SK279157B6 - Spôsob oddeľovania jedného zo zmesi plastov rôznyc - Google Patents

Description

Oddeľovanie jedného podielu plastu zo zmesi plastov s podobnou hustotou, napríklad polyetylén a polypropylén, sa vykoná elektrostatickým postupom, pričom zmes sa pred triboelektrickým nabitím podrobí spracovaniu povrchu minerálnymi kyselinami alebo alkalickými hydroxidmi, čím sa dosiahne vysoký stupeň čistoty frakcie. Pred vlastným spracovaním sa zmes rozdrví na veľkosť častíc pod 10 mm, čistí sa, odvodňuje sa a tepelne spracúva pri teplote 70 až 100 °C počas aspoň 5 min. Po tepelnom spracovaní sa pridáva 10 až 50 mg mastnej kyseliny na kilogram zmesi. Nabitie sa uskutoční pri teplote 15 až 50 °C a pri relatívnej vlhkosti vzduchu 10 až 40 %.

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu oddeľovania jedného podielu zo zmesi plastov rozdielneho typu, ktoré však majú približne zhodnú hustotu, napríklad polyetylén a polypropylén, elektrostatickým postupom oddeľovania pomocou gravitačného odlučovača.

Doterajší stav techniky

Polyolefinický polyetylén a polypropylén patria k najčastejšie používaným plastom. Tvoria preto tiež prevažný podiel v odpadoch obsiahnutých plastov. Hustota polyetylénu leží medzi 0,92 a 0,97 g/cm³, hustota polypropylénu leží medzi 0,9 a 0,9 g/cm³.

Mnoho použitého a nevratného tovaru pozostáva z týchto plastov. Príkladom sú lekárske striekačky na jedno použitie. Tieto striekačky na jedno použitie pozostávajú z valca z polypropylénu a piesta z polyetylénu. Po odstránení injekčnej ihly sa dostanú do odpadu a až doteraz sa prevažne odstraňujú spaľovaním. Do oblasti odpadov však dnes vstupuje trend znovupoužitia. V mnohých nemocniciach sú už základy projektov na zber a recyklácii predmetov z plastov.

Striekačka pozostáva z dvoch približne zhodných častí z polyetylénu a polypropylénu. Po niektorých zmesiach nie je zodpovedajúci dopyt, takže sa môže dosiahnuť iba nepatrný alebo žiadny zisk. Sú to zužitkovania, ktoré vyžadujú na odber dobropis.

Pre druhovo čisté recykláty možno oproti tomu dosiahnuť výnos, ktorý sa blíži k cene nového tovaru a môže tvoriť až 60 % ceny nového tovaru. Preto je hospodársky zaujímavé môcť takéto zmesi oddeliť.

Podľa stavu techniky existujú nasledujúce možnosti oddeľovania takýchto zmesi plastov:

1) Ručný výber

Tento spôsob sa používa v oblasti recyklácie pre nedostatok lepších postupov vo veľkom rozsahu, i keď je veľmi nákladný z hľadiska miezd, a preto je tiež nehospodárny.

2) Tiež rozdelenie podľa hustoty nepredstavuje veľmi úspešné spôsoby, nakoľko polypropylén a polyetylén majú podobnú hustotu a oddeľovanie pomocou zmesi voda - alkohol nenašlo praktické použitie. Už z toho je zrejmé, že oddeľovanie podľa hustoty vodou nie je z dôvodu bezmála rovnakej hustoty oboch látok možné.

V DE-PS 30 35 649 sa opisuje oddeľovanie zmesí plastov v gravitačnom odlučovači. Známy postup však nie je na oddeľovanie uvedených zmesí plastov použiteľný, nakoľko pri triboelektrických nábojoch zmesí plastov sa nenabíjajú rôzne plasty na báze polyetylénu a polypropylénu selektívne.

Cesta odtiaľ spočíva v tom, že po priebehu gravitačným odlučovačom značné množstvo odpadá na medziprodukt, to znamená, že častice plastu majú prevažne malý náboj, ktorý nie je dostatočný na vychýlenie v poli. Často je náboj celkom neselektívny.

Podstata vynálezu

Podstata vynálezu spočíva v pretvorení uvedeného spôsobu tak, aby sa najmä pri oddelení polyetylénu a polypropylénu dosiahol vysoký stupeň čistoty jednotlivých typov plastu a pritom sa množstvo zodpovedajúce medziproduktu udržovalo čo možno najmenšie.

Úloha sa podľa vynálezu vyrieši tým, že sa zmes plastov podrobí pred triboelektrickým nabitím spracovaniu povrchu. Spracovávanie povrchu zmesi plastu obsahuje podľa jednej formy uskutočnenia spracovanie minerálnou kyselinou, podľa inej formy uskutočnenia sa zmes plastov privedie do styku s alkalickými hydroxidmi. Ako minerálna kyselina prichádza pritom do úvahy najmä zriedená kyselina chlorovodíková, pričom zriedenie kyseliny chlorovodíkovej sa volí tak, že sa nastaví hodnota pH cca 3.

Ako alkalický hydroxid sa prednostne používa zriedený hydroxid sodný, pričom zriedenie hydroxidu sodného sa nastaví takým spôsobom, že sa prijme hydroxid s hodnotou pH cca 10 až 12.

Pokusmi sa ukázalo, že sa môžu spracovaním povrchu zodpovedajúcimi látkami docieliť dobré výsledky oddeľovania v gravitačnom odlučovači, čo sa najmä ukazuje vo vysokom stupni čistoty frakcie, ale tiež v relatívne malom množstve medziproduktu.

Toto sa objasňuje tým, že minerálnymi kyselinami, prípadne alkalickými hydroxidmi sa zmení povrch plastu tak, že je možné lepšie triboelektrické nabitie.

Pred vlastným spracovaním povrchu sa zmes rozdrví výhodne na veľkosť častíc pod 10 mm, prednostne pod 6 mm, vyčistí sa vodou od cudzích látok, ako je napríklad papier. Pritom sa môže podľa zvláštneho znaku vynálezu v priebehu čistiaceho postupu pridávať do čistiacej vody minerálna kyselina, prípadne alkalický hydroxid, pričom je však udržovaný stupeň zriedenia, ktorý· je charakterizovaný nastavením zodpovedajúcej hodnoty pH.

Po čistení, eventuálne s prídavkom alkalického hydroxidu, prípadne minerálnej kyseliny a prípadne po praní zmesi plastov čistou vodou sa zníži vodný podiel v zmesi odvodňovacím zariadením, ako je napríklad odstredivka, na menej ako cca 2 %.

Potom nasleduje tepelné spracovanie zmesí plastov pri 70 až 100 °C za čas aspoň 5 min.

Toto tepelné spracovanie vedie doplnkovo ešte k zmene povrchu s ohľadom na lepšie triboelektrické nabitie jednotlivých častí plastov.

Po tomto tepelnom spracovaní sa podľa ďalšieho prednostného znaku vynálezu pridá 10 až 50 mg mastnej kyseliny na kilogram zmesi.

Uvádza sa tiež, že sa na základe predbežnej úpravy a tu najmä na základe predbežnej úpravy kyselinou, pripadne hydroxidom dosahuje zabezpečenie odlúčenia podielov plastov na vhodných elektródach intenzitou poľa iba 2 až 3 kV/cm. Pri takejto, v porovnaní malej intenzite poľa, sa zabráni vznieteniu podielov plastov, prípadne eventuálnej explózii prachu.

Triboelektrické nabitie zmesi nastáva po tepelnom spracovaní pri teplote 15 až 50 °C, prednostne 20 až 35 °C, a relatívnej vlhkosti okolitého vzduchu 10 až 40 %, prednostne 15 až 20 %. Nabitie samo sa môže uskutočniť v gravitačnom odlučovači alebo v špirálovom slimáku dostatočnej dĺžky, rovnako je možné nabitie pneumatickou dopravou zmesi po stanovenú dĺžku.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Spôsob podľa vynálezu je v nasledujúcom opísaný na dvoch príkladoch.

Príklad 1

Použité striekačky z nemocnice boli rozomleté v reznom mlyne. Rozrezaná zmes má obsah polypropylénu

51,1 % a polyetylénu 49,9 %. Rozrezaná zmes bola vypraná, odstredená a 6 min. pri teplote 80 °C sušená v sušiarni s fluidným ložiskom a po ochladení ešte 3 min., pri teplote 25 °C a pri relatívnej vlhkosti vo fluidnom ložisku nabíjaná, ale pred nabíjaním bolo do fluidného ložiska pridaných ešte 50 mg mastnej kyseliny na kilogram zmesi.

Boli dosiahnuté nasledujúce výsledky oddeľovania:

analýza stupňa čistoty

efektívne množstvá	polyetylénu	polypropylénu
%	%		%
P M N	P M N	P	M N
46,2 7,2 46,4	96,9 55,2 3,9	3,1	47,5 92,1
výťažok
polyetylénu	polypropylénu
%	%
P M N	P M N
89,0 7,4 3,6	2,9 6,9 90,2

vysvetlivky:

P - pozitívna elektróda N - negatívna elektróda M - medziprodukt

Vynikajúce výsledky boli dosiahnuté so zmesou rozrezaných použitých striekačiek z plastu po vymytí, sušení pri vyšších teplotách, kondiciovaní mastnou kyselinou a nabití pri teplote mierne zvýšenej nad teplotu miestnosti.

Príklad 2

Vysušená rozrezaná zmes polypropylén / polyetylén z rozomletých fliaš má obsah polypropylénu 57 % a obsah polyetylénu 43 %. Zmes bola najprv vypraná 4 %-ným hydroxidom sodným a potom vodou, odstredená a 20 hodín sušená na vzduchu.

Zmes bola 3 min. pri teplote 25 °C a relatívnej vlhkosti 11 % nabíjaná vo fluidnom ložisku a oddelená v gravitačnom odlučovači.

Boli dosiahnuté nasledujúce výsledky oddeľovania:

analýza stupňa čistoty efektívne množstvo % polyetylén % polypropylén %

P	M	N	P	M	N	P	M	N
41,1	15,8	43,1	88,2	26,7	6,8	11,8	73,3	93,2

výťažok polyetylén % polypropylén %

P	M	N	P	M	N
83,5	9,7	6,8	8,6	20,4	71,0

Ukazuje sa, že pranie zriedeným hydroxidom sodným vedie k využiteľným výsledkom oddeľovania.

Príklad 3

Použité striekačky z nemocnice boli rozrezané v reznom mlyne a po rôznom sušení oddelené v gravitačnom odlučovači.

Rozrezaná zmes má obsah polypropylénu 57,6 % a obsah polyetylénu 42,4 %.

a) Rozrezaná zmes bola 5 min. ohriata vo fluidnom ložisku na teplotu 80 °C, potom sa ochladila na 30 °C a po tom sa ešte 3 min. pri 30 °C vo fluidnom ložisku nabíjala.

b) Rovnaká zmes bola nabíjaná 5 min. vo fluidnom ložisku pri teplote 30 °C.

c) Rovnaká zmes bola nabíjaná 5 min. vo fluidnom ložisku pri teplote 80 °C.

Boli dosiahnuté nasledujúce výsledky oddeľovania:

analýza stupňa čistoty efektívne množstvo polyetylén % polypropylén %

P M N	P	M	N	P	M	N
a)36,5 28,5 35,0	83,2	40,9	14,3	16,8	59,1	85,7
b)29,l 63,6 7,3	40,8	44,7	40,8	59,2	55,3	59,2
c)50,9 19,9 26,2	42,5	51,1	46,5	57,5	48,9	53,5
ziskovosť
polyetylén %	polypropylén %
P M N	P	M	N
a)64,6 24,8 10,6	11,6	31,8	56,6
b)27,4 65,7 6,9	30,3	62,0	7,6
c)47,7 22,4 29,9	53,6	17,8	28,6

Je výhodné rozrezanú zmes najprv sušiť pri porovnateľne vyššej teplote a pri miernejšej teplote nabíjať.

Claims (19)

1. Spôsob oddeľovania plastu zo zmesi plastov chemicky rozdielneho typu, ale približne rovnakej hustoty, napríklad polyetylénu a polypropylénu, elektrostatickým oddeľovacím postupom pomocou gravitačného odlučovača, vyznačujúci sa tým, že sa zmes plastov pred triboelektrickým nabíjaním podrobí spracovaniu povrchu.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa spracovanie povrchov v zmesi plastov uskutoční minerálnou kyselinou.

3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa spracovanie povrchov v zmesi plastov uskutoční alkalickým hydroxidom.

4. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že zmes plastov má veľkosť častíc pod 10 mm, výhodne pod 6 mm.

5. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa zmes plastov pred spracovaním povrchu vyčistí vodou od cudzích látok, napríklad papiera.

6. Spôsob podľa nárokov 2, 3a 5, vyznačujúci sa tým, že sa minerálna kyselina, prípadne alkalický hydroxid, pridávajú k čistiacej vode.

7. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že sa zmes plastov po spracovaní minerálnou kyselinou, prípadne alkalickým hydroxidom perie čistou vodou.

8. Spôsob podľa nároku 5, alebo 6, alebo 7, v y značujúci sa tým, že sa zmes plastov odvodní, napríklad oblúkovým sitom alebo odstredivkou, na zostatkový podiel vody menší ako 2 %.

9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa t ý m , že sa zmes plastov po hrubom sušení na podiel vody menší ako 2 % podrobí na čas aspoň 5 min. tepelnému spracovaniu pri 70 až 100 °C.

10. Spôsob podľa nároku 9, vyznačujúci sa t ý m , že sa po tepelnom spracovaní pridáva k zmesi plastov 10 až 50 mg mastnej kyseliny na kilogram zmesi.

11. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa triboelektrické nabíjanie zmesi plastov uskutočňuje po tepelnom spracovaní pri teplote 15 až 50 °C, výhodne 20 až 35 °C a pri relatívnej vlhkosti okolitého vzduchu 10 až 40%, výhodne 15 až 20 %.

12. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa t ý m , že minerálna kyselina je zriedená kyselina chlorovodíková.

13. Spôsob podľa nároku 12, vyznačujúci sa t ý m , že sa kyselina chlorovodíková zriedi na hodnotu pH cca 3.

14. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že alkalickým hydroxidom je zriedený hydroxid sodný.

15. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa t ý m , že sa hydroxid sodný zriedi na hodnotu pH cca 11 až 12.

16. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa oddeľovanie zmesi plastov uskutočňuje s intenzitou poľa 2 až 3 kV/cm.

17. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa triboelektrické nabíjanie zmesi plastov uskutočňuje v sušiči s fluidným ložiskom.

18. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že zmes plastov prechádza dostatočne dlhým špirálovým slimákom.

19. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa zmes plastov dopravuje pneumaticky.