NO329218B1 - Fremgangsmate og anordning for separasjon av avfallsmateriale - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og anordning for separasjon av avfallsmateriale innbefattende plastmateriale og metallmateriale, samt anvendelse av fremgangsmåten og anordningen.

I de senere år har oppstått et krav om å redusere mengden av avfall som må anbringes enten i et deponi eller ødelegge, for eksempel ved forbrenning av avfallsmateriale, siden både deponering og forbrenning av avfall er kritisk med hensyn til miljøet.

Det har derfor vært en tendens mot resirkulering av materialer. Resirkulering krever vanligvis at ulike materialer blir sortert til i det vesentligste ensartede fraksjoner. Siden mange moderne produkter inneholder forskjellige typer plastmaterialer, som kan være kombinert med metallmaterialer, for eksempel elektronikk, kabler og bygningsprodukter, er det nødvendig å separere disse materialene for å kunne resirkulere materialene når produktene som de er en del av ender som skrap.

Det er allerede kjent en hel rekke metoder for separasjon av avfallsmateriale innbefattende plastmateriale og metallisk materiale.

Europeisk patentsøknad nr. 0 431 582 A1 beskriver en prosess for separering og gjenvinning av bly, gummi og kobbertråder fra kabelavfall. Separasjonen og gjenvinningen av bly, gummi og kobber skjer ved hjelp av vasking, gravimetrisk separasjon, sikteoperasjoner og metoder for utflating av blykorn. Prosessen gir ingen mulighet for å separere plastmateriale i en lett fraksjon, for eksempel polyetylen, og en tung fraksjon, for eksempel PVC.

Japansk patentsøknad nr. 11207312 A2 beskriver en metode for gjenvinning av metallstykker, knust polyvinylklorid- gummimateriale og jernpulver fra støpeavfall fra bilindustrien. Støv som er deponert på det ladede jernpulver-blandede knust PCV-gummi materialet og jernpulver materialet blir separert og jernpulvermaterialet fra jernpulver-blandet knust PVC-gummi materialet med en vibrerende sikt, og det behandlede knust PVC-gummi materialet og jernpulvermaterialet blir dannet. En vannstrømsorterer så som en gravitasjonsseparator består av et sorteringsbord med en skråstilt sorteringsplate, en vanntilførsel tilveiebragt over separasjonsplaten og en støvoppsamlende del. Støvavsetningen på det gjenbehandlede knuste PVC-gummi materialet og jernpulvermaterialet blir separert og det gjenbehandlede knuste PVC-gummi materialet og jernpulvermaterialet blir gravitasjonsseparert i strømmen. Den beskrevne metoden gir ingen mulighet for å separere PVC-gummier fra andre typer plast.

Fra DE 4228504 A1 er det kjent en fremgangsmåte for separasjon av avfallsmateriale innbefattende plast og metall som omfatter oppriving av avfallet i en oppriver, sammenblanding og fukting i en mikser, "synke-flyte"-separasjon av lette og tunge fraksjoner og separasjon på et ristebord i en plast-og metallfraksjon.

Mange av de tidligere kjente metodene gjør det mulig å separere store mengde metall fra polymerer for å erholde en renhetsgrad på 95 % eller i enkelte tilfeller til og med opptil ca. 98 %. For å oppnå denne relativt høye graden av renhet, er det ved å bruke tidligere kjent teknologi, nødvendig med mange rense- og separasjonstrinn.

Videre vil gjenbruk av de separerte materialene for de fleste formål, kreve at separasjonen er stabil og resulterer i materiale med høy renhet. For eksempel kan ikke polymerer med 1 % metall ikke brukes som råmateriale for en rekke anvendelsesområder.

På grunn av ulempene med de kjente metodene, foreligger det et behov for en metode hvorved det er mulig å separere avfallsmateriale inneholdende plastmateriale og metallisk materiale hvor materialet blir oppdelt i en metallisk fraksjon og en plastfraksjon og hvor plastfraksjonen ytterligere kan oppdeles i en lett og en tung fraksjon. Normalt innbefatter den lette fraksjonen mindre skadelige plastmaterialer som polyetylen og polypropylen.

Videre er det ønskelig med en separasjon som resulterer i en økt renhet til den separerte fraksjonen.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en anordning for separasjon av avfallsmateriale innbefattende plastmateriale og metallisk materiale for å oppnå en økt renhet for de separerte fraksjonene.

En ytterligere hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en anordning for separasjon av avfallsmateriale innbefattende plastmateriale og metallisk materiale som er kostnadseffektiv og økonomisk attraktiv.

En tredje hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en anordning for separasjon av avfallsmateriale innbefattende plastmateriale og metallisk materiale ved hvilke det er mulig å separere plastmateriale i forskjellige fraksjoner.

En fjerde hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremagngsmåt3e og en anordning for separasjon av plast avfallsmateriale hvor avfallsmaterialet kan separeres i forskjellige plastfraksjoner, som gjør det mulig å gjenbruke de forskjellige plastmaterialene fra avfallsmaterialet.

En femte hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en anordning for separasjon av plastfraksjoner fra metallfraksjoner, hvilke gjør det mulig å gjenvinne og gjenbruke metallene og å oppnå plastfraksjoner som i det vesentligste er uten metallrester.

Videre er det en hensikt med oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte og en anordning som er i stand til å separere plastavfall til plastfraksjoner som kan anvendes for kjemisk produksjon eller energiproduksjon.

Disse og andre hensikter som vil fremgå fra det etterfølgende, blir oppnådd med foreliggende oppfinnelse slik den er definert i kravene.

Ved å anvende fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan det derved oppnås en forbedret separasjon, hvorved plastfraksjonene og metallfraksjon kan separeres i en grad hvorved plastfraksjonene inneholder mindre enn 0,5 masse-% restmetaller, eller til og med under 0,1 masse-% restmetaller.

I en utførelsesform har også den oppnådde metallfraksjonen høy renhet, hvorved plasten i metallfraksjonen utgjør mindre enn 0,5 masse-%, eller til og med under 0,1 masse-%.

Avfallsmaterialet som skal behandles ved fremgangsmåten kan i prinsippet være enhver type materiale som ikke lenger er anvendelig i sin nåværende form. Avfallsmaterialet bør fortrinnsvis være en blanding av forskjellige materialer fortrinnsvis innbefattende plastmateriale og metallisk materiale.

Resirkulering av produkter inneholdende plastmaterialer krever vanligvis sortering av materialet. Plastmateriale kan innbefatte polyetylen (PE), polypropylen (PP), akrylnitril butadien styren (ABS), polyamid (PA), polykarbonat (PC), polystyren (PS), epoksy og polyuretan (PUR), polyvinyl alkohol (PVA), polyvinyl acetat (PVAC) og polyvinyl klorid (PVC). Begrepet plastmateriale omfatter også mange andre typer av syntetiske og naturlige polymerer og enhver kombinasjon ev disse materialene, som alle faller inn under definisjonen av plastmateriale.

Når det brukes forskjellige typer materialer i et produkt, for eksempel forskjellige plastmaterialer og metaller, er det nødvendig med sortering og separering av det utslitte produktet for å kunne gjenbruke de forskjellige komponentene som produktet utgjør. Oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte og en anordning hvor forskjellige typer plastmaterialer kan separeres fra hverandre så vel som fra forskjellige metallkomponenter.

Spesielt tilveiebringer oppfinnelsen en framgangsmåte og en anordning for separasjon av polyvinylklorid plast fra blandet avfallsmateriale innbefattende plastmateriale og metallisk materiale, for eksempel utslitte elektriske kabler. Det er vel kjent at polyvinylklorid er besværlig med hensyn til miljøet.

Ved bruk av foreliggende oppfinnelse er det mulig å oppnå sorterte eller separerte fraksjoner av materiale som har en meget høy renhet og som er i stand til å kunne resirkuleres i industrielle prosesser.

Fremgangsmåten for separasjon av avfallsmateriale innbefattende plastmateriale og metallisk materiale i henhold til oppfinnelsen innbefatter trinnene med å: i . rive opp og granulere og/eller finoppdele avfallsmateriale innbefattende plastmateriale og metallisk materiale,

i i . blande og fukte det granulerte og/eller finoppdelte avfallsmaterialet med prosessvann,

i i i . utsette det granulerte og/eller finoppdelte avfallsmaterialet til en synke-flyte prosess som separerer blanding i to fraksjoner, drenere og fjerne den lette plastfraksjonen, og

i v . utsette den tunge fraksjonen for behandling på et ristebord som ytterligere separerer den tunge fraksjonen i en metallisk fraksjon og en tung plastfraksjon,

v . eventuelt utsette den tunge plastfraksjonen for en andre synke-flyte prosess.

Innledningsvis er avfallsmaterialet vanligvis tilstede i stykker med enhver størrelse og med forskjellige materialtyper sammenføyd med hverandre. For å separere de forskjellige materialene fra hverandre, er det ønskelig at materialene blir behandlet slik at sammenføyningene mellom materialtypene blir brutt. I trinn i) blir avfallsmaterialet granulert, noe som i sitt bredeste aspekt betyr at avfallsmaterialet blir finoppdelt, kuttet eller malt. Jo bedre sammenføyningene mellom de forskjellige materialene blir brutt, desto bedre vil den endelige separasjonen bli.

Ved å bruke en granulater i granuleringstrinnet 1) blir det tilveiebragt granulert avfallsmateriale med en relativt ensartet størrelse.

Vanligvis er det foretrukket at minst 80 masse-%, fortrinnsvis minst 90 masse-% av avfallsmaterialet blir granulert i trinn i), for eksempel til å ha en størrelse opp til 50 mm målt ved sikting.

I en utførelsesform er det ønskelig at granuleringen er tilstrekkelig til å tilveiebringe en separasjon mellom metall-plast sammenføyningene, slik at de gjenværende stykkene av avfallsmaterialet innbefatter metall-plast sammenføyninger som er mindre enn 1 masse-% av den totale mengden avfall, for eksempel mindre enn 0,5 masse-% eller til og med 0,2 masse-% av den totale mengden avfallsmateriale.

I en utførelsesform er avfallsmaterialet granulert til å erholde en materialstørrelse til avfallsmaterialet hvorved minst 50 masse-%, fortrinnsvis mer enn 80 masse-% av granulatene har en midlere størrelse mellom 2-14 mm målt ved sikting.

Det granulerte avfallsmaterialet blir fuktet med prosessvann i trinn ii) for å forbedre avfallsmaterialets evne til å bli separert i de etterfølgende trinn. Prosessvannet kan i prinsippet være enhver vannbasert væske så som vann inneholdende opp til 5 masse-% av andre væsker eller smuss. Fortrinnsvis er prosessvannet vanlig springvann til hvilket det har blitt tilsatt en surfaktant for å senke overflatespenningen til vanne til for eksempel under 100 dyn/cm. Prosessvannet kan for eksempel ytterligere inneholde andre additiver så som konserveringsmidler.

I en utførelsesform av fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen er det tilsatt en surfaktant i form av et detergent til prosessvannet. Detergenten forbedrer fukte- og separeringsegenskapene til prosessvannet. Detergenten kan for eksempel være tilsatt prosessvannet i en mengde på 0,001 - 10 gram per kg avfallsmateriale.

Detergenten kan innbefatte en eller flere surfaktanter valgt fra gruppen av anioniske, kationiske, ikke-ioniske og amfotære surfaktanter. Hovedhensikten med detergenten er å senke overflatespenningen til vannet.

Detergenten kan enhver mulig pH-verdi, men det er ønskelig at pH-verdien til prosessvannet inneholdende detergenten er under 10, mer foretrukket under 9 eller enda mer foretrukket under 8. På den måten kan man unngå enhver alvorlig korrosiv effekt eller ingen korrosiv effekt overhode på metallfraksjonen.

Eksempler på detergenter innbefatter blant andre Alconox<®> et pulverformig presisjonsdetergent, anionisk detergent; Alcojet<®> et lavtskummende pulverformig detergent, ikke-ionisk; Detergent 8<®> et lavtskummende fosfatfritt, ikke-ionisk, konsentrert detergent, Luminox<®> et lavtskummende, pH-nøytralt rensemiddel; Syneronic<tm> NCA 800 serien (for eksempel 810, 830 og 850) alkohol alkoksylat surfaktanter; Victawet<®> 12 et lavtskummende, ikke-ionisk fosfat fuktemiddel.

Detergenten kan fortrinnsvis være i form av en væske eller i form av en vandig løsning.

Detergenten bør fortrinnsvis være tilsatt for å holde overflatespenningen under et ønsket nivå, for eksempel 50 dyn/cm.

I en utførelsesform bør prosessvannet ha en overflatespenning ved 20 °C under 45 dyn/cm, så som under 40 dyn/cm eller til og med under 35 dyn/cm, eller 30 dyn/cm. Overflatespenningen til prosessvannet kan fortrinnsvis være holdt under 50 dyn/cm, så som innen intervallet 25-50 dyn/cm. Ytterligere surfaktant/detergent kan bli tilsatt under separasjonsprosessen for å opprettholde overflatespenningen til prosessvannet.

For å oppnå de optimale egenskapene med hensyn til fukting av prosessvannet, er det foretrukket at prosessvannet har en temperatur innen området 10-90 °C.

Mengde av prosessvann blir justert i henhold til typen og mengden avfallsmateriale, slik det blir beskrevet ytterligere under. Fagmannen kan ved å bruke vanlige optimaliseringsforsøk finne den optimale mengden prosessvann for en spesifikk type og mengde avfallsmateriale.

Fortrinnsvis er mengde prosessvann i trinn ii) mellom 1-100 liter per kg granulert avfallsmateriale.

I en utførelsesform er mengden prosessvann i trinn iii) mellom 1-100 liter pr kg tung fraksjon.

I en utførelsesform er mengde prosessvann i trinn iv) mellom 1-100 liter per kg plastfraksjon.

For å gjøre fremgangsmåten så miljøvennlig som mulig og redusere kostnader, bør det totale forbruket av prosessvann holdes så lavt som mulig og fortrinnsvis innen de ovenfor angitte områder. Uansett er en viss mengde prosessvann nødvendig for å oppnå gode separasjonsegenskaper. Som beskrevet senere, kan prosessvannet bruke igjen, og det virkelige forbruket av vann kan derfor holdes meget lavt. Etter oppstart kan det ytterligere tilsatte prosessvannet for fortsatt separasjon av avfallsmaterialet holdes så lavt som mindre enn V* liter eller enda mindre enn % liter prosessvann per kg avfallsmateriale.

I trinn iii) skjer den første separasjonen. Separasjonen utføres som en synke-flyte prosess, hvor en lett fraksjon av lett plastmateriale blir separert fra en et tungt plastmateriale og metallmateriale. Det lette flytende plastmaterialet kan for eksempel være polyetylen og/eller polypropylen. Fortrinnsvis er den spesifikke tettheten til polymerblandingene av den lette fraksjonen mindre enn 1 g/cm<3>. Den lette fraksjonen blir fjernet fra den øvre delen av synke-flyte enheten. Det tunge plastmaterialet kan for eksempel være polyvinyl klorid og metallmaterialet kan for eksempel være kobber og/eller aluminium. Det tunge materialet synker til bunndelen av synke-flyte enheten og derfra blir det tunge materialet ledet til sorteringsbordet.

I en utførelsesform kan fuktingen og synke-flyte prosessen være utført i ett trinn, hvorved fuktingen blir utført i et rør som fører til synke-flyte prosessen. I fukterøret blir avfallsmaterialet ført i kontakt med prosessvannet under turbulente betingelser, for eksempel tilveiebragt av en blander. I synke-flyte prosessen, blir det fuktede avfallsmaterialet matet under et prosessvann-nivå, slik at det gjøres en sirkulær bevegelse, og synke-flyte prosessen utføres ved å bruke denne strømmen for å forbedre separasjonshastigheten.

På ristebordet i trinn iv) blir det tunge materialet separert i en tung plastfraksjon og en metallfraksjon. Den tunge plastfraksjonen er for eksempel PVC, og fortrinnsvis er den spesifikke tettheten til polymerblandingene i den tunge plastfraksjonen høyere enn 1 gm/cm<3>. Metallfraksjonen er for eksempel kobber og aluminium. Vanligvis vil ristebordet også fjerne en mindre mengde grovblanding, som er en blanding av ikke-sortert plast og metall. Grovblandingen blir resirkulert i prosessen.

PVC-fraksjonen kan eventuelt bli utsatt for en ytterligere synke-flyte prosess for å fjerne mindre rester av lett plast.

I en utførelsesform av fremgangsmåten, blir avfallsmaterialet utsatt for en oppdelings- og sikteprosess før trinn i). Oppdelings- og sikteprosessen er definert som en innledende primær sortering og trinnet kan i prinsippet innbefatte enhver sorteringsmetode for eksempel sortering for hånd eller vasking med vann. Oppdelings- og sikteprosessen kan for eksempel være et vasketrinn, som primært har til hensikt å fjerne sand og smuss og lignende fra avfallsmaterialet. I tillegg kan materialet også bli utsatt for en vaskeprosess for å fjerne sand, smuss og uønskede forurensninger fra avfallsmaterialet.

Dersom avfallsmaterialet innbefatter magnetisk materiale så som jern, kan det være ønskelig å separere denne delen av metallet i en separat fraksjon. Avfallsmaterialet kan deretter bli utsatt for magnetisk separasjon, som for eksempel kan gjøres før trinn ii).

For å gjøre fremgangsmåten så miljøvennlig som mulig og for å redusere kostnader kan videre prosessvannet fortrinnsvis bli oppsamlet fra en, flere eller ideelt sett alle trinnene iii) - v) og resirkuleres til trinn ii), fortrinnsvis etter å ha blitt filtrert. Siden noe av surfaktanten/detergenten vil bli forbrukt under separasjonsprosessen, kan det tilsettes ytterligere surfaktant/detergent til det resirkulerte prosessvannet. Den forbrukte mengden surfaktant/detergent avhenger i hovedsak av mengde og typen avfall som skal separeres.

Videre er det foretrukket at tiden for blanding og fukting av det granulerte avfallsmaterialet og prosessvannet i trinn ii) er 10 til 1000 sekunder.

I en foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, innbefatter den lette fraksjonen i trinn iii) polyetylen og/eller polypropylen.

Videre innbefatter den metalliske fraksjonen i trinn iv) fortrinnsvis kobber og/eller aluminium.

Videre innbefatter plastfraksjonen i trinn iv) fortrinnsvis polyvinyl klorid (PVC).

I en foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, er frekvensen til slagene på ristebordet i trinn iv) 1-10 slag per sekund.

Ytterligere fordelaktige trekk ved fremgangsmåten er angitt i de uselvstendige patentkravene.

Oppfinnelsen vedrører også en anordning for separasjon av avfallsmateriale innbefattende plastmateriale og metallisk materiale, hvilken anordning innbefatter: a) en oppriver og/eller granulator for granulering av avfallsmaterialet, b) en blander for blanding av det granulerte avfallsmaterialet med prosessvann, c) en første synke-flyte enhet for separasjon av det granulerte avfallsmaterialet i en lett og en tung fraksjon, d) et ristebord for separasjon av den tunge fraksjonen til en metallisk fraksjon og en plastfraksjon, e) eventuelt en andre synke-flyte enhet for separasjon av plastfraksjonen.

I en foretrukket utførelsesform av anordningen i henhold til oppfinnelsen, innbefatter anordningen ytterligere en oppdelings- og sikteenhet for å dele opp og sikte avfallsmaterialet, og fortrinnsvis er oppdelings- og sikteenheten plassert før oppriveren og/eller granulatoren a). Sikte- og oppdelingsenheten vil sikre at materiale med passende størrelse blir ført til granulatoren. Sikteanordningen kan fortrinnsvis være en oppriver.

Fortrinnsvis innbefatter anordningen også en magnetisk separator for å separere magnetisk materiale fra avfallsmaterialet, fortrinnsvis er den magnetisk separatoren plassert før granulatoren a). Den magnetisk separatoren vil fjerne magnetisk materiale så som jern eller lignende.

For å erholde en god fukting og blanding av prosessvannet og det granulerte avfallsmaterialet er det foretrukket at blanderen er en skrueblander. En skrueblander gjør det mulig for prosessvannet å fukte materialet som skal separeres.

I en foretrukket utførelsesform av anordningen i henhold til oppfinnelsen, innbefatter ristebordet et eller flere dekk, fortrinnsvis 2-5 dekk. Ved å bruke et ristebord med et antall dekk plassert vertikalt over hverandre, er det mulig å oppnå gode separasjonsegenskaper med et minimum av nødvendig plass.

Fortrinnsvis innbefatter anordningen i henhold til oppfinnelsen lagringsbeholdere for en lett plastfraksjon, en metallisk fraksjon og en tung plastfraksjon.

Videre kan synke-flyte enheten også virke som lagrings- og matetanker i anordningen.

Videre er det foretrukket at anordningen i henhold til oppfinnelsen innbefatter en brønn for å samle opp prosessvann fra den første flyte-synke enheten, ristebordet, eventuelt en andre synke-flyte enhet og lagringsbeholderne. Ved å samle opp prosessvann er det mulig å bruke dette vannet igjen.

Følgelig er det foretrukket at anordningen i henhold til oppfinnelsen innbefatter pumper for å resirkulere prosessvannet til blanderen.

Videre er det foretrukket at anordningen innbefatter et eller flere filtre for å rense det resirkulerte prosessvannet.

I en utførelsesform av anordningen i henhold til oppfinnelsen, er synke-flyte enhetene kombinerte lagrings-/matetanker og synke-flyte celler. Synke-flyte enheten er i stand til lagring av det behandlede materialet og mating av dette til den neste delen av anordningen (og neste trinn i fremgangsmåten).

De kombinerte lagrings-/matetankene og synke-flyte cellene har et foretrukket volum tilsvarende ca. 50 til 150 liter per 100 til 200 kg/time avfallsmateriale.

Ytterligere fordelaktige trekk ved anordningen er angitt i de uselvstendige patentkravene.

Oppfinnelsen vedrører også anvendelse av fremgangsmåten for separering av avfallsmateriale innbefattende metallisk og plastmateriale.

Videre vedrører oppfinnelsen bruk av anordningen i henhold til oppfinnelsen for å separere avfallsmateriale innbefattende metallisk og plastmateriale.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet mer detaljert med henvisning til noen eksempler og tegninger, i hvilke: Figur 1 er et skjematisk flytdiagram av strømmene i eksemplene 1 til 5, Figur 2 er et skjematisk diagram av fremgangsmåten og anordning i henhold til oppfinnelsen

Figur 3 viser et dekk på ristebordet.

EKSEMPEL 1.

Avfall av plastmateriale fra et fluidisert sjikt separasjonsanlegg for separasjon av kabelavfall ble ført til anordningen i henhold til oppfinnelsen. Plastavfallet ble betegnet PVC-AI, noe som betyr at avfallet var homogent PVC-aluminiun kabelavfall. 647 kg avfallsmateriale ble ført til anordningen. 0,1 masse-% detergent (SELLCLEANER SM-1 markedsført av Henkel Kemi) ble tilsatt til prosessvannet. Den midlere størrelsen til granulene var 6-10 mm. Kapasiteten til separasjonsprosessen ble målt til 212 kg/time. Det spesifikke energiforbruket ble målt til 7.4 kwh/tonn.

Fraksjonene i tabell 1 tilsvarer fraksjonene i figur 1.

Det var synlig aluminium i avfallsmaterialet (1). Det var ikke noe synlig aluminium i PVC-strømmen (4) etter separasjon. Det ble lagt merke til at det ble fjernet 19.1% aluminium fra avfallsmaterialet. Ca. 6% vann ble tilsatt til materialet, som ble redusert til 3-4% ved drenering over tid i beholderen. Strøm (6) fremkommer ved slutten av hver kjøring og ble resirkulert.

EKSEMPEL 2

Avfall av plastmateriale fra et fluidisert sjikt separasjonsanlegg ble ført til en anordning i henhold til oppfinnelsen. Avfallet var betegnet PVC-Cu, som ble utvunnet fra opparbeidet homogent PVC kabelavfall. Detergent (SELLCLEANER SM-41 markedsført av Henkel Kemi) ble tilsatt til prosessvannet i en mengde på 0,1%. Midlere størrelse til granulene var 3-5 mm. Kapasiteten til separasjonsprosessen var ca. 185 kg/time. Det spesifikke energiforbruket ble målt til 8.2 kwh/tonn.

Fraksjonene i tabell tilsvarer fraksjonene i figur 1.

Kobber var synlig i avfallsmaterialet. Etter separasjonen var det ikke noe synlig kobber i PVC-fraksjonen (4). 7,7% kobber ble fjernet fra avfallsmaterialet. Avfallsmaterialet ble blandet med ca. 10% vann som i løpet av tiden i beholderen ble redusert til ca. 4-5%. Fraksjon (6) ble ført tilbake til prosessen.

EKSEMPEL 3

Blandet tysk PVC-avfall fra et avfallsoppsamlingsarrangement ble separert ved å bruke fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. 120 kg av blandingen av avfall ble tilført. 0,1% detergent (SELLCELANER SM-41 markedsført av Henkel Kemi) ble tilsatt til prosessvannet. Midlere størrelse til granulene var 3-10 mm. Kapasiteten til prosessen ble målt til ca. 120 kg/time. Det spesifikke energiforbruket ble målt til ca. 12 kwh/tonn.

Fraksjonene i tabell 3 tilsvarer fraksjonene i figur 1.

Det var synlig kobber i avfallet (1). Det var ikke noe synlig kobber i PVC-fraksjonen (4). Ca. 2% metall ble fjernet fra avfallet (spesielt kobber og aluminium) og ca. 10% lett plastmateriale ble funnet i avfallsmaterialet.

EKSEMPEL 4

Blandet plastavfall fra et dansk oppsamlingsarrangement (RGS90) med PVC og andre typer plast ble utsatt for separasjonsprosessen i henhold til oppfinnelsen. Avfallsblandingen inneholdt PE, PP, PVC, metall, sand og smuss. Avfallet inneholdt utbrukte rør, plater og profiler av forskjellige typer, men uten plastisert PVC. Ca. 837 kg av det blandede plastavfallet ble oppdelt i en oppriver og en granulater før det ble utsatt for fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen.

Fraksjonene i tabell 4 tilsvarer fraksjonene i figur 1.

Som det fremgår av tabellen var det mer lett plast (PE og PP) i avfallet enn PVC. Fraksjonen med lett plast utgjorde 77%, metall og smuss utgjorde ca. 3% og PVC ca. 20% av avfallsblandingen. Vanninnholdet var ca. 6% etter separasjon, som i løpet av tiden i beholderen ble drenert ned til 4-5% vann. Det spesifikke energiforbruket ble målt til 13 kwh/tonn.

EKSEMPEL 5

Plastavfallsmateriale fra et fluidisert sjikt separasjonsanlegg ble utsatt for fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Avfallsmaterialet inneholdt PE, PVC, Al, Cu og stammet fra blandet PE-PVC-aluminium-kobber kabelavfall. Ca. 4930 kg avfall ble utsatt for fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. 0,1 % detergent (SELLCLEANER SM-41 markedsført av Henkel Kemi) ble tilsatt til prosessvannet. Midlere størrelse til granulene var mellom 5-10 mm. Kapasiteten til prosessen ble målt til ca. 95 kg/time. Det spesifikke energiforbruket ble målt til 23 kwh/tonn.

Fraksjonene i tabell 5 tilsvarer fraksjonene i figur 1.

Det var synlig aluminium og kobber i avfallsmaterialet 81). Intet kobber var synlig i PVC-fraksjonen (4) etter separering (Cu< 0,1%). Ca. 6,5% aluminium (%) og ca. 5-19% kobberinnhold ble fjernet fra avfallsmaterialet. Som vist i tabell 5, ble ca. 5% vann tilsatt materialet. Ved å stå i en beholder ble vanninnholdet redusert til ca. 3-4%.

Metallinnholdet og klorinnholdet til lett plast (3) ble analysert ved bruk av røntgen fluorescens XRF og resultatet av analysen er vist i tabell 6.

En prøve av den lette plastfraksjonen 3 ble malt til en kornstørrelse under 0,5 mm. De malte kornene ble blandet med cellulose, som virket som et bindemiddel og presset til en tablett for analyse.

Tabletten ble utsatt for XRF/UQ3 semikvantitativ analyse, røntgen fluorescens analysen ble utført ved bruk av et Uniquant 3 program UQ3 og et Philips PW2400 røntgen spektrometer.

Z er atomnummeret til elementet El i den periodiske tabell.

< ) indikerer element innhold < 0,001%

< x ) indikerer innhold mindre enn 2 standard avvik beregnet med UQ3.

-) indikerer element det ikke har blitt analysert for.

Ovenfor angitte elementer ble analysert og beregnet med UQ3 og tilsynekomsten av de rapporterte elementene ble kvalitativt verifisert.

Resultatene i tabell 6 viser at den lette plastfraksjonen i det vesentligste er uten både PVC og metall.

EKSEMPEL 6

Blandet plastavfall fra et dansk innsamlingsarrangement for PVC avfall ble utsatt for fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Avfallet bestod i det vesentligste av PCV, metall, sand og smuss. Avfallet var i form av utslitte rør, takplater og profiler av forskjellige typer uten myknet PVC. Ca. 965 kg blandet avfall ble oppdelt i en oppriver og en granulator og ført til separasjonsprosessen. 0,1% detergent (SELLCLEANER SM-41 markedsført av Henkel Kemi) ble tilsatt til prosessvannet. Midlere størrelse til granulene var 6-8 mm.

Fraksjonene i tabell 7 tilsvarer fraksjonene i figur 1.

Det fremgår klart av tabell 7 at det ble oppsamlet nesten rent PVC. Fraksjonen med lett plast er ca. 0,9%, metallfraksjonen er ca. 0,7% og PVC >97% av avfallsmaterialet. Vanninnholdet var ca. 5% etter separasjon, som ved å stå i en beholder ble redusert til ca. 1-2% etter to døgn. Det spesifikke energiforbruket ble målt til 13 kwh/tonn.

Figur 2 viser fremgangsmåten og anordningen i henhold til oppfinnelsen på en skjematisk måte for å illustrere en utførelsesform av oppfinnelsen. Materialet som skal bli behandlet blir eventuelt oppdelt i en oppriver 15 og ytterligere oppdelt i en granulator. Det magnetiske materialet blir fjernet ved bruk av magnetisk separator 19. De ikke-magnetiske materialet blir oppsamlet og lagret i en beholder 17.

Beholderen 17 blir matet en transportør til en silo 12. Ved bunnen av siloen 12 er det plassert en transportør 11 og prosessvann 20 blir tilført fra en pumpe 10.

Oppholdstiden til materialet i transportøren 11 og doseringen av prosessvann 20 kan varieres for å oppnå den ønskede fuktingen av materialet.

Transportøren 11 tilfører materialet under væskeoverflaten i siloen 31. Siloen 31 er fylt med prosessvann og er forsynt med et overløp 21 hvorfra lett plastmateriale blir fjernet.

Prosessvannet blir ført til silo 31 fra pumpe 8 på en slik måte at væskeoverflaten inneholdende lett materiale danner en sirkulær bevegelse mot overløpet 21. Ved bunnen av siloen 31 er det plassert en transportør som bringes det tunge materialet til ristebord 5. Silo 31 virker som en synke-flyte separator med et meget lite volum.

Prosessvannet og lett materiale som renner ut av overløpet 21 blir ledet til en sikt 22. Sikten 22 er plassert ved innløpet til transportør 13. Prosessvannet passerer gjennom sikten og til pumpebrønnen 40. Transportøren 13 transporterer lett plast til lettplastsiloen 23. Lettplastsiloen er forsynt med dreneringshull hvorfra prosessvann blir drenert og fort tilbake til pumpebrønnen.

Transportør 3 leder tungt materiale til ristebord 5 fra silo 31. Et dekk til ristebordet er vist i figur 3. Det tunge materialet blir ledet til ristebordet ved posisjon A. Prosessvann blir ledet til ristebordet ved posisjon B fra pumpe 8 og 9. Mengden og fordelingen av prosessvann på ristebordet kan varieres. Det tunge materialet blir separert på ristebordet. Metaller og prosessvann blir tatt ut ved C siden av ristebordet. Metallsiloen 14 er forsynt med hull slik at prosessvann kan renne ut og føres tilbake til pumpebrønnen 40. Plastmateriale og prosessvann blir fjernet fra D siden av ristebordet. Plastmateriale og prosessvann blir ført til matesilo 24.1 bunnen av matesilo 24 er det plassert en transportør 7 for å transportere tungt plastmateriale til silo 25. Transportør 7 er utformet slik at prosessvann føres tilbake til matesilo 24. Prosessvannet i matesilo 24 kan renne gjennom overløpet og tilbake til pumpebrønnen 4.

Matesilo 24 virker som en andre synke-flyte separator med et meget lite volum.

Et eventuelt innhold av lett plast blir oppsamlet i pumpebrønnen 40.

Fra E siden av ristebordet blir det fjernet en mindre mengde blandingsprodukt. Blandingsprodukt er en ikke-separert blanding av plastmateriale og metall. Blandingen blir ført til matesilo 26. Matesilo 26 er forsynt med et overløp slik at prosessvann kan renne til pumpebrønnen 40.1 figur 3 er retningen til slagene til ristebordet antydet med F, og G er spor i en del av dekket. Sporene & forbedrer sorteringen eller separasjonsprosessen.

I bunnen av matesilo 26 er det anbragt en transportør 6 som transporterer plast-metall blandingen til en silo 27. Transportøren 6 er utformet på en slik måte at prosessvann føres tilbake til matesilo 26. Herved oppnås det at matesilo 26 opererer som en synke-flyte separator med et meget lite volum. Siloen 27 er forsynt med hull som gjøre det mulig for prosessvannet å renne gjennom silo 27 og tilbake til pumpebrønnen 4. plast-metall blandingen i silo 27 føres tilbake til silo 17, matesilo 12 eller matesilo 11, fortrinnsvis matesilo 12.

I pumpebrønnen 40 er det installert en pumpe 28 som pumper forurenset prosessvann (med støv, lett plast etc.) til en vibrerende sikt 1. Forurenset prosessvann blir ført til toppen av sikten og fast materiale blir separert fra prosessvannet og ledet til silo 28 via transportør 2. Silo 28 er forsynt med hull slik at prosessvann kan renne tilbake til pumpebrønnen 40.

Det rensede prosessvannet blir ledet til lagringstank 36 for prosessvann. I lagringstanken 36 for prosessvann er det plassert pumper 8, 9, 10 på en slik måte at de pumper prosessvann fra overflaten i lagringstanken 36. Fine partikler blir herved bunnfelt i lagringstanken for prosessvann. Lagringstanken 36 for prosessvann blir tilført detergent i en konsentrasjon som tillater at materialet i transportør 11 blir fuktet tilstrekkelig for synke-flyte separasjoner og separasjon på ristebordet.

Partikler av smuss, sand og lignende vil i det vesentligste bli oppsamlet i pumpebrønnen 40. Pumpebrønnen blir rengjort med jevne mellomrom. Lageret 30 for prosessvann er forsynt med et overløp 34 og organ 20 for oppvarming av prosessvannet.

Claims (44)

1. Fremgangsmåte for separasjon av et avfallsmateriale inneholdende plastmateriale og metallisk materiale, hvilken fremgangsmåte innbefatter følgende trinn : i. oppriving og/eller granulering av avfallsmaterialet inneholdende plast og metallisk materiale; ii. blande og fukte det granulerte avfallsmaterialet med prosessvann, iii. utsette det granulerte avfallsmaterialet for en synke-flyte prosess som separerer blandingen i to fraksjoner med forskjellige midlere tettheter, hvor fraksjonen med lavest midlere tetthet er betegnet den lette fraksjonen og den andre fraksjonen er betegnet den tunge fraksjonen, fjerne den lette fraksjonen; iv. utsette den tunge fraksjonene for behandling på et ristebord som separerer den tunge fraksjonen i en metallisk fraksjon og en tung plastfraksjon; og v. eventuelt utsette den tunge plastfraksjonen for en andre flyte-synke prosess, karakterisert ved at synke/flyteprosessen i trinn iii) blir utført i en synke-flyte enhet som er fylt med prosessvann og hvor den lette fraksjonen blir fjernet fra den øvre delen av synke-flyte enheten, og den tunge fraksjonen synker til bunnen av synke-flyte enheten, og at overflatespenningen til prosessvannet holdes under 50 dyn/cm.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at blandingen av fuktet og granulert avfallsmateriale og prosessvann fra trinn ii) blir tilført til synke-flyte enheten under overflaten til væsken i synke-flyte enheten.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at prosessvannet blir ledet til synke-flyte enheten fra en pumpe.

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at blandingen fra trinn ii) blir ført inn i synke-flyte enheten under prosessvannivået i en sirkulær bevegelse.

5. Fremgangsmåte i henhold til krav 3, karakterisert ved at prosessvannet blir ført inn i synke-flyte enheten på en slik måte at overflaten til væsken inneholdende lette materiale danner en sirkulær bevegelse mot et overløp.

6. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at overflatespenningen til prosessvæsken blir holdt under 45 dyn/cm.

7. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at overflatespenningen til prosessvæsken blir holdt under 40 dyn/cm.

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at overflatespenningen til prosessvæsken blir holdt under 35 dyn/cm.

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at overflatespenningen til prosessvæsken blir holdt under 30 dyn/cm.

10. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at overflatespenningen til prosessvannet har blitt regulert ved tilsetning av en eller flere surfaktanter/detergenter.

11. Fremgangsmåte i henhold til krav 10, karakterisert ved at overflatespenningen til prosessvannet blir regulert under separasjonsprosessen ved tilsetning av ytterligere surfaktant/detergent.

12. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at avfallsmaterialet blir utsatt for en oppdelings- og/eller siktingsprosess før trinn ii).

13. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at minst 80 masse-% av granulatene av de granulerte avfallsmaterialet har en midlere størrelse mellom 2-14 mm målt ved sikting.

14. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at fremgangsmåten innbefatter et ytterligere trinn med å utsette avfallsmaterialet foren magnetisk separasjon, hvilket trinn fortrinnsvis blir utført før trinn ii).

15. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at mengden av prosessvann i trinn ii) er mellom 1 og 100 liter per kile avfallsmateriale.

16. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at mengden av prosessvann i trinn iii) er mellom 1 og 100 liter per kilo tung fraksjon.

17. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at mengden av prosessvann i trinn iv) er mellom 1 og 100 liter per kilo plastfraksjon.

18. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at prosessvannet blir oppsamlet fra et eller flere, fortrinnsvis alle trinnene iii)-v) og resirkulert til trinn ii), fortrinnsvis etter filtrering.

19. Fremgangsmåte i henhold til krav 10, karakterisert ved at detergent blir tilsatt prosessvannet i en mengde på 0,001 - 10 gram per kg granulert avfallsmateriale.

20. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at prosessvannet har en temperatur i området 10-90 °C.

21. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at tiden for blanding og fukting av det granulerte avfallsmaterialet og prosessvannet i trinn ii) er fra 10 til 1000 sekunder.

22. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at lette fraksjonen i trinn ii) innbefatter polyetylen, polypropylen og andre polymerforbindelser, fortrinnsvis er den spesifikke tettheten til polymerforbindelsen mindre enn 1 g/cm3.

23. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at metallfraksjonen i trinn iv) innbefatter kobber, aluminium, messing, stål, bly etc.

24. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at plastfraksjonen i trinn iv) innbefatter polyvinylklorid, polyvinylidenklorid, polyvinylidenfluorid, klorerte gummi, tetrafluorkarbon (for eksempel Teflon) og andre polymerforbindelser, fortrinnsvis er den spesifikke tettheten til polymerforbindelsen høyere enn 1,0 <g>/cm3.

25. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at slagfrekvensen til ristebordet i trinn iv) er 1-10 slag per sekund.

26. Anordning for separasjon av avfallsmateriale inneholdende plastmateriale og metallisk materiale, innbefattende: a) en oppriver (15) og/eller granulator for granulering av avfallsmaterialet, b) en mikser (11) er for blanding av det granulerte avfallsmaterialet med prosessvann, c) en første synke-flyte enhet (31) for separasjon av det granulerte avfallsmaterialet i en lett og en tung fraksjon, d) et ristebord (5) for separasjon av den tunge fraksjonen i en metallisk fraksjon og en plastfraksjon, e) eventuelt en andre synke-flyte enhet (24 )for separasjon av plastfraksjonen, karakterisert ved at synke-flyte enheten (31) har et overløp for den lette fraksjonen i den øvre delen av synke-flyte enheten og innretninger (3) for fjerning av den tunge fraksjonen fra bunndelen av synke-flyte enheten og at anordningen videre innbefatter en innretning for å kontrollere overflatespenningen til prosessvannet til under 50 dyn/cm.

27. Anordning i henhold til krav 26, karakterisert ved at mikseren for blanding av det granulerte avfallsmaterialet med prosessvannet er et rør som fører til synke-flyte enheten.

28. Anordning i henhold til krav 27, karakterisert ved at røret er tilveiebragt for å mate det fuktede avfallsmaterialet til synke-flyte enheten under et prosessvannivå.

29. Anordning i henhold til krav 26, karakterisert ved at den innbefatter en pumpe (28) som fører prosessvann inn i synke-flyte enheten.

30. Anordning i henhold til krav 26, karakterisert ved at den innbefatter en innretning for mating av fuktet og granulert avfallsmateriale og prosessvann in i synke-flyte enheten slik at det dannes en sirkulær bevegelse.

31. Anordning i henhold til krav 29, karakterisert ved at pumpen fører prosessvannet inn i synke-flyte enheten på en slik måte at væsken innbefattende lett materiale danner en sirkulær bevegelse mot overløpet.

32. Anordning i henhold til krav 26, karakterisert ved at innretningene for å kontrollere overflatespenningen til prosessvannet som brukes i trinn ii) er en innretning for tilsetning av en eller flere surfaktanter/detergenter.

33. Anordning i henhold til krav 32, karakterisert ved at den videre innbefatter en innretning for å kontrollere overflatespenningen til prosessvann under separasjonsprosessen ved tilsetning av ytterligere surfaktant/detergent.

34. Anordning i henhold til krav 26, karakterisert ved at den videre innbefatter en oppdelings- og sikteenhet for å oppdele og sikte avfallsmaterialet, fortrinnsvis er oppdelings- og sikteenheten plassert før granulatoren a).

35. Anordning i henhold til krav 26, karakterisert ved at den videre innbefatter en magnetisk separator for å separere magnetisk materiale fra avfallsmaterialet, fortrinnsvis er den magnetiske separatoren plassert før granulatoren a).

36. Anordning i henhold til krav 26, karakterisert ved at mikseren er en skruemikser.'

37. Anordning i henhold til krav 26, karakterisert ved at ristebordet (5) innbefatter et eller flere dekk.

38. Anordning i henhold til krav 26, karakterisert ved at den innbefatter lagringsbeholdere for en lett fraksjon (27), en metallisk fraksjon (149 og en tung plastfraksjon (25).

39. Anordning i henhold til krav 26, karakterisert ved at den innbefatter en brønn (40) for oppsamling av prosessvann fra den første synke-flyte enheten, ristebordet, eventuelt en andre synke-flyte enhet og lagringsbeholdere.

40. Anordning i henhold til krav 26, karakterisert ved at den innbefatter pumper for resirkulering av prosessvannet til mikseren.

41. Anordning i henhold til krav 40, karakterisert ved at den innbefatter et eller flere filtre for rensing av det resirkulerte prosessvannet.

42. Anordning i henhold til krav 26, karakterisert ved at synke-flyte enheten virker som løagrings- og matetanker.

43. Anvendelse av fremgangsmåten i henhold til krav 1-25 for separasjon av avfallsmateriale innbefattende metallisk materiale og plastmateriale.

44. Anvendelse av anordningen i henhold til krav 26-42 for separasjon av avfallsmateriale innbefattende metallisk materiale og plastmateriale.