa; un proceso que requiera control de la relación de superficie a masa, tal como la separación triboelectrostática; concentración por gravedad; mezcla; extrusión y mezcla y composición. En realizaciones concretas, los procesos y equipos se pueden poner en práctica para la purificación final utilizando concentración por gravedad, incluyendo la separación final de calidades o clases de plástico utilizando concentración por gravedad.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos multietapa configurados para proporcionar un montaje o disposición de procesos dispuestos en el orden siguiente: preprocesado; reducción de tamaño; control de la relación de superficie a masa; un proceso que requiera control de la relación de superficie a masa, tal como la separación triboelectrostática; concentración por gravedad; mezcla; extrusión y mezcla y composición. En realizaciones concretas, los procesos y equipos se pueden poner en práctica para la purificación final utilizando concentración por gravedad, incluyendo la separación final de calidades o clases de plástico utilizando concentración por
gravedad.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos multietapa configurados para proporcionar un montaje o disposición de procesos dispuestos en el orden siguiente: preprocesado; reducción de tamaño; concentración por gravedad; clasificación por color; reducción de tamaño; control de la relación de superficie a masa; un proceso que requiera control de la relación de superficie a masa, tal como la separación triboelectrostática y extrusión y mezcla y composición. En realizaciones concretas, los procesos y equipos se pueden poner en práctica para separaciones en las cuales las mezclas de alimentación y el procesado son uniformes.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos multietapa configurados para proporcionar un montaje o disposición de procesos dispuestos en el orden siguiente: preprocesado; reducción de tamaño; concentración por gravedad; clasificación por color; reducción de tamaño; control de la relación de superficie a masa; un proceso que requiera control de la relación de superficie a masa, tal como la separación triboelectrostática y mezcla. En realizaciones concretas, los procesos y equipos se pueden poner en práctica para separaciones en las cuales el material en escamas tiene que ser procesado adicionalmente por mezcladores.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos que ponen en práctica la clasificación por espesor para crear calidades o clases únicas de polipropileno.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos que ponen en práctica la clasificación por espesor para crear calidades o clases únicas de ABS.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos que ponen en práctica una o más técnicas para eliminar y separar plásticos que contienen bromo de otros plásticos. Entre las técnicas se pueden incluir: selección en la fuente de alimentación; concentración por gravedad, que se puede poner en práctica en múltiples etapas y/o con control de separación preciso; clasificación por color; el uso de dispositivos capaces de detectar y expulsar selectivamente los materiales que contienen bromo; separación triboelectrostática y/o clasificación por espesor.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos que ponen en práctica la separación triboelectrostática en una o más etapas para recuperar termoplásticos de ingeniería (por ejemplo, PC, PC/ABS, PPO y ABS y HIPS con retardantes de llama). En ejecuciones concretas, los procesos y equipos se pueden configurar para proporcionar concentración por gravedad y/o clasificación por color.

En general, en otro aspecto, la invención describe procesos y equipos configurados para hacer posible la selección de tipos y cantidades relativas de productos de materiales plásticos reciclados. La selección de los tipos y cantidades relativas se puede poner en práctica como una selección de materiales fuente para hacer posible la recuperación de plásticos objetivo y/o la selección de los procesos de separación y de la ordenación de procesos para hacer posible la recuperación de los plásticos objetivo.

Los ejemplos concretos pueden proporcionar una o más de las siguientes ventajas. La disposición de una planta procesadora y recicladora se puede simplificar eliminando una o más de las etapas de reducción de tamaño. La variabilidad de las mezclas de diferentes tipos de bienes no perecederos se puede mitigar de diversas maneras. Se puede emplear una etapa de preprocesado para eliminar los materiales que no son objetivo, antes de procesados adicionales, para eliminar materiales que pueden dañar los aparatos de reducción de tamaño o que pueda provocarles excesivo desgaste, para aumentar la densidad aparente de los plásticos en la mezcla y/o para disminuir la variabilidad en la composición de la mezcla con el tiempo o con la fuente de alimentación. La granulación por vía húmeda reduce la cantidad de polvo y de finos producidos. Asimismo, se crea una distribución de tamaño de partículas más estrecha y superficies plásticas más limpias. La filtración o separación por tamaños en dos o más fracciones se puede utilizar para mejorar la eliminación de finos, polvo y papeles, películas o espumas sueltos. Se pueden usar medios de partículas sólidas con control de tamaño de partículas preciso para proporcionar una separación más precisa y fina por densidades y para lograr una separación más homogénea. Se puede mejorar la eficacia de la clasificación por color y de la estabilización del color del producto final cuando se emplean procedimientos que son más eficaces con un tamaño de partículas concreto para separar partículas en el intervalo de ese tamaño de partículas. Se puede usar una secuencia de reducción de tamaño para disminuir el consumo de energía, puesto que la cantidad de energía necesaria para granular materiales es proporcional al área superficial creada. De este modo, dejando la granulación más fina para las etapas finales del procedimiento, el proceso de alta energía se lleva a cabo solamente sobre la parte del material que es el objetivo del proceso. La composición del producto se puede controlar mediante la fuente de los materiales de alimentación así como mediante la ordenación de los procesos componentes en el proceso global de reciclado. Esto puede dar como resultado productos con propiedades convenientes y
únicas.

La separación basada en el tamaño de partícula puede disminuir la cantidad de finos y polvo producidos por el procesado del material plástico. Esto disminuye los riesgos para la salud a los que están expuestos los trabajadores de la instalación de reciclado, ya que se disminuye la cantidad de partículas que pueden respirarse. El proceso selectivo disminuye también los peligros de incendio y el ruido.

Los productos de material plástico producidos mediante los procesos múltiples son homogéneos debido a que la fuente de alimentación y los procesos se han escogido para crear productos homogéneos.

Los detalles de una o más realizaciones de la invención se explican en la descripción que va a continuación y en los dibujos que la acompañan. Otras características, objetivos y ventajas de la invención se harán patentes a partir de la descripción y de los dibujos y a partir de las reivindicaciones. El alcance se define en las reivindicaciones.

La figura 1 representa una jerarquía de reducción de tamaño en un proceso de separación.

La figura 2 muestra un gráfico del porcentaje de material granular respecto de los finos en función de los puntos de corte de densidad de separación producidos en un proceso de concentración por gravedad.

La figura 3 muestra una puesta en práctica de una separación por densidad en dos etapas utilizando un depósito de un único medio en la que el proceso separa materiales plásticos de residuos en tres materiales plásticos reciclados.

La figura 4 muestra una puesta en práctica de una separación por densidad de doble precisión que crea dos materiales plásticos reciclados con tres dispositivos de separación utilizando un reciclado interno.

La figura 5 ilustra una ejecución de una purificación de tres materiales plásticos de residuos utilizando hidrociclones.

La figura 6 muestra un esquema de un proceso para seleccionar material plástico reciclado tomando como base la relación de superficie a masa del material.

La figura 7 es una ilustración de una partícula cargada que está siendo desviada en un campo eléctrico, como ocurriría en un separador TES (triboelectrostático).

La figura 8 muestra las relaciones de superficie a volumen (proporcional a la masa) para discos circulares de varios espesores y diámetros, comparables al tamaño de las partículas de plástico separadas en un separador TES.

La figura 9 es un esquema de una vista superior de una ejecución de un separador TES para corrientes de material de relaciones de superficie a masa alta y baja.

La figura 10 es un diagrama esquemático de una ejecución de una vista superior de un separador TES con un campo eléctrico que varía.

La figura 11 muestra un diagrama esquemático de dos ejecuciones de vistas laterales de separadores TES con campos eléctricos de diferente eficacia.

La figura 12 muestra una ejecución de un dispositivo de recogida para un separador TES individual con rutas de separación sintonizadas para fracciones de diferentes relaciones de superficie a masa del material plástico recicla-
do.

La figura 13 muestra una ejecución de un montaje en dos etapas de separadores electrostáticos que producen múltiples materiales plásticos reciclados.

La figura 14 ilustra un ejemplo de una disposición de diversos procesos de separación.

La figura 15 muestra un ejemplo de una disposición de procesos de separación que incorpora un clasificador por espesor/fricción.

La figura 16 ilustra un ejemplo de una disposición de procesos de separación con un clasificador de color en una etapa temprana del proceso.

La figura 17 ilustra un ejemplo de una disposición de procesos de separación en la que los procesos utilizan un clasificador de espesor/fricción para crear clases o calidades separadas de los materiales plásticos reciclados.

La figura 18 muestra un ejemplo de una disposición de procesos de separación que puede usarse cuando el material plástico de residuos contiene un material plástico reciclado que presenta una fracción de densidad particular.

La figura 19 ilustra una disposición de procesos que incluye dos etapas de clasificación por color.

La figura 20 muestra un ejemplo de una disposición de procesos de separación en la que no se incluye la separación por concentración por gravedad.

La figura 21 muestra un ejemplo de una disposición de procesos de separación en la que la separación por concentración por gravedad se utiliza dos veces durante el proceso, una vez como etapa de separación final.

La figura 22 muestra un ejemplo de una disposición de procesos de separación en la que la separación por concentración por gravedad se utiliza solo una vez como etapa de separación final.

La figura 23 muestra un ejemplo de una disposición de procesos de separación en la que no se producen procesos de mezcla tras la separación.

La figura 24A ilustra un ejemplo de una disposición de procesos de separación en la que los materiales de plástico reciclados no se mezclan entre ellos ni se extruden.

La figura 24B ilustra un ejemplo de una disposición de procesos de separación en la que no se utiliza el control mediante la relación de superficie a masa.

La figura 25 muestra un diagrama de una hipotética estrategia de separación de bienes de consumo de línea blanca en Estados Unidos.

La figura 26 muestra los resultados de separar un material plástico de residuos utilizando concentración por gravedad a diversas velocidades.

La figura 27 compara un procedimiento de granulación por vía húmeda con un proceso de granulación en seco, mostrando la distribución de tamaños de partículas como una función de los tamaños de los tamices utilizados durante la separación.

La figura 28 muestra un histograma de densidades de los diferentes tipos de plásticos encontrados en una mezcla ejemplo recuperada a partir de aparatos de automatización de oficinas.

La figura 29 ilustra los resultados de un ejemplo de una separación por elutriación de materiales plásticos reciclados, representando el rendimiento frente a la velocidad del sistema de elutriación.

La figura 30 muestra el porcentaje de plástico de color claro en un material plástico reciclado usado como ejemplo en función de la velocidad del sistema de elutriación.

La figura 31 muestra la distribución de densidades de una mezcla ejemplo de escamas de ABS recuperadas a partir de frigoríficos troceados en Estados Unidos tras separar las escamas utilizando separación por densidades por vía húmeda.

La figura 32 muestra una gráfica de la pureza del producto como función de la composición de defectos de la alimentación para diferentes intervalos de tamaños de partículas en un ejemplo que utiliza un clasificador de color de rampa deslizante.

La figura 33 ilustra una ejecución de un dispositivo para eliminar caucho que se basa en la diferencia de propiedades elásticas y de rozamiento.

La figura 34 muestra una comparación de una distribución de tamaño de partículas de dos ejemplos de grupos de tamaño de partículas antes y después de un proceso de granulación.

La figura 35 ilustra una comparación de dos ejemplos de grupos de tamaño de partículas utilizando el porcentaje de partículas encontradas en una proporción concreta de la relación de superficie a volumen.

La figura 36 ilustra las distribuciones de la relación de superficie a volumen de dos ejemplos de materiales plásticos reciclados después de usar la clasificación mediante espesor/rozamiento para separar las escamas de mayor relación de superficie a volumen de material plástico reciclado.

La figura 38 es un gráfico que muestra las distribuciones de tamaño por espesor para fracciones de un ejemplo de material plástico pesado y ligero después de su granulación.

La figura 39 ilustra el índice de fluidez en función de la composición para diversos ejemplos de compuestos de productos de ABS ligeros y pesados.

La figura 39 muestra el índice de fluidez de ABS en función del porcentaje de ABS ligero en un ejemplo de producto de ABS después de que el producto de ABS se haya procesado a través de un sistema TES y de un separador de columna neumático.

La figura 40 muestra el porcentaje de bromo en productos de PS en función de la composición del material plástico de residuos tras una separación por densidad de precisión única, de doble precisión y de una triple etapa de un ejemplo de una mezcla binaria de HIPS con retardantes de llama y sin retardantes de llama.

La figura 41 es un gráfico de las calidades o clases de HIPS, ABS, PC/ABS y PC que se recuperaron a partir de un ejemplo de separación de aparatos de automatización de oficina, donde los materiales plásticos reciclados se muestran como porcentaje del material plástico de residuos y en función de la densidad.

La figura 42 muestra un esquema de una puesta en práctica de un proceso para la recuperación de HIPS, ABS (con retardantes de la llama y sin ellos), PC/ABS (con retardantes de la llama y sin ellos) y PC utilizando separación por densidades de doble precisión seguida de TES.

La figura 43A muestra un esquema de una puesta en práctica de un proceso para la recuperación de ABS-FR y de una corriente que contiene PC y PC/ABS utilizando TES.

La figura 43B muestra un esquema de una puesta en práctica de un proceso para la recuperación de un producto que contiene PC utilizando TES.

La figura 44 muestra un esquema de una puesta en práctica de un proceso para la recuperación de un producto de ABS-FR y PC utilizando TES.

La figura 45 es un gráfico de sectores que ilustra la distribución de materiales plásticos reciclados, incluyendo HIPS con retardantes de la llama, dos corrientes que contienen PC (esto es, enriquecida en PC y PC/ABS), dos corrientes de ABS con retardantes de llama y subproductos, que resultan de la separación de aparatos de automatización de oficinas según se muestra en la figura 41.

La figura 46 muestra el porcentaje de impurezas en ejemplos de productos de ABS con retardantes de llama, HIPS con retardantes de llama y PC (esto es, PC y PC/ABS), en función del número de etapas de separación TES.

La figura 47 es un gráfico de sectores que muestra la producción de HIPS con retardantes de llama, PC (esto es, PC y PC/ABS), ABS con retardantes de llama y subproductos cuando no se usa la separación por densidad de doble precisión en el proceso de la derecha de la figura 42.

La figura 48 es un gráfico de la composición de ABS con retardantes de llama recuperado de un ejemplo de proceso utilizando separación por densidad de doble precisión y de un proceso que no utiliza la separación por densidad de doble precisión.

La figura 50 es un gráfico de la composición de PC (es decir, PC y PC/ABS) recuperado a partir de un ejemplo de proceso que utiliza separación por densidad de doble precisión y de un proceso que no incluye separación por densidad de doble precisión.

La figura 49 muestra el porcentaje de impurezas en un ejemplo de corriente de material plástico reciclado de PC (es decir, PC y PC/ABS) en función del número de etapas de TES.

Símbolos de referencia similares en diversos dibujos indican elementos similares.

Un equipo y proceso de reciclado de plásticos según un aspecto de la invención es capaz de separar corrientes muy mezcladas de materiales plásticos de residuos en productos con una pureza conveniente y requerida Los diferentes procesos de separación tienen diferentes niveles de eficacia basados, en parte, en el tamaño y en las propiedades del material plástico de residuos. De acuerdo con ello, los procesos de separación de la invención pueden incluir la puesta en práctica de técnicas de separación concretas sobre materiales plásticos de residuos clasificados por tamaño adecuadamente y el equipo de la invención puede incluir dispositivos configurados para llevar a cabo dichos procesos. De forma alternativa, o adicionalmente, los procesos de separación pueden incluir llevar a cabo de manera secuencial múltiples etapas de procesado y el equipo de la invención puede incluir dos o más dispositivos configurados para llevar a cabo algunas de estas etapas de procesado o todas ellas. Los productos de estos procesos y los productos derivados de las manipulaciones adicionales de estos productos se denominan en esta especificación "materiales plásticos reciclados".

Se han desarrollado procesos de reducción de tamaño, montajes de estos procesos y equipos configurados para llevar a cabo estos procesos, de tal forma que las corrientes de alimentación ricas en plásticos se puedan separar en múltiples corrientes de productos y subproductos. Los procesos y equipos se pueden aplicar a diversas corrientes ricas en plásticos derivadas de fuentes postindustriales y postconsumidor. Estas corrientes pueden incluir plásticos de equipos y aparatos para automatización de oficinas (impresoras, ordenadores, copiadoras, etc); electrodomésticos de línea blanca (frigoríficos, lavadoras, etc); aparatos de electrónica de consumo (televisiones, equipos estéreo, reproductores de vídeo, etc); residuos triturados de automoción; residuos de envases y embalajes; residuos domésticos; residuos de construcción y restos de extrusión y moldeo industrial. En esta especificación estos materiales se denominarán de manera genérica "materiales plásticos de residuos".

El tamaño de los materiales plásticos de residuos se puede reducir por etapas. La figura 1 ilustra un proceso general que presenta tal reducción de tamaño de partículas por etapas, mostrando que las piezas grandes de material (tamaño I) se reducen a tamaños progresivamente más pequeños (tamaños, II, III y IV).

En general, el tamaño I incluye materiales con un tamaño superior menor de aproximadamente 75 mm y corresponde al material encontrado en productos sueltos de triturados de automoción o electrodomésticos, así como a partes enteras ricas en plástico como las obtenidas a partir de equipos electrónicos. La reducción de tamaño del material de tamaño I a tamaño II (materiales con un tamaño máximo de aproximadamente 30 mm) se lleva a cabo con el fin de aumentar la densidad aparente, para liberar los materiales que no son objetivo y para crear una distribución de tamaño de partículas más uniforme. Esta etapa de reducción de tamaño se puede realizar antes de transportar el material a una planta de reciclado de plásticos con el fin de disminuir los costes de transporte y para facilitar la liberación de tal modo que la separación inicial puede aumentar el rendimiento en materiales objetivo. El material de tamaño III tiene un tamaño máximo de aproximadamente 20 mm. Con el fin de conseguir una distribución de tamaños de partículas controlada y estrecha, la reducción de tamaño del tamaño II al tamaño III se realiza típicamente en la planta de reciclado de plásticos o en una planta satélite. El material de tamaño IV tiene un tamaño máximo de aproximadamente 8 mm o menos y es útil para separaciones que requieran una relación de área superficial a masa grande y controlada. Este tamaño es inferior al óptimo para algunas de las separaciones realizada con los materiales de tamaño III, de tal forma que se puede realizar una etapa de reducción de tamaño separada. Algunos procesos de reducción de tamaño pueden llevar las escamas de material directamente del tamaño I al tamaño III, del tamaño II al tamaño IV o del tamaño I al tamaño IV.

Los procesos de reciclado de plástico de la invención pueden utilizar varios procesos de separación que se ordenan para aumentar la eficacia y para crear una combinación de productos valiosa. La ordenación puede depender de la fuente, del tamaño de partícula y de las propiedades del material plástico de residuos. En ejecuciones concretas, algunas operaciones se pueden repetir si es necesario para conseguir una pureza deseada o si se necesita realizar las operaciones por diferentes razones en etapas diferentes del proceso.

En algunas ejecuciones, un proceso de separación según la invención presenta una secuencia de operaciones que incluyen: preprocesado (P), reducción de tamaño (R), concentración por gravedad (W), clasificación por color (C), clasificación por espesor, fricción o flotabilidad (TF), control de la relación de superficie a masa (SMC), procesos de separación mejorados por distribuciones estrechas de la relación de superficie a masa (SMD), mezcla (B) y extrusión (E). Cada una de estas operaciones se describe con más detalle a continuación.

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Preprocesado

El preprocesado incluye un grupo de operaciones que se organizan para crear un material enriquecido en plástico para su procesado posterior. Puesto que el preprocesado incluye múltiples operaciones, algunas operaciones se pueden llevar a cabo en un lugar diferente, apartado, mientras que otras se pueden realizar juntas en la misma instalación de reciclado. Un ejemplo de preprocesado se describe en la solicitud de patente provisional número 60/397.953, presentada el 22 de julio de 2002, que se incorpora como referencia a este documento. El preprocesado es diferente a la reducción de tamaño porque el preprocesado a menudo se realiza en otro lugar o por el suministrador del material plástico de residuos, mientras que la reducción de tamaño se incluye, más típicamente, en la planta de reciclado de plásticos. En una ejecución práctica, los dos procesos se distinguen tomando como base de la reducción de tamaño de material de tamaño I a tamaño II. En algunos casos, algunas operaciones que se incluyen como parte de la reducción de tamaño se pueden llevar a cabo en otro lugar y algunas que son parte del preprocesado se pueden realizar en la instalación principal de reciclado de plásticos.

Las operaciones de preprocesado se realizan para eliminar o filtrar materiales peligrosos, para eliminar materiales que podrían dañar los aparatos de reducción de tamaño que se usan posteriormente en el proceso de reciclado de plástico, para aumentar el rendimiento de los plásticos objetivo y/o para aumentar la densidad aparente del material. Además, el preprocesado puede incluir operaciones que tenderán a hacer el material más homogéneo para los procesos posteriores. La inclusión de los distintos procesos y su orden depende de la fuente del material de alimentación y de su composición.

En una ejecución práctica, el preprocesado filtra y elimina materiales peligrosos. Para evitar la contaminación de los procesos corriente abajo y para evitar afectar negativamente a la seguridad y a la salud de los trabajadores de la planta de reciclado de plástico, todos los materiales se filtran en una instalación de preprocesado para estar seguros de que no hay peligros químicos, biológicos o radiológicos asociados al material que se envía a la instalación de reciclado de plástico. En muchos casos, este proceso implicará la inspección por técnicos, pero en casos especiales también puede suponer clasificación automatizada.

El preprocesado puede incluir la eliminación de materiales que podrían dañar los aparatos de reducción de tamaño. La eliminación de metal y, en especial de trozos grandes de metal, puede ayudar a prolongar la vida de los aparatos de reducción de tamaño. Para eliminar los metales se pueden emplear procedimientos como aspiración por aire, concentración por gravedad, uso de imanes, dispositivos de separación electrostática, separadores de corriente de Foucault, clasificadores ópticos, clasificadores por espesor y fricción o incluso clasificación y recogida manual. La elección de estos procedimientos dependerá de factores tales como la cantidad de metal en la corriente de alimentación, el tamaño de las piezas metálicas y los tipos de metal.

El término "aspiración por aire" incluye los procesos que llevan a cabo dispositivos tales separadores de columna neumática, mesas de gravedad, mesas de aire o "destoners" (máquinas que eliminan piedras o restos similares) Estos procesos pueden eliminar del material plástico de residuos los componentes de baja densidad tales como espumas y pelusas y/o los componentes de alta densidad como metales. Los materiales como el caucho también se pueden eliminar con algunos de estos dispositivos debido a sus propiedades elásticas exclusivas y debido a que muchos materiales de caucho tienden a ser más gruesos que la mayoría de los plásticos. Numerosas etapas de uno o más de estos procedimientos se pueden realizar en serie para mejorar la separación o para conseguir la eliminación de ambos tipos de materiales, ligeros y pesados.

La eficacia de la aspiración por aire depende de la fuerza de arrastre sobre una partícula respecto de la fuerza gravitacional. Las partículas más delgadas deberían tender a presentarse como más ligeras que las partículas gruesas de la misma densidad. Por lo tanto, la clasificación por espesor puede mejorar el rendimiento de la aspiración por aire. Un ejemplo del uso de separadores de columna neumática para eliminar metal de un material rico en plástico se describe en el ejemplo 1, más adelante.

La concentración por gravedad es otro proceso que se puede incluir como parte del preprocesado. La concentración por gravedad elimina de manera eficaz todos los tipos de metal del plástico y se puede usar para separar plásticos densos, tales como placas de circuitos, de las corrientes de material plástico de residuos. La principal desventaja del proceso de elutriación respecto de procesos menos eficaces tales como la aspiración por aire es que típicamente el material se debe secar antes de llevar a cabo procesos de secado posteriores. Un ejemplo del uso de la elutriación para separar metales de plásticos así como para separar plásticos de diferentes densidades se describe en el ejemplo 2, más adelante.

Otro objetivo del preprocesado puede ser aumentar el rendimiento en plásticos objetivo. La eliminación de metal, tal como se ha descrito previamente, puede aumentar el rendimiento de los plásticos. Además, se pueden emplear técnicas como la clasificación por espesor o por fricción, la aspiración por aire o la concentración por gravedad para mejorar el rendimiento en plásticos objetivo.

Otro proceso que se puede emplear como parte de la operación de preprocesado es la clasificación de materiales por espesor y/o por fricción. Entre tales clasificadores se pueden incluir clasificadores de espesor de rendijas, clasificadores de rodillos que separan basándose en el espesor y/o en el rozamiento, clasificadores que seleccionan por longitud con piezas separadoras largas y clasificadores que utilizan las propiedades de fricción y elásticas del caucho comparadas con otros materiales.

La clasificación por fricción y/o espesor es capaz a menudo de eliminar piezas de caucho o de espuma gruesas que se pueden encontrar en ciertas corrientes de alimentación (por ejemplo, residuos triturados de automoción y espuma del triturado de electrodomésticos de línea blanca). Eliminar estos materiales durante el preprocesado mejora el rendimiento en plásticos objetivo y puede aumentar algunas veces de manera significativa la densidad aparente del material.

La clasificación por espesor y/o fricción puede ser eficaz sobre las partículas más grandes encontradas en el preprocesado (tamaño I) o en la reducción de tamaño (tamaño II). Según el tipo de contaminante grueso encontrado en el material de alimentación la clasificación por espesor y/o fricción se puede llevar a cabo sobre material de tamaño I o de tamaño II. Un ejemplo del uso de la clasificación por espesor y/o fricción para la eliminación de caucho de una corriente de alimentación de residuos triturados de automoción se describe en el ejemplo 3, más
adelante.

Además de para eliminar metales según se ha descrito previamente, la concentración por gravedad se puede usar para mejorar el rendimiento en plásticos objetivo eliminando los plásticos que tienen densidades muy diferentes de las densidades de los plásticos objetivo, como se muestra también en el ejemplo 2. La clasificación por espesor y/o fricción puede mejorar la eficacia de la concentración por gravedad para la separación de plásticos. Un ejemplo de clasificación de fracciones de grosor diferente con concentración por gravedad se ilustra en el ejemplo
4.

Otro objetivo del preprocesado puede ser aumentar la densidad aparente del material rico en plásticos antes de su transporte. Entre los métodos para aumentar la densidad aparente se incluye la reducción de tamaño así como la eliminación de componentes ligeros, como las espumas. La reducción de tamaño se puede usar en el preprocesado. Después de eliminar los trozos grandes de metal que podrían dañar los aparatos de reducción de tamaño, el material de tamaño I se puede enviar, por ejemplo, a un molino rotativo, en el que se muele para producir un material de tamaño II que tiene una densidad aparente significativamente superior a la del material de tamaño I. Además de aumentar la densidad aparente del material, la etapa de reducción de tamaño es capaz de liberar contaminantes tales como espuma, caucho, tornillos metálicos, papel y similares. Este material liberado se puede eliminar bien como una parte de la etapa de preprocesado o bien como una parte del proceso en seco.

Otra posible función del preprocesado es estabilizar cualquier variación en la composición de la corriente de alimentación de los materiales suministrados a una planta de reciclado de plásticos. Entre los métodos para conseguir estabilizar la variación se incluyen (aunque no son los únicos posibles): mezcla, separación de materiales de alimentación con determinado sentido, clasificación por espesor y/o fricción, clasificación óptica y concentración por
gravedad.

El material que sale de una operación de preprocesado se puede mezclar todo junto para producir un lote de material uniforme para enviar a una planta de reciclado de plásticos. Esta estrategia puede ser útil si la materia prima de alimentación en la instalación de preprocesado es relativamente uniforme, pero puede no funcionar si la materia prima de alimentación cambia de manera significativa a lo largo de períodos más grandes de los necesarios para acumular la masa de material que se va a mezclar.

La separación con determinado sentido también se puede usar para mejorar la consistencia del material que se envía a una planta de reciclado de plásticos. Tipos individuales de materia prima de alimentación se pueden operar en lotes y se pueden enviar a instalaciones de reciclado de plástico capaces de procesar aquellos tipos de mate-
rial.

La clasificación por espesor y/o fricción también se puede emplear para estabilizar la composición del producto de preprocesado, como se muestra en el ejemplo 6. Los plásticos procedentes de ciertas materias primas de alimentación tienden a ser más gruesos que los plásticos de otras materias primas de alimentación. Incluso si se entremezclan todas las corrientes de materias primas de alimentación en el preprocesado, la clasificación mediante espesor y/o fricción puede, con frecuencia, separar plásticos de diversos tipos de distintas fuentes.

La clasificación óptica, tal como la clasificación por color o por contraste, puede también estabilizar la composición de una corriente de alimentación a una planta de procesado de plásticos. Los plásticos procedentes de determinadas materias primas de alimentación tenderán a incluir colores distintos de los de los plásticos procedentes de otras corrientes de alimentación. Incluso si se entremezclan todas las corrientes de materias primas de alimentación en el preprocesado, la clasificación por el color puede separar plásticos de diversos tipos de distintas
fuentes.

La concentración por gravedad es otro proceso que puede estabilizar a menudo la composición de la alimentación a una planta concreta, como se muestra en el ejemplo 5. Ciertos tipos de materias primas de alimentación tienden a tener plásticos con ciertas densidades y las distribuciones de densidad que varían reflejarán composiciones de plásticos cambiantes. La alimentación a una planta de reciclado de plásticos se puede estabilizar si se eliminan los plásticos más o menos densos que los plásticos objetivo.

Como se ha tratado previamente, las operaciones de preprocesado se pueden situar en la instalación de reciclado de plástico o en lugares en los que se produce el material de alimentación como subproducto de otras operaciones, tal como la trituración de automóviles o de aparatos de línea blanca para recuperación de metales.

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Reducción de tamaño

La reducción de tamaño incluye típicamente uno o más procesos al principio de una planta de reciclado que se disponen para realizar diversas tareas. La reducción de tamaño se puede poner en práctica para eliminar metales que pueden dañar los aparatos para reducción de tamaño o que pueden afectar de manera negativa a los procesos de separación instalados corriente abajo, para disminuir el tamaño de las partículas de plástico de tal modo que la mayor parte del material no plástico sea liberado, para crear una distribución de tamaño de partículas relativamente estrecha y, posiblemente, para estabilizar la composición de los materiales enviados a los procesos instalados corriente
abajo.

En una ejecución práctica, el material de tamaño II recibido en una instalación de reciclado de plásticos se pasa primero a través de una secuencia de operaciones unitarias diseñadas para proteger cuidadosamente un granulador que reduce el tamaño del material a tamaño III. Estas operaciones pueden empezar con la eliminación de los metales ferrosos y no ferrosos del material rico en plásticos de alimentación utilizando equipos para la eliminación de metales según se describe previamente en el contexto del preprocesado. Estas operaciones están enfocadas ante todo a eliminar piezas que podrían ser lo suficientemente grandes como para dañar los aparatos de reducción de tamaño o para causar su desgaste rápido. Aunque se puede haber producido un gran trabajo de eliminación de metales durante el preprocesado según se ha descrito previamente, puede haber situaciones en las cuales no se lleve a cabo un preprocesado, o bien situaciones en las que el preprocesado no incluya la eliminación de metales o bien en las que la eliminación de metales sea limitada, no completa. También es posible que haya solo un control limitado sobre las etapas de preprocesado, por ejemplo, cuando el preprocesado lo lleva a cabo el proveedor de la materia prima de la planta de reciclado. Además, la eliminación de las piezas más pequeñas de metal no eliminadas en el preprocesado puede ayudar a mejorar la eficacia de los procesos de separación corriente abajo o a disminuir el mantenimiento necesario en los
mismos.

Después de eliminar el metal, el material de tamaño II (o de tamaño III) se puede alimentar a un granulador que disminuye el tamaño de las partículas hasta un punto tal que la amplia mayoría de los materiales no plásticos son liberados del plástico. El tamaño de partículas (tamaño III o tamaño IV) y la distribución de tamaños se pueden controlar mediante la elección apropiada del tamiz del granulador y tamizando después de la granulación con un tamaño máximo ligeramente más pequeño que el de la pantalla del granulador.

El tamaño inferior del material de tamaño III o tamaño IV se controla mediante aspiración por aire o tamizado por tamaño. Se aíslan diferentes fracciones de tamaño más pequeño que el tamiz máximo tras la granulación mediante tamizado. Las fracciones de tamaño se alimentan a aspiradores sintonizados específicamente para las diferentes fracciones de tamaño. Los finos de partículas muy pequeñas se eliminan junto con espumas, papel y otras pelusas o materiales ligeros. Los productos ricos en plástico procedentes de estas etapas de aspiración se pueden recombinar antes de los procesados adicionales.

Un método especialmente útil para reducir el tamaño se conoce como granulación por vía húmeda; este método puede dar como resultado una menor producción de polvos y finos, una distribución de tamaños de partículas más estrecha y una superficie más limpia. Se describe un ejemplo de granulación por vía húmeda en el ejemplo 7.

Otra función de la reducción de tamaño puede ser la estabilización de la composición del material. Incluso si la composición se ha estabilizado en cierta medida durante el preprocesado, típicamente habrá alguna variabilidad que puede ser eliminada durante la reducción de tamaño. Para estabilizar las composiciones de los materiales alimentados a los procesos corriente abajo se pueden utilizar procedimientos tales como la clasificación por espesor y/o fricción, la clasificación por color y la mezcla.

Concentración por gravedad

Una de las propiedades intrínsecas que puede variar de unos plásticos a otros es la densidad. La densidad de los plásticos varía típicamente de menos de 1,0 g/cm^{3} a más de 1,7 g/cm^{3}. La tabla 1 presenta los intervalos de densidad de varios plásticos comunes que se encuentran en las materias primas de alimentación de plantas de reciclado derivadas de bienes de consumo no perecederos.

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TABLA 1 Densidades de plásticos comunes en bienes de consumo no perecederos

1

Este amplio intervalo de densidades incluye tipos de plásticos individuales con distribuciones de densidad bastante estrechas. La separación por densidad puede ser eficaz al dividir corrientes muy mezcladas de plástico en dos o más corrientes que contienen un número muy reducido de componentes plásticos. La creación de mezclas más sencillas puede mejorar la homogeneidad de las mezclas y permitir así que se puedan separar de manera más eficaz en los procesos corriente abajo. En algunos casos, simplemente la densidad puede ser capaz de aislar de manera adecuada plásticos de un tipo determinado.

Hay varios métodos para separar los materiales en función de la densidad. Típicamente, tales métodos presentan como característica el uso de líquidos como medio de suspensión para la separación de los plásticos en función de su flotabilidad diferencial y utilizan componentes tales como depósitos de sedimentación, concentradores por gravedad e hidrociclones.

En una realización, se puede usar agua como medio de suspensión líquido. Los productos ligeros tales como las poliolefinas (PP y PE) y las espumas flotarán en la parte superior de tal medio de suspensión. Las partículas más densas que el medio líquido se hundirán. Por conveniencia, las corrientes ricas en plásticos con densidad menor de la unidad se denominan producto A. Los materiales de intervalos de densidades progresivamente superiores serán denominados productos B, C, D, E y F. Los intervalos de densidad designados para cada uno de estos productos son arbitrarios, aunque las designaciones se basan a menudo en los cortes o separaciones de densidad más eficaces para separar los plásticos en un material de alimentación concreto. Con el fin de separar entre sí los plásticos con densidades relativas superiores a 1,0 se pueden usar dispositivos tales como hidrociclones que emplean líquidos de densidad más alta, disoluciones o suspensiones. También se pueden usar elutriadores de gravedad que emplean bien agua o bien líquidos de densidad superior para separar los plásticos con densidades relativas más altas de
1,0.

La elutriación por vía húmeda separa según las diferentes velocidades de sedimentación de los diferentes componentes. La elutriación por vía húmeda se puede llevar a cabo con una corriente ascendiente de fluido o en un campo centrífugo. Son técnicas preferidas la elutriación en húmedo con un clasificador de corriente ascendente o con un hidrociclón de cono acortado.

Se pueden usar los hidrociclones para separar los plásticos por densidades. El tamaño de las escamas de plástico separadas en los hidrociclones es menos crítico que el de las separadas por elutriación. Con el fin de obtener cortes en función de la densidad eficaces y relativamente estrechos, sin embargo, la distribución de tamaños de partículas es preferentemente relativamente estrecha y la cantidad de partículas finas es preferentemente mínima. Para concentraciones por gravedad puede ser ventajoso que la relación de superficie a masa sea pequeña, puesto que las burbujas que se adhieren pueden alterar la densidad aparente de las escamas de plástico. Si las escamas son más grandes de aproximadamente 20 mm, sin embargo, el transporte puede ser difícil y los contaminantes pueden no ser suficientemente liberados y separados de los materiales plásticos objetivo. En algunas ejecuciones prácticas, la concentración por gravedad utilizando un hidrociclón se lleva a cabo sobre escamas de plástico de tamaño
III.

En corrientes de bienes de consumo no perecederos, típicamente hay varios tipos de plásticos diferentes, incluyendo muchos en diferentes intervalos de densidad. Puede ser útil aplicar múltiples etapas de separación por densidad para producir varias corrientes de productos intermedios que contienen uno o más tipos de plástico. Típicamente, se realiza un primer corte por densidad utilizando agua. El agua se usa en el primer corte debido a que la primera etapa se puede emplear para mojar y aclarar inicialmente el material. El agua puede eliminar algo de la suciedad y de los finos adheridos que pueden alterar el rendimiento en las separaciones de densidades más altas. La primera etapa de separación tiende también a ser un corte sencillo, puesto que hay pocos plásticos cuya densidad esté en un intervalo de +- 0,04 g/cm^{3} centrado en la densidad del agua.

La relativa facilidad de separación con agua como baño de densidad permite una mayor producción en esta etapa de separación, por ejemplo si todos los separadores son del mismo tamaño. Si todos los equipos son del mismo tamaño, se puede simplificar el mantenimiento.

Los productos ligeros obtenidos a partir del corte de densidad en agua son típicamente poliolefinas y espuma. Este producto A se puede procesar adicionalmente en etapas tales como las descritas más adelante. Los plásticos más densos que el agua se envían típicamente a un segundo separador por densidad a una densidad elevada.

Típicamente, el segundo separador por densidad se ajusta a una densidad adecuada para aislar el siguiente agrupamiento de materiales por densidades. Este agrupamiento, que constituye el producto ligero de esta separación, se conoce como material B. El material B se puede procesar adicionalmente en etapas como las que se describen más adelante. El material más denso se puede también procesar en separadores por densidad posteriores a densidades progresivamente más altas, para proporcionar los productos C, D, E, F y G. Estos productos de densidades más altas se pueden luego procesar adicionalmente según se describe más adelante.

La separación por densidades a densidades más altas se puede realizar utilizando disoluciones de sal o suspensiones de partículas sólidas. En algunas ejecuciones prácticas, la separación se realiza utilizando una suspensión de partículas sólidas. Puede haber varias ventajas en utilizar suspensiones de partículas sólidas en vez de disoluciones de sal para el aumento de densidad. Las partículas sólidas son relativamente fáciles de eliminar del agua tras el procesado, lo que simplifica enormemente las operaciones de tratamiento del agua. También se puede mejorar la limpieza de las superficies de los plásticos de los productos cuando se emplean suspensiones sólidas para aumentar la densidad. Además de la naturaleza abrasiva de las partículas sólidas que limpian la superficie plástica, puede ser eficaz una etapa final de aclarado para eliminar las partículas sólidas de la superficie.

La clasificación por densidades se puede usar a densidades elevadas cuando las partículas sólidas se han clasificado de tal forma que tienen una distribución de tamaño de partículas controlada. Las partículas sólidas más grandes se pueden depositar demasiado rápidamente en los separadores de tipo hidrociclón. Las partículas sólidas más pequeñas pueden ser más difíciles de eliminar después del procesado y debido a que son propensas a inducir la formación de espuma en la suspensión líquida.

Se puede conseguir un corte preciso de densidad utilizando un medio. La figura 2 muestra un ejemplo del porcentaje de un material granular respecto de los finos a diferentes densidades de separación. El EP de esta distribución (definido como la mitad de la diferencia de densidad entre 25% de un material respecto de los finos y 75 % del material respecto de los finos) es aproximadamente 0,08 g/cm^{3}. La figura 2 ilustra un ejemplo de uso del control de densidades para separar diferentes tipos de plásticos con densidades muy similares.

El uso de un medio sólido clasificado permite también la aplicación de una separación por densidades de dos etapas cuando el medio denso se alimenta desde un depósito de alimentación único. Típicamente, la concentración de partículas sólidas es mayor en la salida de los gruesos del hidrociclón que en la salida de finos. Por lo tanto, la densidad de la corriente de alimentación a un separador hidrociclón de segunda etapa puede ser gradualmente más pequeña o mayor que la densidad en la primera etapa. Una cuidadosa clasificación del medio permite el control del incremento de la densidad desde la primera etapa a la segunda etapa.

El flujo de gruesos procedente del primer hidrociclón tiene una densidad que es ligeramente más alta que la de la alimentación y el flujo de gruesos procedente del segundo hidrociclón tiene una densidad que es ligeramente más alta que el flujo de finos procedente del primer hidrociclón. Esta separación en dos etapas se puede poner en práctica para separar un material en tres corrientes de producto (A, B y C) controlando la concentración del medio en un depósito de mezcla único, como se ilustra en la figura 3.

La figura 4 muestra otro montaje de separación por densidades, denominado separación por densidad de doble precisión (DPDS, por sus siglas en inglés), en el cual se crean dos corrientes de producto utilizando tres dispositivos de separación con reciclado interno. Esta configuración puede conducir a una separación mejorada, como se ilustra en el ejemplo 9 que describe el uso de esta configuración para mejorar la separación descrita en el ejemplo 8. Como en la configuración mostrada en la figura 3, las densidades se pueden controlar con un depósito de densidad único. Los dispositivos de segunda etapa pueden ser hidrociclones u otros dispositivos, tales como "cyvors" que se describen más detalladamente en el documento de la patente de Estados Unidos número 6.238.579, la cual se incorpora al presente documento como referencia.

En algunos casos, puede ser útil emplear un sistema de separación por gravedad más sencillo, tal como un sistema de elutriación que puede conseguir separaciones razonables sin necesidad de medios densos. La elutriación es especialmente útil como técnica de separación si hay una diferencia grande entre las densidades de los plásticos que se van a separar. Para mejorar la eficacia de la separación pueden ser útiles la separación por espesor, por color o por tamaño previas a la elutriación. La elutriación tiende a funcionar mejor con partículas mayores de aproximadamente 10 mm. El ejemplo 10 describe un ejemplo de uso de la concentración por gravedad para separar plásticos A y B de plásticos de densidades más altas. Como se muestra en el ejemplo 10, el producto ligero procedente de un sistema de concentración por gravedad contiene típicamente plástico A y plástico B junto con cantidades pequeñas de plásticos más densos. También pueden estar presentes trazas de metales refinados. El plástico A se puede separar del plástico B y de los plásticos más densos bien antes o bien después de la elutriación utilizando por ejemplo agua en un hidrociclón o baño de sedimentación. El plástico B se puede separar de los plásticos más densos utilizando técnicas de separación por densidad tales como hidrociclones de medios densos, etapas adicionales de elutriación o con una sintonización cuidadosa de hidrociclones modificados utilizando agua como medio líquido. Pueden ayudar a separar el plástico B del plástico C otras técnicas de separación, tales como clasificación por color, clasificación por espesor o fricción o clasificación por técnicas que dependen de una distribución estrecha de la relación de superficie a masa.

La figura 5 muestra un montaje de hidrociclones que se puede usar para separar plásticos A, B y C sin usar un medio denso. En esta disposición, dos hidrociclones modificados de forma tal que no tienen sección cónica o la tienen corta se colocan antes de un hidrociclón estándar. En el primer hidrociclón modificado (MH1, por sus siglas en inglés), se elimina cualquier resto de metal alimentado al sistema. Las piezas metálicas de asientan en el fondo del hidrociclón modificado hasta que éste se abre por el fondo para eliminar el metal. De manera alternativa, una pequeña apertura puede permitir que el metal salga de manera continua a través del fondo del hidrociclón modificado. Preferentemente, la salida se presuriza para permitir un funcionamiento uniforme y adecuado de los hidrociclones situados corriente abajo.

En el segundo hidrociclón modificado, la salida se hace lo suficientemente grande como para que casi todo el plástico C que queda salga junto con una fracción grande del plástico B. Esta corriente se puede enviar a sistemas de separación por gravedad adicionales tales como un elutriador o hidrociclones de medios densos. De forma alternativa, se puede enviar a procesos tales como clasificación por color, clasificación por espesor/fricción o procesos que dependan de una distribución estrecha de la relación de superficie a masa.

Casi todo el plástico A y algo del B se envían entonces a un hidrociclón estándar (SH, por sus siglas en inglés) que se puede ajustar para producir una corriente de A casi pura y una corriente de gruesos o pesados que contiene todo lo que queda de B así como una parte del material A. Típicamente, la corriente A pura se envía a procesos tales como clasificación por color, clasificación por espesor/fricción o procesos que dependen de una distribución estrecha de la relación de superficie a masa. La corriente de gruesos o pesados de SH se puede reciclar a la alimentación del sistema, combinada con el producto pesado de MH2 o se puede enviar de forma separada a procesos tales como clasificación por color, clasificación por espesor/fricción o procesos que dependen de una distribución estrecha de la relación de superficie a masa. Este montaje puede incluir etapas adicionales de hidrociclones estándar o modificados que se pueden sintonizar para crear un cierto número adicional de corrientes de producto de más o menos pureza.

La clasificación por color previa a la concentración por gravedad puede mejorar la eficacia de la elutriación y la concentración por gravedad antes de la clasificación por color puede mejorar la eficacia de la clasificación por color, como se muestra en el ejemplo 11, más adelante.

La concentración por gravedad se puede usar para varios objetivos además de para segregar los diferentes tipos de plásticos. Por ejemplo, la concentración por gravedad se puede usar para separar diferentes clases del mismo tipo de plástico, como se demuestra en el ejemplo 12.

Después de que una técnica de separación que necesite una distribución estrecha de relaciones de superficie a masa haya purificado los plásticos por tipo, la concentración por gravedad se puede usar para separar algunos de los plásticos de ese tipo a fin de permitir obtener productos con propiedades mejoradas con un rendimiento alto. Por ejemplo, se puede usar una técnica de separación que necesite una distribución estrecha de superficie a masa, SMD (por sus siglas en inglés) (por ejemplo, la separación triboeléctrica electroestática) para concentrar los copolímeros ABS y SAN a partir de una mezcla de alimentación y luego el concentrado de ABS y SAN se puede alimentar a un sistema de concentración por gravedad para separar un ABS sin cargas, de baja densidad de un SAN de densidad más alta y de un ABS de densidad todavía mayor, con cargas pesadas (por ejemplo con retardantes de llama). Esto es ventajoso porque puede mejorar el rendimiento de los plásticos de tipo ABS y SAN y disminuir el número de operaciones SMD que se necesitan. Un sistema similar funcionaría bien con poliestireno de alto impacto (HIPS), mezclas de polifenilenéter con HIPS y HIPS con retardantes de llama. El uso de la concentración por gravedad después de que la purificación por SMD concentre los materiales por tipo permite, por ejemplo, establecer selectivamente puntos de corte por densidad para cada clase de plástico dentro de cada tipo, mejor que un punto de corte que es un compromiso, para proporcionar rendimientos altos, tanto de HIPS de baja densidad como de ABS de baja densidad en una mezcla a separar por tipo aguas abajo utilizando SMD.

La concentración por gravedad también se puede usar para facilitar los procesos que se llevan a cabo aguas abajo. Por ejemplo, algunos procesos de separación funcionan mejor cuando solo hay un pequeño número de componentes en la mezcla de alimentación. La concentración por gravedad puede ayudar a tales procesos proporcionando una serie de materiales en la mezcla más reducida. Además, la concentración por gravedad se puede usar para proporcionar materiales más homogéneos a los procesos aguas abajo. La separación electrostática, la clasificación por color y otros procesos pueden ser mucho más eficaces cuando la composición de su alimentación está estabilizada. La separación por densidades puede ser una técnica útil para estabilizar los tipos de componentes en una mezcla.

Se supone que las técnicas de clasificación por gravedad por vía húmeda incluyen sistemas de secado. Por regla general, las partículas de tamaño I y II se secan con tamices vibratorios. Las partículas de tamaños III y IV se pueden secar bien con sistemas de tamices vibratorios o bien con secadores centrífugos. Hay disponibles varios tipos de secadores centrífugos. El tipo con un tamiz cilíndrico estacionario orientado verticalmente o inclinado con la descarga generalmente más alta que el punto de alimentación. Estos secadores tienen una varilla rotatoria central que mueve el material tratado alrededor de la parte interior del tamiz cilíndrico y hacia arriba hacia el punto de descarga. El fluido pasa a través de la pantalla y se recoge en la cámara periférica. En algunas realizaciones, se puede emplear un secador mecánico en cada punto de vaciado de un sistema de clasificación por vía húmeda según el tamaño de las partículas y el nivel de secado que se requiera. En sistemas con medios densos o en sistemas de lavado por regla general se elimina el fluido denso o de lavado en una etapa de secado seguida por una operación de aclarado y una segunda etapa de secado.

Además de secadores mecánicos, hay diversos secadores térmicos que se pueden emplear para preparar el material para procesos posteriores. Un sistema de reducción de tamaño puede actuar también como un secador transmitiendo energía calorífica a través de trabajo mecánico a muchos materiales plásticos, consiguiendo de este modo dos objetivos en una única operación. Los sistemas de secado que secan por aire son una variedad de los sistemas de secado térmico que usan un material desecante para secar aire el cual a su vez seca el material que se trata. El desecante se vuelve a secar posteriormente en un proceso térmico.

Muchos procesos de separación que se basan en la distribución de la relación de superficie a masa tal como la alteración de densidad diferencial y la separación electrostática se mejoran notablemente con humedad superficial muy baja lo que a menudo requiere procesos térmicos.

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Clasificación por color

La mayor parte de los materiales de alimentación incluirá alguna mezcla de plásticos de diferentes colores. Los plásticos con color diferente pueden ser el mismo tipo de plástico con pigmentos distintos, otro tipo de plástico o un contaminante indeseado. Con el fin de producir productos plásticos de alta pureza con colores uniformes, puede ser conveniente eliminar cualquier contaminante de color diferente.

La clasificación por color es una operación unitaria que funciona mediante detección óptica y eliminación de los componentes de colores distintos. El color distinto puede ser una variación de color real o un contraste de sombras según se observa por una cámara de blanco y negro y alguna combinación de iluminación y filtros. Hay disponibles clasificadores por color comerciales para llevar a cabo esta función sobre materiales granulares como los plásticos. Estas unidades se pueden configurar para detectar y rechazar defectos en plásticos sobre cintas transportadoras o rampas inclinadas hacia abajo.

Los clasificadores por color de cintas transportadoras pueden ser eficaces hasta niveles de defectos altos y para partículas de tamaños relativamente grandes (tamaño I, II o III). La eficacia y la producción mejoran a medida que el tamaño de las partículas aumenta hasta el punto de que resulta difícil transportarlas y distribuirlas de manera regular sobre la cinta transportadora. Las partículas se transportan en la cinta y se expulsan al final de la misma, de tal forma que la separación en un clasificador por color de cinta transportadora puede ser relativamente independiente de las propiedades elásticas, adhesivas o de rozamiento de las partículas. Típicamente, los clasificadores por color de cinta transportadora pueden detectar las diferencias de color solo por un lado de las partículas. Esto puede ser un problema si es importante rechazar completamente partículas pintadas o recubiertas o partículas con pequeñas manchas de colores diferentes.

Los clasificadores de color de rampas deslizantes pueden funcionar con escamas de tamaños II, III y IV. Las escamas de tamaños superiores pueden ser más difíciles de transportar y las escamas más pequeñas pueden ser más difíciles de rechazar sin rechazar también escamas buenas. Los clasificadores de color de rampas deslizantes pueden manejar razonablemente las composiciones con colores muy diferentes, pero funcionan bien con composiciones con colores menos diferentes. Típicamente, pueden también inspeccionar ambos lados de una partícula. Los clasificadores de color de rampas deslizantes pueden ser una etapa de limpieza que puede eliminar cantidades pequeñas de defectos de diferente color. Los clasificadores por color funcionan bien con escamas más grandes de un tamaño uniforme. En consecuencia, la clasificación por color funciona bien para los tamaños II o III. Los ejemplos 13 y 14 describen dos ejemplos del uso de la clasificación por color utilizando diferentes equipos sobre escamas de diferentes tamaños. Además de su función de aislar colores concretos de productos en corrientes claras u oscuras o corrientes de un color concreto, la clasificación por color se puede usar para separar diferentes tipos de plásticos. El ejemplo 15 describe un ejemplo del uso de la clasificación por color para mejorar la pureza de un plástico
producto.

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Clasificación por espesor, fricción, velocidad terminal diferencial o arrastre en aire

Otras características de los materiales que podrían ser útiles para distinguir diferentes tipos de plásticos entre sí y de los contaminantes son el espesor del plástico y las propiedades elásticas, adhesivas o de fricción del material. Todas estas propiedades se agrupan en una única categoría en esta especificación debido a que en algunos casos se pueden someter a separación utilizando operaciones unitarias idénticas o similares.

Los diferentes tipos de plásticos de diferentes piezas tienden a tener espesores diferentes. Los plásticos de materias primas de alimentación tales como los residuos triturados de automoción tienden a ser muy gruesos, mientras que los plásticos que se encuentran en los electrodomésticos tienden a ser más delgados. Dentro de una materia prima de alimentación dada, los diferentes tipos de plásticos de alimentación pueden estar presentes en diferentes espesores. Por ejemplo, los materiales de módulo bajo como el polipropileno tienden a estar en piezas más gruesas que los materiales más duros como el ABS.

También pueden aparecer diferentes calidades de un tipo de plástico dado en piezas con diferentes espesores. Por ejemplo, los plásticos termoformados derivados de plásticos en láminas extrusionadas tienden a ser más delgados que los plásticos moldeados por inyección. Puesto que las clases o categorías de extrusión y de moldeo por inyección tienen propiedades diferentes, la clasificación por espesor puede ser capaz de separar las diferentes clases o calidades de un plástico dado. Los contaminantes tales como caucho o espumas tienden a ser más gruesos que la mayoría de las piezas plásticas.

Según los tipos de plásticos y contaminantes que haya en la corriente de alimentación, la clasificación por espesor y/o por fricción puede ser útil para separar los plásticos en varias etapas en el proceso. Algunos dispositivos para ese tipo de separación son: clasificadores de rodillos, clasificadores de rendijas, dispositivos de tamizado con rendijas alargadas o piezas separadoras que se solapan, clasificadores que se basan en el rozamiento y/o en la elasticidad diferencial de los materiales, o dispositivos que separan tomando como base la relación de superficie a masa de las partículas.

Los clasificadores de rodillos funcionan haciendo pasar corrientes separadas de material hacia abajo en rodillos inclinados que giran contracorriente hacia arriba por el hueco que queda entre los rodillos. Típicamente, el hueco entre los rodillos se ensancha desde el extremo proximal (en el alimentador) hacia el extremo distal (el situado lejos del alimentador), de tal forma que los materiales más delgados terminan en fracciones más cercanas al extremo proximal y las fracciones de material más grueso son conducidas al extremo distal.

Además de por espesor, los clasificadores de rodillos clasifican también en base a las propiedades elásticas y/o de fricción. Los materiales como el caucho se pueden adherir a los rodillos y, por tanto, tener más dificultades para caer en los huecos, incluso si son lo suficientemente delgados. El caucho tiende también a rebotar contra los rodillos, de tal forma que no puede presentarse en cualquier fracción que se basa solamente en el espesor. En algunos casos, las partículas gruesas de caucho pueden incluso ser arrastradas alrededor de los rodillos de tal modo que las partículas de caucho gruesas pueden presentarse en una fracción de materiales delgados recogida en el extremo proximal del clasificador de rodillos.

Los clasificadores de rendijas incluyen típicamente rendijas largas de un cierto grosor alineadas axialmente a lo largo de un tambor rotativo cilíndrico. La muestra se alimenta al tambor rotativo. El material más delgado que las rendijas puede salir del tambor a través de las mismas. Típicamente, el material más grueso se elimina a través de un extremo del tambor rotativo.

También se pueden usar dispositivos que se basan en el rozamiento o en la capacidad elástica diferencial de los materiales. Uno de tales dispositivos es una rampa deslizante con una tapa en el extremo superior y un dispositivo de recogida en algún lugar de la rampa. Las partículas que pueden fluir libremente hacia abajo por la rampa no se capturan, mientras que las partículas que tienden a rebotar debido a su rozamiento y a sus propiedades elásticas se capturan. El ejemplo 16 demuestra un ejemplo del uso de tal tipo de dispositivos.

También se pueden usar dispositivos que se basan en diferencias en la velocidad terminal o arrastre en aire en combinación con propiedades elásticas o de rozamiento. Por ejemplo, las mesas de aire separan los materiales en fracciones de finos y gruesos mientras que eliminan a la vez el caucho y las espumas en una corriente que contiene solo los plásticos más delgados. Esta fracción, que contiene caucho y espuma, se puede clasificar adicionalmente por espesor (por ejemplo con un clasificador de rodillos o de rendijas) para recuperar una corriente de producto rica en plásticos y una corriente enriquecida en espumas y caucho.

La clasificación por espesor, por rozamiento o por rebotes se puede mejorar, a menudo, utilizando dos o más etapas del mismo o diferente tipo de dispositivo de separación. Tales etapas se podrían disponer consecutivamente, o separadas entre ellas por otras con uno o más de otros dispositivos de separación. También son posibles diversas opciones incluyendo el reciclado del material entre los dispositivos.

En algunos casos se pueden usar para clasificar los materiales por espesor procesos que separan los materiales sobre la base de su relación de superficie a masa. Los materiales más delgados tienden a tener una relación de superficie a masa mayor cuando las otras dimensiones son similares, de tal forma que tales procesos pueden ser capaces de separar los materiales delgados de los materiales gruesos. Entre tales procesos se incluyen: aspiración por aire, concentración por gravedad o cualquiera de los procesos descritos en este documento en el contexto de la separación basada en distribuciones estrechas de superficie a masa. Puede ser más eficaz emplear otros métodos para clasificar por espesor y en muchos casos la clasificación por espesor/fricción se usa para hacer posibles esos procesos.

La clasificación por espesor y/o rozamiento se puede situar en varios puntos del proceso de reciclado de los plásticos con el fin de conseguir diversos objetivos de separación. Típicamente, la clasificación por espesor y/o fricción funciona mejor cuando las escamas de plástico están dentro de un intervalo concreto de tamaño. Si el tamaño de partícula de una escama es tan pequeño como su grosor, entonces la clasificación por grosor no es eficaz. Por otro lado, si las escamas son demasiado grandes, las piezas hechas de plásticos delgados se pueden doblar de tal forma que se presentan y comportan de hecho como un material grueso. En algunas ejecuciones, el tamaño III es un tamaño apropiado para clasificar por espesor y/o fricción, aunque los tamaños II y IV pueden funcionar para tipos concretos de material de alimentación.

Si se emplea antes de la separación por densidad, la clasificación por espesor/fricción puede eliminar el caucho problemático que puede aparecer en varios cortes de densidad. Si el caucho aparece en un número limitado de cortes de densidad de plásticos objetivo, la clasificación por espesor/fricción se puede colocar después de la separación por densidad.

La clasificación por espesor/fricción se puede usar también después de la clasificación por color para eliminar contaminantes residuales, para separar los plásticos con alta relación de superficie a masa de los plásticos con baja relación de superficie a masa o para enriquecer una corriente en un tipo o clase concretos de plástico.

Los ejemplos 17 a 19 describen ejemplos del uso de la clasificación por espesor/fricción como técnica de separación para escamas de plástico.

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Control de la relación de superficie a masa

Muchos procesos de separación de plásticos se pueden mejorar controlando las relaciones de superficie a masa de los materiales plásticos que se van a separar. La clasificación electrostática se lleva a cabo desviando las partículas en una cantidad proporcional a la relación de carga a masa (que se supone que es proporcional a la relación de superficie a masa). La flotación en espuma y la alteración diferencial de densidad dependen también de la relación de superficie a masa de los plásticos.

Se pueden usar varios métodos para controlar la distribución de las relaciones de superficie a masa. La clasificación por espesor usando equipos como clasificadores de rendijas o clasificadores de rodillos puede crear corrientes con distribuciones de superficie a masa definidas más estrechamente. Otras técnicas, como mesas de aire o clasificadores de aire, que dependen en parte del arrastre superficial de las partículas en aire, se pueden usar también para separar mezclas en corrientes con distribuciones de la relación de superficie a masa más estrechas. Las partículas grandes con una relación de superficie a masa pequeña se pueden granular de tal forma que tengan así una relación de superficie a masa más grande. Las partículas con relaciones de superficie a masa excesivamente pequeñas (finos) se pueden eliminar por tamizado, por tratamiento sobre mesas o por clasificación con aire.

Con el fin de conseguir la distribución de relaciones de superficie a masa más estrecha, puede ser necesario separar la corriente a través de múltiples etapas o combinando dos o más técnicas de control de la relación de superficie a masa. Puede ser especialmente útil aplicar múltiples etapas de procesado a fracciones con relaciones de superficie a masa intermedias.

Se puede eliminar una fracción de material delgado antes de una segunda etapa de granulación que lleva el material de tamaño II a tamaño IV, como se ilustra en la figura 6. El tamaño de partícula del granulador se controla cuidadosamente utilizando un tamiz o pantalla de granulado de un tamaño dado. Para controlar adicionalmente la distribución de tamaños de partículas, el producto del granulador se puede tamizar opcionalmente de tal forma que las partículas más grandes se separen y se reciclen de vuelta al granulador. La fracción de material delgado evita entrar en el granulador y se reúne con la corriente de material de tamaño IV justo antes de la eliminación de los finos mediante aspiración por aire o tamizado. La corriente combinada con los finos eliminados se puede enviar a procesos de separación aguas abajo que necesitan un control cuidadoso de la distribución de la relación de superficie a masa. Un ejemplo de tal proceso se describe en el ejemplo 21 y se ilustra en la figura 36.

La eliminación de la fracción de material delgado antes de la granulación da como resultado una disminución de la energía necesaria para la granulación así como una disminución de la cantidad de finos creados en esta etapa de granulación. Puesto que los materiales delgados tienen una relación S/V más alta para un tamaño dado, su granulación da como resultado una pérdida relativa mayor de finos que la granulación de los materiales más gruesos.

Esta etapa de granulación puede también añadir energía al material en escamas que acaba como calor. Este calor tiende a eliminar la humedad. Los procedimientos de separación electrostática que se describen más adelante prefieren un material de alimentación uniformemente seco y, de este modo, esta etapa de granulación se puede poner en práctica para proporcionar cierta uniformidad en el contenido de humedad del material que se alimenta a ese proceso.

La etapa de granulación puede también ponerse en práctica para crear una cantidad grande de área superficial limpia en las escamas granuladas. Típicamente, la superficie limpia ayuda además al procesado, pues expone una superficie que muestra las verdaderas propiedades de la misma, sin haber sido alteradas por la presencia de contaminación superficial.

Los ejemplos 20 a 23 describen métodos para obtener una distribución de relaciones de superficie a masa más estrecha.

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Procesos que se basan en una distribución estrecha de la relación de superficie a masa: separación electrostática

Se pueden separar diferentes tipos de plásticos tomando como base sus características de carga electrostática relativas. Entre los ejemplos de tales dispositivos se incluyen, por ejemplo, dispositivos en los que partículas cargadas caen a través de un campo eléctrico y dispositivos en los cuales partículas que se mueven en una cinta transportadora son atraídas por un potencial eléctrico teniendo en cuenta su carga. Una de las técnicas de separación electrostática primarias se conoce como separación triboelectrostática (TES, por sus siglas en inglés).

La TES es una técnica relativamente simple. Típicamente, las partículas ganan o pierden electrones cuando se ponen en contacto con otras partículas o con piezas de los aparatos del proceso en un separador TES. Esta carga por contacto o por fricción se conoce como carga triboeléctrica y se describe con más detalle en el documento de la patente de Estados Unidos número 6.335.376, el cual se incorpora a este documento como referencia.

Las partículas cargadas se desvían según su relación de carga a masa cuando pasan a través de un campo eléctrico de alto voltaje en el separador TES. Por ejemplo, una partícula con una velocidad inicial cero que cae verticalmente a través de un campo eléctrico horizontal se desvía horizontalmente en una cantidad proporcional a la relación de carga a masa de la partícula. En la práctica, esta desviación varía de varios centímetros a medio metro o más. La figura 7 muestra esquemáticamente la desviación de una partícula cargada en un separador de ese tipo.

Uno de los problemas que aparecen en TES es que hay una distribución de relaciones de carga a masa en cualquier especie de una mezcla. Esto significa que también habrá una distribución de desviaciones de partículas cuando caen a través de un campo eléctrico. Cuanto más ancha es la distribución, menos fácil será separar los diferentes tipos de materiales. Con el fin de conseguir una separación uniforme con productos de alta pureza, es necesario controlar las relaciones de carga a masa de las partículas alimentadas a un separador TES.

La distribución de las relaciones de carga a masa que determina la distribución de las desviaciones de las partículas incluye una contribución de una distribución de la carga por área superficial y una contribución de la distribución de superficie a masa. Con el fin de conseguir una separación adecuada y uniforme, puede ser importante controlar ambas distribuciones.

La separación triboeléctrica mediada, descrita en el documento de la patente de Estados Unidos número 6.452.126, el cual se incorpora como referencia a este documento, carga más eficaz y uniformemente los plásticos en mezclas tan variables y complejas como las de plásticos post consumidor. La mediación controla la carga por área superficial de las partículas que se van a separar añadiendo un componente extra conocido como medio a la mezcla. El medio se añade a la mezcla en tal exceso que la carga de los componentes a separar se controla exclusivamente por su capacidad de carga respecto al medio.

La distribución de relaciones de superficie a masa debería ser estrecha también con el fin de alcanzar los mejores resultados posibles con un separador TES. En corrientes complejas, como las de plásticos mezclados procedentes de bienes de consumo no perecederos, hay distribuciones tanto de diámetro de partículas como de espesor de partículas que dan como resultado distribuciones anchas de las relaciones de superficie a masa. Como ejemplo, la figura 8 muestra las relaciones de superficie a volumen (proporcional a la masa) para discos circulares de diversos espesores y diámetros, comparables a los tamaños de las partículas separadas en un separador triboelectrostático. Para un diámetro de disco dado, la relación de superficie a volumen de las partículas delgadas es mucho mayor que la de las partículas gruesas.

En un dispositivo para controlar la relación de superficie a masa, típicamente se recuperan dos o más fracciones que tienen dos distribuciones de superficie a masa estrechas. Estas fracciones se pueden enviar a separadores TES que se han sintonizado de manera específica para la relación de superficie a masa dada. Para ciertas corrientes, la separación basada en electrostática puede ser útil para la separación de plásticos de tamaño I o tamaño II (esto es, aislantes capaces de mantener una carga) de metales (es decir, conductores que pierden carga rápidamente). Para separaciones más complicadas, pueden producirse problemas cuando hay una distribución ancha de carga a masa, cuando están presentes más de dos componentes o cuando las cantidades relativas de los diferentes componentes plásticos
varían.

El principio de clasificación por electrostática se basa en la desviación de las partículas bajo la influencia de un campo eléctrico. La fuerza electrostática es proporcional a la carga sobre la partícula y la aceleración de la partícula es proporcional a la fuerza dividida por la masa (F = ma). Esto significa que la aceleración de la partícula debida al campo eléctrico es proporcional a la carga por unidad de masa de la partícula. A su vez, esto quiere decir que la desviación inducida por el campo eléctrico está relacionada con la relación de carga a masa de la partícula. Si hay una distribución ancha de relaciones de carga a masa, habrá una distribución ancha de desviaciones inducidas por el campo eléctrico y, en estas condiciones, la separación se pone en peligro.

La carga que es capaz de mantener una escama de plástico es proporcional a su área superficial, de tal forma que una separación plástico-plástico puede depender de la existencia de una distribución estrecha de relaciones de superficie a masa en el material que se va a separar. Las estrategias para conseguir una distribución estrecha de relaciones de superficie a masa se discuten en este documento en el contexto del "Control de la relación de superficie a masa".

Además de conseguir una distribución estrecha de superficie a masa, puede ser conveniente cargar las partículas completa y uniformemente, con el fin de conseguir una distribución estrecha de carga a masa. La carga de las escamas en mezclas complejas de escamas de plástico se puede controlar de varias maneras.

Los dispositivos TES se basan en métodos para cargar de manera uniforme y homogénea los materiales de plástico en la corriente de alimentación a las unidades TES. Un método para tal control de carga es la mediación según se describe en el documento de la patente de Estados Unidos número 6.452.126, incorporada previamente como referencia. Se pueden usar diversas técnicas para controlar la carga en las mezclas de plásticos, como se describe en la solicitud provisional número 60/397.980, presentada el 22 de julio de 2002, que se incorpora a este documento como referencia.

Como método para el control de la carga también se pueden usar medios conductores. Los medios conductores, que se pueden hacer añadiendo negro de humo, fibras de acero o esferas de acero a los plásticos, se pueden fabricar en láminas que se alinean con los dispositivos de carga TES. Tales láminas se denominan "láminas de medios hechas a medida" (TMS, por sus siglas en inglés). Para que las TMS sean eficaces como medio de carga para la separación triboeléctrica, el material usado en las TMS debe ser capaz de cargar uniformemente mezclas de componentes hasta niveles relativamente altos y especificados a lo largo de un período de tiempo razonablemente largo. La capacidad de cargar plásticos hasta un nivel alto se puede conseguir mediante la selección apropiada del material de mediación. Sin embargo, tales materiales son a menudo aislantes, de tal forma que se saturan rápidamente con la carga. Una vez que la superficie del medio está completamente cargada, ya no puede cargar los componentes de la mezcla de manera uniforme.

Se puede obtener una carga uniforme seleccionando un material TMS que permita que se elimine la carga de su superficie de contacto con la mezcla. Esto se puede conseguir añadiendo componentes al aislante para hacerlo más conductor. El ejemplo 25 describe un ejemplo de la preparación y evaluación de TMS creado a partir de un medio conductor.

Puesto que la relación de superficie a masa de las corrientes de baja y alta relación de superficie a masa es distinta, la desviación de las partículas es distinta cuando pasan a través del mismo campo eléctrico. Las partículas de relación grande de superficie a masa se desvían en mucha mayor medida que las partículas de relación de superficie a masa baja. Por lo tanto, es posible utilizar diferentes voltajes para lograr productos de alta pureza, como se describe en el ejemplo 24.

Las corrientes de relación grande de superficie a masa (H) y de baja relación de superficie a masa (L) se pueden enviar a separadores TES separados. Como se muestra en la figura 9, se puede controlar el voltaje en las placas cargadas en los dos separadores mediante la misma fuente de alimentación mientras que se varía la distancia entre las placas, de tal modo que se obtienen diferentes valores del campo eléctrico. También se pueden obtener campos eléctricos separados y controlables utilizando fuentes de alimentación separadas para los dos separadores.

Tener solo dos corrientes de alimentación con diferentes relaciones de superficie a masa controladas no es un requisito. Con algunos tipos de dispositivos de separación de superficie a masa o con múltiples etapas de dispositivos de separación de superficie a masa se pueden obtener tres o más corrientes con relaciones de superficie a masa más estrechas. Por lo tanto, en algunas realizaciones, los separadores TES se pueden sintonizar específicamente para cada una de las fracciones.

En el caso límite de un número infinito de fracciones S/m, se puede proporcionar un separador único con un campo eléctrico que varía continuamente, como se muestra en la figura 10. En este caso, el material con la relación de superficie a masa más baja se alimenta en el separador TES por donde las placas están lo más cercanas entre sí y el material con la relación de superficie a masa más alta se alimenta en el separador TES por donde las placas están lo más lejanas entre sí. Los materiales con relaciones de superficie a masa intermedias se alimentan en ubicaciones intermedias.

Se puede controlar el efecto del campo eléctrico sobre las desviaciones de las partículas utilizando otras técnicas. Se puede variar el tiempo de caída en el campo eléctrico, que determina cuanto tiempo se aplican las fuerzas a las partículas cargadas, utilizando placas más cortas. Debido a que las partículas que tienen una velocidad inicial baja necesitan más tiempo para caer la misma distancia que las partículas que se mueven deprisa, el tiempo de caída en el campo eléctrico se puede ver afectado de manera significativa subiendo o bajando el sitio en el que se dejan caer las partículas respecto del inicio del campo eléctrico. El campo eléctrico eficaz que experimentan las partículas que caen se puede controlar también variando el ángulo de las placas. La figura 11 muestra una vista lateral de separadores TES con diferentes campos eléctricos eficaces. Las partículas con relaciones de superficie a masa más altas necesitan un campo eléctrico eficaz menor, de tal forma que el ángulo con respecto a la vertical es mayor. Una ventaja de este método de control es que el ángulo se puede ajustar más fácilmente que el espacio entre las placas, la altura de caída o la longitud de las placas.

Otro método para variar el campo eléctrico eficaz que experimentan las partículas que caen es la inserción de un material dieléctrico en el campo eléctrico entre las placas. Insertando un material dieléctrico en el campo, se puede disminuir selectivamente la intensidad del campo. Por ejemplo, se puede insertar una lámina de PVC de un grosor predeterminado entre las placas cargadas eléctricamente de tal forma que no interfiera con las partículas que caen. La lámina de PVC puede ser más larga (en la dirección de caída de las partículas) en el extremo en que se desea un campo eléctrico más bajo y más corta (o no estar presente) en la zona del ancho del separador en la que se alimentan al separador las partículas de relación de superficie a masa más baja. De esta forma, se puede sintonizar el separador simplemente variando la posición vertical de la lámina dieléctrica. De forma alternativa, se puede usar un dieléctrico de espesor variable, que es más delgado en el extremo del dispositivo de separación a través del que caen las partículas de relación de superficie a masa baja y más grueso en el extremo del dispositivo a través del cual caen las partículas de relación de superficie a masa alta. De forma alternativa, se puede escoger un material dieléctrico que sea de un espesor tal que elimine sustancialmente el campo eléctrico entre las placas y de esta forma se disminuye la cantidad de tiempo que las partículas que caen experimentan un campo eléctrico. El dieléctrico grueso se puede insertar desde la parte superior del campo de tal forma que bloquee parcialmente la parte superior del campo hasta una distancia de caída escogida adecuada para controlar la desviación de un material
dado.

El control de la relación de superficie a masa se puede instalar en un punto del proceso anterior a la TES. La separación basada en la relación de superficie a masa se puede poner en práctica muy temprano en el proceso global o justo antes de la TES. El control de la relación de superficie a masa justo antes de la TES simplifica el procesado inicial del material, puesto que muchas de las técnicas de procesado iniciales pueden no depender mucho de la relación de superficie a masa de las partículas. Las técnicas de control de superficie a masa también se pueden usar después de la TES, aunque en este caso las técnicas son para separación más bien que para control de superficie a
masa.

Como se muestra en la figura 10, el control de la relación de superficie a masa se puede integrar con un separador TES. Considérese un separador de superficie a masa que da una distribución continua de relaciones de superficie a masa. Tal separador puede ser un clasificador de rodillos o una mesa de gravedad de vacío tal como las fabricadas por la compañía Forsberg Inc (Thief River Falls, Minnesota). La salida de tal dispositivo se puede distribuir a lo largo de la longitud de la parte superior del separador TES y se puede alimentar mediante un alimentador de batea
vibradora.

En algunos casos, las fracciones muy delgadas o muy gruesas provenientes de los clasificadores de relación de superficie a masa pueden ser indeseables. Por ejemplo, las partículas de caucho que tienden a ser gruesas se pueden concentrar en una corriente que se puede eliminar bien antes o bien después del separador TES.

Cuando se alimenta un TES con varias corrientes de alimentación precargadas, estas corrientes de alimentación se pueden separar en diferentes carriles de un alimentador vibratorio individual. De forma alternativa, se pueden usar múltiples alimentadores vibratorios. Los materiales se pueden exponer a medios de control de carga y entonces cada fracción de diferente S/M se puede alimentar a un separador individual en el cual se sintoniza el campo de manera precisa para desviar en la proporción adecuada cada componente diferente de la mezcla. En una realización, un alimentador vibratorio de tres carriles permite la exposición a un material o medio de control de carga reutilizable en cada carril. De forma alternativa el medio se puede eliminar de la mezcla de carga antes de que la mezcla se alimente al dispositivo separador mediante uno de varios medios entre los que se incluyen la clasificación por tamaño y la exposición magnética si el medio contiene un aditivo ferromagnético. Cada fracción de la mezcla se deja caer a través de un separador con tres intensidades de campo diferentes, de tal modo que los distintos componentes de la mezcla se desvían a un dispositivo de retirada del producto. Este dispositivo de retirada del producto puede ser una serie de tornillos sinfín, una cinta que se mueve, un alimentador vibratorio u otro dispositivo similar. Los diversos productos purificados se apartan a un lado del separador y se recogen. Así, en una realización, se proporciona un alimentador vibratorio multicarril que recoge secuencialmente los productos purificados procedentes de fracciones separadas con diferentes relaciones de superficie a masa. Estas fracciones se pueden volver a mezclar una vez purificadas por el separador TES. Si las fracciones de diferentes relaciones de superficie a masa de un polímero dado tienen diferentes propiedades mecánicas, de color o de procesado, se pueden recuperar sin mezclar. Esta recuperación sin mezcla se puede conseguir utilizando escotillones en el dispositivo de recogida vibratorio o de tornillo sinfín o empleando un desviador de reja sobre un dispositivo de recogida en cinta
transportadora.

La figura 12 muestra un ejemplo de la recogida de hasta 15 productos con un dispositivo TES único que incluye tres fracciones de relación de superficie a masa (S/M) y que incluye cinco posibles carriles de recogida de productos (que normalmente necesitan desviadores ajustables en el fondo del dispositivo de separación electrostática). El dispositivo puede combinar algunos productos con diferentes relaciones de superficie a masa dentro de un único carril del dispositivo de recogida. El dispositivo puede proporcionar unas pocas o más fracciones de diferentes relaciones de superficie a masa y puede entregar productos dentro de dos a once carriles diferentes. Se puede usar una cinta transportadora vibratoria con múltiples carriles y escotillones automáticos en tal dispositivo de
recogida.

Considérese la separación electrostática de tipos de plástico A y B. Para proporcionar una carga uniforme a los plásticos A y B, puede ser útil añadir un tercer componente Q a la mezcla que contiene los componentes A y B, así como cantidades más pequeñas de otros componentes C y D. El material Q puede tener características de carga comprendidas entre las de A y B y puede estar en una forma transferible tal como escamas o gránulos. Las partículas de material Q pueden ser más grandes o más pequeñas que las escamas de la mezcla de alimentación. Preferentemente, el medio Q se separa fácilmente de las corrientes de producto ricas en A y en B.

El producto Q se puede fabricar, por ejemplo, mezclando en fundido una mezcla de escamas que se podrían alimentar típicamente a un separador electrostático. El producto extruido se puede granular para formar un medio de gránulos de Q, se puede producir en forma de lámina que se puede granular para usarla como medio o se puede granular y moldear en piezas adecuadas para partículas de un medio.

El tercer componente no tiene necesariamente que estar per se en forma de partículas, ni tiene por qué ser un plástico similar a A o a B. Por ejemplo, el sistema de carga se puede pintar con una pintura que conduzca a las características de carga de los plásticos A y B, siendo la pintura especialmente formulada para tal mezcla de alimentación.

Las piezas más pequeñas de plástico, metal o cerámica se pueden pintar y/o recubrir con una superficie mediadora. Preferentemente, estas piezas se separan fácilmente de las corrientes ricas en producto A y rica en producto B.

También se puede hacer el sistema de carga de un plástico tal como Q. Esto puede simplificar las cuestiones de manipulación y separación del material.

Cuando están presentes múltiples tipos de plásticos, puede ser difícil separar completamente los componentes en una única etapa de separación electrostática. La distribución de la relación de carga a masa para un tipo de plástico dado es preferentemente estrecha. En lugar de ello, la separación de las mezclas multicomponentes se realiza preferentemente en múltiples etapas.

Las purezas del producto después de la separación electrostática pueden depender también de la composición de la materia prima de alimentación. Además de un cuidadoso control de la carga y de la distribución de la relación de superficie a masa, según se ha descrito previamente en el texto, se pueden emplear técnicas tales como la premezcla para mitigar las variaciones en la composición de la materia prima de alimentación. También pueden ayudar a amortiguar las variaciones en la pureza del producto las múltiples etapas.

Según el material de alimentación, la clasificación electrostática puede producirse en una o más etapas. La producción deseada es dos o más corrientes de producto listas para su extrusión con solo una cantidad menor de subproductos.

Con el fin de separar una mezcla de dos o más componentes en componentes relativamente puros, normalmente se necesita más de una etapa de separación electrostática. La figura 13 muestra un montaje de dos etapas de separadores electrostáticos que produce dos productos primarios y subproductos que podrían incluir cantidades traza de las impurezas C y D.

El ejemplo 24 describe ejecuciones prácticas en las cuales se podrían emplear una o dos etapas de separación electrostática para purificar corrientes concretas encontradas habitualmente en el reciclado de plásticos a partir de bienes de consumo no perecederos. También se demuestran las ventajas del control de la relación de superficie a masa.

Típicamente, los procedimientos de separación TES contienen uno o más desviadores que determinan sobre que intervalo a través del fondo del dispositivo TES se recogerán los productos. Los desviadores se colocan según la naturaleza de la mezcla de alimentación. En los casos con alimentación de composición variable, es posible ajustar las posiciones de los desviadores en tiempo real para controlar la calidad del producto. El control se puede conseguir limitando la desviación entre las velocidades másicas medida y prefijada para las corrientes de producto.

Se puede conseguir control adicional obligando a que ciertas corrientes tengan cargas globales en ciertos inter-
valos.

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Procesos basados en una distribución estrecha de la relación de superficie a masa: alteración diferencial de la densidad y flotación en espuma

La alteración diferencial de la densidad (DDA, por sus siglas en inglés) es otro proceso que depende de la relación superficie/masa. Según el tipo de materiales a separar, la DDA se puede usar en lugar de, antes o después de la clasificación electrostática o de la flotación en espuma.

La función de la DDA es aumentar el volumen de los materiales amorfos calentando los materiales y dejando que se expandan. Los gases y la humedad atrapados en un material plástico tenderán a formar burbujas cuando el material se calienta por encima de la temperatura de transición vítrea. La formación de burbujas aumenta el volumen y disminuye la densidad de la partícula.

La transferencia de calor a las escamas de plástico es proporcional al área superficial calentada y el grado de reducción de densidad de un material dado depende de la cantidad de calor por masa transferido al material. Por lo tanto, las partículas con una distribución de la relación de superficie a masa estrecha deberían mostrar un efecto agudo y eficaz utilizando DDA. Es importante notar que el método de calentar las escamas puede determinar el área superficial eficaz de una escama. El calentamiento convectivo o radiante de las partículas en una cinta transportadora puede calentar solamente aproximadamente la mitad de la superficie total de la partícula.

La densidad de los materiales con viscosidad más baja tiende a disminuir más rápidamente que la de los materiales de viscosidad más alta. Este sugiere un método para aumentar más la diferencia de espesor entre los materiales de clase de moldeo por inyección más gruesos y los materiales de calidad de extrusión.

Después de la DDA, el material granular se puede separar mediante técnicas como la separación por densidad o la clasificación por espesor. Los materiales cuya densidad disminuye durante la DDA se hacen generalmente también más gruesos.

La flotación por espuma es otro proceso de separación que puede depender de la distribución de la relación de superficie a masa de las partículas que se van a separar. La flotación por espuma se basa en la adherencia preferencial de burbujas a las superficies de ciertos tipos de plásticos. Estas burbujas disminuyen la densidad aparente de las partículas, lo que da como resultado su capacidad para flotar respecto de las partículas de densidad similar pero sin burbujas adheridas. El ajuste de densidad aparente es mayor para las partículas que tienen una relación de superficie a masa alta, de tal forma que la separación por espuma se aplicaría mejor a mezclas con distribuciones de superficie a masa bastante uniformes.

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Mezcla

Como se ha tratado previamente en el contexto del preprocesado y la disminución de tamaño, la mezcla se puede usar bien antes o bien después de aquellos procesos como parte de la estrategia para estabilizar la materia prima de alimentación a los procesos posteriores. Incluso si se usa un procedimiento eficaz de mezcla para estabilizar la composición de la materia prima de alimentación, la variabilidad en algunos de los procesos de separación puede conducir a variabilidad en la pureza de los productos a lo largo del tiempo. Por lo tanto, es conveniente mezclar el material en una etapa previa a la extrusión y/o después de la misma.

La mezcla más eficaz se produce con partículas homogéneas, así que la mezcla tras la extrusión puede ser apropiada. Sin embargo, la variabilidad grande del material alimentado al extrusor puede conducir a alguna variabilidad en el aspecto y/o en las propiedades de gránulos distintos. Puesto que el proceso funciona preferentemente cuando la alimentación es constante, el material se puede mezclar antes de la mayor parte del procesado. Esto puede funcionar bien con el material de tamaño III antes de la separación por densidad.

Debido a la posibilidad de la variabilidad del proceso en las etapas posteriores, puede haber variaciones en los gránulos de producto incluso cuando la alimentación es constante. Esto puede hacer necesario un mezclador después de la extrusión.

La mezcla se puede hacer en la etapa justamente anterior a la extrusión. Puesto que la extrusión es un proceso relativamente bien controlado, una alimentación homogénea al extrusor conduce típicamente a un producto homogéneo. La mezcla justo antes de la extrusión proporciona también una oportunidad para comprobar las escamas alimentadas en el laboratorio para predecir las propiedades del producto y para seleccionar quizás aditivos que pueden mejorar las propiedades para conseguir las especificaciones objetivo.

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Composición y mezcla y extrusión

Las escamas separadas se pueden extrudir en un extrusor de tornillo único o doble. Típicamente, se incluye en el sistema de extrusión un sistema de alimentación que puede añadir de forma precisa cantidades prescritas de colorantes, modificadores de impacto, antioxidantes y otros aditivos.

Se pueden incluir sobre la boca del extrusor imanes muy potentes, puesto que se pueden extrudir piezas de metal y otros materiales magnéticos a partir del extrusor.

Para mejorar la calidad de los gránulos de los polímeros estables hidrolíticamente y la calidad del producto de los polímeros sensibles a la humedad se puede incluir un sistema de desvolatilización por vacío. Se puede incluir un presecado para polímeros hidrolizables tales como nilons, poliésteres y policarbonatos.

Otro componente del sistema de extrusión puede ser un tamiz de malla fina capaz de eliminar los contaminantes sólidos o de caucho. Los tamices típicamente tienen mallas de tamaño (mesh) 40 a 120.

La alimentación del extrusor contiene típicamente contaminantes como caucho, madera, metales y termoestables en niveles superiores a los extrusores que procesan plástico virgen, de modo que es conveniente incluir sistemas de cambio de tamices. Un ejemplo típico de esto es un cambiador de tamices con una función de limpieza en sentido contrario cuando la presión a través del tamiz excede un cierto valor.

En algunas circunstancias, el nivel de contaminantes en las escamas que se van a extrudir es tan alto que puede ser difícil extrudir el material sin eliminar los contaminantes por debajo de un nivel aceptable. Un tamiz grueso (por ejemplo de malla (mesh) 40) se puede usar para extrudir en una primera pasada y un tamiz significativamente más fino (por ejemplo de malla (mesh) 100) para una segunda pasada. Tal extrusión de dos pasadas, si bien es bastante costosa, mejora la extrusión de los materiales con altos niveles de contaminantes. En algunos casos, solo una parte del material se puede extrudir en dos pasadas. Esto permitiría la extrusión del material que queda en una segunda pasada combinándolo con el material que se ha extruido ya una vez.

Otro aspecto deseable del sistema de extrusión es la capacidad para añadir componentes adicionales tales como aditivos, plásticos vírgenes u otras escamas de plástico a las escamas de plástico recuperadas del proceso de separación MBA. Se describen con detalle composiciones de tales compuestos en la solicitud provisional número 60/397.980, presentada el 22 de julio de 2002, que se incorpora a este documento como referencia.

Los gránulos se pueden formar utilizando equipos estándar en la industria. Un sistema de aspiración y tamizado es conveniente tras la granulación para que se pueda obtener un producto de tamaño uniforme sin finos.

Asimismo, las escamas de plástico se pueden extrudir directamente como láminas o capas de láminas coextruidas.

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Ejemplos de las configuraciones de procesos de reciclado de plásticos

Hay varios posibles montajes o disposiciones de los diversos procesos que se describen más adelante. Típicamente, la ordenación de los procesos depende de factores tales como el tipo (o tipos) de fuentes de alimentación procesadas, el origen geográfico de estas fuentes de alimentación, la distribución temporal del plástico a partir de la fuente y la variedad y calidad de los productos deseados.

Los diferentes materiales de alimentación contienen distintos tipos de plásticos y diferentes materiales contaminantes. Una disposición o montaje de procesos útil para procesar un tipo de material de alimentación podría no ser útil para otros tipos de materiales de alimentación.

El origen geográfico del material de alimentación también puede afectar a la composición del plástico, lo cual puede determinar el orden de los procesos de separación. En regiones diferentes del mundo, se usan diferentes tipos de plástico o colores distintos del mismo plástico para productos similares. Esto puede deberse a la disponibilidad de las diferentes clases de plásticos, a factores económicos, a la preferencia de los consumidores o a regulaciones que podrían determinar los tipos de plásticos y de aditivos.

La distribución temporal de los plásticos en una fuente de alimentación puede ser otro factor que pueda controlar el orden de los diversos procesos de separación. Los tipos y calidades de los plásticos y de los aditivos usados en los plásticos para algunas aplicaciones han ido cambiando a lo largo del tiempo. Estos cambios pueden deberse a factores tales como la disponibilidad de calidades mejoradas de plásticos y aditivos, a factores económicos que cambian, a tecnologías de procesado de plásticos que cambian a la preferencia de los consumidores o a regulaciones que podrían determinar los tipos de plásticos y aditivos.

La variedad y calidad de los productos deseados pueden tener un efecto significativo sobre el orden de los diversos procesos de separación. Si se desea obtener un producto de alta pureza a partir de una mezcla de alimentación relativamente compleja, podrían ser necesarios más procesos de separación, incluyendo quizás etapas múltiples. Si solo algunos de los productos potenciales como productos de alta pureza son productos objetivo, se podrían emplear menos procesos de separación en algunas partes más tardías del proceso global.

Las figuras 14 a 20 ilustran ejemplos de ordenaciones de los procesos de separación en el proceso global. Para los diversos procesos de separación individuales puede haber muchas permutaciones.

Típicamente, de algunos de los procesos de separación salen dos o más corrientes de producto. Cada uno de los productos puede contener diferentes componentes que necesiten diferentes ordenaciones de los procesos de separación para purificar completamente el material. En una planta única de reciclado de plásticos, puede haber más de una de las disposiciones mostradas en las figuras de más adelante.

La figura 14 ilustra un ejemplo de ordenación de diversos procesos de separación que pueden producir buenos productos con una amplia variedad de tipos de alimentaciones. Esta ordenación se puede aplicar en numerosos casos porque emplea los procesos de separación de componentes en una secuencia tal que todos los procesos se usan para el tamaño de partícula adecuado.

En la figura 15 se muestra una disposición que hace uso de la clasificación por espesor y/o fricción. En esta disposición, la clasificación por grosor se realiza sobre material de tamaño III antes de la concentración por gravedad. También se puede realizar sobre material de tamaño II antes de la granulación, con efecto similar. Una ventaja de este montaje es que puede ser capaz de eliminar contaminantes tales como espumas o caucho relativamente temprano dentro del proceso global.

Típicamente, la clasificación por color se realiza después de las separaciones por gravedad debido a que clasificar por color antes en el proceso global puede hacer necesario duplicar el número de líneas de procesado para la separación por gravedad y otros procesos que siguen. Sin embargo, en algunos casos, la clasificación por color se puede hacer antes de la clasificación por gravedad e incluso antes de la disminución de tamaño hasta material de tamaño III. En algunos casos puede simplificar enormemente la separación por gravedad eliminando todo el material de una cierta densidad mediante el método más fuerte de la clasificación por color. Como se muestra en el ejemplo 13, se puede preferir clasificar por color el material de tamaño II porque la clasificación por color puede ser sumamente eficaz para este tamaño de partículas. En la figura 16 se muestra una disposición con la clasificación por color situada temprano dentro del proceso global.

En algunos casos, clases diferentes de un mismo plástico pueden tener diferentes espesores. La figura 17 muestra una disposición tal de procesos de separación en la que se puede emplear la clasificación por espesor y/o fricción para aislar calidades o clases distintas de un plástico. Los ejemplos 29 a 32 describen varias aplicaciones de la clasificación por espesor y/o fricción en un montaje tal.

Para algunos productos, se puede conseguir pureza suficiente sin usar todos los procesos de separación. Por ejemplo, se podría emplear la disposición de la figura 18 en casos en los que solo se presenta un material en una fracción de densidad concreta en la separación por gravedad. En este montaje, se puede incluir o no la clasificación por color, dependiendo de la distribución por colores.

En algunas realizaciones prácticas, puede ser necesario o conveniente repetir procesos similares en diferentes etapas dentro del proceso global. Por ejemplo, la figura 19 ilustra una ordenación que incluye dos etapas de clasificación por color. Esto puede ser beneficioso si la clasificación por color no es perfecta en una primera etapa de clasificación por color o si es necesario clasificar por color utilizando diferentes ajustes más tarde en el proceso.

En algunas realizaciones prácticas, se puede usar una disposición de procesos que no incluye la concentración por gravedad. Tal disposición, como se muestra en la figura 20, se puede usar en mezclas menos complejas o cuando otras técnicas de separación son tan eficaces o más que la separación por densidad. Una de las ventajas de no usar la concentración por gravedad es que se hacen más sencillos los aspectos del tratamiento de las aguas residuales.

La concentración por gravedad se puede usar al final del proceso de separación, además de al principio del proceso, como se muestra en la figura 21. La ventaja de esta configuración es que la concentración por gravedad se puede usar como una etapa de purificación final al final del proceso. Además, la concentración por gravedad se puede usar para separar calidades o clases en esta etapa del proceso. La concentración por gravedad se puede usar también solo al final del proceso de separación, como se muestra en la figura 22. En esta configuración, la concentración por gravedad se lleva a cabo sobre una cantidad de material más pequeña que en la configuración de la figura 21, consiguiendo también la purificación y la separación por clases o calidades.

La mezcla de alimentación y el proceso pueden ser suficientemente homogéneos como para que no se necesite el proceso de mezcla, como se muestra en la figura 23.

Los productos pueden estar en forma de escamas. En este caso, la extrusión y la composición y mezcla pueden no ser necesarias, como se muestra en la figura 24A.

Para ciertos materiales de alimentación, la distribución de las relaciones de superficie a masa es suficientemente estrecha como para que no sea necesario control adicional de la relación de superficie a masa antes de un tipo de proceso SMD. La figura 24B muestra un ejemplo de tal flujo de procesos. La ventaja de tal proceso es un flujo de procesos simplificado aunque podría no ser lo bastante resistente a las variaciones en la composición de la alimenta-
ción.

La tabla 2 lista algunas ventajas e inconvenientes de las diversas permutaciones de procesos descritas previamente en el texto. Los diversos procesos descritos previamente son solo varias permutaciones de las muchas posibles realizaciones prácticas de procesos de separación multietapa según la invención. La figura 24C muestra varios de otros posibles procesos multietapa y la figura 24D muestra varias subagrupaciones específicas de procesos.

Así, por ejemplo, se pueden poner en práctica procesos según la invención que incluyen múltiples etapas de separación por gravedad o de clasificación por color, bien secuencialmente o bien separadas por otros procesos. El proceso de mezcla se puede llevar a cabo en diversas etapas dentro del proceso global con el fin de mejorar la homogeneidad de la alimentación a los diferentes procesos. La selección y disposición exacta de los procesos de separación individuales dependerá de muchos de los factores descritos previamente en el texto. Si se incluyen, la composición y mezcla y la extrusión son siempre los últimos procesos.

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TABLA 2 Ventajas y desventajas de las disposiciones en el proceso global

2

3

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Creación de clases de producto únicas mediante el uso de la clasificación por espesor y/o fricción

La clasificación por espesor y/o fricción puede ser útil para diversos materiales de alimentación. Un ejemplo de su utilidad es su capacidad para separar clases o calidades diferentes del mismo tipo de plástico.

El uso de la clasificación por espesor y/o fricción en la separación de productos a partir de corrientes de bienes de consumo de línea blanca puede ser muy útil. Entre los componentes principales de las corrientes de bienes de consumo de línea blanca se incluyen plásticos procedentes de refrigeradores y lavadoras. Los frigoríficos constituyen la mayor parte de este material. Los plásticos principales en los frigoríficos son ABS y HIPS, con cantidades menores de PP, PS transparente, PC y SAN. La proporción de ABS a HIPS depende del origen geográfico y de la antigüedad de los frigoríficos, pero las observaciones que se describen a continuación deberían ser válidas en
general.

Un problema con la separación de esta variedad de plásticos es que muchos de ellos tienden a tener densidades similares. Por lo tanto, la etapa de separación por gravedad puede producir una corriente de producto que contiene, por ejemplo, dos tipos de plástico en cantidades más importantes y cuatro en cantidades menos importantes. La purificación completa mediante un proceso de separación adicional como una separación electrostática puede incluso resultar difícil debido al gran número de tipos y calidades de plásticos.

La mayoría de las veces, el ABS se encuentra en los paneles de los frigoríficos en forma de láminas delgadas de aproximadamente 1,6 mm de espesor o menos que han sido termoformadas a partir de láminas coextruidas monocapa o bicapa. En menor extensión está presente el ABS moldeado por inyección, que tiende a encontrarse en piezas más gruesas. Por otra parte, el HIPS puede encontrarse bien como láminas extrudidas en paneles (incluyendo hojas coextruidas tricapa) o en piezas moldeadas por inyección más gruesas, tal como bandejas para verduras, puertas del congelador y estantes interiores de servicio. Los paneles de HIPS son con frecuencia más gruesos de 1,6 mm y el espesor del HIPS moldeado por inyección puede ser más grueso de 3 mm. Por lo tanto, el HIPS tiende a ser mucho más grueso que el ABS. Típicamente, el PP que se encuentra en frigoríficos es PP cargado con elementos pesados utilizado en selectores de control de temperatura. Los plásticos PS, SAN y PC tienden a usarse en cajones para las verduras y partes moldeadas por inyección transparentes y de espesor similar. Todos estos materiales son más gruesos que la mayoría de las piezas de ABS y que muchas de las de HIPS que se encuentran en frigoríficos. Las lavadoras contienen una gran cantidad de PP sin cargar. La clase de este PP puede depender del espesor y de la complejidad de la pieza. Puede diferir de algunos de los plásticos de los frigoríficos descritos previamente.

De este modo, la clasificación por espesor puede ser útil en la purificación y podría usarse incluso para aislar clases o calidades de ABS, HIPS y PP. Los ejemplos que van a continuación ilustran ejemplos en los cuales podría usarse la clasificación por espesor para crear clases o calidades mejoradas de plástico.

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Opciones de procesos para la eliminación de plásticos que contienen bromo

Los residuos plásticos procedentes de corrientes de aparatos electrónicos mezclados incluyen típicamente plásticos que contienen retardantes de llama para cumplir los requisitos de seguridad tales como los solicitados por Underwriters Laboratories e instituciones similares en otros países. Las piezas que con más frecuencia contienen Br son las carcasas de monitores de ordenadores y las carcasas de televisores.

Debido a la percepción de los clientes e incluso a las presiones reglamentarias, los plásticos que contienen bromo pueden separarse de los plásticos libres de Br. Afortunadamente, existen varias técnicas tanto manuales como automatizadas para eliminar el bromo de los productos plásticos. La separación manual de los plásticos que contienen Br de los plásticos no bromados se puede conseguir en piezas completas. El aislamiento de los monitores de ordenador y de las televisiones de otros plásticos electrónicos es una etapa hacia la eliminación del Br de los plásticos no bromados. Otras piezas plásticas también pueden contener Br; así, la separación manual puede incluir técnicas de verificación tales como el uso de espectrómetros XRF portátiles. Típicamente, las técnicas de separación manual no son tan rentables como las técnicas automatizadas. Además, los errores de identificación u otros errores humanos pueden dar como resultado una separación menos perfecta. Por lo tanto, puede ser conveniente usar técnicas de separación automáticas.

Existen varias técnicas de separación automáticas capaces de separar los plásticos que contienen bromo de los plásticos libres de Br. Tales técnicas incluyen tanto diferencias de propiedades intrínsecas como extrínsecas. La densidad de los plásticos es mucho mayor si en el plástico hay presente una cantidad significativa de Br. Puesto que, típicamente, el Br está presente en niveles del 5% o más altos, la densidad de los plásticos bromados es típicamente mayor de la de los plásticos que no tienen retardantes de la llama en al menos 0,05 g/cm^{3} o más. Es relativamente fácil separar materiales con tales diferencias de densidad, tan grandes, utilizando separadores tales como depósitos de flotación y hundimiento o hidrociclones.

Sin embargo, la separación por densidad no es perfecta y se puede presentar una cantidad pequeña pero medible de plásticos de densidad más alta que contienen bromo dentro de las corrientes de productos de densidad más baja. Esto es especialmente cierto cuando la composición del material alimentado al sistema de separación por densidad varía. Se puede usar un corte o separación por densidad de dos etapas que es capaz de eliminar casi todo el plástico bromado de densidad más alta para una amplia variedad de composiciones de alimentaciones.

Típicamente, la separación por densidad de los plásticos bromados y no bromados debe conseguirse a densidades elevadas por encima de la del agua. Por lo tanto, es importante controlar cuidadosamente la densidad. Se describen técnicas para controlar la densidad de lodos líquidos de separación a densidades altas en la solicitud provisional número 60/397.808, presentada el 22 de julio de 2002, que se incorpora como referencia a este documento.

El ejemplo 33 describe las ventajas de la separación por densidad en dos etapas (DPDS, por sus siglas en inglés) con densidades de separación controladas cuidadosamente que se pueden usar para eliminar plásticos que contienen bromo. El ejemplo 34 demuestra la eliminación de la mayoría de los plásticos que contienen bromo utilizando separadores de corriente ascendente tales como dispositivos de elutriación.

Existen dispositivos que pueden expulsar las partículas que contienen Br. Se puede usar la detección de la fuerte señal K\alpha de fluorescencia de rayos X del Br para controlar la eyección de los plásticos bromados. Esta técnica funciona mejor con corrientes que contienen cantidades pequeñas de Br, así que puede ser usada mejor después de otras técnicas tales como la separación por densidad, que se puede usar con eficacia para intervalos de composición más amplios.

La presencia de cantidades significativas de retardantes de llama bromados en un plástico debería alterar de manera significativa las propiedades eléctricas de los plásticos respecto de las del plástico libre de Br. En consecuencia, la diferencia de propiedades eléctricas de los plásticos debería dar como resultado que un plástico se cargara positivamente respecto del otro cuando se ponen en contacto entre sí las superficies plásticas.

Existen diferencias de carga entre diferentes tipos de plásticos o entre diferentes plásticos con diferentes aditivos, así que debería ser posible separar los plásticos que contienen bromo usando TES. Los ejemplos 27 y 28 demuestran la viabilidad de la técnica TES para separar plásticos que contienen Br de aquellos sin Br.

El color de los plásticos tiene poco que ver con la presencia de retardantes de la llama, pero los plásticos bromados de ciertas mezclas pueden tender a tener cierto color. Como ejemplo, considérese una mezcla de plásticos procedentes de electrodomésticos. Típicamente, los plásticos procedentes de frigoríficos y otros electrodomésticos de línea blanca son libres de bromo y de color blanco. Por otro lado, los televisores son típicamente negros y contienen bromo. La eliminación de los plásticos de televisores mediante clasificación por color puede, por lo tanto, reducir de forma significativa el contenido de bromo del producto final.

Algunas veces, las piezas fabricadas con plásticos que contienen bromo tienen paredes más gruesas que las piezas fabricadas a partir de plásticos no bromados. Puesto que los retardantes de llama bromados se añaden a menudo en cantidades tan grandes que las propiedades mecánicas se pueden ver afectadas, con frecuencia el caso es que las piezas deben hacerse más gruesas. Esto es especialmente cierto en los monitores de ordenador.

Puede ser también importante poder controlar cuidadosamente la cantidad de Br que se encuentra en los productos de plásticos reciclados. La presencia de pequeñas cantidades de Br y Sb en los productos plásticos es útil como indicador de que el material contiene plástico reciclado post consumidor, como se describe en la solicitud de patente de Estados Unidos número _________, "Composiciones de materiales que contienen plásticos reciclados" de L. E. Allen, III; B. L. Riise y R. C. Rau, presentada en abril de 2003 e incorporada anteriormente como referencia.

Ejemplos de estrategias para la recuperación de termoplásticos de ingeniería a partir de alimentaciones mezcladas

Con el fin de mejorar rendimientos, se pueden recuperar los termoplásticos de ingeniería (ETPs, según sus siglas en inglés) a partir de corrientes de alimentación mezcladas como las procedentes de equipos de automatización de oficinas (OA). Entre los ETPs se incluyen, si bien las posibilidades no se limitan a ellos: PPO modificados, nilones, PC y PC/ABS. También se considera que son ETPs las clases de ABS con retardantes de llama, HIPS, PPO modificados, nilones, PC y PC/ABS. La recuperación de los ETPs es un reto importante debido a la complejidad de las mezclas de estos materiales y a la falta de cantidades grandes y uniformes de estos materiales en muchas corrientes de alimentación.

Un aspecto adicional de las mezclas de ETPs es que con frecuencia están presentes clases de ABS y HIPS que contienen retardantes de llama a base de Br y Sb. Esto significa que todos los productos tendrán al menos niveles pequeños de Br y Sb y que la presencia de niveles bajos de Br y Sb en los productos de plástico es un indicador de que pueden derivarse de corrientes post consumidor que contienen ETPs, según se ha tratado previamente.

Es probable que la recuperación de los ETPs requiera de una o más etapas de separación triboeléctrica (TES). Los ejemplos 27 y 28 describen el uso de TES para la separación. La recuperación de ETPS puede necesitar también separación por densidad de doble precisión (DPDS).

También pueden ser útiles en ciertas circunstancias otras separaciones, como la clasificación por color. Esto es así porque ciertos tipos de ETPs pueden tender a tener ciertos colores. De manera similar, las separaciones como la clasificación por espesor y fricción pueden ser útiles para la separación de ETPs, especialmente puesto que ciertos plásticos pueden tender a ser más gruesos que otros. Para mejorar la TES así como otras técnicas que dependen de la relación de superficie a masa, puede ser útil el control de la relación de superficie a masa. La alteración diferencial de densidad también puede resultar útil para la separación de ETPs, debido a que los diferentes ETPs tienden a tener distintas temperaturas de reblandecimiento y distintas propiedades de viscosidad.

El ejemplo 35 describe un ejemplo de mezcla de ETP para separar y un ejemplo de flujo de proceso y proporciona resultados de un modelo de probabilidad para la separación (que incluye tanto TES como DPDS) y discute como se puede usar la DPDS para controlar las propiedades del producto.

Productos potenciales para diversas corrientes de alimentación

Los tipos de productos que resultan del proceso de reciclado global dependen enormemente del tipo de corriente de alimentación, de la localización de la fuente de alimentación, de la mezcla temporal de la alimentación y de la ordenación de los procesos.

Los principales tipos de productos plásticos son preferentemente también principales componentes plásticos en el material de alimentación. Típicamente, los tipos de plástico en la alimentación dependen del tipo de alimentación y del origen geográfico de la misma. La tabla 3 muestra los plásticos principales (M) y minoritarios (m) típicos que se podrían encontrar en diversas corrientes de alimentación.

TABLA 3 Abundancia de plásticos escogidos en diversas corrientes de alimentación (M = principal o mayoritario; m = minoritario)

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Los diversos productos que resultan del proceso de reciclado dependen también típicamente de la ordenación global de los procesos de separación. Como se ha mencionado previamente en el texto, en el proceso de reciclado de plásticos global podría aparecer más de una de las diversas permutaciones de procesos. Como ejemplo de ello, considérese un proceso global hipotético para clasificar bienes de consumo de línea blanca en Estados Unidos. En la clasificación de bienes de consumo de línea blanca estadounidenses, se puede llevar a cabo el proceso estándar más la clasificación por espesor (figura 17) para crear dos clases de ABS y HIPS, pero se puede utilizar un proceso más simple (figura 18) más clasificación por espesor y/o fricción para la corriente de PP. La figura 25 ilustra un ejemplo de un flujo de procesos y productos que pone en práctica esta estrategia. Son posibles muchas otras ordenaciones de procesos.

La serie de operaciones unitarias que se usan para crear cualquier producto dado puede ser considerada en el contexto de una genealogía de procesos. Según este concepto, se puede definir un flujo de procesos según la producción de salida en lugar de en función de la mezcla de alimentación. Cualquier producto dado tendrá una historia definida de operaciones unitarias que ha experimentado en una secuencia dada, de manera similar a como un individuo dado tiene una lista definida de antepasados genéticos. La misma planta (de reciclado) puede un día crear este producto y un segundo producto que habrá experimentado una secuencia muy diferente de operaciones unitarias debido a que los dos productos se separaron en una etapa temprana en la planta. Igualmente, un tercer producto se habrá separado en un punto diferente en la planta de reciclado y de este modo tiene otra genealogía de procesos diferente. Los tres productos podrían compartir unas pocas etapas iniciales hasta que los materiales se separan y podrían tener etapas de procesado final completamente distintas. Los productos se pueden tratar como primos. Este concepto reconoce que las mezclas de alimentación pueden variar pero que el proceso de crear un producto dado a partir de los componentes de cualquier mezcla de alimentación dada puede permanecer constante.

De este modo, el flujo esquemático de la planta de procesos global no se obtiene necesariamente a partir de discusiones de la organización de las etapas de procesos y de la descripción de sus ventajas sino que una vez que se comprende el ámbito de los productos que se crearán sobre la base de una mezcla de alimentación conocida es una tarea sencilla montar o

\hbox{recopilar las genealogías de flujo de productos
individuales en un  flujo esquemático de planta global.}

En algunos casos, puede ser conveniente también recombinar productos procedentes de diferentes corrientes con el fin de obtener productos con composiciones controladas. Típicamente, tales mezclas se producirían en la etapa de mezcla o de mezcla y composición, pero se pueden realizar también en algún punto más temprano del proceso.

La invención se describirá adicionalmente en los siguientes ejemplos, que son solo ilustrativos y que no se pretende que limiten el alcance de la invención descrita en las reivindicaciones.

Ejemplos

Ejemplo 1

Eliminación de metales de plástico utilizando un separador de columna neumático

Un material de alimentación de tamaño I derivado de bienes de consumo de línea blanca japoneses contenía una cantidad significativa de metales incluyendo trozos grandes, tiras delgadas de metal y alambres. El material se alimentó a un separador de columna neumático con una velocidad de entrada fijada en 23 m/s. La tabla 4 muestra los porcentajes en peso de metales grandes y metales pequeños en las corrientes de alimentación, de materiales ligeros y de materiales pesados. Estos resultados muestran que un separador de columna neumático puede, en una única etapa, eliminar casi todos los metales abultados que podrían dañar los aparatos de reducción de tamaño, tal como un molino.

TABLA 4 Composiciones de piezas de metal grandes y pequeñas en las corrientes de alimentación y de producto de un separador de columna neumático (tamaño I)

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Ejemplo 2

Separación de plástico usando un elutriador

Un material de alimentación de tamaño II derivado de bienes de consumo de línea blanca japoneses contenía una cantidad significativa de metales incluyendo trozos grandes, tiras delgadas de metal y alambres. El material se alimentó a un sistema de concentración por gravedad con la velocidad de agua ascendente fijada en 0,13 m/s.

Los tipos de material se clasificaron como plásticos objetivo, plásticos pesados y metal. Los plásticos objetivo eran plásticos con una densidad menor de 1,20 g/cm^{3}. Los plásticos pesados incluían todos los plásticos más densos de 1,20 g/cm^{3}. La categoría metal incluía trozos de metal, tiras delgadas de metal y alambres.

La tabla 5 muestra los porcentajes en peso de plásticos objetivo, plásticos pesados y metal en las corrientes de alimentación, de ligeros y de pesados. Estos resultados muestran que un sistema de concentración por gravedad puede eliminar eficazmente todo el metal y la mayor parte de los plásticos pesados en una sola etapa.

TABLA 5 Rendimientos de plásticos objetivo, plásticos pesados y metal en un sistema de concentración por gravedad

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Ejemplo 3

Eliminación de caucho de residuos triturados de automoción de tamaño II

El caucho y la espuma se pueden eliminar de un material plástico de residuos clasificándolo por espesor y/o fricción. Se puede usar un clasificador de espesor de rodillo para tal separación, puesto que la espuma y el caucho tienden a ser más gruesos y tienen propiedades de fricción distintas de las de los plásticos.

Se alimentaron diversos plásticos y caucho de tamaño II a un clasificador de espesor de rendija con un hueco superior seleccionado a 1,6 mm y un hueco inferior seleccionado a 6,4 mm. La tabla 6 muestra los porcentajes de diversos plásticos y caucho que se presentan en las fracciones delgada (< 3,2 mm), media (3,2 - 6,4 mm) y gruesa (> 6,4 mm).

TABLA 6 Separación de caucho y plásticos de tamaño II procedentes de residuos triturados de automoción

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Casi todo el caucho se presenta en la fracción de material grueso. La mayoría de las piezas de plástico que se presentan en la fracción gruesa lo son porque estaban torcidas o tenían esquinas. La separación podría ser incluso mejor para material de tamaño III.

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Ejemplo 4

Concentración por gravedad de fracciones de diferente espesor

Se separaron mezclas de plásticos B (densidad específica o relativa entre 1,00 y 1,10) y C (densidad específica entre 1,10 y 1,20) derivadas de bienes de consumo de línea blanca japoneses utilizando un elutriador.

La figura 26 muestra el % de B en la mezcla de producto ligero en función de la velocidad de agua ascendente en el elutriador para partículas gruesas (> 3 mm de espesor) y finas (< 3 mm de espesor) en dos intervalos de tamaño diferentes (1/2 a ¾ de pulgada = tamaño II y 3/8 a ½ de pulgada = tamaño III). También se muestra el % de B para la mezcla global (sin clasificación por tamaño o por espesor).

La figura 26 muestra que la pureza se mantiene a velocidades más altas para los materiales delgados. Esto significa que el mejor rendimiento y la pureza más alta de B se pueden obtener separando por tamaño y espesor y luego elutriando las diferentes fracciones a diferentes velocidades. Los resultados sugieren también que se pueden separar diferentes espesores de B utilizando la elutriación.

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Ejemplo 5

Clasificación por espesor y/o fricción para estabilizar la composición de la alimentación a una planta de reciclado de plásticos

Los plásticos procedentes de residuos triturados de automoción tienden a ser muy gruesos ( > 3 mm), mientras que los plásticos procedentes de bienes de consumo de línea blanca tienden a ser muy delgados (< 2,5 mm). Si un centro de preprocesado recibe una mezcla de residuos triturados de automoción y bienes de consumo de línea blanca en diferentes cantidades, la materia de alimentación se puede separar en dos productos mucho más uniformes que se pueden enviar a procesos de reciclado de plásticos separados diseñados para los tipos concretos de alimen-
tación.

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Ejemplo 6

Clasificación por espesor/fricción para estabilizar la composición de la alimentación a una planta de reciclado de plásticos

Los plásticos procedentes de residuos triturados de automoción tienden a ser de colores oscuros como negro, rojo, azul o gris oscuro, mientras que los plásticos procedentes de bienes de consumo de línea blanca tienden a ser de colores claros, como beige o blanco. Si un centro de preprocesado recibe una mezcla de residuos triturados de automoción y bienes de consumo de línea blanca en diferentes cantidades, la materia de alimentación se puede separar en dos productos mucho más uniformes que se pueden enviar a procesos de reciclado de plásticos separados diseñados para los tipos concretos de alimentación.

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Ejemplo 7

Granulación de escamas de plástico por vía húmeda

La figura 27 muestra las distribuciones de tamaño de partículas acumuladas de escamas de plástico procedentes de bienes de consumo de línea blanca japoneses granuladas con un tamiz de 6 mm (medio húmedo) o con un tamiz de ¼ de pulgada (6,25 mm) (en seco). Como se muestra en la figura 27, la distribución de tamaño de partículas para granulación por vía húmeda es mucho más aguda.

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Ejemplo 8

Separación de plásticos procedentes de equipos de automatización de oficinas mezclados utilizando hidrociclones

La figura 28 muestra un histograma de densidades de plásticos encontrados en una mezcla recuperada de aparatos de automatización de oficina.

Utilizando un EP de 0,008 (como se sugiere por la figura 2), la separación de la mezcla mostrada en la figura 28 se puede predecir a una densidad de separación de 1,060. La tabla 7 muestra los rendimientos y las composiciones de las corrientes de productos finos (menos densos) y gruesos (más densos) de la separación. Estos resultados indican que la separación por densidad puede ser útil para enriquecer esta mezcla para separaciones adicionales.

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TABLA 7 Rendimientos y composiciones de la alimentación y de los productos de la separación por densidad

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Ejemplo 9

Separación de plásticos procedentes de equipos de automatización de oficinas mezclados utilizando DPDS

Supóngase que la mezcla mostrada en la figura 28 se envía a través de un sistema tal como el mostrado en la figura 4. La densidad de separación de los tres dispositivos es 1,060 y el EP de los tres dispositivos es 0,008.

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La tabla 8 muestra los rendimientos y composiciones previstos de las corrientes de finos y gruesos para separaciones por densidad de precisión simple (SPDS) y de precisión doble (DPDS). Como se muestra en la tabla, se espera que la separación mejore enormemente utilizando DPDS respecto de la separación con SPDS.

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TABLA 8 Rendimientos y composiciones de productos de la separación por densidad

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Ejemplo 10

Separación de plásticos por elutriación

Se colocó en un elutriador una mezcla de escamas de plástico de tamaño III derivada de bienes de consumo de línea blanca japoneses. La mezcla contenía materiales A (>1,0), B (1,0 - 1,1), C (1,1 - 1,2) y D+ (>1,2). Todos los materiales A flotaban en la superficie sin flujo y ninguno de los materiales D+ flotaba a las velocidades de flujo utilizadas en el estudio.

El producto ligero procedente de esta elutriación contiene los plásticos A y B, así como cantidades pequeñas de C. Este producto ligero podría enviarse a un hidrociclón para eliminar casi todo el producto A con pérdida pequeña de las fracciones B y C de densidad.

Las fracciones de B y C en el material flotante se analizan a medida que el flujo en el fondo del elutriador se aumenta progresivamente. La figura 29 muestra el rendimiento acumulado y el porcentaje en peso de B en función de la velocidad de agua ascendente en el elutriador.

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Ejemplo 11

Concentración por gravedad mejorada por la clasificación por color o para mejorarla

Se separaron mezclas de plásticos B (densidad relativa comprendida entre 1,00 y 1,10) y C (densidad relativa comprendida entre 1,10 y 1,20) derivados de bienes de consumo de línea blanca japoneses utilizando un elutriador. Todas las escamas de la mezcla eran gruesas (>3 mm de espesor) y eran de tamaño II (1/2 - 3/4).

La figura 30 muestra el porcentaje de plástico de color claro en las mezclas de producto menos denso (ligero) y más denso (pesado) en función de la velocidad de agua ascendente. La figura 30 muestra también que la fracción de escamas de color claro en el producto menos denso disminuye a medida que aumenta la velocidad del elutriador y que la fracción de escamas coloreadas oscuras en el producto más denso aumenta con la velocidad del elutriador. Esto significa que la elutriación a una velocidad más baja podría usarse para estabilizar la composición de color frente a la variabilidad en la cantidad de plásticos oscuros de densidad más alta.

La elutriación por vía húmeda es una técnica útil para clasificar por color debido a que muchos plásticos de densidad más alta tales como los que contienen retardantes de la llama o fibras de vidrio están asociados con colores oscuros en algunos casos.

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Ejemplo 12

Separación de diferentes clases de ABS utilizando la concentración por gravedad

Las diferentes clases de ABS pueden tener densidades significativamente diferentes dependiendo de su composición química (por ejemplo, según su contenido de acrilonitrilo) y de la cantidad de pigmento añadido al polímero. La figura 31 muestra la distribución de densidades de una mezcla de escamas de ABS recuperada de frigoríficos troceados de origen norteamericano.

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Ejemplo 13

Clasificación por color de escamas de tamaño II

Se clasificó por color una muestra de escamas con un tamaño máximo de 25 mm y un tamaño promedio de aproximadamente 13 mm procedente de bienes de consumo de línea blanca utilizando un clasificador de color de cinta transportadora sintonizado para retirar las escamas oscuras de tamaño menor de aproximadamente 5 mm de diámetro. Este clasificador por color eliminó las partículas defectuosas mediante chorros de aire después de que se desprenden del final de una cinta transportadora que se mueve con rapidez.

La alimentación era una mezcla principalmente de plásticos blancos grises y negros. El plástico rechazado gris oscuro y negro era aproximadamente el 25% de la materia prima de alimentación.

La tabla 9 muestra las cantidades relativas de materia de alimentación (F), producto claro (P) y producto oscuro rechazado (R) junto con las fracciones de material oscuro en cada una de estas corrientes. El clasificador por color de cinta transportadora concentra las escamas oscuras en la corriente de rechazo.

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TABLA 9 Clasificación por color de material de tamaño II con un clasificador por color de cinta transportadora

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Ejemplo 14

Clasificación por color de escamas de tamaño III

Se crearon diversas composiciones de escamas negras mezcladas con escamas gris claro a partir de plásticos procedentes de aparatos de automatización de oficinas. Se examinaron diversos intervalos de tamaño para determinar el mejor tamaño para la clasificación por color.

La figura 32 muestra la pureza del producto en función de la composición de defectos de la materia prima de alimentación para diferentes intervalos de tamaño de partículas utilizando un clasificador por color de rampa deslizante. Las rampas son las que se usan típicamente para escamas de plástico. El rendimiento es mejor para las partículas de tamaño intermedio ¼-3/8 (6 - 9 mm) que para las partículas más pequeñas de ¼ (<6 mm). Las partículas más pequeñas pueden ser más difíciles de detectar y rechazar.

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Ejemplo 15

Purificación de PP a partir de bienes de consumo de línea blanca utilizando clasificación por color

Un material de densidad A derivado de bienes de consumo de línea blanca japoneses contiene una mezcla de escamas gris claro, gris medio, oscuras y coloreadas (rojo, azul, marrón, verde, etc). La mayor parte de las escamas son de PP, pero también están presentes cantidades pequeñas de PE, ABS y HIPS. La tabla 10 muestra las composiciones en plásticos de los diferentes colores.

TABLA 10 Composiciones de las fracciones de color del producto secundario del clasificador de color (corriente A) a partir de bienes de consumo de línea blanca japoneses

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Estos resultados indican que una clasificación por color para eliminar las escamas oscuras y de color gris medio puede eliminar la mayor parte del HIPS del material. Esta separación podría simplificar el procesado posterior del material.

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Ejemplo 16

Eliminación de caucho tomando como base sus propiedades elásticas y de fricción diferentes

En este experimento, se deja caer una material rico en plástico procedente de bienes de consumo de línea blanca japoneses aproximadamente 3 cm desde un alimentador vibratorio sobre rampas que forman un ángulo de aproximadamente 60º respecto de la horizontal. El material se desliza hacia abajo por las rampas, las cuales tienen una longitud de aproximadamente cinco pies. Sobre la parte superior de las rampas se colocan láminas de plástico para evitar que el material rebote y se derrame fuera de las rampas. Las láminas se colocan sobre una varilla cruzada oblicua que se sitúa hacia la parte inferior de las rampas, como se muestra en la figura 33.

A medida que el material cae hacia abajo por la rampa, una pequeña cantidad se recoge sobre la varilla oblicua. Se analizó la muestra en el laboratorio para determinar la composición. La tabla 11 muestra las cantidades de los diversos materiales en la muestra.

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TABLA 11 Composición de la corriente rica en caucho acumulada

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Ejemplo 17

Mejora del plástico de color claro derivado de bienes de consumo de línea blanca japoneses

Se llevó a cabo una clasificación por espesor sobre plástico de color claro derivado de bienes de consumo de línea blanca japoneses utilizando tamices de clasificación de rejillas con grosores de 1,8, 2,0 y 2,6 mm. Se colocó la muestra dentro del tamiz y se filtró durante 5 minutos mientras se hacía girar el tamiz a aproximadamente 50 rpm. El material delgado cayó del tamiz rotativo en forma de tambor y los materiales gruesos se quedaron dentro.

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La tabla 12, más adelante, muestra las composiciones de plástico de las fracciones de distintos grosores de la muestra de plástico de color claro.

Estos resultados muestran que el HIPS tiende a ser más grueso que el ABS y el PP para esta muestra de material de color claro procedente de bienes de consumo de línea blanca japoneses. Por lo tanto, se puede mejorar la pureza del HIPS mediante clasificación por grosor. Se puede recuperar aproximadamente 34% de la corriente como HIPS de alta pureza, recuperando de manera selectiva la fracción gruesa (>2,6 mm). El aumento de pureza debería dar como resultado propiedades mejoradas para este material.

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Ejemplo 18

Mejora del plástico de color oscuro

Una mezcla de plásticos era el subproducto de la clasificación por color de la fracción de densidad B procedente de un material de alimentación de bienes de consumo de línea blanca japoneses. Este material era una mezcla de varios tipos de plásticos que eran mayoritariamente blancos, negros o transparentes. La mezcla se separó en fracciones de diversos grosores con un clasificador de espesores de rendijas.

La tabla 12 muestra la composición de color de las fracciones de diversos grosores. La fracción más gruesa que contiene la mayor parte del material está también enriquecida significativamente en plástico negro. Esta separación por grosor podría usarse para facilitar una etapa de clasificación por color posterior que podría usarse para producir un producto negro relativamente puro.

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TABLA 12 Composiciones de color y rendimientos totales de los diversas fracciones de grosor (en mm) de HIPS oscuro

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Ejemplo 19

Mejora de una corriente de plásticos mezclada

Una mezcla plástica era un producto de diversas etapas de clasificación por color de la fracción de densidad B procedente de un material de alimentación de bienes de consumo de línea blanca japoneses. Este material era una mezcla de varios tipos de plásticos que eran mayoritariamente blancos o transparentes, pero con algunas escamas oscuras. La mezcla se separó en fracciones de diversos grosores con un clasificador de espesores de rendijas.

Puesto que la cantidad de plástico transparente era bastante pequeña en la corriente B, la clasificación por color para aislar el plástico claro fue lenta e ineficaz.

Observamos que el plástico transparente tiende a ser mucho más grueso que el plástico opaco, como se muestra en la tabla 14. Por lo tanto, la clasificación por grosor se puede usar para obtener una corriente de pureza mucho mayor de plástico transparente que podría ser más fácilmente clasificada por color o por otros medios.

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TABLA 14 Composiciones de color y rendimientos totales de los diversos grosores (en mm)

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Ejemplo 20

Granulación para obtener una distribución estrecha de superficie a volumen

Para este ejemplo, la materia prima eran escamas de plástico procedentes de una fuente japonesa de bienes de consumo de línea blanca. Se crearon escamas de tamaño intermedio (tamaño III) utilizando un granulador con un tamiz de ¾ (19 mm). Luego se redujo el tamaño de este material (a tamaño IV) utilizando otro granulador con un tamiz de 3/8 (9,5 mm).

La figura 34 muestra las distribuciones de tamaño de partícula antes (tamaño III) y después (tamaño IV) de esta etapa de granulación. La distribución de tamaño de partículas es más estrecha para el material de tamaño IV. Asimismo, se espera que la distribución de las relaciones de superficie a masa sea más estrecha.

Con el fin de verificar la suposición de que la distribución de las relaciones de superficie a masa es más estrecha para las escamas de tamaño IV, podemos calcular una relación de superficie a masa suponiendo una determinada geometría. Suponemos que las partículas son discos cilíndricos con un diámetro d y un espesor t. En cada fracción de tamaño de partículas se midió la masa por partícula (siendo d el tamaño de la partícula) y luego se calculó la relación de superficie a volumen utilizando la ecuación (1). La relación de superficie a masa se determina entonces fácilmente dividiendo por la densidad de la partícula.

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Utilizando esta ecuación y las distribuciones de la figura 34, se obtuvo la siguiente curva para la distribución acumulada de la relación de superficie a volumen para las escamas de tamaño III y tamaño IV.

Según la figura 35, aproximadamente el 90% del material de tamaño IV tiene una relación S/V comprendida entre 19 y 22 cm^{-1}. Por otra parte, para el material de tamaño III, solo aproximadamente el 50% tienen una relación S/V entre 14 y 22 cm^{-1}. Por lo tanto, el material de tamaño IV tiene una distribución S/V más estrecha que el material de tamaño III.

Los valores exactos de S/V en la curva dependen de asunción de la geometría del disco cilíndrico, pero se observan las mismas tendencias si se suponen otras geometrías para el cálculo S/V.

Las partículas de S/V grande pueden ser problemáticas para algunos procesos que necesitan una distribución de superficie a masa estrecha. La clasificación por aire y el tamizado son técnicas capaces de separar partículas con un valor alto de S/V.

Ejemplo 21

Clasificación por espesor y/o fricción para obtener una distribución estrecha de la relación de superficie a volumen

La ecuación 1 demuestra que las partículas delgadas de un tamaño dado d deberían tener una relación S/V más grande que las partículas más gruesas con el mismo tamaño d. Por lo tanto, se puede aplicar la clasificación por grosor al material de tamaño III para separar las escamas con valores S/V más altos.

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El material de tamaño III se separó por espesor utilizando un clasificador de espesor de rodillos fabricado por American International Manufacturing Company (Woodland, California). El material delgado podía pasar entre los rodillos rotativos ajustados a una separación que se ajustó de tal modo que se hacía más grande a medida que el material en escamas pasaba desde el alimentador hacia el final de los rodillos. El material intermedio caía entre los rodillos desde la parte media de los mismos hasta el final del clasificador. El material grueso no podía pasar entre los rodillos. Se ajustó el espaciado entre los rodillos de tal forma que el material delgado cayera a través de un espaciado entre rodillos menor de 0,22 cm, que la fracción de tamaño intermedio pasara a través de un espaciado entre rodillos comprendido entre 0,22 y 0,28 cm y que la fracción gruesa no pasara a través de un espaciado entre rodillos de 0,28 cm. La tabla 15

\hbox{muestra los
rendimientos para esta  separación, así como el espesor promedio
calculado utilizando la ecuación 1.}

TABLA 15 Rendimientos de las fracciones de grosor de material de alimentación de tamaño III

18

La figura 36 muestra las distribuciones S/V acumuladas para las fracciones delgada de tamaño III y de tamaño IV. Ambas fracciones tienen distribuciones S/V similares.

Ejemplo 22

Control de superficie a masa utilizando un separador de soporte neumático con plástico triturado

Se separó una mezcla de plásticos triturados (en trozos de tamaño inferior a 10 cm) en un separador de soporte neumático que alimenta el material en una corriente de aire que fluye hacia arriba, la cual levanta las partículas con una velocidad terminal baja. El producto de la separación fueron fracciones pesada (H) y ligera (L). La separación, que se basa en el arrastre de los materiales en una corriente de aire ascendente, da como resultado la corriente H que contiene la mayor parte de las partes más gruesas y la corriente L que contiene la mayor parte de las piezas más delgadas.

Las fracciones L y H se separaron granuladas utilizando un tamiz de 5/16 (8 mm). Se separaron las mezclas de plásticos granulados en un sistema de separación TES para producir dos productos de ABS de alta pureza y dos productos de HIPS de alta pureza.

La tabla 16 muestra la masa promedio por partícula de los cuatro productos. Las partículas de producto recuperadas en la corriente H son significativamente más pesadas que las recuperadas en la corriente L. Puesto que las distribuciones de tamaño de partículas de las dos corrientes son similares, esto sugiere que el material de la corriente L es más delgado en promedio y, por lo tanto, que tiene una relación de superficie a masa más alta.

TABLA 16 Masa promedio por partícula para los productos de TES

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Ejemplo 23

Control de la relación de superficie a masa utilizando un separador de soporte neumático con plástico granulado

Se separó una mezcla de plástico granulado al pasar por un tamiz de 8 mm en un separador de soporte neumático en fracciones pesada (H) y ligera (L). La figura 37 muestra la distribución de espesor de las fracciones L y H. Puesto que las distribuciones de tamaño para las dos corrientes son similares, está claro que el material L tiene una relación de superficie a masa promedio más grande.

Ejemplo 24

Separación TES de dos etapas de mezclas de ABS y HIPS

Debido a sus densidades similares, el ABS y el HIPS tienden a presentarse en la misma fracción cuando se separa por densidad una corriente de plásticos mezclados derivada de bienes de consumo no perecederos. En las corrientes de alimentación de electrodomésticos, en la misma fracción de densidad aparecen también cantidades más pequeñas de componentes como el PP (tanto cargado como sin cargas). La separación de la mezcla en componentes puros es importante con el fin de conseguir productos con propiedades convenientes. Para llevar a cabo tales separaciones se pueden usar las técnicas TES.

Se usó una separación TES de dos etapas como la mostrada en la figura 12 para recuperar corrientes casi puras de ABS y HIPS a partir de una corriente que contenía fundamentalmente ABS, HIPS y PP. Antes de la separación por densidad y de la separación TES, se clasificó un material de alimentación triturado rico en plásticos en dos corrientes L y H utilizando un separador de soporte neumático. Los productos finales de la separación TES fueron los descritos en el ejemplo 22.

Con el fin de conseguir desviaciones de partículas similares, los campos eléctricos en los separadores TES se ajustaron a valores mucho más altos para el material H que para el material L. Esto dio como resultado productos ABS y HIPS de alta pureza para ambas corrientes L y H.

La tabla 17 compara el % de pureza para las corrientes de producto L y H con la pureza de corrientes similares sin control de la relación de superficie a masa (N ABS y N HIPS). Los productos obtenidos tras el control de la relación de superficie a masa tienen mayor pureza que los obtenidos sin control de la relación de superficie a masa.

La tabla 17 muestra también las propiedades de los productos de ABS y HIPS recuperados usando TES tanto con control de la relación de superficie a masa como sin él. Los índices de fluidez (MFR, por sus siglas en inglés) se midieron según el método ASTM D 1238, las resistencias al impacto con entalla izod (NI, por sus siglas en inglés) se midieron según el método ASTM D256 y las resistencias a la tracción en el límite (TS@Y, por sus siglas en inglés) según el método ASTM D638.

TABLA 17 Propiedades de productos de ABS y HIPS gris claro a partir de separación TES con (L y H) y sin (N) control de la relación de superficie a masa

20

Las propiedades mecánicas del ABS y del HIPS, en especial las resistencias al impacto con entalla Izod, son mejores para los productos que fueron procesados mediante TES después del control de la relación de superficie a masa. Lo más probable es que estas propiedades mecánicas sean mejores debido a la mayor pureza.

Otra diferencia de propiedades clave es la existente en los índices de fluidez para los diversos productos de ABS. A menudo se utilizan calidades de ABS para extrusión en aplicaciones de paredes delgadas como los paneles de los frigoríficos. La corriente L tiende a estar enriquecida en las piezas de plástico más delgadas tales como esos paneles de frigoríficos. Puesto que las calidades para extrusión tienen índices de fluidez más bajos que las calidades usadas para moldeo por inyección, la corriente L tiene un índice de fluidez más bajo que la corriente H. Además, el ABS sin clasificación por espesor tendrá un índice de fluidez que es intermedio entre las calidades de moldeo por inyección y de moldeo por extrusión. Por lo tanto, deberíamos ser capaces de controlar el índice de fluidez del producto mediante una recombinación cuidadosa de los productos de las corrientes L y H.

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Ejemplo 25

Preparación y evaluación de un medio laminar a la medida

Las materias primas para la separación TMS en este ejemplo fueron ABS (Magnum 3490 de Dow Chemical) y Beki-Shield GR75/C12-E/5 de Bekaert Corporation. Beki-Shield GR75/C12-E/5 es un concentrado que contiene 75% de fibras de acero inoxidable (diámetro de 8 micras), 10% de poliéster termoplástico en el que las fibras están incrustadas y 15% de un ionómero de zinc y ácido acrílico etileno como revestimiento para los gránulos de 2 mm de diámetro. Se mezclaron muestras extensibles de ABS con 0, 5 y 10 por ciento de Beki-Shield y se moldearon en muestras extensibles.

El HIPS utilizado en este ensayo era HIPS gris recuperado de aparatos de automatización de oficina por MBA Polymers. Este HIPS se moldeó por inyección en muestras extensibles utilizando procedimientos estándar.

La muestra de ABS se puso en contacto con una placa de acero inoxidable puesta a tierra. Luego, una muestra de HIPS con carga inicial cero se frotó contra la muestra de ABS (mientras éste estaba en contacto aún con la placa) durante aproximadamente 5 segundos. Entonces se midió la carga en la muestra de HIPS con una jaula de Faraday. Luego se neutralizó la carga en la muestra de HIPS con un ventilador desionizante y se repitió el ensayo.

Se repitió la secuencia de carga y medida, que duraba entre 10 y 20 segundos por ciclo, aproximadamente 20-30 veces tanto para ABS sin Beki-Shield como para ABS con 5 por ciento en peso de Beki-Shield.

También se midió periódicamente la carga en la muestra de ABS para ver si se estabilizaba en un valor estacionario.

La carga de las muestras de ABS aumentó gradualmente y se estabilizó a aproximadamente +13 nC (con 5% de Beki-Shield) y + 16 nC (sin Beki-Shield) después de aproximadamente 10-20 ciclos de carga. La carga sobre una muestra con 10% de Beki-Shield era cercana a cero, sin embargo, lo que indicaba que era conductora.

La carga de la muestra de HIPS permaneció constante a aproximadamente -1,0 a -2,0 nC para cada ciclo.

El ABS natural no se cargaba eléctricamente contra cualquiera de los materiales de ABS rellenos con Beki-Shield. Esta es otra buena indicación de que el acero inoxidable no está alterando de manera drástica las propiedades de carga del ABS.

Además, se frotó una muestra con 10% de Beki-Shield contra una bolsa de polietileno con la cual se sujetaba la muestra. Se colocó la muestra enfrente del ventilador desionizante y se midió la carga en la muestra. Encontramos una carga de aproximadamente -0,2 nC, indicadora de que los electrones estaban migrando de la bolsa a la muestra de ABS. Esto confirmó además la conductividad del ABS con 10% de Beki-Shield.

Los resultados de estos ensayos indican que el ABS con 5% de Beki-Shield es muy poco conductor y que el ABS con 10% de Beki-Shield es conductor. Además, la capacidad de los materiales rellenos para cargar HIPS es comparable a la del ABS sin aditivo. Los resultados sugieren también que puede ser posible cargar una gran cantidad de plásticos en una mezcla antes de que el medio esté saturado en un grado tal que ya no pueda cargar la mezcla, incluso si solo se emplea 0 o 5% de Beki-Shield.

Ejemplo 26

Separación de ABS de SAN utilizando TES

Se controló cuidadosamente la relación de superficie a masa de partículas en una mezcla de ABS y SAN procedente de residuos electrónicos mezclados japoneses utilizando una combinación de clasificación con rodillos junto con separación mediante una mesa neumática. Se hizo pasar la mezcla a través de un separador triboeléctrico y se recogieron ambos productos, tanto el positivo como el negativo. Una fracción media se recirculó.

Las composiciones de color de los productos positivo y negativo se dan en la tabla 18. El plástico transparente (mayoritariamente SAN) se concentra claramente en el producto recogido en el electrodo negativo. Las escamas oscuras y de colores (verde, azul, rojo, etc) se concentran en el electrodo positivo.

TABLA 18 Composición de color de los productos negativo y positivo

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Un análisis de los productos mostró también que una pequeña cantidad de HIPS (6%) se concentró en la corriente de producto del electrodo positivo. Asimismo, la separación da como resultado dos productos con propiedades diferentes. La tabla 19 da las propiedades de las dos corrientes de productos así como la de una mezcla 50:50 de las dos corrientes.

22

Ejemplo 27

Separación de PC/ABS de ABS con retardantes de llama utilizando TES

Una mezcla 50:50 de PC/ABS y ABS con retardantes de llama (ABS-FR) se pasó a través de un separador triboelectrostático y se recogieron tanto el producto positivo como el negativo. Las composiciones de los productos se dan en la tabla 20.

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TABLA 20 Composición de los productos procedentes de TES de ABS-FR y PC/ABS

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Ejemplo 28

Separación de HIPS de HIPS con retardantes de llama utilizando TES

Una mezcla 50:50 de HIPS y HIPS con retardantes de llama (HIPS-FR) se pasó a través de un separador triboelectrostático y se recogieron tanto el producto positivo como el negativo. Las composiciones y los rendimientos de los productos se dan en la tabla 21. El producto del electrodo negativo está claramente enriquecido en HIPS y los productos medio y del electrodo positivo están enriquecidos en HIPS-FR.

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TABLA 21 Composiciones de los productos procedentes de TES de HIPS y HIPS-FR

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Ejemplo 29

El uso de la clasificación por espesor y/o fricción para crear productos de PP

Considérese un producto rico en PP después de la separación por vía húmeda de una corriente de bienes de consumo de línea blanca japoneses. Este material se puede separar además mediante clasificación por color y separación electrostática según se describe en el proceso global estándar. El producto claro obtenido en este proceso se denomina PP claro estándar.

Los procesos de control de la relación de superficie a masa y de separación electrostática son procesos que pueden ser algo difíciles de controlar y que son también relativamente caros. Por lo tanto, puede ser conveniente utilizar algunos procesos más sencillos como la clasificación por espesor y/o fricción.

El producto ligero de tamaño III procedente del clasificador por color se clasifica en un clasificador por espesor de rendijas con un grosor de rendija de 2,5 mm. La mayor parte del material (72%) se presenta en la fracción de gruesos. Las fracciones de PP claro gruesa y fina se extruden y ensayan sin procesos de separación adicional.

La tabla 22 muestra las propiedades de PP claro estándar, PP claro grueso y PP claro delgado. El producto claro grueso tiene propiedades similares a las del producto claro estándar. Las propiedades mecánicas del producto claro fino son algo más bajas, pero presumiblemente podrían mejorarse utilizando control de la relación de superficie a masa y separación electrostática para eliminar las impurezas plásticas tales como ABS, HIPS y PE que podrían tender a estar en la fracción de finos.

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TABLA 22 Propiedades de los productos de PP claro obtenidos a partir de bienes de consumo de línea blanca de origen japonés

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Ejemplo 30

Clasificación por espesor para crear calidades separadas de ABS a partir de frigoríficos de origen Estados Unidos

Tomando como base las discusiones acerca de la composición de ABS de los frigoríficos expuestas previamente en el texto, debería esperarse que las calidades para extrusión de ABS estén concentradas en las fracciones de material delgado. Se separa una corriente de ABS casi puro procedente de frigoríficos de Estados Unidos en fracciones fina (<1,6 mm), media (1,6 - 2,8 mm) y gruesa (>2,8 mm) utilizando un clasificador por grosor de rendijas.

El cuarenta y dos por ciento de las escamas de tamaño IV se presentan en la fracción de material delgado, 38% en la fracción media y 20% en la fracción de gruesos.

La tabla 23 muestra las propiedades de los productos ABS claro mezclado, ABS claro fino, ABS claro medio y ABS claro grueso. Los ligeramente menores índices de fluidez y resistencia al impacto en la fracción de material delgado sugieren una concentración de ABS de calidad para extrusión en la fracción. La clasificación por grosor se realizó en escamas de tamaño IV. Puede incluso haber mayor diferenciación cuando se realiza con escamas de tamaño III.

TABLA 23 Propiedades de los productos de ABS claro obtenidos a partir de frigoríficos de origen norteamericano

26

Ejemplo 31

Clasificación por espesor para crear clases o calidades de ABS a partir de bienes de consumo de línea blanca de origen japonés

El ABS tiende a ser más fino que el HIPS, el caucho o el SAN. Se clasificó con un clasificador de grosor de rendijas un producto en escamas rico en plástico procedente de una corriente de bienes de consumo de línea blanca de origen japonés. La tabla 24 muestra las composiciones de las fracciones de diversos grosores en relación con el producto de ABS de color claro.

TABLA 24 Composiciones y rendimientos de plásticos de fracciones de diversos espesores (en mm) de ABS claro

27

Estos resultados muestran que el HIPS, el SAN y el caucho se concentran en la fracción de gruesos. Este hecho sugiere que la clasificación por grosor puede mejorar enormemente la utilidad del producto de ABS. Se podría recuperar aproximadamente 61% del producto de ABS claro como material de ABS casi puro recuperando la fracción más fina de 2,0 mm.

El caucho tiende a atascar el tamiz de filtración del fundido durante la extrusión de los plásticos recuperados. Por lo tanto, se prefiere eliminar el caucho. Se puede conseguir tal eliminación recuperando la fracción del producto de ABS claro más delgado de 2,0 mm.

Puesto que el HIPS es incompatible con el ABS, la eliminación de las fracciones más gruesas de 2,0 mm produce típicamente un producto de ABS de alta pureza con propiedades mejoradas. Típicamente, la eliminación del HIPS más grueso mejora la dureza del producto e incrementa su resistencia a la tracción.

El SAN es incompatible con el ABS, pero es más fuerte y no tan duro. Típicamente, la eliminación del SAN da como resultado un producto con dureza mejorada con algo de sacrificio de la resistencia a la tracción. La tabla 8 muestra que la recuperación de la fracción más fina de 2,0 mm en la corriente de ABS claro rendiría un producto esencialmente libre de SAN.

Otra ventaja de clasificar el producto de ABS de color claro por espesor es el hecho de que las piezas de ABS gruesas y delgadas tienden a estar fabricadas utilizando diferentes calidades (de ABS). Las calidades para extrusión tienden a usarse en las piezas termoformadas delgadas de electrodomésticos como los frigoríficos. Las calidades para moldeo por inyección de índice de fluidez más alto tienden a usarse en piezas moldeadas por inyección más gruesas.

Para un producto de ABS de color claro procedente de bienes de consumo de línea blanca de origen japonés, se recuperó la fracción más delgada de 2,0 mm (ABS claro delgado) para comparación con la muestra de ABS claro estándar.

En la tabla 25 se muestran las propiedades de ABS claro estándar y ABS claro fino. La fracción de finos tiende a tener un índice de fluidez más bajo indicativo de que se deriva de calidades de extrusión de ABS. La resistencia al impacto es también mayor para la fracción de finos, lo que sugiere que la eliminación del HIPS y el SAN ha aumentado la dureza. Asimismo, la resistencia a la tracción es más baja. El índice de fluidez se obtuvo a 230ºC y 3,8 kg y la resistencia a la tracción a una velocidad de la cruceta de 0,2 pulgadas por minuto.

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TABLA 25 Propiedades de productos de ABS claro procedentes de bienes de consumo de línea blanca de origen japonés

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Ejemplo 32

Control de la relación de superficie a masa y TES para la purificación de ABS

Se procesó una cantidad considerable de escamas de plástico procedentes de electrodomésticos a través de un sistema TES sin control de la relación de superficie a masa. La pureza del producto de ABS no era aceptable, así que se necesitó un procesado adicional. La corriente rica en ABS se separó en dos fracciones L y H utilizando un separador de columna neumática. Luego, se procesó el material a través del sistema TES para recuperar los productos L y H. Como en el ejemplo 24, los campos eléctricos se seleccionaron mayores para la corriente H que para la corriente
L.

Se muestran las propiedades de los dos productos en la tabla 26. En este caso, el índice de fluidez (MFR, por sus siglas en inglés) se midió según las condiciones de la norma ISO 1133 para el ABS.

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TABLA 26 Propiedades de productos de ABS gris procedentes de separación TES

29

Las propiedades de los dos productos son mejores que las del ABS que no se ha separado mediante control de relación de superficie a masa antes de pasar por el TES. También hay una diferencia significativa en el MFR. La figura 39 muestra el índice de fluidez en función de la composición para diferentes compuestos de los productos de ABS L y H. Esta figura muestra que se puede hacer tal recombinación para formular un producto de un índice de fluidez deseado, siempre y cuando esté entre 7,5 y 16,4 g/10 min.

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Ejemplo 33

Separación por densidad a una densidad elevada para la eliminación de Br

Considérese la separación de una mezcla binaria de HIPS (PS) y HIPS con retardantes de llama (FR) con parámetros y componentes de separación según se describe en la tabla 27. Los parámetros de separación son los mismos para todos los dispositivos.

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TABLA 27 Parámetros de separación de densidad

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La figura 40 muestra el porcentaje de Br en el producto de PS en función de la composición de la alimentación para SPDS, DPDS y en el caso en que se incluye una tercera etapa de separación después de la DPDS. Se supone que el producto FR contiene 10% Br. Para los parámetros de separación de la tabla 27, la cantidad de Br en el producto PS disminuye un orden de magnitud por cada etapa adicional de separación por densidad. La figura 40 muestra también que el empleo de dos o más etapas permite una separación adecuada en un amplio intervalo de composiciones de la corriente de alimentación.

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Ejemplo 34

Elutriación para eliminar plásticos que contienen Br

Un material de alimentación de tamaño II derivado de bienes de consumo de línea blanca de origen japonés contenía una cantidad significativa de metales incluyendo trozos grandes, tiras delgadas de metal y alambres. El material se alimentó a un sistema de concentración por gravedad con una velocidad de agua ascendente fijada a 0,13 m/s. Como categorías de material se establecieron los siguientes tipos: plásticos objetivo, plásticos pesados y metales. Los plásticos objetivo eran plásticos con una densidad menor de 1,20 g/cm^{3}. Los plásticos pesados incluían todos los plásticos más densos de 1,20 g/cm^{3}. La categoría de metales incluía trozos de metal, tiras delgadas de metal y alambres.

La tabla 4 muestra los porcentajes en peso de plásticos objetivo, plásticos pesados y metales en la corriente de alimentación. Estos resultados muestran que un sistema de concentración por gravedad puede eliminar de manera eficaz todo el metal y la mayor parte de los plásticos pesados en una única etapa.

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Ejemplo 35

Separación de una mezcla que contiene ETPs

Considérese una mezcla derivada de aparatos de automatización de oficinas con la distribución de densidades mostrada en la figura 41. Tomando como base que las calidades o clases están definidas por densidades diferentes, la mezcla contiene dos clases de HIPS-FR (a 1,150 y 1,170), tres clases de ABS-FR (1,150, 1,165 y 1,180), tres clases de PC/ABS (1,150, 1,165 y 1,180), tres clases de PC/ABS-FR (1,155, 1,170, 1,195) y tres clases de PC (1,165, 1,180, 1,195).

A partir de la mezcla descrita en la figura 41 se pueden recuperar un producto de HIPS-FR, uno o más productos de ABS-FR y uno o más productos de PC (un compuesto de PC, PC/ABS y PC/ABS-FR).

Con el fin de recuperar estos productos se puede llevar a cabo primero una DPDS a aproximadamente 1,170 seguida de separación TES para recuperar los diversos productos. Esto simplifica las TES adicionales creando dos mezclas de alimentación TES ligeramente más sencillas.

Si los plásticos pueden perder electrones para ser PC > PC/ABS > PC/ABS-FR > ABS-FR > HIPS-FR, los componentes de PC se pueden agrupar juntos utilizando TES.

En las figuras 42 a 44 se da un proceso propuesto para recuperar productos de alta pureza. El producto más denso procedente de una separación por densidad a aproximadamente 1,12 g/cm^{3} se denomina a menudo fracción C+ ya que se han eliminado las fracciones de densidad A y B (materiales con densidades menores de aproximadamente 1,12 g/cm^{3}). Se denominan fracciones de densidad C y D a los productos menos denso (C) y más denso (D) de una separación por densidad a 1,17 g/cm^{3}. Los materiales más densos procedentes de una separación por densidad a 1,25 g/cm^{3} se denominan producto E+.

Si la mezcla mostrada en la figura 41 se separa utilizando el flujo de procesos descrito en las figuras 42 a 44 con parámetros de separación típicos, se predicen los rendimientos mostrados en la figura 45 y las composiciones mostradas en la tabla 28.

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TABLA 28 Composiciones predichas para la alimentación, los productos y los subproductos

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Las impurezas para HIPSFR son ABSFR y todos los PC. Las impurezas para ABSFR son HIPSFR y todos los PC. Las impurezas para PC son ABSFR y HIPSFR.

La figura 46 muestra el % de impurezas en los productos de ABS-FR, HIPS-FR y PC en función del número de etapas TES. Las pendientes difieren debido a la selección de los componentes y de los parámetros del separador, pero la tendencia en todos los casos es que la pureza de los diversos productos mejora a medida que se aumenta el número de etapas TES.

En la práctica, el número de etapas necesario depende de la pureza que se necesite. El ABSFR y el HIPSFR son tolerantes a pequeñas cantidades de impurezas (en especial, impurezas de cada uno en el otro), de forma que se pueden recuperar sin necesidad de conseguir niveles muy bajos de impurezas. Esto podría querer decir tres o más etapas para el ABSFR, pero probablemente menos para el HIPSFR.

Por otro lado, para el PC se necesitan concentraciones de impurezas por debajo de aproximadamente 0,1%. Esto significa que se necesitan cuatro o más etapas TES incluso sin recuperar los componentes del PC por separado.

Supóngase que se eliminó la DPDS a 1,17 y que se procesó la corriente de alimentación completa como material C. La figura 47 muestra los rendimientos y la tabla 29 muestra las composiciones de los productos para una separación tal cuando los parámetros del separador TES son los mismos que para la simulación previa.

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TABLA 29 Composiciones predichas para la alimentación, los productos y los subproductos sin DPDS

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Los rendimientos y las composiciones parecen ser muy similares a aquellos con DPDS a 1,17.

La ventaja principal para la DPDS es de hecho la separación de diferentes clases o calidades de ABSFR y alguna diferenciación de los tipos y calidades de PC. Las figuras 48 y 50 muestran separaciones de las composiciones de ABSFR y PC más detalladas con y sin DPDS.

Como se muestra en la figura 48, la DPDS a 1,17 da productos de ABS-FR enriquecidos bien en ABS-FR I (C) o bien en ABS-FR III (D). La composición de la mezcla sin DPDS es más mezclada y también más difícil de controlar si varía la composición de la alimentación. Puesto que las propiedades (en especial la inflamabilidad) dependen probablemente de la mezcla de las clases o calidades de ABS-FR, el control de la composición puede ser valioso.

Como se muestra en la figura 50, las composiciones de las mezclas de PC C y D son bastante diferentes. Aunque las mezclas son bastante complejas, debería ser más fácil controlar las propiedades del producto separándolo en dos corrientes C y D. Además, la separación en las corrientes C y D facilitaría la separación posterior en productos individuales de PC, PC/ABS y PC/ABS-FR, si así se requiere.

La figura 49 muestra el tanto por ciento de impurezas en la corriente D de PC en función del número de etapas TES para diversos valores de un parámetro \varepsilon que describe la eficacia del separador TES. La pureza de la corriente de PC se incrementa de manera significativa cuando se aumenta el número de etapas TES y cuando se mejora la separación (\varepsilon pequeño).

Se han descrito varias realizaciones de la invención. No obstante, se entenderá que se pueden realizar diversas modificaciones sin salirse del ámbito de la invención. De acuerdo con ello, otras realizaciones están dentro del ámbito de las reivindicaciones siguientes.

Claims

1. Un proceso de reciclado de plásticos que comprende:

\quad: recibir una mezcla rica en plásticos que incluye al menos dos tipos de plásticos;

\quad: determinar al menos una propiedad que tenga la mezcla rica en plásticos, donde la propiedad es: la cantidad de metal en la mezcla; un intervalo de densidades; una diferencia de espesores, fricción, adhesión o elasticidad; características de carga eléctrica relativa diferentes; conductividad diferente; una cantidad de humedad o gases atrapados; una variedad de colores; un tamaño de partícula o una diferencia de viscosidad;

\quad: seleccionar, basándose en al menos una propiedad, al menos seis procesos para procesar la mezcla rica en plásticos, donde la selección se basa en un tipo de una fuente de alimentación para la mezcla rica en plásticos; un origen geográfico de la fuente de alimentación o una distribución temporal de los tipos de plástico en la mezcla, en la que los al menos seis procesos comprenden la siguiente secuencia de procesos en ese orden:

a): una etapa de preprocesado;

b): una etapa de reducción de tamaño;

c): un proceso de control de la relación de superficie a masa, que implica clasificar el plástico por espesor, clasificarlo con una mesa neumática, clasificarlo con un clasificador por aire, tamizarlo o tratarlo sobre mesas oscilantes y que consigue una distribución estrecha de las relaciones de superficie a masa;

d): un proceso de separación que separa un primer tipo de plástico de un segundo tipo de plástico y que se mejora por una distribución de la relación de superficie a masa estrecha, implicando dicho proceso ya sea clasificación electrostática, ya sea flotación en espuma o ya sea alteración diferencial de densidad;

e): una etapa de mezcla y

f): una etapa de extrusión;

\quad: someter la mezcla rica en plásticos a la secuencia de procesos y

\quad: recoger un material de plástico reciclado como producto de salida de la secuencia de procesos.

2. El proceso de la reivindicación 1, en el que los al menos seis procesos comprenden además una etapa de concentración por gravedad entre las etapas d) y e).

3. El proceso de la reivindicación 2 en el que los al menos seis procesos comprenden además una etapa de concentración por gravedad entre las etapas b) y c).

4. El proceso de la reivindicación 1, en el que los al menos seis procesos comprenden además una etapa de clasificación por color entre las etapas a) y b) y una etapa de concentración por gravedad entre las etapas b) y c).

5. El proceso de la reivindicación 1, en el que los al menos seis procesos comprenden además una etapa de concentración por gravedad y una etapa de clasificación por color entre las etapas b) y c) y una etapa de clasificación por color entre las etapas d) y e).

6. El proceso de la reivindicación 1, en el que los al menos seis procesos comprenden además una secuencia de una etapa de concentración por gravedad, una etapa de clasificación por color y una etapa adicional de reducción de tamaño entre las etapas b) y c).

7. El proceso de la reivindicación 6, en el que los al menos seis procesos comprenden además una clasificación por espesor, rozamiento o flotabilidad entre la etapa b) y la etapa de concentración por gravedad y en el que se elimina la etapa adicional de reducción de tamaño.

8. El proceso de la reivindicación 6, en el que se elimina la etapa de mezcla.

9. El proceso de la reivindicación 6, en el que se elimina la etapa de extrusión.

10. El proceso de la reivindicación 6, en el que la segunda etapa de reducción de tamaño se sustituye por una clasificación por espesor, fricción o flotabilidad.

11. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en el que seleccionar los procesos incluye determinar un material plástico reciclado deseado y seleccionar los procesos para provocar que el material plástico reciclado incluya de manera sustancial el material plástico reciclado deseado.

12. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a la secuencia de procesos incluye separar la mezcla rica en plásticos en diferentes clases o calidades de material plástico.

13. El proceso de las reivindicaciones 1-12, que comprende además:

seleccionar la mezcla rica en plásticos procedente de una fuente escogida en el grupo que consiste en: electrodomésticos de línea blanca, aparatos de automatización de oficina, electrónica de consumo, residuos de automoción triturados, residuos de envases y embalajes, residuos domésticos, residuos de construcción, restos de extrusión y moldeo industrial, según una o más propiedades deseadas para el material plástico reciclado.

14. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-13, que comprende además:

seleccionar la mezcla rica en plásticos sobre la base de la ubicación geográfica del origen de la mezcla rica en plásticos.

15. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 13-14, en el que:

seleccionar la mezcla rica en plásticos incluye determinar una o más propiedades deseadas del material plástico reciclado.

16. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-15, en el que:

uno o más de los procesos se repiten en la secuencia de procesos.

17. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-16, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye mezclar dos o más materiales para obtener una propiedad deseada en el material plástico reciclado, en el que al menos uno de los materiales es un producto de uno de los procesos.

18. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-17, que comprende además:

preparar una composición del material plástico reciclado con uno o más aditivos y mezclarlos.

19. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-18, en el que:

recoger un material plástico reciclado como producto de salida de la secuencia de procesos incluye recoger varios materiales plásticos reciclados.

20. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-19, en el que las operaciones de control de la relación de superficie a masa incluyen reducir el tamaño medio de las partículas de plástico a menos de aproximadamente 8 mm.

21. El proceso de la reivindicación 20, en el que:

reducir el tamaño medio de las partículas de plástico incluye reducir el tamaño medio en varios procesos.

22. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-21, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plásticos a una clasificación por arrastre neumático, en el que la clasificación por arrastre neumático incluye aspiración por aire.

23. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-22, en el que:

uno de los dos procesos que quedan incluye una o más operaciones de reducción de tamaño por granulación en vía húmeda.

24. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-23, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plásticos a una o más operaciones de concentración por gravedad.

25. El proceso de la reivindicación 24, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una o más operaciones de concentración por gravedad incluye someter la mezcla rica en plásticos a una operación de concentración por gravedad utilizando medios de partículas sólidas.

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26. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-25, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plásticos a uno o más hidrociclones de cono truncado o elutriadores para eliminar los metales o los plásticos no objetivo de la mezcla de plásticos.

27. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-26, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plásticos a un montaje de tres operaciones de concentración por gravedad consecutivas.

28. El proceso de la reivindicación 27, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a un montaje de tres operaciones de concentración por gravedad consecutivas incluye someter la mezcla rica en plásticos a un hidrociclón modificado para eliminar los metales, un hidrociclón modificado para eliminar los plásticos de alta densidad y un hidrociclón para separar los plásticos de densidad media de los de densidad baja.

29. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-28, en el que:

recibir un mezcla rica en plásticos incluye recibir una mezcla rica en plásticos que incluye HIPS, ABS y SAN;

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plásticos a una operación de concentración por gravedad para crear una primera corriente que tiene un porcentaje de HIPS mayor que la mezcla rica en plásticos y una segunda corriente que tiene un porcentaje de ABS y SAN mayor que la mezcla rica en plásticos y la primera corriente.

30. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-29, en el que:

recibir una mezcla rica en plásticos incluye recibir una mezcla rica en plásticos que incluye una primera clase de un primer tipo de plástico y una segunda clase o calidad del primer tipo de plástico y

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plásticos a una operación de concentración por gravedad para crear una primera corriente de producto y una segunda corriente de producto, en la que la primera corriente de producto tiene un porcentaje mayor de la primera clase del primer tipo de plástico que la mezcla rica en plásticos y la segunda corriente de producto tiene un porcentaje mayor de la segunda clase del primer tipo de plástico que la mezcla rica en plásticos y la primera corriente de producto.

31. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-30, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plásticos a clasificación por espesor o por fricción.

32. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-31, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plásticos a un dispositivo de rampa deslizante que elimina el caucho.

33. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-28 y 30-32, en el que:

recibir un mezcla rica en plásticos incluye recibir una mezcla rica en plásticos que incluye HIPS y uno o más entre PP, ABS, PS para uso general o contaminantes;

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plásticos a clasificación por espesor o fricción y

recoger un material de plástico reciclado incluye recoger una corriente que incluye un porcentaje de HIPS mayor que la mezcla rica en plásticos y una o más corrientes que incluyen PP, ABS, PS para uso general o contaminantes.

34. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-28 y 30-32, en el que:

recibir un mezcla rica en plásticos incluye recibir una mezcla rica en plásticos que incluye ABS y uno o más entre SAN, HIPS o contaminantes;

recoger un material de plástico reciclado incluye recoger una corriente que incluye un porcentaje de ABS mayor que la mezcla rica en plásticos y una o más corrientes que incluyen SAN, HIPS o contaminantes.

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35. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-34, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plásticos a una operación de concentración por gravedad para crear una o más corrientes de material plástico, seguida por una separación triboelectrostática de una de la una o más corrientes de material plástico.

36. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-35, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plásticos a una operación de control y separación en función de la relación de superficie a masa para recuperar varios productos y someter al menos uno de los varios productos a separación triboelectrostática, donde la separación triboelectrostática es un proceso mejorado por una distribución estrecha de la relación de superficie a masa.

37. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-36, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plásticos a una separación triboelectrostática.

38. El proceso de la reivindicación 37, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una separación triboelectrostática incluye someter la mezcla rica en plásticos a una separación triboelectrostática en la cual se añade un material mediador de carga.

39. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 36-38, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una separación triboelectrostática incluye sintonizar un separador triboelectrostático, incluyendo seleccionar una geometría del separador triboelectrostático, seleccionar una carga para las placas de carga del separador triboelectrostático, seleccionar un ángulo para las placas de carga o seleccionar un voltaje aplicado a las placas de carga.

40. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 37-39, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una separación triboelectrostática incluye someter la mezcla rica en plásticos a dos o más separadores triboelectrostáticos en serie.

41. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 37-40, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una separación triboelectrostática incluye alimentar una o más corrientes de producto procedentes de un separador triboelectrostático de primera etapa de vuelta al separador triboelectrostático de primera etapa.

42. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 37-41, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una separación triboelectrostática incluye alimentar una o más corrientes de producto procedentes de un separador triboelectrostático de segunda etapa de vuelta a un separador triboelectrostático de primera etapa.

43. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 37-42, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una separación triboelectrostática incluye someter una o más corrientes de producto procedentes de un separador triboelectrostático a una operación de control de la relación de superficie a masa, seguida por una separación triboelectrostática posterior.

44. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 37-43, en el que:

recibir una mezcla rica en plásticos incluye recibir una mezcla de ABS y HIPS y

recoger un material plástico reciclado incluye recoger una primera producción y una segunda producción, en el que la primera producción tiene un porcentaje de ABS más alto que la mezcla rica en plásticos y la segunda producción tiene un porcentaje de HIPS más alto que la mezcla rica en plásticos.

45. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 37-44, en el que:

recibir una mezcla rica en plásticos incluye recibir el primer tipo de plástico, en el que una primera parte del primer tipo de plástico tiene una primera propiedad y una segunda parte del primer tipo de plástico tiene una segunda propiedad y

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recoger un material plástico reciclado incluye recoger una primera producción y una segunda producción, en el que la primera producción incluye un porcentaje más alto de la primera parte del primer plástico que la mezcla rica en plástico y la segunda producción incluye un porcentaje más alto de la segunda parte del primer tipo de plástico que la mezcla rica en plástico y que la primera producción.

46. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-45, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plástico a un proceso que separa la mezcla rica en plástico en varias corrientes de producto incluyendo una primera corriente de un primer tipo de plástico que tiene una primera relación de superficie a masa y una segunda corriente del primer tipo de plástico que tiene una segunda relación de superficie a masa y mezclar las corrientes primera y segunda para combinar la primera corriente con la segunda corriente.

47. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-28, 30-32 y 35-43, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plásticos a una separación triboelectrostática y

recoger un material plástico reciclado incluye recoger una primera producción y una segunda producción, en el que la primera producción incluye ABS y la segunda producción incluye SAN, la primera producción tiene un porcentaje más bajo de SAN que la segunda producción y la segunda producción tiene un porcentaje más bajo de ABS que la primera producción.

48. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-28, 30-32 y 35-43, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plásticos a una operación de mezcla que combina una primera corriente que incluye ABS con una segunda corriente que incluye
SAN.

49. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-28, 30-32 y 35-43, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plásticos a una separación triboelectrostática para separar una mezcla de PC/ABS de ABS con retardantes de llama.

50. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-28, 30-32 y 35-43, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plásticos a una separación triboelectrostática para separar el HIPS con retardantes de llama del HIPS sin retardantes de llama.

51. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-50, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plásticos a una operación de mezcla.

52. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-51, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una secuencia de procesos incluye someter la mezcla rica en plásticos a una mezcla por extrusión.

53. El proceso de la reivindicación 52, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una mezcla por extrusión incluye someter la mezcla rica en plásticos a una mezcla por extrusión con empaquetado mediante tamiz.

54. El proceso de la reivindicación 52, en el que:

someter la mezcla rica en plásticos a una mezcla por extrusión incluye someter la mezcla rica en plásticos a una mezcla por extrusión con dos o más etapas de empaquetado mediante tamiz con un tamiz de malla cada vez más
fino.

55. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-54, en el que:

recibir una mezcla rica en plásticos incluye recibir un plástico que contiene bromo y

recoger un material plástico reciclado incluye recoger una primera producción que incluye al menos una parte del plástico que contiene bromo y recoger una segunda producción sustancialmente libre del plástico que contiene
bromo.

56. El proceso de la reivindicación 55, que comprende además:

detectar y rechazar de manera selectiva materiales que contienen bromo, incluyendo una etapa de detectar bromo usando un método espectrométrico, en la que la detección y rechazo selectivo de los materiales que contienen bromo se incluye en la secuencia de procesos, incluyendo también la secuencia de procesos uno o más procesos de concentración por gravedad, clasificación por color, separación triboelectrostática o separación por espesor.

57. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-56, en el que:

recoger un material plástico reciclado incluye recoger termoplásticos de ingeniería.

58. Un equipo para reciclar materiales de plástico procedentes de residuos, que comprende cuatro o más dispositivos configurados para llevar a cabo el proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-57.