SE500755C2 - Förfarande för att separera polymera material i en blandning genom nedkylning och mekanisk sönderdelning - Google Patents

Description

500 755 2 het och motstår slag.

PP (polypropen) och PS (polystyren) är plaster som är vanliga i hushållsavfall och industriavfall. Homopolymererna har ofta dålig slagseghet i temperaturområdet från 0 till -35°C.

Huvuddelen av plasterna i avfallet utgöres av LDPE (lågdensi- tetspolyeten) och HDPE (högdensitetspolyeten) som har hög köldbeständighet ned till -75°C och är mest attraktiva för återanvändning.

Produkter som göres av blandplaster från avfall får låg håll- fasthet, speciellt vid lägre temperatur, om PP, PS eller PVC ingår i större mängd. Med frysseparation kan halten av icke önskvärda kvaliteter av PP och PS samt även i avfallet före- kommande PVC nedbringas och kontrolleras.

Mekanisk sönderdelning vid låga temperaturer, t.ex. kryogen malning med stiftkvarn, är känd teknik. Vid temperatur under -l20°C blir många plaster och elaster spröda. Flytande luft är dock dyrbar och kryogen malning har fått en användning begränsad till dyrare plaster eller produkter. Samma sak gäl- ler användning av koldioxid.

Vid förfarandet enligt uppfinningen användes malning vid en temperatur av t.ex. 35 i 5°C åstadkommen med normal kylteknik och kompression i två steg.

Plastmaterialen som skall separeras granuleras först till lämplig kornstorlek.

Det blandade plastmaterialet fryses i kylrum eller liknande till önskad temperatur, t.ex. -35°C, alternativt direkt i sam- band med malningen. Därefter males materialet vid denna tem- peratur av t.ex. c:a -35°C i en kvarn som kan vara en stift- kvarn, knivkvarn, kulkvarn, hammarkvarn, valsverk eller annan lämplig kvarn som krossar och finfördelar de spröda plasterna till pulverform och samtidigt släpper igenom de andra polymera materialen opåverkade eller alternativt fragmenterade till 3 500 755- något mindre korn, som är väsentligt större än det spröda materialets.

Från kvarnen går malgodset till en separeringsanordning, t.ex. sikt, som avskiljer de pulverformiga plasterna, t.ex. med en kornstorlek av maximalt 0,5 mm från övriga plaster. De flesta typer av siktar, t.ex. plansiktar, tummelsiktar, vibrations- siktar, kan användas. Det är också fullt möjligt att samman- bygga kvarn- och siktoperationerna till en process.

Uppfinningen beskrives i det följande närmare med utförings- exempel.

Exempel l Utgångsmaterialet är en blandning av polymerer innehållande 65 % mjukgjord PVC, 15 % XLPE (förnätad LDPE), 15 % LDPE samt 5 % EPDM-gummi och föreligger som ett granulat med en korn- storlek varierande mellan 2 och 5 mm. Det har framställts ur blandat isolerat kabelskrot genom konventionell fragmente- ringsteknik medelst raspning, fragmentering i knivkvarn och separering på skakbord av metallerna och polymererna. Med en plansikt har sedan det polymera materialet och rester av metall uppdelats i en finfraktion med kornstorlek under 2 mm resp. över 2 mm.

Utgångsmaterialet som skall fryssepareras nedkyles i fryshus som håller en temperatur av c:a -35°C. Därefter tillföres det till en stiftkvarn dimensionerad för malning av spröda mate- rial. Det malda polymera materialet överföres till en tummel- sikt som delar det i tre fraktioner. Den finaste fraktionen under 0,5 mm består till c:a 99 % av PVC. Den grövsta frak- tionen över l mm består till 99 % av övriga polymerer. Dessa båda fraktioner är direkt användbara. Den tredje fraktionen innehåller fortfarande en stor del PVC och males ytterligare en gång under samma betingelser.

Samtliga processer utföres vid temperaturen -35°C. Utbytet av 500 755 4 separeringen uppgår till c:a 90 % av ursprunglig PVC-mängd och 90 % av icke-PVC-polymerer.

Exempel 2 Utgångsmaterialet är en typisk komplex blandning av s.k. volymplaster som kan erhållas efter källsortering av hushålls- avfall och industriavfall. I försöksblandningen ingår 50 % LDPE, 20 % HDPE, l5 % PP (homopolymer), 10 % PVC mjukgjord och 5 % PS (homopolymer). Materialet har genomgått en grov granu- lering med knivkvarn och föreligger i form av korn och folie- bitar med en genomsnittlig kornstorlek av cza 5 mm. Utgångs- materialet nedkyles i fryshus till -35°C. Därefter tillföres det till en knivkvarn som reducerar den genomsnittliga korn- storleken till c:a 2 mm. Under malningen vid -35°C krossas de spröda plasterna PVC, PP och PS till ett pulver medan de övriga sönderdelas med knivarnas verkan. Malgodset går till en tummelsikt och delas i en fraktion under 0,5 mm som inne- håller till c:a 90 % de köldkänsliga typerna av PVC, PP och PS, samt i en fraktion över 0,5 mm som till 97 % innehåller LDPE Och HDPE.

Fördelar med frysseparationsförfarandet är: Gravimetrisk separation i vatten klarar endast att skilja på material med specifik vikt över resp. under 1. Det medför t.ex. att i en blandning av polymera material från kabelskrot kan man i flytfasen inte skilja tvärbunden PE från vanlig PE och i sjunkfasen kan man inte skilja gummi från PVC, eftersom båda har en täthet över l.

Metoder grundade på studselasticitet, smältpunkt, adhesion, vätförmåga, elektriska egenskaper m.m. har anvisats och pro- vats men ingen har fått någon kommersiell betydelse beroende på svårigheter att nå reproducerbara resultat och god ekonomi.

Frysseparation grundas på enkel teknik och har förutsättningar att bli billig. 5 500 755Ü Ett pulvriserat PVC-material har högre marknadsvärde, det är lättare att återanvända i PVC-blandningar. Detsamma gäller även styvare plaster som PP och PS. Finfördelade plaster är lättare att återanvända.

Frysning till -35°C kostar blott c:a 10 % av kryogen frysning med flytande kväve eller c:a 15 % jämfört med frysning med kolsyresnö. När materialet blir sprött minskar energiåtgången för malning av materialet. I fallet med separering av PVC beräknas att hela fryskostnaden återvinnes om PVC-andelen överstiger 50 %.

Frysmalning kan ske i två eller fler steg. I det första kros- sas t.ex. PVC och en del andra spröda plaster samt separeras, i ett andra steg med effektivare malning och med utnyttjande av materialets låga temperatur -35°C finfördelas polyolefi- nerna till en användbar plastkvalitet.

Claims (9)

500 755 PATENTKRAV

1. Förfarande för att separera polymera material i en bland- ning genom nedkylning och mekanisk sönderdelning, k ä n n e - t e c k n a t av, att en blandning av polymermaterial som uppvisar slagseghets/sprödhets-värden med för de olika plast- materialen sinsemellan olika temperaturberoende, kyles till en temperatur som ligger under sprödpunkten för minst ett av materialen i blandningen men över sprödpunkten för minst ett annat material i blandningen, vid vilken temperatur genom utövande av en mekanisk finfördelande inverkan på blandningen de(det) sprödgjorda materialet(en) sönderdelas till sådan mindre storlek att det(de) kan separeras från resten av bland- ningen genom en av kornstorleken beroende separeringsmetod.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av, att blandningen kyles till och finfördelningen genomföres vid en temperatur understigande -15 eller -20T3eller även -30%2, samt företrädesvis till en temperatur överstigande -65%; i synnerhet överstigande -50T!och speciellt överstigan- de -4OTL i synnerhet en temperatur av -35 i STL

3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a t av, att polymermaterialblandningen innefattar minst ett av materialen polyeten, tvärbunden polyeten, polyvinylklorid, mjukgjord polyvinylklorid, polypropen och polystyren.

4. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a t av, att polymermaterialet, som sprödgöres genom nedkylning, finfördelas och separeras, utgöres av minst ett av materialen polyvinylklorid, mjukgjord polyvinylklorid, polypropen, polystyren och gummi.

5. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a t av, att finfördelningen efter sprödföring genomföres med en anordning tillhörande minst en av typerna stiftkvarn, knivkvarn, kulkvarn, hammarkvarn, och valsverk. 500 7557

6. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a t av, att minst ett sprödgjort plastmaterial underkastas finfördelning i sprödgjort tillstànd så att minst 50 viktprocent eller företrädesvis minst 75 eller minst 95 viktprocent av plastmaterialet har en partikelstorlek under- stigande 5 mm och företrädesvis understigande 2 mm eller 1 mm.

7. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a t av, att separeringen efter finfördelningen genomföres genom torr- eller våtsiktning, företrädesvis med en tummelsikt.

8. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a t av, att nedkylningen, finfördelningen och separeringen genomföres i minst två steg, varvid temperaturen vid finfördelningen i det andra steget är lägre än vid det första steget, varvid företrädesvis material med sinsemellan olika sprödpunkter avskiljes i de olika stegen, varvid företrä- desvis sprödpunkten för minst ett material ligger under tempe- raturen vid ett av stegen men över temperaturen vid ett efter- följande steg.

9. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a t av, att blandningen efter sprödgöring och finfördelning av en ingående fraktion kornstorleksuppdelas i minst 3 fraktioner, av vilka minst en mellanfraktion àterföres för förnyad finfördelning och kornstorleksuppdelning vid temperaturen ifråga.