PL244263B1

PL244263B1 - Method of preparing cullet for optical sorting

Info

Publication number: PL244263B1
Application number: PL435137A
Authority: PL
Inventors: Adam KRYNICKI; Adam Krynicki; Damian Korczewski; Grzegorz CHMIELEWSKI; Grzegorz Chmielewski
Original assignee: Krynicki Recykling Spolka Akcyjna
Priority date: 2020-08-30
Filing date: 2020-08-30
Publication date: 2023-12-27
Also published as: PL435137A1

Abstract

Sposób przygotowania stłuczki szklanej do sortowania optycznego, zawierającej zanieczyszczenia w postaci przeźroczystych materiałów szklano-ceramicznych, polegający na wstępnym, ręcznym oczyszczeniu i rozdrobnieniu stłuczki szklanej, rozdzieleniu jej na poszczególne frakcje ziarnowe, a następnie poddaniu właściwemu oczyszczeniu z użyciem urządzeń separujących, charakteryzuje się tym, że przed operacją sortowania optycznego, stłuczkę szklaną o wilgotności do 5,0% wagowych wprowadza się do zamkniętej komory strumieniem o natężeniu 8,0 — 8,5 kg/s i suszy się, przy krzyżowym przepływie, strumieniem ogrzanego do temperatury 350 - 380°C powietrza, o natężeniu 6,5 — 7,0 m3/s i prędkości 10,0 - 14,5 m/s przez 0,5 – 1,0 s.The method of preparing glass cullet for optical sorting, containing impurities in the form of transparent glass-ceramic materials, consisting in preliminary manual cleaning and grinding of glass cullet, separating it into individual grain fractions, and then subjecting it to proper cleaning using separation devices, is characterized by the following: that before the optical sorting operation, glass cullet with a humidity of up to 5.0% by weight is introduced into a closed chamber with a stream of 8.0 - 8.5 kg/s and dried, in cross flow, with a stream heated to a temperature of 350 - 380°C air, with an intensity of 6.5 - 7.0 m3/s and a speed of 10.0 - 14.5 m/s for 0.5 - 1.0 s.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób przygotowania stłuczki szklanej do sortowania optycznego, pozwalający na jej właściwą identyfikację oraz skuteczne oddzielenie zanieczyszczeń podobnych wizualnie do szkła, takich jak przeźroczyste materiały szklano-ceramiczne (z ang. glass-ceramics, tzw. szkłoceramika), których odseparowywanie ze strumienia szkła opakowaniowego jest technologicznie trudne, w warunkach dużej wilgotności sortowanej stłuczki szklanej.The subject of the invention is a method of preparing glass cullet for optical sorting, allowing its proper identification and effective separation of contaminants visually similar to glass, such as transparent glass-ceramics, the separation of which from the glass stream packaging is technologically difficult, in conditions of high humidity of sorted glass cullet.

Jak wiadomo z praktyki przemysłowej i jest opisane w licznych publikacjach branżowych np. D. Gieracki pt.: „Sekrety recyklingu szkła”, Świat Szkła 11/2011, R. Pękala, pt.: „Recykling odpadów szklanych”, Świat Szkła 7-8/2006, szkło stanowi około 10% odpadów komunalnych. Największy udział w masie odpadów szklanych stanowią opakowania szklane. Szacuje się, że w Polsce statystyczny mieszkaniec produkuje ponad 25 kg stłuczki szklanej rocznie, a w przeważającej masie stłuczki szklanej znajduje się szkło nadające się do recyklingu.As is known from industrial practice and is described in numerous industry publications, e.g. D. Gieracki, "Secrets of glass recycling", Świat Szkła 11/2011, R. Pękala, "Recycling of glass waste", Świat Szkła 7-8 /2006, glass constitutes approximately 10% of municipal waste. Glass packaging constitutes the largest share in the mass of glass waste. It is estimated that an average resident in Poland produces over 25 kg of glass cullet per year, and the majority of cullet contains glass suitable for recycling.

Opakowaniowa stłuczka szklana może stanowić cenny surowiec dla przemysłu szklarskiego. Szkło jest doskonałym surowcem wtórnym, posiadającym zdolność wielokrotnego recyklingu, a postęp w technologii szkła pozwala obecnie na opłacalne ekonomiczne i ekologiczne zagospodarowanie odpadów szklanych nawet w 100%. Jednak warunkiem ponownego wykorzystania odpadów szklanych jest kryterium jakości. Poszukiwana jest tylko oczyszczona stłuczka szklana spełniająca odpowiednie normy jakościowe pod względem poziomu zanieczyszczeń. W publikacji A. Kuśnierz, pt. „Recykling szkła”, Prace Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych nr 6 (2010) wskazano, że w Polsce zaledwie 30% opakowań szklanych trafia ponownie do hut szkła jako stłuczka, podczas gdy na świecie w ten sposób odzyskuje się aż 80-90% butelek i słoików.Packaging glass cullet can be a valuable raw material for the glass industry. Glass is an excellent secondary raw material with the ability to be recycled multiple times, and progress in glass technology now allows for profitable, economical and ecological management of glass waste up to 100%. However, the condition for reusing glass waste is the quality criterion. Only cleaned glass cullet that meets appropriate quality standards in terms of contamination levels is sought. In the publication by A. Kuśnierz, entitled "Glass recycling", Works of the Institute of Ceramics and Building Materials No. 6 (2010), it was pointed out that in Poland only 30% of glass packaging goes back to glassworks as cullet, while in the world as many as 80-90% of bottles are recovered in this way and jars.

W ostatnich latach obserwuje się wzrost ilości szkła uzyskanego w wyniku selektywnej zbiórki. Rozwój cywilizacyjny i wzrost zamożności mieszkańców Polski prowadzi nie tylko do zwiększonej konsumpcji i selektywnej zbiórki zużytych opakowań szklanych, ale też innych wyrobów podobnych do szkła, które po zużyciu trafiają niestety do pojemników na szkło opakowaniowe, powodując jego zanieczyszczenie.In recent years, there has been an increase in the amount of glass obtained through selective collection. The development of civilization and the increase in the wealth of Polish residents leads not only to increased consumption and selective collection of used glass packaging, but also to other products similar to glass, which, after use, unfortunately end up in containers for packaging glass, causing its contamination.

Stłuczkę szklaną pokonsumpcyjną zanieczyszczają odpady zarówno związane z opakowaniami szklanymi jak m.in. zamknięcia (kapsle, zakrętki) i etykiety, jak również odpady z tworzyw sztucznych, gumy, folii, drewna i tektury oraz naczynia ceramiczne, cegły, a nawet kamienie. Problem stanowią też resztki substancji, które były zawarte w opakowaniach szklanych (np. żywność i napoje). Zwykle te ostatnie są przyczyną zwiększonej wilgotności stłuczki.Post-consumer glass cullet is contaminated by waste related to glass packaging, including: closures (caps, caps) and labels, as well as plastic, rubber, foil, wood and cardboard waste, as well as ceramic dishes, bricks and even stones. Remains of substances contained in glass packaging (e.g. food and drinks) are also a problem. Usually, the latter are the cause of increased humidity of the cullet.

Oprócz tego na ograniczenia w możliwości wykorzystania stłuczki szklanej wpływają inne trudności wynikające m. in. z wysokiego stopnia jej zanieczyszczenia powstającego przy okazji niewłaściwego sposobu pozyskiwania, składowania i transportu. Jako przykład można wymienić powszechną praktykę długoterminowego gromadzenia stłuczki w otwartych kontenerach lub boksach, powodujące ekspozycję na warunki atmosferyczne, co ma istotny wpływ na jej duże zawilgocenie.In addition, other difficulties result from limitations in the use of cullet, including: due to its high level of contamination resulting from improper extraction, storage and transport. An example is the common practice of long-term storage of cullet in open containers or boxes, resulting in exposure to weather conditions, which has a significant impact on its high moisture content.

W zależności od planowanego przeznaczenia, stłuczka musi spełniać określone wymagania jakościowe. Nieodpowiednio przechowywana, przygotowana i oczyszczona, może być przyczyną zaburzeń procesu topienia i wad w otrzymanych z niej wyrobach. Niektóre zanieczyszczenia np. przeźroczyste materiały szklano-ceramiczne, mogą stanowić szczególne zagrożenie w przypadku wykorzystywania zawierającej je stłuczki szklanej np. w hutach szkła opakowaniowego. Przeźroczyste materiały szklano-ceramiczne mają o wiele wyższą temperaturę topienia niż szkło opakowaniowe, przez co bardzo trudno rozpuszczają się w stopie szklistym i wywołują w nim duże naprężenia rozciągające. W konsekwencji może to spowodować poważne problemy w trakcie procesu formowania nowych opakowań, łącznie z zatrzymaniem linii produkcyjnej, a nawet pożarem maszyny do formowania.Depending on the planned purpose, the cullet must meet certain quality requirements. If it is not properly stored, prepared and cleaned, it may cause disturbances in the melting process and defects in the products obtained from it. Some contaminants, e.g. transparent glass-ceramic materials, may pose a particular threat when glass cullet containing them is used, e.g. in packaging glassworks. Transparent glass-ceramic materials have a much higher melting point than packaging glass, which makes them difficult to dissolve in the glassy melt and causes high tensile stresses in it. As a consequence, this may cause serious problems during the process of forming new packaging, including stopping the production line or even causing a fire in the forming machine.

Przeźroczyste materiały szklano-ceramiczne wykazują też wiele właściwości zarówno szkła jak i tradycyjnej ceramiki krystalicznej. Są formowane jako szkło, a następnie częściowo krystalizowane poprzez obróbkę cieplną. Składnikiem wyjściowym do produkcji przeźroczystych materiałów szklano-ceramicznych są szkła, w których składzie oprócz tradycyjnie stosowanych surowców obecne są nukleatory krystalizacji tj. TO2 lub ZrO2. Materiały te charakteryzują się również podwyższoną zawartością AI2O3. Wyroby z przeźroczystych materiałów szklano-ceramicznych po uformowaniu, poddawane są dodatkowej obróbce termicznej dla wywołania krystalizacji, mającej na celu utworzenie faz krystalicznych o rozmiarach nanometrycznych: z jednej strony przeźroczystych dla promieniowania widzialnego, a z drugiej nadających wyrobom unikalne właściwości takie jak duża odporność na nagłe zmiany tem peratur, zerowy lub ujemny współczynnik rozszerzalności termicznej, podwyższone parametry wytrzymałościowe i in. Materiały te są coraz częściej wykorzystywane m.in. w gospodarstwach domowych jako blaty kuchenek elektrycznych czy żaroodporne naczynia kuchenne, elementy kuchenek mikrofalowych, szyby kominkowe. Wraz ze wzrostem zamożności społeczeństwa, popularność tych stosunkowo drogich materiałów rośnie, co niestety powoduje wzrost ich zawartości w strumieniu odpadów.Transparent glass-ceramic materials also have many properties of both glass and traditional crystalline ceramics. They are formed as glass and then partially crystallized by heat treatment. The starting ingredient for the production of transparent glass-ceramic materials are glasses which, in addition to the traditionally used raw materials, contain crystallization nucleators, i.e. TO2 or ZrO2. These materials are also characterized by an increased content of Al2O3. After forming, products made of transparent glass-ceramic materials are subjected to additional thermal treatment to induce crystallization, aimed at creating crystalline phases of nanometer size: on the one hand, transparent to visible radiation, and on the other hand, giving the products unique properties such as high resistance to sudden changes. temperature, zero or negative coefficient of thermal expansion, increased strength parameters, etc. These materials are increasingly used, among others: in households as countertops for electric stoves, heat-resistant kitchen utensils, elements of microwave ovens, and fireplace glass. As society becomes more affluent, the popularity of these relatively expensive materials increases, which unfortunately results in an increase in their content in the waste stream.

Aby stłuczka szklana pochodząca z recyklingu mogła być ponownie wykorzystana, musi przejść proces uzdatniania, ponieważ zawiera szereg zanieczyszczeń, które należy usunąć. Jak wynika z praktyki przemysłowej, zwykle najpierw usuwane są ręcznie większe zanieczyszczenia, takie jak np. folia, drewno, kamienie i ceramika. Wstępnie oczyszczona stłuczka jest rozdrabniana i rozdzielana na poszczególne frakcje ziarnowe, poddawana właściwemu oczyszczaniu z użyciem urządzeń sortujących, ewentualnie myta oraz suszona. Następnie jest ona przekazywana na sortery optyczne, gdzie istnieje m.in. możliwość podziału stłuczki na kolory, dzięki rozróżnieniu barwy stłuczki na zasadzie przepuszczalności światła.For recycled glass cullet to be reused, it must undergo a treatment process because it contains a number of contaminants that need to be removed. According to industrial practice, larger contaminants, such as foil, wood, stones and ceramics, are usually removed manually first. The pre-cleaned cullet is crushed and separated into individual grain fractions, subjected to appropriate cleaning using sorting devices, possibly washed and dried. Then it is transferred to optical sorters, where, among others, possibility of dividing the cullet into colors thanks to the color of the cullet being distinguished based on light transmittance.

Znany jest ze zgłoszenia opisu patentowego PL360338 A1 sposób uzdatniania kolorowej stłuczki szklanej, który charakteryzuje się tym, że w pierwszym etapie uzdatniania selekcjonuje się stłuczkę szklaną pod względem wielkości ziaren i wyodrębnia do dalszego procesu nadawę o określonej granulacji, którą formuje się w jednowarstwowy strumień ziaren stłuczki szklanej, a następnie rozdziela na szereg równoległych niezależnych strug. Tak uformowany strumień wprawia się w ruch postępowy, kierując go do sortowania optycznego, a wysortowane optycznie ziarna usuwa się z poszczególnych strug strumienia mechanicznie, korzystnie za pośrednictwem sprężonego powietrza.A method for processing colored glass cullet is known from the patent application PL360338 A1, which is characterized by the fact that in the first stage of treatment, the glass cullet is selected in terms of grain size and a feed with a specific granulation is isolated for the further process, which is formed into a single-layer stream of cullet grains glass, and then splits into a number of parallel, independent streams. The stream thus formed is set in translational motion, directing it to optical sorting, and the optically sorted grains are removed from the individual streams mechanically, preferably using compressed air.

Znany jest z opisu patentowego US6112903 A sposób sortowania stłuczki szklanej, w którym masa zmieszanych cząstek z dwóch lub więcej materiałów, w tym fragmenty szkła zmieszane z fragmentami zanieczyszczeń podobnych do szkła, jak np. ceramiki, pyroceramiki, szkła hartowanego, nagrzewa się za pomocą elektromagnetycznej nagrzewnicy indukcyjnej wykorzystującej energię mikrofalową w zakresie od 0,915 do 2,45 GHz. Energia mikrofalowa w tym zakresie różnie nagrzewa fragmenty stłuczki szklanej o odmiennych składach chemicznych ze względu na ich różną charakterystykę termiczną, wytrzymałość dielektryczną oraz zakresy strat cieplnych. Dzięki temu identyfikacji podlegają sortowane szkła o różnych składach i różnych temperaturach topienia np. szkło borokrzemianowe i pyroceramika. Następnie ogrzana masa jest rozprowadzana w cienkiej warstwie wykrywającej, która jest obrazowana cyfrowo za pomocą kamery termowizyjnej. Obszary, które wykazują różnice temperatur, umożliwiają identyfikacje i usunięcie zanieczyszczeń.A method of sorting glass cullet is known from the patent description US6112903 A, in which a mass of mixed particles from two or more materials, including glass fragments mixed with fragments of glass-like impurities, such as ceramics, pyroceramics, tempered glass, is heated using electromagnetic induction heater using microwave energy in the range from 0.915 to 2.45 GHz. Microwave energy in this range heats fragments of cullet with different chemical compositions differently due to their different thermal characteristics, dielectric strength and ranges of heat losses. Thanks to this, sorted glasses with different compositions and different melting temperatures, e.g. borosilicate glass and pyroceramics, are identified. The heated mass is then spread into a thin detection layer, which is digitally imaged using a thermal imaging camera. Areas that show temperature differences make it possible to identify and remove contaminants.

Z publikacji międzynarodowego zgłoszenia opisu patentowego WO2005016835 A2 znany jest sposób i aparatura do szybkiego i wysokiej jakości usuwania zanieczyszczeń i sortowania wielobarwnej stłuczki szklanej na oddzielne grupy o podobnym kolorze. Sposób polega na przepuszczeniu co najmniej jednego źródła światła (np. diody elektroluminescencyjnej, światła białego, światła podczerwonego) przez stłuczkę i określeniu natężenia po przepuszczeniu go przez stłuczkę, a w końcowym etapie obliczenie cyfrowej wartości koloru na podstawie natężenia światła.From the publication of the international patent application WO2005016835 A2, a method and apparatus for quick and high-quality removal of impurities and sorting of multi-colored glass cullet into separate groups of similar color are known. The method consists in passing at least one light source (e.g. light-emitting diode, white light, infrared light) through the cullet and determining the intensity after passing it through the cullet, and in the final stage, calculating the digital color value based on the light intensity.

Znany jest z opisu patentowego US5950936 A sposób recyklingu odpadowej stłuczki szklanej, polegający na oddzieleniu dużych odłamków szkła o średnicy około jednego cala od mniejszych odłamków, kruszeniu ich i połączeniu z mniejszymi odłamkami, usunięciu zanieczyszczeń, a następnie namoczeniu i umyciu stłuczki, usunięciu nadmiaru wody oraz zmniejszeniu zawartości wilgoci. Wynalazek ujawnia również urządzenie do mycia szkła, zawierające obrotowy bęben z łopatkami rozmieszczonymi wzdłuż jego wewnętrznej ściany. Gdy bęben obraca się, zawiesina szklana jest wyrzucana przez łopatki i stopniowo przenoszona w kierunku wylotu. Ścieranie cząstek szkła o łopatki i sąsiednie cząsteczki w obecności roztworu myjącego usuwa wszelkie przylegające zanieczyszczenia pływające. Oczyszczona stłuczka szklana jest wyładowywana z bębna do wibracyjnego odwadniającego przenośnika sitowego, który usuwa nadmiar wody z mieszaniny, a obrotowy przenośnik ślimakowy jest nachylony do góry od wlotu do wylotu, co pozwala nadmiarowi wody spływać w dół rynny, w kierunku otworu odprowadzającego wodę. Następnie stłuczka kierowana jest w pobliżu wlotu na zasilanie wibracyjnej suszarki pływakowej ze złożem fluidalnym, która równomiernie rozprowadza cząstki szkła na łożu suszarki, w kształcie litery „W”. Sposób rozłożenia pozwala ogrzanemu powietrzu wdmuchiwanemu rozproszyć się na wszystkich powierzchniach cząstek szkła. Pozostałe palne lub łatwopalne cząstki są spalane i odsysane przez konwencjonalny system odpylacza.A method of recycling waste glass cullet is known from the patent description US5950936 A, which consists in separating large glass fragments with a diameter of about one inch from smaller fragments, crushing them and combining them with smaller fragments, removing impurities, and then soaking and washing the cullet, removing excess water and reducing moisture content. The invention also discloses a glass washing device comprising a rotating drum with blades arranged along its inner wall. As the drum rotates, the glass suspension is ejected by the blades and gradually transferred towards the outlet. Abrasion of the glass particles against the blades and adjacent particles in the presence of the washing solution removes any adhering floating contaminants. The cleaned glass cullet is discharged from the drum into a vibrating dewatering screen conveyor which removes excess water from the mixture, and the rotating screw conveyor is inclined upwards from inlet to outlet, allowing excess water to flow down the chute towards the drainage port. The cullet is then directed near the inlet to feed a vibrating fluidized bed float dryer, which evenly distributes the glass particles on the dryer bed in a "W" shape. The distribution method allows the heated blown air to disperse on all surfaces of the glass particles. The remaining combustible or combustible particles are burned and extracted by a conventional dust collector system.

Podczas sortowania optycznego stłuczki rozpoznawane są zwykle zanieczyszczenia o znanych i produkowanych od lat składach chemicznych i właściwościach. Natomiast ze względu na szybki rozwój technologii nowoczesnych materiałów, coraz częściej pojawiają się złożone materiały, czasami trudne do identyfikacji takie jak przeźroczyste materiały szklano-ceramiczne. Ze względu na ich duże podobieństwo do szkła, a w szczególności w zakresie właściwości spektroskopowych, fragmenty przeźroczystych materiałów szklano-ceramicznych obecne w strumieniu zawilgoconej stłuczki szklanej bezbarwnej oraz wielobarwnej poddanej sortowaniu, często są błędnie identyfikowane jako szkło, a nie jako zanieczyszczenie, które stanowią. Podczas sortowania optycznego zawilgoconej stłuczki szklanej, z wykorzystaniem urządzeń sortujących wyposażonych w detektory NIR (bliskiej podczerwieni), działających w zakresie długości fal od 1400-3550 nm, pojawiają się silne pasma absorpcyjne związane z występowaniem wody i grup OH. Woda obecna na fragmentach nadawy zawilgoconej stłuczki, powoduje tworzenie się cienkiego filmu wodnego na jej powierzchni, który zwiększa zawartość wody w objętości próbki podczas jej analizy. Powoduje to zmniejszenie intensywności oraz częściowe nakładanie pasm absorpcyjnych pochodzących od składników stłuczki m.in. Al i Si, przez co utrudniona jest identyfikacja i określenie rzeczywistej zawartości tych składników w badanym materiale. W szczególności zjawisko to zachodzi przy długościach fal 1500 nm, 1600 nm, 1900 nm i 2000 nm, które istotnie maskują widmo związane z absorpcją charakterystyczną dla przeźroczystych materiałów szklano-ceramicznych. Wysoka wilgotność powoduje też, że do kawałków szkła przywierają inne materiały (papier, ziemia, pyły itp.), dodatkowo utrudniając poprawne zidentyfikowanie stłuczki szklanej.During optical sorting of cullet, contaminants with chemical compositions and properties that are known and have been produced for years are usually recognized. However, due to the rapid development of modern materials technology, complex materials, sometimes difficult to identify, such as transparent glass-ceramic materials are becoming more and more common. Due to their great similarity to glass, especially in terms of spectroscopic properties, fragments of transparent glass-ceramic materials present in the stream of moist colorless and multi-colored glass cullet subjected to sorting are often incorrectly identified as glass and not as the contamination they constitute. During optical sorting of damp glass cullet using sorting devices equipped with NIR (near infrared) detectors operating in the wavelength range from 1400-3550 nm, strong absorption bands appear related to the presence of water and OH groups. Water present on fragments of the damp cullet feed causes the formation of a thin water film on its surface, which increases the water content in the sample volume during its analysis. This reduces the intensity and partial overlap of absorption bands coming from the components of the cullet, including: Al and Si, which makes it difficult to identify and determine the actual content of these components in the tested material. In particular, this phenomenon occurs at wavelengths of 1500 nm, 1600 nm, 1900 nm and 2000 nm, which significantly mask the spectrum related to the absorption characteristic of transparent glass-ceramic materials. High humidity also causes other materials (paper, soil, dust, etc.) to stick to pieces of glass, making it even more difficult to correctly identify cullet.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu przygotowania wilgotnej stłuczki szklanej do sortowania optycznego, który pozwoli na większą efektywność pracy sortera pod kątem selekcjonowania zanieczyszczeń, jakie stanowią przeźroczyste materiały szklano-ceramiczne.The purpose of the present invention is to develop a method for preparing wet glass cullet for optical sorting, which will allow for greater efficiency of the sorter in terms of selecting contaminants such as transparent glass-ceramic materials.

Istota sposobu przygotowania stłuczki szklanej do sortowania optycznego, zawierającej zanieczyszczenia w postaci przeźroczystych materiałów szklano-ceramicznych, polegająca na wstępnym, ręcznym oczyszczeniu i rozdrobnieniu stłuczki szklanej, rozdzieleniu jej na poszczególne frakcje ziarnowe o granulacji: 0-3 mm, 3-45 mm, > 45 mm, poddaniu właściwemu oczyszczeniu z użyciem urządzeń separujących, ewentualnie myciu oraz suszeniu przed operacją sortowania optycznego, charakteryzuje się tym, że przed operacją sortowania optycznego, stłuczkę szklaną o granulacji 3-45 mm i o wilgotności do 5,0% wagowych wprowadza się do zamkniętej komory strumieniem o natężeniu 8,0-8,5 kg/s i suszy się, przy krzyżowym przepływie, strumieniem ogrzanego do temperatury 350-380°C powietrza, o natężeniu 6,5-7,0 m³/s i prędkości 10,0-14,5 m/s przez 0,5-1,0 s, po czym stłuczkę po wysuszeniu, o wilgotności do 0,5%, przekazuje się do sortera optycznego.The essence of the method of preparing glass cullet for optical sorting, containing impurities in the form of transparent glass-ceramic materials, consisting in preliminary manual cleaning and grinding of glass cullet, separating it into individual grain fractions with granulation: 0-3 mm, 3-45 mm, > 45 mm, subjected to appropriate cleaning using separating devices, possibly washing and drying before the optical sorting operation, is characterized by the fact that before the optical sorting operation, glass cullet with a granulation of 3-45 mm and a humidity of up to 5.0% by weight is introduced into a closed the chambers with a stream of 8.0-8.5 kg/s and dried, in cross flow, with a stream of air heated to a temperature of 350-380°C, with an intensity of 6.5-7.0 ^m3 /s and a speed of 10.0- 14.5 m/s for 0.5-1.0 s, then the dried cullet, with a humidity of up to 0.5%, is transferred to the optical sorter.

Korzystnie stłuczkę o granulacji 0-3 mm transportuje się za pomocą przenośników taśmowych do zewnętrznego boksu jako odpad.Preferably, cullet with a granulation of 0-3 mm is transported using belt conveyors to an external box as waste.

Korzystnie stłuczkę o granulacji > 45 mm zawraca się ponownie do wstępnego wybierania widocznych zanieczyszczeń, po czym przekazuje ją do kruszarki, a następnie przekazuje do separatora zanieczyszczeń metalicznychPreferably, cullet with a granulation > 45 mm is recycled for initial removal of visible impurities, then transferred to a crusher and then transferred to a metallic impurity separator

Dzięki temu, po sortowaniu optycznym w stłuczce szklanej pozostaje mniej niż 20 g/t przeźroczystych materiałów szklano-ceramicznych, co stanowi akceptowalny udział dla jej dalszego wykorzystania do produkcji nowego szkła.Thanks to this, after optical sorting, less than 20 g/t of transparent glass-ceramic materials remain in the cullet, which is an acceptable share for its further use in the production of new glass.

Przygotowanie stłuczki szklanej sposobem według wynalazku, zapewnia w procesie sortowania optycznego wysoki poziom wychwytywania z niej zanieczyszczeń podobnych do szkła, takich jak przeźroczyste materiały szklano-ceramiczne. Pozwala to na zwiększony niż dotychczas stopień wykorzystania stłuczki szklanej u szerszej gamy klientów np. hut.Preparing cullet using the method according to the invention ensures a high level of removal of glass-like contaminants, such as transparent glass-ceramic materials, in the optical sorting process. This allows for an increased level of use of cullet by a wider range of customers, e.g. steelworks.

Podczas sortowania optycznego i identyfikacji stłuczki, dzięki jej wysuszeniu, nie pojawiają się już pasma absorpcyjne związane z występowaniem wody i grup OH, które dotychczas znacznie utrudniały prawidłową identyfikację zanieczyszczeń w postaci przeźroczystych materiałów szklano-ceramicznych.During optical sorting and identification of cullet, thanks to its drying, absorption bands related to the presence of water and OH groups no longer appear, which previously significantly hindered the correct identification of contaminants in the form of transparent glass-ceramic materials.

Przedmiot wynalazku przedstawiono poniżej w praktycznych przykładach jego realizacji.The subject of the invention is presented below in practical examples of its implementation.

Przykład 1Example 1

83,33 kg stłuczki szklanej pochodzącej z selektywnej zbiórki odpadów o wilgotności 5,0% wagowych, zawierającej zanieczyszczenia, w tym przeźroczyste materiały szklano-ceramiczne w ilości 833 g umieszczono w dwóch koszach zasypowych. Za pomocą rynien wibracyjnych znajdujących się pod koszami, wprowadzano stłuczkę szklaną na przenośnik taśmowy. W połowie długości przenośnika znajdowała się stacja wstępnego, ręcznego wybierania widocznych zanieczyszczeń takich jak folia, kamienie, ceramika i in., które usunięto ze stłuczki do osobnych kontenerów. Następnie stłuczkę szklaną umieszczono na sicie rezonansowym i rozdzielono ją na frakcje o granulacji: 0-3 mm, 3-45 mm, > 45 mm. Stłuczkę o granulacji 0-3 mm za pomocą przenośników taśmowych przetransportowano do83.33 kg of glass cullet from selective waste collection with a moisture content of 5.0% by weight, containing impurities, including transparent glass-ceramic materials in the amount of 833 g, was placed in two hoppers. Using vibrating gutters located under the baskets, cullet was fed onto the conveyor belt. Halfway along the conveyor's length, there was a station for preliminary, manual selection of visible contaminants such as foil, stones, ceramics, etc., which were removed from the cullet into separate containers. Then, the glass cullet was placed on a resonance sieve and separated into fractions with granulation: 0-3 mm, 3-45 mm, > 45 mm. Cullet with a granulation of 0-3 mm was transported using belt conveyors to

PL 244263 Β1 zewnętrznego boksu jako odpad. Za pomocą odciągu umieszczonego nad sitem rezonansowym, odessano frakcję lekką i przekazano ją do kontenera, wspólnego z wcześniej już ręcznie wybranymi zanieczyszczeniami. Stłuczkę o granulacji 3-45 mm przekazano za pomocą przenośnika do separatora zanieczyszczeń metalicznych, z elektromagnesem umieszczonym nad taśmą, natomiast stłuczkę o granulacji > 45 mm zawrócono ponownie do wstępnego wybierania widocznych zanieczyszczeń, po czym przekazano ją do kruszarki, a następnie do separatora zanieczyszczeń metalicznych.PL 244263 Β1 external box as waste. Using an extraction device placed above the resonance sieve, the light fraction was sucked out and transferred to a container shared with the previously manually selected pollutants. Cullet with a granulation of 3-45 mm was transferred via a conveyor to the metallic impurities separator, with an electromagnet placed above the belt, while cullet with a granulation > 45 mm was returned to the preliminary selection of visible impurities, then transferred to the crusher and then to the metallic impurities separator .

Po oczyszczeniu stłuczkę przekazano do zbiornika buforowego umieszczonego przed suszarnią, w celu zapewnienia szczelności układu, a stąd wprowadzono ją strumieniem o natężeniu 8,33 kg/s do komory suszenia. Suszenie prowadzono, przy krzyżowym przepływie, strumieniem ogrzanego do temperatury 380°C powietrza, o natężeniu 6,67 m³/s i prędkości 14,1 m/s przez 1 s, do uzyskania wilgotności 0,5%. Gorący strumień suchego powietrza był wytwarzany przez podgrzanie powietrza atmosferycznego i zmieszanie go ze spalinami wytworzonymi przez palnik gazu ziemnego. Strumień suchego powietrza był zasysany poprzez suszony materiał za pomocą wentylatora umieszczonego na końcu odcinka powietrznego. Przed wentylatorem suszące powietrze przechodziło przez filtr typu Jet, wyposażony w pneumatyczne oczyszczanie impulsowe, w celu zmniejszenia zapylenia powietrza odlotowego. Ssanie wentylatora pozwoliło na wytworzenie podciśnienia o wartości około 80 mbar (różnica ciśnienia względem atmosferycznego ciśnienia zewnętrznego). Komora suszarni była uszczelniona na wylocie przed przenikaniem zewnętrznego powietrza. Strumień spalin przepływał po wyjściu z komory suszarni do zgrubnego odpylenia w komorze stabilizacji, znajdującej się nad komorą suszarni, a następnie przez cyklon, umieszczony obok suszarni.After cleaning, the cullet was transferred to a buffer tank located in front of the dryer to ensure the tightness of the system, and from there it was introduced with a stream of 8.33 kg/s into the drying chamber. Drying was carried out with a cross-flow stream of air heated to 380°C, with a flow rate of 6.67 m ³ /s and a velocity of 14.1 m/s for 1 s, to obtain a humidity of 0.5%. The hot stream of dry air was produced by heating atmospheric air and mixing it with exhaust gases produced by a natural gas burner. A stream of dry air was sucked through the dried material using a fan placed at the end of the air section. In front of the fan, the drying air passed through a jet filter equipped with pneumatic impulse cleaning to reduce dust in the exhaust air. The fan's suction allowed for the creation of a negative pressure of approximately 80 mbar (pressure difference from the external atmospheric pressure). The drying chamber was sealed at the outlet against the penetration of external air. After leaving the dryer chamber, the flue gas stream flowed to coarse dedusting in the stabilization chamber located above the dryer chamber, and then through the cyclone located next to the dryer.

Wysuszona stłuczka była przekazana bezpośrednio do sortera optycznego wyposażonego w detektor pracujący w zakresie NIR. Po sortowaniu optycznym zważono fragmenty odrzucone przez sorter i na tej podstawie określono zawartość przeźroczystych materiałów szklano-ceramicznych w stłuczce szklanej przygotowanej sposobem według wynalazku oraz porównawczo dla stłuczki szklanej, która została poddana wszystkim w w.w. przykładzie procesom, za wyjątkiem suszenia (stłuczka referencyjna). Odrzucony przez sorter materiał dodatkowo identyfikowano metodą XRF. Wyniki przedstawiono w tabeli 1.The dried cullet was transferred directly to an optical sorter equipped with a detector operating in the NIR range. After optical sorting, the fragments rejected by the sorter were weighed and on this basis the content of transparent glass-ceramic materials was determined in the glass cullet prepared according to the invention and, comparatively, for the glass cullet that had been subjected to all of the above-mentioned methods. processes, except drying (reference cullet). The material rejected by the sorter was additionally identified using the XRF method. The results are presented in table 1.

Tabela 1Table 1

Zawartość przeźroczystych materiałów szklanoceramicznych w stłuczce szklanej po sortowaniu optycznym Content of transparent glass-ceramic materials in cullet after optical sorting [g] [g] [g/t] [g/t] w odniesieniu do masy całej próby in relation to the mass of the entire sample w przeliczeniu na tonę per tonne Stłuczka szklana przygotowana sposobem według wynalazku Glass cullet prepared by the method according to the invention 1,67 1.67 19,9 19.9 Stłuczka referencyjna Reference crash 2,80 2.80 33,6 33.6

Zawartość przeźroczystych materiałów szklano-ceramicznych w stłuczce szklanej przygotowanej sposobem według wynalazku po sortowaniu optycznym wynosi 19,9 g/t, co pozwala na zastosowanie jej jako pełnowartościowego surowca do produkcji szkła, spełniającego wymagania hut.The content of transparent glass-ceramic materials in the glass cullet prepared according to the invention after optical sorting is 19.9 g/t, which allows it to be used as a full-value raw material for glass production, meeting the requirements of glassworks.

Przykład 2Example 2

83,33 kg stłuczki szklanej pochodzącej z selektywnej zbiórki odpadów o wilgotności 3,5% Wagowych, zawierającej zanieczyszczenia, w tym przeźroczyste materiały szklano-ceramiczne w ilości 833 g umieszczono w dwóch koszach zasypowych. Za pomocą rynien wibracyjnych znajdujących się pod koszami, wprowadzano stłuczkę szklaną na przenośnik taśmowy. W połowie długości przenośnika znajdowała się stacja wstępnego, ręcznego wybierania widocznych zanieczyszczeń takich jak folia, kamienie, ceramika i in., które usunięto ze stłuczki do osobnych kontenerów. Następnie stłuczkę szklaną umieszczono na sicie rezonansowym i rozdzielono ją na frakcje o granulacji: 0-3 mm, 3-45 mm, > 45 mm. Stłuczkę o granulacji 0-3 mm za pomocą przenośników taśmowych przetransportowano do83.33 kg of glass cullet from selective waste collection with a moisture content of 3.5% by weight, containing impurities, including transparent glass-ceramic materials in the amount of 833 g, was placed in two hoppers. Using vibrating gutters located under the baskets, cullet was fed onto the conveyor belt. Halfway along the conveyor's length, there was a station for preliminary, manual selection of visible contaminants such as foil, stones, ceramics, etc., which were removed from the cullet into separate containers. Then, the glass cullet was placed on a resonance sieve and separated into fractions with granulation: 0-3 mm, 3-45 mm, > 45 mm. Cullet with a granulation of 0-3 mm was transported using belt conveyors to

Po oczyszczeniu, stłuczkę przekazano do zbiornika buforowego umieszczonego przed suszarnią, w celu zapewnienia szczelności układu, a stąd wprowadzono ją strumieniem o natężeniu 8,33 kg/s do komory suszenia. Suszenie prowadzono, przy krzyżowym przepływie, strumieniem ogrzanego do temperatury 360°C powietrza, o natężeniu 6,67 m³/s i prędkości 10,2 m/s przez 1 s, do uzyskania wilgotności 0,4%. Gorący strumień suchego powietrza był wytwarzany przez podgrzanie powietrza atmosferycznego i zmieszanie go ze spalinami wytworzonymi przez palnik gazu ziemnego. Strumień suchego powietrza był zasysany poprzez suszony materiał za pomocą wentylatora umieszczonego na końcu odcinka powietrznego. Przed wentylatorem suszące powietrze przechodziło przez filtr typu Jet, wyposażony w pneumatyczne oczyszczanie impulsowe, w celu zmniejszenia zapylenia powietrza odlotowego. Ssanie wentylatora pozwoliło na wytworzenie podciśnienia o wartości około 80 mbar (różnica ciśnienia względem atmosferycznego ciśnienia zewnętrznego). Komora suszarni była uszczelniona na wylocie przed przenikaniem zewnętrznego powietrza. Strumień spalin przepływał po wyjściu z komory suszarni do zgrubnego odpylenia w komorze stabilizacji, znajdującej się nad komorą suszarni, a następnie przez cyklon, umieszczony obok suszarni.After cleaning, the cullet was transferred to a buffer tank located in front of the dryer to ensure the tightness of the system, and from there it was introduced with a stream of 8.33 kg/s into the drying chamber. Drying was carried out with a cross-flow stream of air heated to 360°C, with a flow rate of 6.67 m ³ /s and a speed of 10.2 m/s for 1 s, to obtain a humidity of 0.4%. The hot stream of dry air was produced by heating atmospheric air and mixing it with exhaust gases produced by a natural gas burner. A stream of dry air was sucked through the dried material using a fan placed at the end of the air section. In front of the fan, the drying air passed through a jet filter equipped with pneumatic impulse cleaning to reduce dust in the exhaust air. The fan's suction allowed for the creation of a negative pressure of approximately 80 mbar (pressure difference from the external atmospheric pressure). The drying chamber was sealed at the outlet against the penetration of external air. After leaving the dryer chamber, the flue gas stream flowed to coarse dedusting in the stabilization chamber located above the dryer chamber, and then through the cyclone located next to the dryer.

Wysuszona stłuczka była przekazana bezpośrednio do sortera optycznego wyposażony w detektor pracujący w zakresie NIR. Po sortowaniu optycznym zważono fragmenty odrzucone przez sorter i na tej podstawie określono zawartość przeźroczystych materiałów szklano-ceramicznych w stłuczce szklanej przygotowanej sposobem według wynalazku oraz porównawczo dla stłuczki szklanej, która została poddana wszystkim w w.w. przykładzie procesom, za wyjątkiem suszenia (stłuczka referencyjna). Odrzucony przez sorter materiał dodatkowo identyfikowano metodą XRF. Wyniki przedstawiono w tabeli 2.The dried cullet was transferred directly to an optical sorter equipped with a detector operating in the NIR range. After optical sorting, the fragments rejected by the sorter were weighed and on this basis the content of transparent glass-ceramic materials was determined in the glass cullet prepared according to the invention and, comparatively, for the glass cullet that had been subjected to all of the above-mentioned methods. processes, except drying (reference cullet). The material rejected by the sorter was additionally identified using the XRF method. The results are presented in Table 2.

Tabela 2Table 2

Zawartość przeźroczystych materiałów szklanoceramicznych w stłuczce szklanej po sortowaniu optycznym Content of transparent glass-ceramic materials in cullet after optical sorting [g] [g] [g/t] [g/t] w odniesieniu do masy całej próby in relation to the mass of the entire sample w przeliczeniu na tonę per tonne Stłuczka szklana przygotowana sposobem według wynalazku Glass cullet prepared by the method according to the invention 1,42 1.42 17,0 17.0 Stłuczka referencyjna Reference crash 2,43 2.43 29,3 29.3

Zawartość przeźroczystych materiałów szklano-ceramicznych w stłuczce szklanej przygotowanej sposobem według wynalazku po sortowaniu optycznym wynosi 17,0 g/t, co pozwala na jej dalsze wykorzystanie jako pełnowartościowego surowca do produkcji szkła, spełniającego wymagania hut.The content of transparent glass-ceramic materials in the glass cullet prepared according to the invention after optical sorting is 17.0 g/t, which allows it to be further used as a full-value raw material for the production of glass, meeting the requirements of glassworks.

Claims

1. Method of preparing glass cullet for optical sorting, containing impurities in the form of transparent glass-ceramic materials, consisting in preliminary manual cleaning and grinding of glass cullet, separating it into individual grain fractions with granulation: 0-3 mm, 3-45 mm, > 45 mm, subjected to appropriate cleaning using separation devices, possibly washing and drying before the optical sorting operation, characterized in that before the optical sorting operation, cullet

PL 244263 B1 7 glass with a granulation of 3-45 mm and a humidity of up to 5.0% by weight is introduced into a closed chamber with a stream of 8.0-8.5 kg/s and dried, in cross flow, with a stream heated to a temperature of 350- 380°C air, intensity 6.5-7.0 ^m3 /s and velocity 10.0-14.5 m/s for 0.5-1.0 s, then crushed after drying, with humidity up to 0, 5% is transferred to the optical sorter.

2. The method according to claim 1, characterized in that the cullet with a granulation of 0-3 mm is transported using belt conveyors to an external box as waste.

3. The method according to claim 1, characterized in that the cullet with a granulation > 45 mm is returned to the initial removal of visible impurities, then transferred to the crusher, and then transferred to the metallic impurities separator.