DE19901743A1 - Verfahren, Anlage, Vorrichtungen und Vorrichtungsanordnung zur triboelektrischen Aufladung und anschließenden elektrostatischen Trennung von unterschiedlich chemisch zusammengesetzten Stoffgemischen aus Nichtleitern, insbesondere unterschiedlich chemisch zusammengesetzten Kunststoffen - Google Patents
Verfahren, Anlage, Vorrichtungen und Vorrichtungsanordnung zur triboelektrischen Aufladung und anschließenden elektrostatischen Trennung von unterschiedlich chemisch zusammengesetzten Stoffgemischen aus Nichtleitern, insbesondere unterschiedlich chemisch zusammengesetzten KunststoffenInfo
- Publication number
- DE19901743A1 DE19901743A1 DE1999101743 DE19901743A DE19901743A1 DE 19901743 A1 DE19901743 A1 DE 19901743A1 DE 1999101743 DE1999101743 DE 1999101743 DE 19901743 A DE19901743 A DE 19901743A DE 19901743 A1 DE19901743 A1 DE 19901743A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- particles
- plastic
- triboelectric charging
- impact
- separation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C7/00—Separating solids from solids by electrostatic effect
- B03C7/006—Charging without electricity supply, e.g. by tribo-electricity, pyroelectricity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C7/00—Separating solids from solids by electrostatic effect
- B03C7/003—Pretreatment of the solids prior to electrostatic separation
Landscapes
- Electrostatic Separation (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft die Wiederaufbereitung von unterschiedlich zusammengesetzten Stoffgemischen aus Nichtleitern, insbesondere aus Kunststoffen, durch triboelektrische Aufladung und anschließende elektrostatische Trennung. Die Nichtleiter werden zunächst konditioniert und dabei in Teilchenform überführt. Die konditionierten Nichtleiterteilchen werden einer intensiven Stoß-, Schlag- und Reibungsbeanspruchung zwischen zwei gleichmäßig beabstandeten Prallplatten ausgesetzt und dabei triboelektrisch teils positiv und teils negativ aufgeladen. Die unterschiedlich triboelektrisch aufgeladenen Nichtleiterteilchen werden einem positiv oder negativ gepolten elektrostatischen Feld ausgesetzt und dabei separiert. Zur Erzielung eines optimalen Separationsergebnisses werden die triboelektrischen Aufladungsparameter in Abhängigkeit von der Qualität der wiederaufzubereitenden Nichtleiter ermittelt. Die triboelektrische Aufladung orientiert sich an der Erzeugung großer Ladungsdifferenzen zwischen den positiv und negativ aufgeladenen Stoffteilchen. Diese Nichtleiterteilchen mit positiver Aufladung (+) Q und negativer Aufladung (-) Q werden einem hinsichtlich Polung und Feldstärke einstellbaren elektrostatischen Feld (+) Q oder (-) Q ausgesetzt und dabei separiert.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Anlage, Vorrichtungen und eine Vorrichtungs
anordnung zur triboelektrischen Aufladung und elektrostatischen Trennung von unter
schiedlich chemisch zusammengesetzten Stoffgemischen aus Nichtleitern, insbesondere
aus unterschiedlich chemisch zusammengesetzten Kunststoffen.
Zum Stand der Technik gehört die Anwendung triboelelektrischer Verfahren zur Tren
nung von Mineralien- und Satzgemischen. Nach der bergmännischen Gewinnung müssen
diese Stoffgemische aufbereitet werden, um saubere Salzfraktionen der Alkali- und Erd
alkalimetalle zu erhalten. Außerdem gehört die Nutzung elektrostatischer Kräfte zur Se
paration von Gemischen aus Leitern und Nichtleitern sowie Gemischen aus unterschiedli
chen Nichtleitern nach eigenständig entwickelten anderen verfahrenstechnischen, anlage
technischen, konstruktiven und anordnungstechnischen Innovationen zum Stand der
Technik.
Die physikalischen Grundlagen der triboelektrischen Aufladungstechnik haben zur Ent
wicklung von Testanordnungen gemäß DIN 53486 bzw. VDE 0303, Teil 8, geführt, um
danach das Aufladungsverhalten von Kunststoffen normgemäß zu untersuchen. Nach
diesen Vorschriften werden die genormten Probekörper mit einem genormten Reibmittel,
bestehend aus Polyamid-6-Stapelfasern bzw. Polyacryl-Stapelfasern, aufgeladen. Die
elektrostatische Aufladung erfolgt danach durch Reibung nicht aber in Kombination mit
intensiver Schlag- und Stoßbehandlung.
Die unterschiedlich chemisch zusammengesetzten Stoffgemische aus Nichtleitern, insbe
sondere aus unterschiedlich chemisch zusammengesetzten Kunststoffen, fallen in großen
Mengen als Industrie- und Haushaltsmüll an. Die Wiedergewinnung der darin enthaltenen
Wertstoffe ist bislang mit erheblichen technischen Schwierigkeiten verbunden.
Die Kunststoffe werden wegen ihrer vorteilhaften Eigenschaften bei der Herstellung in
dustrieller Produkte eingesetzt. Aus diesen Werkstoffen werden beispielsweise Gehäu
seschalen für PC-Ausstattungen wie Monitore, Rechner und Tastaturen hergestellt.
Auch das Innenleben der Rechner basiert auf Kunststoff-Leiterplatten als Träger für die
darauf angeordneten integrierten Schaltungen. Ferner gehört der Einsatz von Kunst
stoffwerkstoffen für die Herstellung von Gehäuseschalen von Bohrmaschinen, Innen- und
Außenausstattungen von Autos wie Armaturenbrett oder Stoßstangen zum Stand der
Technik. Auch im Haushalt hat sich der Einsatz von Kunststoffen für unterschiedliche
Behälter und Küchengeräteeinhausungen durchgesetzt. Schließlich werden Kunststoffe
als Verpackungsmaterialien für Industriegüter, Lebensmittel u. dgl. verwendet. Die Ge
brauchsdauer dieser Gegenstände unterliegt einerseits der durch den technischen Fort
schritt erzwungenen Erneuerung und ist anderseits infolge der Materialerschöpfung be
grenzt. In all diesen Fällen stellen die nicht mehr gebrauchten Kunststoffe oder Kunst
stoffteile aus den verschiedenen Anwendungsbereichen ein wertvolles Ressourcenmate
rial dar.
Nach der bisher praktizierten Recyclingtechnik werden die anfallenden unterschiedlichen
Kunststoffteile manuell nach Aussehen oder nach Werkstoffnummern, mit denen bei
spielsweise die Innenauskleidungen oder die Stoßstangen von Kraftfahrzeugen gekenn
zeichnet sind, sortiert. Mit diesen Methoden sind entweder keine sauberen Kunststoff
fraktionen zu erzielen oder sofern saubere Kunststofffraktionen auf diesem Vege herge
stellt werden, sind diese mit einem hohen Zeitaufwand und folglich mit hohen Kosten
verbunden. Gleiches gilt auch für gravimetrisch arbeitende Verfahren, zu denen die Setz
tischmethoden für zerkleinerte Kunststoffgemische gehören. Häufig werden die an sich
wertvollen Kunststoffschrotte verbrannt oder in Deponien endgelagert. Häufig scheidet
auch eine trockene Wiederaufbereitung von Kunststoffen wegen Verschmutzung durch
Lebensmittelreste aus. In diesen Fällen muß als Abhilfemaßnahme eine Naßreinigung
angewendet werden, an die sich eine Schwimm-Sink-Trennung üblicherweise anschließt.
Auf diese Weise werden in aller Regel zwei unterschiedliche Kunststofffraktionen erhal
ten, wobei eine Schwimmfraktion, bestehend aus spezifisch leichten Kunststoffen wie PE
und PP, und eine Sinkfraktion, bestehend aus spezifisch schweren Kunststoffen wie
PVC, PS und PET, anfallen. Die Technik der Separation unterschiedlich zusammenge
setzter Kunststoffe gestaltet sich daher in der Praxis unverändert schwierig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Anlage, Vorrich
tungen und eine Vorrichtungsanordnung zum Wiederaufbereiten von unterschiedlich
chemisch zusammengesetzten Stoffgemischen aus Nichtleitern, insbesondere unter
schiedlich chemisch zusammengesetzten Kunststoffen, zu schaffen, um eine technisch
saubere Trennung dieser Wertstoffe zu erzielen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des auf das erfindungsgemäße Verfahren gerich
teten Anspruchs 1, mit den Merkmalen des auf die erfindungsgemäße Anlage gerichteten
Patentanspruchs 5, mit den Merkmalen der auf die erfindungsgemäßen Vorrichtungen
gerichteten Patentansprüche 14 und 26 sowie mit den Merkmalen des auf die erfindungs
gemäße Vorrichtungsanordnung gerichteten Patentanspruchs 32 gelöst. Die Merkmale
der jeweils hierauf rückbezogenen Unteransprüche gestalten das erfindungsgemäße Ver
fahren technologisch, die erfindungsgemäße Anlage kombinatorisch apparativ, die erfin
dungsgemäßen Vorrichtungen konstruktiv und die erfindungsgemäße Vorrichtungsan
ordnung aufbautechnisch weiter aus.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der eigenständigen erfinderischen Erkennt
nis, daß bei der triboelektrischen Aufladung qualitativ unterschiedlicher Nichtleiterteil
chen, insbesondere Kunststoffteilchen, grundsätzlich vier Aufladungsstufen mit charak
teristischen Aufladungsergebnissen auftreten.
Zur Veranschaulichung dieser Aufladungsergebnisse wird von Stoffgemischen ausgegan
gen, die aus qualitativ unterschiedlich zusammengesetzten Kunststoffen bestehen.
Ausgehend von einheitlichen triboelektrischen Aufladungsparametern kann das Stoffge
misch folgende Kunststoffpaarungen aufweisen: K1 und K2, K3 und K4, K5 und K6
sowie K7 und K8.
Das Stoffgemisch mit der Kunststoffpaarung K1 und K2 repräsentiert ein Aufladungs
optimum erster Wahl. Es wird dann erreicht, wenn das Teilchengemisch, das aus den
zwei unterschiedlich zusammengesetzten Kunststoffen K1 und K2 besteht, durch die
triboelektrische Behandlung einerseits in die Kunststoffteilchen K1 mit einheitlicher
chemischer Zusammensetzung entsprechend einer stark positiven Aufladung von <<< (+)Q
und andererseits in Kunststoffteilchen K2 ebenfalls mit einheitlicher chemischer Zu
sammensetzung entsprechend einer stark negativen Aufladung von <<< (-)Q aufgeladen
wird. Dieses Aufladungsergebnis begründet eine sehr große Ladungsdifferenz <<< ΔQ
zwischen den Kunststoffteilchen K1 und K2. Bei der anschließenden elektrostatischen
Separation wird das Kunststoffgemisch in die Kunststofffraktionen K1 und K2 aufge
trennt.
Im Vergleich zu den Kunststoffen K1 und K2, welche durch triboelektrische Behandlung
ein Aufladungsoptimum erster Wahl erreichen, das auf einer großen Ladungsdifferenz
basiert, erweist sich beispielsweise in einem Stoffgemisch die weitere Kunststoffpaarung
K3 und K4 als weniger stark triboelektrisch beeinflußbar. Der Kunststoff K3 nimmt nur
eine niedrige positive Aufladung von < (+)Q und der Kunststoff K4 nur eine niedrige
negative Aufladung < (-)Q an. Dieses Aufladungsergebnis begründet eine weniger stark
ausgeprägte Ladungsdifferenz < ΔQ zwischen Kunststoffteilchen K3 und K4. Bei der
anschließenden elektrostatischen Separation kann u. U. nur eine technisch reine Kunst
stoftiraktion beispielsweise K3 hergestellt werden, während u. U. die andere Kunststoff
fraktion K4 durch den Kunststoff K3 verunreinigt sein kann.
Ferner kann in einem Stoffgemisch, das die Kunststoffpaarung K5 und K6 enthält, durch
eine triboelektrische Behandlung beispielsweise nur der Kunststoff K6 eine stark negative
Aufladung von << (-)Q annehmen. Demgegenüber ist der Kunststoff K5 durch die tri
boelektrische Behandlung nicht aufzuladen. Trotz der vorhandenen relativ großen La
dungsdifferenz ΔQ zwischen den Kunststoffen K5 und K6 erweist sich dieses Stoffge
misch als elektrostatisch schwer oder nicht separierbar.
Schließlich ist das Stoffgemisch mit der Kunststoffpaarung K7 und K8 triboelektrisch
nicht oder nur kaum zu beeinflussen, weil während der triboelektrischen Behandlung
beispielsweise der Kunststoff K7 nur eine äußerst schwach positive Aufladung von < (+)Q
und der Kunststoff K8 nur eine äußerst schwach negative Aufladung von < (-)Q an
nimmt. Dieses Aufladungsergebnis begründet keine ausgeprägte Ladungsdifferenz ΔQ,
so daß keine elektrostatische Separation der Kunststoffe K7 und K8 stattfinden kann. Es
fällt nur ein Mischprodukt an.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, dem ein automatisches oder halbautomatisches
rechnergesteuertes Separationsprogramm zugrundeliegt, werden die wiederaufzuberei
tenden, qualitativ und quantitativ unterschiedlich zusammengesetzten Stoffgemische aus
Nichtleitern, insbesondere aus Kunststoffen, zunächst konditioniert. Das Konditionieren
umfaßt im wesentlichen das Aufbereiten der unterschiedlich zusammengesetzten Nichtlei
termaterialien durch mechanisches oder kryotechnisches Zerkleinern auf Korngrößen von
< 20 mm.
Die konditionierten Nichtleiter, insbesondere Kunststoffe, werden einer intensiven
Schlag-Stoßbehandlung ausgesetzt, die durch gegenseitige Reibung der Stoffteilchen
ergänzt wird. Durch eine automatische, rechnergesteuerte Behandlungsdauer gemäß dem
auf das Stoffgemisch abgestimmten Separationsprogramm, bei dem die Intensität der auf~
die Stoffteilchen ausgeübten Schläge und Stöße durch die Einstellung der Amplituden
höhe und Frequenz einer Schlag-Stoß-Vorrichtung optimierbar ist, werden die Nichtlei
terteilchen, insbesondere die Kunststoffteilchen, im Ladungsbereich von 0 bis n (+)Q
und 0 bis n (-)Q teils positiv und teils negativ aufgeladen. Die positiv und negativ aufge
ladenen Nichtleiterteilchen, insbesondere Kunststoffteilchen, werden kontinuierlich und
dosiert einem kontinuierlich abfördernden Transportelement aufgegeben, dessen Abför
dergeschwindigkeit einstellbar und mit dem Separationsprogramm vernetzt ist. Abförder
seitig werden diese Stoffteilchen je nach dem Separationsprogramm einem positiv oder
negativ gepolten elektrostatischen Feld ausgesetzt. Die auf dem elektrisch leitfähigen
Transportelement befindlichen teils positiv und teils negativ aufgeladenen Nichtleiterteil
chen, insbesondere Kunststoffteilchen, werden programmabhängig jeweils von dem ent
gegengesetzt gepolten elektrostatischen Feld beeinflußt. Demzufolge werden beispiels
weise die elektrisch positiv aufgeladenen Nichtleiterteilchen, insbesondere Kunststoffteil
chen, von dem negativ gepolten elektrostatischen Feld in der Bewegungsrichtung des
Transportelements unterstützt und von den davon elektrostatisch nicht beeinflußbaren
Nichtleiterteilchen, insbesondere Kunststoffteilchen, über einen dadurch geschaffenen
Flugkorridor, separiert. Je nach programmgesteuerter Polung des elektrostatischen Fel
des werden daher die triboelektrisch unterschiedlich aufgeladenen Nichtleiterteilchen,
insbesondere Kunststoffteilchen, in zwei Nichtleiterfraktionen, insbesondere Kunststoff
fraktionen, separiert. Anfallende Mischfraktionen werden davon getrennt aufgefangen.
Die Erfindung umfaßt die Erkenntnis, daß feinkörnigere Bestandteile des Stoffgemisches
stärker triboelektrisch aufgeladen werden. Diese Stoffteilchen werden in Abhängigkeit
von der Aufladung entweder von dem elektrostatischen Feld stärker angezogen oder
bleiben auf dem Förderband des Transportelementes stärker haften. Auf diese Weise
können weitere technisch reine Kunststofffraktionen mit geringerer Korngröße erzeugt
werden.
Der Erfindung liegt die weitere eigenständige Erkenntnis zugrunde, daß bereits die
Konditionierung, d. h. die Vorbehandlung der unterschiedlich chemisch zusammengesetz
ten Stoffe aus Nichtleitern, insbesondere der unterschiedlich zusammengesetzten Kunst
stoffe, zur Erzielung guter Trennergebnisse beiträgt. Aus diesem Grunde werden nach
der Lehre der Erfindung die wiederaufzubereitenden, heterogenen Nichtleiter, insbeson
dere die unterschiedlich zusammengesetzten Kunststoffe, zunächst gesäubert, entfettet,
entlackiert und/oder getrocknet. Ferner gehört zur Konditionierung das Zerkleinern der
Nichtleiter, insbesondere der Kunststoffe, auf eine Partikelgröße von 0,5 bis 20 mm,
vorzugsweise von 1 bis 15 mm, insbesondere von 2 bis 10 mm. Folien- und plattenförmi
ge Kunststoffe werden als Schnitzel vorzugsweise auf eine Länge von 10 bis 20 mm
zerkleinert. Die Vor- und Nachzerkleinerung der Nichtleiter, insbesondere der Kunststof
fe, wird in Schlag-, Hammer- oder Schneidmühlen durchgeführt. Mischfraktionen wer
den in aller Regel zur Erzielung eines Aufladungsoptimums erster Wahl nachzerkleinert
und erneut triboelektrisch aufgeladen sowie elektrostatisch separiert.
Die erfindungsgemäße Vorbehandlung kann auch in der Weise erfolgen, daß die unter
schiedlichen platten-, schalen- oder folienförmigen sowie stückigen Nichtleiter, insbeson
dere Kunststoffe, zunächst vorzerkleinert, danach gereinigt, entfettet, entlackiert, ge
trocknet und ggf erneut nachzerkleinert werden.
Das Entfernen der genannten Verunreinigungen von den Nichtleitern, insbesondere von
den Kunststoffen, erfolgt in basisch oder sauer zugestellten Waschlösungen. Die
Trocknung der wiederaufzubereitenden Kunststoffe erfolgt in ofenähnlichen Durchlauf
vorrichtungen bei Temperaturen zwischen 25 und 45°C. Zu diesem Zweck werden die
zerkleinerten Nichtleiterteilchen, insbesondere Kunststoffteilchen, einem siebähnlichen
Endlosband aufgegeben und mit vorerwärmter Luft nach dem Gegenstrom- oder Durch
stromprinzip beaufschlagt. Diese Vorbehandlung dient gleichzeitig der Entstaubung der
zerkleinerten Wertstoffgemische; denn das Trennergebnis wird auch durch ein staubfreies
zerkleinertes Wertstoffgemisch verbessert.
Auf die Konditionierung folgt die triboelektrische Aufladung der zerkleinerten Nichtlei
terteilchen, insbesondere der Kunststoffteilchen, die durch Schlag- und Stoßbehandlung
der einzelnen Nichtleiterteilchen, insbesondere der Kunststoffteilchen, an Stoß- und
Prallflächen sowie durch gegenseitige Reibung der Stoffteilchen entsteht. Die Parameter
der triboelektrischen Aufladung orientieren sich an der Erzeugung einer ausgeprägten
Ladungsdifferenz von ΔQ zwischen den positiv und negativ aufgeladenen Nichtleiter
teilchen, insbesondere Kunststoffteilchen. Die maßgeblichen Parameter bilden Frequenz
und Amplitudenhöhe, um den Stoffteilchen möglichst viele harte Schläge und Stöße ge
gen die Prallplatten zu erteilen.
Die triboelektrische Aufladung der Materialteilchen erfolgt daher in einer Schlag-Stoß-
Vorrichtung, dessen parallel beabstandete Prallplatten innenseitig Beschichtungspaarun
gen aus Leitern und/oder Halbleitern wie Kunststoff/Kunststoff, Kunststoff/Metall, Me
tall/Metall, Glas/Glas, Glas/Keramik, Glas/Kunststoff, Glas/Metall, Keramik/Keramik,
Keramik/Kunststoff oder Keramik/Metall aufweisen können. Als vorteilhaft hat sich die
Beschichtung mindestens einer Prallplatte mit elektrisch leitfähigem Kunststoff erwiesen.
In Abhängigkeit von der zu separierenden Kunststoffmischung können auch zwei che
misch unterschiedliche Kunststoffbeschichtungen für die Prallplatten verwendet werden,
um eine optimale Aufladung der Nichtleiterteilchen, insbesondere Kunststoffteilchen, zu
erhalten.
Die Prallplatten sind an den Längsseiten jeweils mit Seitenwänden und materialaufgabe
seitig mit einer Rückwand ausgestattet. Die Seitenwände und die Rückwand sind über
einander verschiebbar, damit der parallele Abstand zwischen der unteren und oberen
Prallplatte der Schlag-Stoß-Vorrichtung programmgemäß in Abhängigkeit von der Be
schaffenheit des Stoffgemisches verändert werden kann. Austragsseitig weisen die
gleichmäßig beabstandeten Prallplatten nach unten gerichtete, einen Austragsspalt bil
dende Abwinkelungen auf, um die unterschiedlich triboelektrisch aufgeladenen Nichtlei
terteilchen, insbesondere Kunststoffteilchen, einlagig bzw. mit Einkornlage dem Fördere
lement aufgeben zu können.
Die erfindungsgemäße Anlage, die automatisch oder halbautomatisch nach einem auf die
Beschaffenheit der zu separierenden Nichtleiter, insbesondere der Kunststoffe, abge
stimmten Separationsprogramm betrieben wird, umfaßt mindestens eine Konditionie
rungsvorrichtung, eine Dosiervorrichtung für das zerkleinerte, aus mindestens zwei quali
tativ unterschiedlichen Stoffen bestehendes Nichtleiter-Stoffgemisch, insbesondere
Kunststoffgemisch, mindestens eine triboelektrische Aufladungsvorrichtung, mindestens
eine Transportvorrichtung, mindestens eine elektrostatische Separationsvorrichtung mit
mindestens einer Elektrode, mindestens eine Lenkvorrichtung und mindestens zwei Auf
nahmevorrichtungen, um einerseits die positiv aufgeladenenen Nichtleiterteilchen, insbe
sondere die positiv aufgeladenen Kunststoffteilchen, und andererseits die negativ aufge
ladenen Nichtleiterteilchen, insbesondere die negativ aufgeladenen Kunststoffteilchen,
mit technischem Reinheitsgrad zu separieren.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und Vorrichtungsanordnung zur Durchführung des
Verfahrens umfassen die triboelektrische Aufladungsvorrichtung in Kombination mit der
Transportvorrichtung, die elektrostatische Separationsvorrichtung, die Lenkvorrichtung
und die Aufnahmevorrichtungen für das Separationsgut.
Das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Anlage und die erfindungsge
mäßen Vorrichtungen sowie die Vorrichtungsanordnung werden anhand der Zeichnun
gen gemäß den Fig. 1 bis 9 näher erläutert.
Fig. 1 veranschaulicht in einem Diagramm charakteristische triboelektrische Aufla
dungsstufen.
Fig. 2 veranschaulicht den triboelektrischen Aufladungsvorgang zwischen zwei Prall
platten, deren Innenseiten mit Kunststoff beschichtet sind.
Fig. 3 zeigt eine den Materialfluß erfassende erfindungsgemäße Anlage A.
Fig. 4 zeigt in teilweise aufgeschnittener Seitenansicht eine erfindungsgemäße Aufla
dungsvorrichtung B mit Nockenantrieb.
Fig. 5 zeigt in teilweise aufgeschnittener Seitenansicht eine erfindungsgemäße Aufla
dungsvorrichtung B mit Exzenterantrieb.
Fig. 6 zeigt in teilweise aufgeschnittener Seitenansicht eine erfindungsgemäße Aufla
dungsvorrichtung B mit Elektromagnetantrieb.
Fig. 7 zeigt in teilweise aufgeschnittener Seitenansicht eine erfindungsgemäße Aufla
dungsvorrichtung B mit Unwuchtantrieb.
Fig. 8 zeigt in Seitenansicht eine erfindungsgemäße elektrostatische Separationsvorrich
tung F.
Fig. 9 zeigt in Seitenansicht die erfindungsgemäße Vorrichtungsanordnung.
In Fig. 1 sind in einem Diagramm vier charakteristische Aufladungsstufen TA1 bis TA4
für qualitativ unterschiedliche Kunststoffe K1 bis K8 mit triboelektrisch erzielten Aufla
dungsergebnissen dargestellt.
Die Aufladungsstufe TA1 repräsentiert ein triboelektrisches Aufladungsoptimum erster
Wahl, weil sich die beiden qualitativ unterschiedlichen Kunststoffe K1 und K2 durch eine
deutliche Ladungsdifferenz ΔQ einerseits mit einem hohen positiven Aufladungsergebnis
<<< (+)Q und andererseits mit einem hohen negativen Aufladungsergebnis <<< (-)Q
voneinander unterscheiden. Diese mit der erfindungsgemäßen Anlage, der erfindungsge
mäßen Vorrichtung und der erfindungsgemäßen Vorrichtungsanordnung in der Aufla
dungsstufe TA1 erzielbaren Aufladungsergebnisse führen zu optimalen Trennergebnis
sen, d. h., es wird eine technisch hochreine Kunststofffraktion K1 wegen der ausgepräg
ten positiven Aufladung <<< (+)Q und eine technisch hochreine Kunststofffraktion K2
wegen der ausgeprägten negativen Aufladung <<< (-)Q erzielt.
Die Aufladungsstufe TA2 kennzeichnet ein triboelektrisches Aufladungsoptimum zweiter
Wahl für die eingesetzten Kunststoffe K3 und K4. Die Kunststoffe K3 und K4 haben
eine relativ geringe positive Aufladung < (+)Q und eine relativ geringe negative Aufla
dung < (-)Q während der triboelektrischen Aufladung erfahren, so daß die Ladungsdiffe
renz ΔQ insgesamt im Vergleich zu der Aufladungsstufe TA1 gering ausfällt. Mit die
sem Aufladungsergebnis sind mit Einschränkung noch optimale Trennergebnisse erziel
bar. In diesem Falle ist nur durch besonders scharfe Einstellung des Separationspro
gramms, insbesondere in bezug auf die Polung und Feldstärke der Elektrode der elek
trostatischen Separationsvorrichtung in Kombination mit der Abfördergeschwindigkeit
des Förderelements und der Winkelstellung der Lenkvorrichtung ein gerade noch optima
les Separationsergebnis für die Kunststofffraktionen K3 oder K4 erzielbar.
Die Aufladungsstufe TA3 zeigt, daß dem Kunststoff K5 weder ein eindeutiges positives
noch ein eindeutiges negatives Aufladungsergebnis (+)Q oder (-)Q triboelektrisch auf
geprägt werden konnte. Hingegen erhielt der Kunststoff K6 eine eindeutig negative Auf
ladung << (-)Q, so daß der Kunststoff K6 aus einem solchen Kunststoffteilchengemisch
K5 und K6 durch eine scharfe Parametereinstellung im Rahmen des Separationspro
gramms elektrostatisch abgetrennt werden kann. In diesem Falle ist jedoch mit einem
relativ hohem Verunreinigungsgrad durch den Kunststoff K5 zu rechnen.
Die Aufladungsstufe TA4, bei dem die Kunststoffe K7 und K8 weder ein eindeutig posi
tives noch ein eindeutig negatives Aufladungsergebnis (+)Q bzw. (-)Q triboelektrisch
erhalten, ist elektrostatisch nicht separierbar und ggf. nur durch Nachkonditionierung,
insbesondere durch weitere Zerkleinerung sowie erneute triboelektrische Aufladung und
elektrostatische Trennung recyclingfähig.
Die Entwicklung des Separationsprogramms basiert teils auf natur- und ingenieurwissen
schaftlichen Überlegungen und teils auf empirischen Versuchen, die in der Vielfalt der
Kunststoffmischungen begründet ist.
In Fig. 2 ist der triboelektrische Aufladungsvorgang zwischen einer oberen Prallplatte 1
und einer unteren Prallplatte 2 veranschaulicht. Die obere Prallplatte 1 ist mit einer Öff
nung 4 zum Einbringen der konditionierten, elektrostatisch noch nicht aufgeladenen
Nichtleiterteilchen, insbesondere Kunststoffteilchen K, versehen. Die Innenseiten der
beiden Prallplatten 1 und 2 weisen eine Schicht 3 aus elektrisch leitfähigem Kunststoff
auf. Zwischen den beiden Prallplatten sind ein Kunststoffteilchen K1 und ein Kunststoff
teilchen K2 dargestellt, welche durch häufige harte Schläge und Stöße gegen die mit
Kunststoff beschichteten Prallplatten 1 und 2 triboelektrisch aufgeladen werden. Die tri
boelektrische Aufladung erfolgt mit einem Schlag-Stoßantrieb 7, dessen Hub H vor
zugsweise etwas größer eingestellt ist als der Abstand h zwischen den beiden Prallplatten
1 und 2. Dabei bilden die Frequenz f und die Amplitude u wesentliche triboelektrische
Aufladungsparameter. In diesem Beispiel erhalten der Kunststoff K1 eine sehr starke
positive Aufladung von <<< (+)Q und der Kunststoff K2 eine sehr starke negative Auf
ladung von <<< (-)Q. Die beiden Prallplatten 1 und 2 sind mittels einer Verstellvorrich
tung 16 relativ zu- oder voneinander parallel höhenverstellbar. Die Verstellvorrichtung
16 umfaßt die beiden Prallplatten 1 und 2 einschließlich der Seitenwände und der Rück
wand. Die Verstellvorrichtung 16 ist jeweils an der Ober- und Unterseite der beiden
Prallplatten 1 und 2 beispielsweise mit Schraub- oder Schweißverbindungen fixiert. An
der Außenfläche der oberen oder unteren Prallplatte 1 oder 2 ist eine Gelenkverbindung
5 vorgesehen, um sowohl einen optimalen Neigungswinkel α der Aufladungsvorrichtung
D in Abförderrichtung einstellen zu können, als auch eine durch die Schlag-
Stoßbeaufschlagung verursachte Winkelbewegung der beiden Prallplatten 1 und 2 zu
ermöglichen.
In Fig. 3 ist der Aufbau einer erfindungsgemäßen Anlage A entsprechend dem Materi
alfluß der Kunststoffe K1, K2 und ggf. Kn enthaltenden Stoffgemisches dargestellt. Die
erfindungsgemäße Anlage A umfaßt mindestens eine Konditionierungsvorrichtung B,
eine Dosiervorrichtung C für das konditionierte Stoffgemisch, mindestens eine triboelek
trische Aufladungsvorrichtung D, mindestens eine Transportvorrichtung E, mindestens
eine elektrostatische Separationsvorrichtung F mit einer bogenförmigen Elektrode F1,
mindestens eine Lenkvorrichtung G und mindestens zwei Aufnahmevorrichtungen H1
und H2, um einerseits die positiv aufgeladenenen Kunststoffteilchen K1 (+)Q und ande
rerseits die negativ aufgeladenen Kunststoffteilchen K2 (-)Q, mit hohem technischem
Reinheitsgrad zu separieren. Nach einer Ausführungsform kann auch ein Mischprodukt
anfallen, das aus verschleppten Kunststoffen K1, K2 usw. i. V. m. Stäuben, Flusen und
Schnitzel besteht und in der Aufnahmevorrichtung H3 mit Hilfe der Abstreifvorrichtung I
eingebracht wird.
Die Konditionierungsvorrichtung B umfaßt mindestens eine Reinigungsvorrichtung B1,
eine Entfettungsvorrichtung B2, eine Entlackierungsvorrichtung B3 und eine Trock
nungsvorrichtung B4 sowie eine Vorzerkleinerungsvorrichtung B5 und/oder Nachzer
kleinerungsvorrichtung B6. Diese Vor- und/oder Nachzerkleinerungsvorrichtungen B5
und B6 sind vorzugsweise als Schlag-, Hammer- oder Schneidmühlen ausgeführt. Diese
Vorrichtungen B1 bis B6 sind über Transportvorrichtungen wie Förderbänder, Becher
werke und/oder Vibrationsförderer miteinander verbunden. Der konstruktive Aufbau der
Vorrichtungen B1 bis B6 ist jedoch im einzelnen nicht näher beschrieben und dargestellt.
Die Dosiervorrichtung C umfaßt beispielsweise ein Zellenrad oder eine schachtförmige
Schütte mit einem einstellbaren Aufgabeschlitz. Die schachtförmige Schütte wird vor
zugsweise mit einem Vibrationsförderer beschickt, um die Dosierung der zu separieren
den Stoffgemische zu optimieren. Die Dosiervorrichtung C ist oberhalb der tribolelektri
schen Aufladungsvorrichtung D angeordnet. Die triboelektrische Aufladungsvorrichtung
D umfaßt zwei parallel beabstandete Prallplatten, deren Abstand einstellbar ist. Außer
dem können die Prallplatten innenseitig mit Kunststoff beschichtet sein. Die aufgabeseiti
ge Rückwand und die beiden Längsseitenwände der Prallplatten werden aus gegenläufig
übereinander verschiebbaren Wänden gebildet. Die untere und obere Prallplatte ist daher
jeweils separat mit einer Rückwand und zwei Längsseitenwänden ausgestattet, die über
einander verschiebbar sind, um den jeweils optimalen Abstand zwischen der unteren und
der oberen Prallplatte einstellen zu können. Das aufgabenseitige Ende der triboelektri
schen Aufladungsvorrichtung D weist in der oberen Prallplatte eine spaltförmige Aufga
beöffnung auf, die mit der Aufgabeseite der Dosiervorrichtung C lagemäßig überein
stimmt. Die obere und untere Prallplatte ist abförderseitig unter Bildung eines Aufgabe
spaltes nach unten abgewinkelt.
Unterhalb des Aufgabespaltes der triboelektrischen Aufladungsvorrichtung D ist eine
Transportvorrichtung E angeordnet, die nach einer Ausführungsform der Erfindung ein
Bandförderer ist, dessen Förderband aus elektrisch leitfähigem Kunststoff oder Metall
besteht. Die Strecke des Obertrums des Förderbandes zwischen der Aufgabestelle und
der Abwurfstelle der Kunststoffteilchen K1 und K2 dient der Beruhigung der aufgegebe
nen, unterschiedlich aufgeladenen Kunststoffteilchen K1 <<< (+)Q und K2 <<< (-)Q.
Im Umlenkbereich des Obertrums ist die elektrostatische Separationsvorrichtung F be
abstandet angeordnet, die eine positiv oder negativ polbare, in der Feldstärke einstellbare
bogenförmige Elektrode F1 umfaßt. Nach einer Ausführungsform ist die elektrostatische
Separationsvorrichtung F als Trommel mit einem Mantel aus elektrisch leitfähigem
Kunststoff drehbar ausgerüstet. Im Innern der Trommel ist die bogenförmige Elektrode
F1, die als konvexe Platte ausgebildet ist, in einem geringen Abstand zur Innenfläche des
Mantels einstellbar angeordnet. Von dem Mantel der Trommel wird vor allem der Fein
kornanteil der Kunststoffteilchen K1 oder K2 in Abhängigkeit von der Art der triboelek
trischen Aufladung und der Polung des elektrostatischen Feldes, d. h. (+)/(-), angezogen,
der sich u. U. an der Manteloberfläche niederschlägt und dort haften bleibt. Deshalb sind
gegen die Außenmantelfläche der Trommel Abstreifvorrichtungen I wie Abstreifmesser,
Abstreifbürste und/oder Absauger gerichtet, mit denen die in aller Regel technisch reinen
bis hochreinen Abstreiffraktionen K1 oder K2 entfernt und in dem Aufnahmebehälter H4
gesammelt werden.
Im Umlenkbereich des Bandförderers ist mindestens eine gegen das Förderband gerichte
te, winkelmäßig einstellbare Lenkvorrichtung G angeordnet, um einerseits die von der
positiv oder negativ gepolten Elektrode F 1 richtungsmäßig beeinflußten Kunststoffteil
chen K1 oder K2 aus dem Flugkorridor optimal abzutrennen und in getrennte Aufnah
mevorrichtungen H1 und H2 zu dirigieren. Außerdem ist mindestens eine Abstreifvor
richtung I gegen das Untertrum des Förderbandes des Bandförderers gerichtet, um am
Förderband haftengebliebene Stoffteilchen zu entfernen. Hierbei handelt es sich in aller
Regel um einen stark aufgeladenen Feinkornanteil der Kunststoffteilchen K1 oder K2, die
mit Hilfe von Abstreifvorrichtungen I wie Abstreifmesser, Abstreifbürste und/oder Alb
sauger entfernt und gesammelt werden können. Diese Abstreiffraktion umfaßt je nach der
Art der triboelektrischen Aufladung und Polung des elektrostatischen Feldes, d. h. (+)/(-),
angezogen, technisch reine bis hochreine Kunststoffteilchen K1 oder K2, die in dem Auf
nahmebehälter H5 gesammelt werden.
Die Abstreiffraktionen können aber auch mit Stäuben, Flusen und Schnitzeln in Verbin
dung mit verschleppten Kunststoffteilchen K1, K2 und ggf. Kn verunreinigt sein. Bei
geringem Wertstoffanteil wird diese Mischfraktion entweder gereinigt oder anderweitig
entsorgt.
Sofern bei der elektrostatischen Separation eine Mischfraktion wie K1 ∪ K2 bzw. K2 ∪
K1 ggf. in Verbindung mit Kn anfällt, wird diese Mischfraktion grundsätzlich mit einer
Transportvorrichtung der Nachzerkleinerungsvorrichtung B6 zugeleitet und dem bereits
beschriebenen Behandlungszyklus unter Verschärfung der Parametereinstellungen unter
worfen; denn die Erfindung orientiert sich technologisch an der Verwirklichung der Auf
ladungsstufe TA1, zumindest aber an der Verwirklichung der Aufladungsstufe TA2 in
den zu separierenden Stoffgemischen. Dieses Ziel ist in aller Regel mit den erfindungs
gemäßen triboelektrischen Aufladungsvorrichtungen erreichbar.
In Fig. 4 ist eine erfindungsgemäße triboelektrische Aufladungsvorrichtung D mit Noc
kenantrieb 8 als Schlag-Stoßantrieb 7 in teilweise aufgeschmittener Seitenansicht darge
stellt. Der hierfür erforderliche Schlag-Stoßantrieb 7 kann grundsätzlich auf der Außen
seite einer oberen oder unteren Prallplatte 1 oder 2 angeordnet sein. Diese triboelektri
sche Aufladungsvorrichtung D umfaßt eine obere Prallplatte 1 und eine untere Prallplatte
2. Auf der Innenseite der Prallplatten 1 und 2 befindet sich eine Schicht 3 aus Kunststoff,
insbesondere elektrisch leitfähigem Kunststoff. Zwischen den beiden Prallplatten 1 und 2
ist ein gleicher Abstand h eingehalten. Die obere Prallplatte 1 weist an dem materialauf
gabeseitigen Ende eine Öffnung 4 auf, die quer zur Längsrichtung der Prallplatte 1 vor
gesehen ist. Über der Öffnung 4 ist eine schachtförmige Dosiervorrichtung C in Verbin
dung mit einem Vibrationsförderer 17 für die Aufgabe des triboelektrisch aufzuladenden
Stoffgemisches aus chemisch unterschiedlichen Nichtleiterteilchen positioniert. Nach
diesem Ausführungsbeispiel enthält das Stoffgemisch im wesentlichen die Kunststoffe K1
und K2, welche die optimale Aufladungsstufe TA1 erreicht haben. Die Dosiervorrichtung
C kann materialaufgabeseitig mit einer Schiebervorrichtung 18 ausgestattet sein, um eine
weitere Feindosierung zu erreichen. Im Bereich der Öffnung 4 ist an der Außenseite der
oberen oder der unteren Prallplatte 1 oder 2 eine Gelenkverbindung 5 vorgesehen, um
einen optimalen Neigungswinkel α für die triboelektrische Aufladungsvorrichtung einstel
len zu können. Vorzugsweise ist die triboelektrische Aufladungsvorrichtung D in Abför
derrichtung gegenüber der Horizontalen schwach geneigt. Die Winkeleinstellung kann
dadurch erreicht werden, daß die triboelektrische Aufladungsvorrichtung D durch end
seitiges Anheben oder Absenken der beiden Prallplatten 1 und 2 um die Gelenkverbin
dung 5 geschwenkt wird.
Außerdem erlaubt die Gelenkverbindung 5 bei eingeschaltetem Nockenantrieb 8 die er
forderliche Schwenkbewegung der beiden Prallplatten 1 und 2, um den dazwischen be
findlichen Stoffteilchen häufig harte Schläge und Stöße zu erteilen. Zu diesem Zweck ist
an der Außenseite der unteren Prallplatte 2 in einem ausreichenden Abstand von der Ge
lenkverbindung 5 in Richtung auf das Austragsende eine Kontaktplatte 6 angeordnet, auf
die der Nockenantrieb 8 über den Nocken 9 unmittelbar oder mittelbar über einen nicht
dargestellten Stößel einwirkt. Die Drehzahl des Nockenantriebs 8 ist einstellbar und übt
auf das zwischen den beiden Prallplatten 1 und 2 befindliche Stoffgemisch die harten
Schläge und Stöße aus. Auf diese Weise werden die qualitativ unterschiedlichen Nichtlei
terteilchen, insbesondere die Kunststoffteilchen, triboelektrisch beeinflußt, d. h. mehr oder
weniger stark positiv oder negativ aufgeladen. Die beiden Prallplatten 1 und 2 weisen an
den gegenüberliegenden Längsseiten übereinander verschiebbare Seitenwände 10 und 11
sowie materialaufgabeseitig an der Rückseite eine übereinander verschiebbare Rückwand
12 auf. Die obere Prallplatte 1 ist materialaustragsseitig etwas länger ausgeführt und
weist eine nach unten gerichtete Abwinkelung 13 auf. Die untere Prallplatte 2 ist mate
rialaustragsseitig etwas kürzer ausgeführt und weist ebenfalls eine nach unten gerichtete
Abwinkelung 14 auf. Die beiden Abwinkelungen 13 und 14 bilden einen Aufgabespalt
15, der von einer teilweise elastischen Spaltabschirmung 19 umgeben ist. Das auszutra
gende, triboelektrisch aufgeladene Stoffgemisch, wird einer darunter angeordneten
Transportvorrichtung E aufgegeben, die vorzugsweise ein Bandförderer mit einem För
derband 18 aus elektrisch leitfähigem Kunststoff oder Metall ist. Außerdem ist eine Ver
stellvorrichtung 16 vorgesehen, welche die beiden Prallplatten 1 und 2 einschließlich der
Seitenwände 10 und 11 sowie der Rückwand 12 umfaßt. Die Verstellvorrichtung ist auf
der Ober- und Unterseite der beiden Prallplatten 1 und 2 fixiert und erlaubt eine Verän
derung des Abstands h zwischen den beiden Prallplatten 1 und 2.
In Fig. 5 ist eine erfindungsgemäße triboelektrische Aufladungsvorrichtung D mit Ex
zenterantrieb 20 als Schlag-Stoßantrieb 7 in teilweise aufgeschnittener Seitenansicht dar
gestellt. Diese triboelektrische Aufladungsvorrichtung D umfaßt eine obere Prallplatte 21
und eine untere Prallplatte 22, die im konstruktiven Aufbau der Ausführungsform gemäß
Fig. 4 entsprechen. Auf der Innenseite der Prallplatten 21 und 22 befindet sich eine
Schicht 23 aus Kunststoff insbesondere elektrisch leitfähigem Kunststoff. Zwischen der
oberen und der unteren Prallplatte 21 und 22 ist ein gleicher Abstand h eingehalten. Die
obere Prallplatte 21 weist an dem materialaufgabeseitigen Ende eine Öffnung 24 auf, die
quer zur Längsrichtung der Prallplatte 21 vorgesehen ist. Über der Öffnung 24 ist die
Dosiervorrichtung C in Verbindung mit einem Vibrationsförderer 31 für die Zuleitung
des triboelektrisch aufzuladenden Stoffgemisches aus qualitativ unterschiedlichen Nicht
leiterteilchen angeordnet. Das Stoffgemisch enthält im wesentlichen die Kunststoffe K1
und K2, welche die triboelektrische Aufladungsstufe TA1 erreichen. Die Dosiervorrich
tung C ist materialaufgabeseitig mit einer Schiebervorrichtung 35 ausgestattet, um eine
weitere Feindosierung zu ermöglichen. Im Bereich der Öffnung 24 ist an der Außenseite
der oberen oder der unteren Prallplatte 21 oder 22 eine Gelenkverbindung 25 vorgese
hen, um einen optimalen Neigungswinkel α für die triboelektrische Aufladungsvorrich
tung einstellen zu können. Die triboelektrische Aufladungsvorrichtung D ist vorzugswei
se gegenüber der Horizontalen in Abförderrichtung schwach geneigt. Die Winkeleinstel
lung kann dadurch erreicht werden, daß die triboelektrische Aufladungsvorrichtung D
durch endseitiges Anheben oder Absenken der beiden Prallplatten 21 und 22 um die Ge
lenkverbindung 25 geschwenkt wird.
Außerdem ermöglicht die Gelenkverbindung 25 bei eingeschaltetem Exzenterantrieb 20
die erforderliche Schwenkbewegung der beiden Prallplatten 21 und 22, damit die tribo
elektrische Aufladung der dazwischen befindlichen Nichtleiterteilchen, insbesondere
Kunststoffteilchen, durch häufige harte Schläge und Stöße erfolgen kann. An der Außen
seite der unteren Prallplatte 22 ist ferner eine abriebfeste Kontaktplatte 26 in einem aus
reichenden Abstand von der Gelenkverbindung 25 in Richtung auf das Austragsende
angeordnet. Die Kontaktplatte 26 wirkt entweder unmittelbar mit dem Exzenter 27 oder
mit einem davon betätigten nicht näher darstellten Stößel zusammen. Die Drehzahl des
Exzenterantriebs 20 ist einstellbar und übt auf das zwischen den beiden Prallplatten 21
und 22 befindliche Stoffgemisch die Schlag-Stoßbeanspruchung aus. Auf diese Weise
werden die qualitativ unterschiedlichen Nichtleiterteilchen, insbesondere die Kunststoff
teilchen, triboelektrisch beeinflußt, d. h. mehr oder weniger stark positiv oder negativ
aufgeladen. Die beiden Prallplatten 21 und 22 weisen an den gegenüberliegenden Längs
seiten übereinander verschiebbare Seitenwände 28 und 29 sowie materialaufgabeseitig an
der Rückseite eine übereinander verschiebbare Rückwand 30 auf. Die Abstandsverände
rung der beiden Prallplatten 21 und 22 erfolgt analog zu Fig. 4 mittels einer Verstell
vorrichtung 34. Die obere Prallplatte 21 ist materialaustragsseitig etwas länger ausge
führt und weist eine nach unten gerichtete Abwinkelung 31 auf. Die untere Prallplatte 22
ist materialaustragsseitig etwas kürzer ausgeführt und weist ebenfalls eine nach unten
gerichtete Abwinkelung 32 auf. Die beiden Abwinkelungen 31 und 32 bilden einen Auf
gabespalt 33, der von einer Spaltabschirmung 38 umgeben ist. Das auszutragende, tribo
elektrisch aufgeladene Stoffgemisch wird einer darunter angeordneten Transportvorrich
tung E aufgegeben, die vorzugsweise ein Bandförderer mit einem Förderband 37 aus
elektrisch leitfähigem Kunststoff oder Metall ist.
In Fig. 6 ist eine erfindungsgemäße triboelektrische Aufladungsvorrichtung D mit elek
tromagnetischem oder pneumatischem Stößelantrieb 40 als Schlag-Stoßantrieb 7 in teil
weise aufgeschnittener Seitenansicht dargestellt. Diese triboelektrische Aufladungsvor
richtung D umfaßt eine obere Prallplatte 41 und eine untere Prallplatte 42, die im kon
struktiven Aufbau der Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 entspricht. Auf der
Innenseite der Prallplatten 41 und 42 befindet sich vorzugsweise eine Schicht 43 aus
elektrisch leitfähigem Kunststoff. Zwischen der oberen und unteren Prallplatte 41 und 42
ist ein gleicher Abstand h eingehalten. Die obere Prallplatte 41 weist an dem materialauf
gabeseitigen Ende eine Öffnung 44 auf, die quer zur Längsrichtung der Prallplatte 41
verläuft. Über der Öffnung 44 ist die nicht näher dargestellte Dosiervorrichtung C für die
Aufgabe des triboelektrisch aufzuladenden Stoffgemisches aus qualitativ unterschiedli
chen Nichtleiterteilchen, insbesondere Kunststoffteilchen, positioniert. Die Dosiervorrich
tung C ist materialaufgabeseitig mit einer Schiebervorrichtung 55 ausgestattet, um eine
weitere Feineinstellung zu ermöglichen. Das zu separierende Stoffgemisch wird der Do
siervorrichtung C über einen Vibrationsförderer 56 dosiert zugeleitet. Im Bereich der
Öffnung 44 weist die obere oder untere Prallplatte 41 oder 42 eine Gelenkverbindung 45
auf, die auf der jeweiligen Außenseite fixiert ist.
Die Gelenkverbindung 45 ermöglicht in Kombination mit dem elektromagnetischen oder
pneumatischen Stößelantrieb 40 die erforderliche Schwenkbewegung, damit die zwischen
den Prallplatten 41 und 42 befindlichen Stoffieilchen durch Schläge und Stöße triboelek
trisch aufgeladen werden. An der Außenseite der unteren Prallplatte 42 ist eine abriebfe
ste Kontaktplatte 46 in einem ausreichenden Abstand von der Gelenkverbindung 45 in
Richtung auf das Austragsende angeordnet. Die Kontaktplatte 46 wirkt unmittelbar mit
dem Stößel 47, der elektromagnetisch oder pneumatisch angetrieben ist, zusammen. Die
Hubzahl des Stößelantriebs 40 ist einstellbar und übt auf das zwischen den beiden Prall
platten 41 und 42 befindliche Stoffgemisch die Stoß-Schlagbeanspruchung aus. Auf diese
Weise werden die qualitativ unterschiedlichen Nichtleiterteilchen, insbesondere die
Kunststoffteilchen, triboelektrisch beeinflußt, d. h. mehr oder weniger stark positiv oder
negativ aufgeladen. Die beiden Prallplatten 41 und 42 weisen an den gegenüberliegenden
Längsseiten übereinander verschiebbare Seitenwände 48 und 49 sowie materialaufgabe
seitig an der Rückseite eine übereinander verschiebbare Rückwand 50 auf. Die Ab
standsveränderung der beiden Prallplatten 41 und 42 erfolgt analog zu den Fig. 4 und
5 mittels einer Verstellvorrichtung 54. Die obere Prallplatte 41 ist materialaustragsseitig
etwas länger ausgeführt und weist eine nach unten gerichtete Abwinkelung 51 auf. Die
untere Prallplatte 42 ist materialaustragsseitig etwas kürzer ausgeführt und weit eben
falls eine nach unten gerichtete Abwinkelung 52 auf. Die beiden Abwinkelungen 51 und
52 bilden einen Aufgabespalt 53, der von einer Spaltabschirmung 57 umgeben ist. Das
auszutragende, triboelektrisch aufgeladene Stoffgemisch wird einer darunter angeordne
ten Transportvorrichtung E aufgegeben, die vorzugsweise ein Bandförderer mit einem
Förderband 58 aus elektrisch leitfähigem Kunststoff oder Metall ist. Die triboelektrische
Aufladungsvorrichtung D ist gegenüber der Horizontalen in Abförderrichtung unter ei
nem Winkel α einstellbar. Die Winkeleinstellung kann dadurch erreicht werden, daß die
triboelektrische Aufladungsvorrichtung D durch endseitiges Anheben oder Absenken der
beiden Prallplatten 41 und 42 um die Gelenkverbindung 45 geschwenkt wird.
In Fig. 7 ist eine erfindungsgemäße triboelektrische Aufladungsvorrichtung D mit Un
wuchtmotor 60 als Schlag-Stoßantrieb 7 in teilweise aufgeschnittener Seitenansicht dar
gestellt. Diese triboelektrische Aufladungsvorrichtung D umfaßt eine obere Prallplatte 61
und eine untere Prallplatte 62, die im konstruktiven Aufbau der Ausführungsform gemäß
den Fig. 4 bis 6 entspricht. Auf der Innenseite der Prallplatten 61 und 62 befindet sich
eine Schicht 63 aus vorzugsweise elektrisch leitfähigem Kunststoff. Zwischen der oberen
und unteren Prallplatte 61 und 62 ist ein gleicher Abstand h eingehalten. Die obere
Prallplatte 61 weist an dem materialaufgabeseitigen Ende eine Öffnung 64 auf, die quer
zur Längsrichtung der Prallplatte 61 vorgesehen ist. Das triboelektrisch aufzuladende
Stoffgemisch wird der Dosiervorrichtung C über einen Vibrationsförderer 74 zugeteilt.
Über der Öffnung 64 ist die nicht näher dargestellte Dosiervorrichtung C für die Aufgabe
des triboelektrisch aufzuladenden Stoffgemisches aus qualitativ unterschiedlichen Nicht
leiterteilchen positioniert. Die Dosiervorrichtung C ist materialaufgabeseitig mit einer
Schiebervorrichtung 73 ausgestattet, um eine weitere Feindosierung zu ermöglichen. Im
Bereich der Öffnung 64 weist die obere oder untere Prallplatte 61 oder 62 eine Gelenk
verbindung 65 auf, die an der jeweiligen Außenseite angebracht ist. An der Außenseite
der unteren Prallplatte 62 ist ein in Längs- bzw. Abförderrichtung verstellbarer Un
wuchtmotor 60 angeordnet, dessen Vibrationszahl einstellbar ist. Bei hoher Vibrations
zahl wird das zwischen den beiden Prallplatten 61 und 62 befindliche Stoffgemisch einer
intensiven Reibbeanspruchung in Verbindung mit Schlag-Stoßbeanspruchung ausgesetzt.
Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere für feinkörnige Stoffgemische. Auf die
se Weise werden die qualitativ unterschiedlichen Nichtleiterteilchen, insbesondere die
Kunststoffteilchen, triboelektrisch beeinflußt, d. h. mehr oder weniger stark positiv oder
negativ aufgeladen. Die beiden Prallplatten 61 und 62 weisen an den gegenüberliegenden
Längsseiten übereinander verschiebbare Seitenwände 66 und 67 sowie materialaufgabe
seitig an der Rückseite eine übereinander verschiebbare Rückwand 68 auf. Die Ab
standsveränderung der beiden Prallplatten 61 und 62 erfolgt analog zu den Fig. 4 bis
6 mittels einer Verstellvorrichtung 72. Die obere Prallplatte 61 ist materialaustragsseitig
etwas länger ausgeführt und weist eine nach unten gerichtete Abwinkelung 69 auf. Die
untere Prallplatte 62 ist materialaustragsseitig etwas kürzer ausgeführt und weist eben
falls eine nach unten gerichtete Abwinkelung 70 auf. Die beiden Abwinkelungen 69 und
70 bilden einen Aufgabespalt 71, der von einer Spaltabschirmung 76 umgeben ist. Das
auszutragende, triboelektrisch aufgeladene Stoffgemisch wird einer darunter angeordne
ten Transportvorrichtung E aufgegeben, die vorzugsweise ein Bandförderer mit einem
Förderband 75 aus elektrisch leitfähigem Kunststoff oder Metall ist. Die triboelektrische
Aufladungsvorrichtung D ist gegenüber der Horizontalen in Abförderrichtung unter ei
nem Winkel α einstellbar. Die Winkeleinstellung kann dadurch erreicht werden, daß die
triboelektrische Aufladungsvorrichtung D durch endseitiges Anheben oder Absenken der
beiden Prallplatten 61 und 62 um die Gelenkverbindung 65 geschwenkt wird.
Die in den Fig. 4 bis 7 dargestellten und beschriebenen triboelektrischen Aufladungs
vorrichtungen D können als Wechselvorrichtungen ausgeführt sein, um in Abhängigkeit
von den zu separierenden Stoffgemischen eine in der Zustellung der Innenoberflächen der
beiden Prallplatten optimale triboelektrische Aufladungsvorrichtung D zur Verfügung zu
haben. Auf diese Weise werden die Umrüstzeiten minimiert und die Separationsergebnis
se optimiert. Die Einstellung der Dosierung des Stoffgemisches, des Abstandes zwischen
den beiden Prallplatten, der Frequenz und Amplitudenhöhe sowie des Neigungswinkels α
der beiden Prallplatten bilden die wesentlichen triboelektrischen Aufladungspararneter,
die in dem Software-Programm berücksichtigt sind.
Fig. 8 zeigt in Seitenansicht eine elektrostatische Separationssvorrichtung F, die eine
Trommel 100 mit dem Radius R und eine innerhalb der Trommel 100 angeordnete, bo
genförmige Elektrode 101 mit dem Radius r umfaßt. Die Trommel 100 ist mit einem in
der Drehzahl einstellbaren Motor 110 verbunden. Der Radius r der Elektrode 101 ist
geringfügig kleiner als der Radius R der Trommel 100, so daß die Elektrode 101 einen
Ringspalt s mit dem Mantel 102 der Trommel 100 bildet. Der Mantel 102 der Trommel
100 besteht vorzugsweise aus elektrisch leitfähigem Kunststoff. Die Bogenlänge der
Elektrode 101 entspricht mindestens 90° des Einheitskreises der Trommel 100. Der Ra
dius R der Trommel 100 ist größer als der Radius t der abförderseitigen Umlenkrolle 103
des Bandförderers 104. Die Elektrode 101 ist plattenförmig ausgebildet und mit einer
Hochspannungsquelle 105 verbunden. Die Elektrode 101 ist in Abhängigkeit von dem
triboelektrisch aufgeladenen Stoffgemisch, das im wesentlichen die Kunststoffe K1 und
K2 enthält, umpolbar auf eine positive oder negative Elektrode 101. Die Stärke des von
der Elektrode 101 aufgebauten elektrostatischen Feldes ist einstellbar. Ferner ist der Ab
stand t zwischen der Trommel 100 und dem Umlenkbereich 106 der Umlenkrolle 103 der
Transportvorrichtung E einstellbar. Die Transportvorrichtung E ist mit einem elektrisch
leitfähigem Förderband 104 aus Kunststoff oder Metall ausgestattet. Auf diese Weise ist
es möglich, den Flugkorridor 111, der eintrittsseitig im wesentlichen dem Abstand t
folgt, für die von dem elektrostatischen Feld angezogenen Nichtleiterteilchen, insbeson
dere Kunststoffteilchen, zu erweitern oder einzuengen. Hierbei handelt es sich um weite
re Separationsparameter, die in dem Software-Programm zur Erzielung optimaler Sepa
rationsergebnisse berücksichtigt werden. Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, daß sich
der Feinkornanteil des Kunststoffgemisches durch die triboelektrische Behandlung be
sonders stark auflädt. Von dem Mantel der Trommel 100 wird daher vor allem der Fein
kornanteil der Kunststoffteilchen K1 und K2 in Abhängigkeit von der Art und Stärke der
triboelektrischen Aufladung und Polung des elektrostatischen Feldes, d. h. (+)/(-), ange
zogen der sich an der Manteloberfläche niederschlägt und dort haften bleibt. Deshalb sind
gegen die Mantelfläche 102 der Trommel 100, insbesondere im Bereich nach dem unte
ren Wendepunkt der Trommel 100, Abstreifvorrichtungen I wie Abstreifmesser, Ab
streifbürste und/oder Absauger 107 und/oder 108 gerichtet, mit denen die in aller Regel
technisch reine bis hochreine Abstreiffraktion K1 oder K2 entfernt und in der Aufnahme
vorrichtung H4 gesammelt wird. Eine ggf. anfallende Mischfraktion K1 ∪ K2 wird in dem
Aufnahmebehälter H3 gesammelt.
Sofern sich auf der Mantelfläche 102 zusätzlich ein leicht entzündlicher Belag aus Stäu
ben, Flusen und Schnitzel 109 niederschlägt, wird dieser mit den Abstreifvorrichtungen I
ebenfalls entfernt. Die dabei entstehende Mischfraktion muß einer nicht näher erläuterten
Nachreinigung unterzogen werden.
Gegen den Umlenkbereich 106 der Transportvorrichtung E ist mindestens eine als win
kelverstellbare Weiche ausgebildete Lenkvorrichtung G angeordnet. Die technisch hoch
reinen oder reinen Kunststofffraktionen K1 und K2 werden in den Aufnahmevorrichtun
gen H1 und H2 gesammelt, da sie nach Verlassen des elektrostatischen Feldes der
Schwerkraft folgend in die Aufnahmebehälter H1 und H2 fallen. Der von dem elektro
statischen Feld nicht angezogene, gleichwohl aber gegenpolig stark aufgeladene Fein
kornanteil K1 oder K2 bleibt auf dem Förderband haften und wird ebenfalls mit Abstreif
vorrichtungen I, die Abstreifmesser, Abstreifbürsten und/oder Absaugvorrichtungen
umfassen können, von dem Untertrum des Förderbandes entfernt und in dem Aufnahme
behälter H5 gesammelt. Auch diese Abstreiffraktion K1 oder K2 ist in aller Regel tech
nisch rein bis hochrein und nur ggf durch Flusen, Schnitzel udgl. verunreinigt.
Für die Aufnahme der von dem Untertrum des Förderbandes 104 mechanisch mittels
Abstreifvorrichtungen I entfernten Stoffteilchen K2, die ggf mit Flusen oder Schnitzeln
verunreinigt sein können, dient der Aufnahmebehälter H3.
Fig. 9 zeigt in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtungsanordnung V, die eine
schachtförmige Dosiervorrichtung 80 mit einem beschickungsseitig angeordneten Vibra
tionsförderer 81, eine darunter angeordnete triboelektrische Aufladungsvorrichtung 82
mit Schlag-Stoßantrieb 93 einen darunter angeordneten Bandförderer 83, eine abförder
seitig im oberen Umlenkbereich 84 des Bandförderers 83 beabstandet angeordnete,
trommelförmige elektrostatische Separationsvorrichtung 85 mit bogeförmiger Plattene
lektrode 86, gegen die trommelförmige Separationsvorrichtung (85) gerichtete Absaug-
und/oder Abstreifvorrichtungen (95), eine winkelmäßig einstellbare Lenkvorrichtung 87,
die abförderseitig gegen den unteren Umlenkbereich 84 des Bandförderers 83 gerichtet
ist, mindestens zwei darunter angeordnete Aufnahmevorrichtungen 88 und 89 für die
einzelnen Stofffraktionen K1 und K2 usw., sowie mindestens eine gegen das Untertrum
90 des Förderbandes 91 des Bandförderers 83 gerichtete Abstreifvorrichtung 92 umfaßt.
Die Abstreifvorrichtung 92 kann Abstreifmesser, Abstreifbürsten und/oder Absaugvor
richtungen umfassen. Der Schlag-Stoßantrieb 93 veranlaßt die triboelektrische Aufla
dungsvorrichtung 82 mit Hilfe der Gelenkverbindung 94 zu einer Schwenkbewegung im
Bereich des Winkels β.
Die Vorrichtungsanordnung V umfaßt ferner im einzelnen nicht dargestellte Meßvorrich
tungen. Danach sind die Dosiervorrichtung C aufgabeseitig mit Korngrößen- und Mengen
meßgeräten, die triboelektrische Aufladungsvorrichtung D austragsseitig mit Aufla
dungsmeßgeräten, die elektrostatische Separationsvorrichtung F im Flugkorridor mit
Stoffteilchenzählgeräten für die elektrostatisch beeinflußten Stoffteilchen und die Auf
nahmebehälter H1, H2 mit auf die Oberfläche der Fraktionen gerichteten Sensoren zur
Kontrolle des Reinheitsgrades des momentanen Separationsergebnisses ausgestattet.
Diese Sensoren senden Infrarot-Licht aus und empfangen automatisch die von den Ober
flächen der Kunststofffraktionen emittierten Reflexionsspektren. Diese Spektren werden
mit Standardspektren für charakteristische technisch reine Separationsergebnisse vergli
chen. Abweichungen davon bedeuten eine Verschlechterung des Separationsergebnisses.
Die Meßergebnisse werden in dem Software-Separationsprogramm steuerungstechnisch
umgesetzt. Die Anlage kann daher automatisch oder halbautomatisch mit optimalen Se
parationsergebnissen betrieben werden.
Die in den Fig. 4 bis 7 dargestellte und beschriebene Dosiervorrichtung C ist vor
zugsweise schachtförmig ausgeführt und mit einem Vibrationsförderer kombiniert. Die
triboelektrischen Aufladungsvorrichtungen D gemäß den Fig. 4 bis 7 ermöglichen mit
den dort dargestellten und beschriebenen Schlag-Stoßantrieben die Einstellung der erfor
derlichen Frequenzen und Amplitudenhöhen, um durch häufige harte Schläge und Stöße
kombiniert mit gegenseitiger Reibung die benötigte triboelektrische Aufladung der
Stoffteilchen mit großen Ladungsdifferenzen gemäß den triboelektrischen Aufladungsstu
fen TA1 oder zumindest gemäß TA2 zu erzielen.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist das Separationsergebnis von der Beschaffenheit der wie
deraufzubereitenden Nichtleiter, insbesondere Kunststoffe und den zahlreichen Verfah
rensparametern, die von der Dosierung bis zur elektrostatischen Separation der Stoffteil
chen reichen, abhängig. Deshalb werden die triboelektrischen Verfahrensparameter in
Abhängigkeit von der Beschaffenheit der wiederaufzubereitenden Nichtleiter, insbeson
dere Kunststoffe, betriebsmäßig festgehalten und darauf aufbauend optimiert. Außerdem
werden die dabei einzuhaltenden elektrostatischen Parameter bezüglich des Abstandes
der Separationsvorrichtung zum Umlenkbereich des abförderseitigen Bandförderers, der
Polung und Stärke des von der Elektrode der elektrostatischen Separationsvorrichtung
aufzubauenden elektrostatischen Feldes betriebsmäßig erfaßt. Die dabei einzuhaltenden
Transportgeschwindigkeiten des Förderbandes des Bandförderers sowie die dabei einzu
haltende Winkelstellung der Lenkvorrichtung stellen weitere zu berücksichtigende Ver
fahrensparameter dar, welche der Erzielung optimaler Separationsergebnisse dienen. Die
Materialdurchsatzgeschwindigkeit orientiert sich an der Erzeugung optimaler Separati
onsergebnisse.
Die triboelektrische Aufladungsvorrichtung D kann als Wechselvorrichtung mit verschie
denen Innenauskleidungen ausgeführt sein. In diesem Falle stehen für die Separation un
terschiedlich zusammengesetzter Nichtleiter, insbesondere Kunststoffe, mehrere tribo
elektrische Aufladungsvorrichtungen D zur Verfügung, bei denen die Prallflächen der
Prallplatten aus Kunststoffen mit gleicher chemischer oder unterschiedlicher chemischer
Zusammensetzung oder anderen Werkstoffpaarungen wie Metall-Kunststoff oder Metall-
Metall bestehen können. Die Elektrode der elektrostatischen Separationsvorrichtung ist
in bezug auf das triboelektrische Aufladungsergebnis der Stoffteilchen umpolbar.
Die Erfindung erlaubt eine automatische oder halbautomatische Separation von Nichtlei
tergemischen, insbesondere Kunststoffgemischen. Die einzelnen, auf das Wiederaufberei
tungsgut abgestimmten Verfahrensparameter werden in einem Software-Programm zu
sammengefaßt, gemäß dem die gesamte Anlage rechnergesteuert betrieben werden kann.
Mit der Erfindung sind optimale Separationsergebnisse, d. h. weitgehend reine Nichtlei
terfraktionen, insbesondere Kunststoffraktionen, erzielbar. Damit wird ein wesentlicher
Beitrag für den Umweltschutz durch Rückgewinnung der in dem Industrie- und Haus
haltsmüll vorhandenen Wertstoffe geleistet.
Claims (33)
1. Verfahren zur triboelektrischen Aufladung und anschließenden elektrostatischen Tren
nung von unterschiedlich chemisch zusammengesetzten Stoffgemischen aus Nichtleitern,
dadurch gekennzeichnet, daß
die wiederaufzubereitenden unterschiedlich chemisch zusammengesetzten Nichtleiter zunächst konditioniert und dabei in Teilchenform übergeführt werden,
die konditionierten Nichtleiterteilchen zwischen zwei gleichmäßig beabstandeten Prallflä chen einer intensiven Schlag-Stoßbeanspruchung in Verbindung mit Reibungsbeanspru chung ausgesetzt und dabei triboelektrisch teils positiv und teils negativ aufgeladen wer den,
die unterschiedlich triboelektrisch aufgeladenen Nichtleiterteilchen einem elektrostati schen Feld ausgesetzt und dabei separiert werden.
dadurch gekennzeichnet, daß
die wiederaufzubereitenden unterschiedlich chemisch zusammengesetzten Nichtleiter zunächst konditioniert und dabei in Teilchenform übergeführt werden,
die konditionierten Nichtleiterteilchen zwischen zwei gleichmäßig beabstandeten Prallflä chen einer intensiven Schlag-Stoßbeanspruchung in Verbindung mit Reibungsbeanspru chung ausgesetzt und dabei triboelektrisch teils positiv und teils negativ aufgeladen wer den,
die unterschiedlich triboelektrisch aufgeladenen Nichtleiterteilchen einem elektrostati schen Feld ausgesetzt und dabei separiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) die konditionierten Nichtleiterteilchen dosiert zwischen die beiden Prallflächen eingebracht werden,
- b) die Frequenz und die Amplitudenhöhe, welche die Häufigkeit und Intensität der Schlag-Stoßbeanspruchung der konditionierten Nichtleiterteilchen zwischen den beiden Prallflächen bestimmen, auf die chemische Zusammensetzung der wiederaufzubereiten den Nichtleiter abgestimmt wird,
- c) die Innenauskleidung der Prallflächen auf die chemische Zusammensetzung der wie deraufzubereitenden Nichtleiter abgestimmt wird,
- d) die zwischen den beiden Prallflächen befindlichen Nichtleiterteilchen gemäß den Maßnahmen (a) bis (c) der Schlag-, Stoß- und Reibungsbeanspruchung ausgesetzt und dabei triboelektrisch mit einer großen Ladungsdifferenz teils stark positiv und teils stark negativ aufgeladen werden,
- e) die Nichtleiterteilchen mit starker positiver Aufladung (+) Q und die Nichtleiterteil chen mit starker negativer Aufladung (-) Q einem hinsichtlich Polung und Feldstärke einstellbaren elektrostatischen Feld (+) Q oder (-) Q ausgesetzt werden, und
- f) die mit großer Ladungsdifferenz aufgeladenen Nichtleiterteilchen über einen elektro statisch einstellbaren Flugkorridor in Kombination mit einer Weichenstellung separiert werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
sämtliche Verfahrensparameter auf die unterschiedlich chemisch zusammengesetzten
Nichtleiter abgestimmt und in einem Software-Separationsprogramm zusammengefaßt
werden, wonach die Stoffgemische automatisch oder halbautomatisch separiert werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
unterschiedlich chemisch zusammengesetzte Kunststoffe nach den Ansprüchen 1 bis 3
separiert werden.
5. Anlage zur triboelektrischen Aufladung und elektrostatischen Separation
dadurch gekennzeichnet, daß
die Anlage (A) mindestens eine Konditionierungsvorrichtung (B) für mindestens zwei
wiederaufzubereitende Nichtleiter, insbesondere Kunststoffe, eine Dosiervorrichtung (C)
für das konditionierte Stoffgemisch, mindestens eine triboelektrische Aufladungsvorrich
tung (D), mindestens eine Transportvorrichtung (E), mindestens eine elektrostatische
Separationsvorrichtung (F) mit einer bogenförmigen Elektrode, mindestens eine Lenk
vorrichtung (G), mindestens zwei Aufnahmevorrichtungen (H1, H2), sowie mindestens
eine gegen das Untertrum der Transportvorrichtung (E) gerichtete Abstreifvorrichtung
(I) umfaßt.
6. Anlage nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Konditionierungsvorrichtung (B) mindestens eine Reinigungsvorrichtung (B1), eine
Entfettungsvorrichtung (B2), eine Entlackierungsvorrichtung (B3), eine Trocknungsvor
richtung (B4) sowie eine Vorzerkleinerungsvorrichtung (B5) und/oder Nachzerkleine
rungsvorrichtung (B6) umfaßt.
7. Anlage nach den Ansprüchen 5 und 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vor- und/oder Nachzerkleinerungsvorrichtungen (B5, B6) als Schlag-, Hammer-
oder Schneidmühlen ausgeführt sind.
8. Anlage nach den Ansprüchen 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Konditionierungsvorrichtungen (B1 bis B6) mit Transportvorrichtungen (E) wie För
derbänder, Becherwerke und/oder Vibrationsförderern verbunden sind.
9. Anlage nach den Ansprüchen 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Dosiervorrichtung (C) ein Zellenrad oder eine Schütte mit einstellbarer Aufgabeöff
nung umfaßt,
10. Anlage nach den Ansprüchen 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Vibrationsförderer oberhalb der Dosiervorrichtung (C) angeordnet ist.
11. Anlage nach den Ansprüchen 5 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die triboelektrische Aufladungsvorrichtung (D) eine obere und eine untere Prallplatte umfaßt, die übereinander parallel beabstandet angeordnet sind, wobei der Abstand (h) zwischen den beiden Prallplatten einstellbar ist,
die beiden Prallplatten materialaufgabeseitig mit einer übereinander verschiebbaren Rückwand und an den beiden Längsseiten mit übereinander verschiebbaren Seitenwän den ausgestattet sind,
an der oberen oder unteren Prallplatte materialaufgabeseitig eine Gelenkverbindung vor gesehen ist,
die untere Prallplatte mit einem Schlag-Stoß-Antrieb in getakteter Verbindung steht, der auf die konditionierten Stoffteilchen eine Schlag-Stoßbeanspruchung ausübt,
eine Transportvorrichtung (E) abförderseitig unterhalb der triboelektrischen Aufladungs vorrichtung (D) angeordnet ist,
eine elektrostatische Separationsvorrichtung (F), die eine bogenförmige Elektrode auf weist, im Umlenkbereich der Transportvorrichtung (E) einstellbar beabstandet angeord net ist,
mindestens eine Lenkvorrichtung (G) unterhalb des Umlenkbereiches der Transportvor richtung (E) angeordnet ist,
mindestens zwei Aufnahmevorrichtungen (H1, H2) unterhalb der Lenkvorrichtung (G) angeordnet sind, und
eine Abstreifvorrichtung (I) gegen das Untertrum der Transportvorrichtung (E) gerichtet ist.
die triboelektrische Aufladungsvorrichtung (D) eine obere und eine untere Prallplatte umfaßt, die übereinander parallel beabstandet angeordnet sind, wobei der Abstand (h) zwischen den beiden Prallplatten einstellbar ist,
die beiden Prallplatten materialaufgabeseitig mit einer übereinander verschiebbaren Rückwand und an den beiden Längsseiten mit übereinander verschiebbaren Seitenwän den ausgestattet sind,
an der oberen oder unteren Prallplatte materialaufgabeseitig eine Gelenkverbindung vor gesehen ist,
die untere Prallplatte mit einem Schlag-Stoß-Antrieb in getakteter Verbindung steht, der auf die konditionierten Stoffteilchen eine Schlag-Stoßbeanspruchung ausübt,
eine Transportvorrichtung (E) abförderseitig unterhalb der triboelektrischen Aufladungs vorrichtung (D) angeordnet ist,
eine elektrostatische Separationsvorrichtung (F), die eine bogenförmige Elektrode auf weist, im Umlenkbereich der Transportvorrichtung (E) einstellbar beabstandet angeord net ist,
mindestens eine Lenkvorrichtung (G) unterhalb des Umlenkbereiches der Transportvor richtung (E) angeordnet ist,
mindestens zwei Aufnahmevorrichtungen (H1, H2) unterhalb der Lenkvorrichtung (G) angeordnet sind, und
eine Abstreifvorrichtung (I) gegen das Untertrum der Transportvorrichtung (E) gerichtet ist.
12. Anlage nach den Ansprüchen 5 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Transportvorrichtung (E) als Bandförderer ausgeführt ist, dessen Förderband aus
Kunststoff besteht.
13. Anlage nach den Ansprüchen 5 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Förderband der als Bandförderer ausgeführten Transportvorrichtung (E) aus elek
trisch leitfähigem Kunststoff oder Metall besteht.
14. Vorrichtung zur triboelektrischen Aufladung der Stoffteilchen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die triboelektrische Aufladungsvorrichtung (D) eine obere Prallplatte (1, 21, 41, 61) und eine untere Prallplatte (2, 22, 42, 62) umfaßt,
beide Prallplatten (1, 21, 41, 61) und (2, 22, 42, 62) materialaufgabeseitig mit einer Rückwand und längsseitig mit gegenüberliegenden Seitenwänden (10, 28, 66; 11, 29, 49, 67) teilverschließbar sind,
eine Gelenkverbindung (5, 25, 45, 65) an der Außenseite der oberen oder unteren Prall platte (1, 21, 41, 61) oder (2, 22, 42, 62) vorgesehen ist,
eine Kontaktplatte (6, 26, 46) an der Außenseite der oberen oder unteren Prallplatte (2, 22, 42, 62) vorgesehen ist, und
die Kontaktplatte (6, 26, 46) mit einem Schlag-Stoßantrieb (7, 93) in getakteter Verbin dung steht, der auf die konditionierten Stoffteilchen eine Schlag-, Stoß- und Reibungsbe handlung ausübt.
dadurch gekennzeichnet, daß
die triboelektrische Aufladungsvorrichtung (D) eine obere Prallplatte (1, 21, 41, 61) und eine untere Prallplatte (2, 22, 42, 62) umfaßt,
beide Prallplatten (1, 21, 41, 61) und (2, 22, 42, 62) materialaufgabeseitig mit einer Rückwand und längsseitig mit gegenüberliegenden Seitenwänden (10, 28, 66; 11, 29, 49, 67) teilverschließbar sind,
eine Gelenkverbindung (5, 25, 45, 65) an der Außenseite der oberen oder unteren Prall platte (1, 21, 41, 61) oder (2, 22, 42, 62) vorgesehen ist,
eine Kontaktplatte (6, 26, 46) an der Außenseite der oberen oder unteren Prallplatte (2, 22, 42, 62) vorgesehen ist, und
die Kontaktplatte (6, 26, 46) mit einem Schlag-Stoßantrieb (7, 93) in getakteter Verbin dung steht, der auf die konditionierten Stoffteilchen eine Schlag-, Stoß- und Reibungsbe handlung ausübt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
die obere Prallplatte (1, 21, 41, 61) materialaustragsseitig etwas länger ausgeführt ist und
eine nach unten gerichtete Abwinkelung (13, 31, 51, 69) aufweist, und die untere Prall
platte (2, 22, 42, 62) materialautragsseitig etwas kürzer ausgeführt ist und ebenfalls eine
nach unten gerichtete Abwinkelung (14, 32, 52, 70) aufweist, und die beiden Abwinke
lungen (13, 31, 51, 69; 14, 32, 52, 70) einen Aufgabespalt (15, 33, 53, 71) bilden.
16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 und 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Prallplatten (1, 21, 41, 61; 2, 22, 42, 62) gegenüber der Horizontalen durch
endseitiges Anheben oder Absenken über die Gelenkverbindung (5, 25, 45, 65) ver
schwenkbar sind.
17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Prallplatten (1, 21, 41, 61; 2, 22, 42, 62) rückseitig mit einer übereinander
verschiebbaren Rückwand (12, 30, 50, 68) und längsseitig mit übereinander verschiebba
ren Seitenwänden (10, 28, 48, 66; 11, 29, 49, 67) ausgestattet sind, und
die beiden Prallplatten (1, 21, 41, 61; 2, 22, 42, 62) einschließlich der übereinander ver
schiebbaren Rückwand (12, 30, 50, 68) und der übereinander verschiebbaren Seitenwän
de (10, 28, 48, 66; 11, 29, 49, 67) von einer Verstellvorrichtung (16, 34, 54, 72) zur
Veränderung des Abstandes (h) zwischen den beiden Prallplatten (1, 21, 41, 61; 2, 22,
42, 62) umfaßt sind.
18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
die obere und untere Prallplatte (1, 21, 41, 61; 2, 22, 42, 62) innenseitig eine Schicht (3,
23, 43, 63) aus Leitern und/oder Halbleitern aufweisen.
19. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
die obere und untere Prallplatte (1, 21, 41, 61; 2, 22, 42, 62) innenseitig eine Schicht (3,
23, 43, 63) aufweist, die aus Leitern mit Kunststoff/Kunststoff, Metall/Kunststoff; Me
tall/Metall, Glas/Glas, Glas/Keramik, Glas/Kunststoff, Glas/Metall, Keramik/Keramik,
Keramik/Kunststoff oder Keramik/Metall besteht.
20. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß
die obere und untere Prallplatte (1, 21, 41, 61; 2, 22, 42, 62) innenseitig jeweils eine
Schicht (3, 23, 43, 63) aus elektrisch leitfähigem Kunststoff aufweist.
21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Antrieb zur Ausübung einer Schlag-, Stoß- und Reibungsbehandlung auf die tribo
elektrisch aufzuladenden Stoffteilchen ein Nockenantrieb (8) ist.
22. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Antrieb zur Ausübung einer Schlag-, Stoß- und Reibungsbehandlung auf die tribo
elektrisch aufzuladenden Stoffteilchen ein Exzenterantrieb (20) ist.
23. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Antrieb zur Ausübung einer Schlag-, Stoß- und Reibungsbehandlung auf die tribo
elektrisch aufzuladenden Stoffteilchen ein elektromagnetischer oder pneumatischer Stö
ßelantrieb (40) ist.
24. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Antrieb zur Ausübung einer Schlag-, Stoß- und Reibungsbehandlung auf die tribo
elektrisch aufzuladenden Stoffteilchen ein Unwuchtmotor (60) ist.
25. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, daß
die triboelektrische Aufladungsvorrichtung (D) als Wechselvorrichtung ausgeführt ist,
die mit unterschiedlichen, konstanten Abständen (h) zwischen den beiden Prallplatten (1,
21, 41, 61; 2, 22, 42, 62) ausgestattet ist.
26. Vorrichtung zur elektrostatischen Separation der triboelektrisch aufgeladenen Stoff
teilchen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die elektrostatische Separationsvorrichtung (F) eine mit einem in der Drehzahl einstellba
ren Motor (110) angetriebene Trommel (100) und eine in der Trommel (100) stationär
angeordnete bogensegmentförmige Elektrode (101) umfaßt.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Trommel (100) einen Mantel (102) aus Kunststoff aufweist sowie
mit Absaug- und/oder Abstreifvorrichtungen (107) und/oder (108) ausgerüstet ist, die
gegen den Mantel (102) gerichtet sind.
28. Vorrichtung nach den Ansprüchen 26 und 27,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Trommel (104) einen Mantel (102) aus Metall aufweist sowie
mit isolierten oder mit einem aus Isolatorwerkstoff bestehenden Absaug- und/oder Ab
streifvorrichtungen (107) und/oder (108) ausgerüstet ist, die gegen den Mantel (102)
gerichtet sind.
29. Vorrichtung nach den Ansprüchen 26 und 28,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Trommel (100) einen Durchmesser (R) aufweist, der etwas größer ist als der Radius r
der bogenförmigen Elektrode (101).
30. Vorrichtung nach den Ansprüchen 26 bis 29,
dadurch gekennzeichnet, daß
die elektrostatische Separationsvorrichtung (F) in einem einstellbaren Abstand (t) im
Bereich der abförderseitigen Umlenkrolle (103) des Bandförderers (104) angeordnet ist.
31. Vorrichtung nach den Ansprüchen 26 bis 30,
dadurch gekennzeichnet, daß
die bogenförmige Elektrode (101) als konvexe Platte ausgeführt ist und mit einer umpol
baren Hochspannungsquelle (105) verbunden ist.
32. Vorrichtungsanordnung für die triboelektrische Aufladung und elektrostatische Sepa
ration der Stoffteilchen,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine schachtförmige Dosiervorrichtung (80), eine darunter angeordnete triboelektrische
Aufladungsvorrichtung (82), ein darunter angeordneter Bandförderer (83), eine oberhalb
des abförderseitigen im Umlenkbereich (84) des Bandförderers (83) beabstandet ange
ordnete, trommelförmige elektrostatische Separationsvorrichtung (85) mit Elektrode
(86), gegen den Mantel der trommelförmigen Separationsvorrichtung (85) gerichtete
Absaug- und/oder Abstreifvorrichtungen (95), mindestens eine im Umlenkbereich (84)
beabstandet angeordnete Lenkvorrichtung (87), mindestens zwei darunter angeordnete
Aufnahmevorrichtungen (88) und (89) für die einzelnen Stofffraktionen, sowie minde
stens eine gegen das Untertrum (90) des Förderbandes (91) des Bandförderers (83) ge
richtete Abstreifvorrichtung (92) vorgesehen sind.
33. Vorrichtungsanordnung nach Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Dosiervorrichtung (C) aufgabeseitig mit nicht dargestellten Korngrößen- und Men
genmeßgeräten, die triboelektrische Aufladungsvorrichtung (D) austragsseitig mit Aufla
dungsmeßgeräten, die elektrostatische Separationsvorrichtung (F) im Flugkorridor mit
Stoffteilchenzählgeräten für die elektrostatisch beeinflußten Stoffteilchen und die Auf
nahmebehälter (H1, H2) mit auf die Oberfläche der Fraktionen gerichteten Sensoren zur
Kontrolle des Reinheitsgrades des Separationsergebnisses ausgestattet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999101743 DE19901743A1 (de) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Verfahren, Anlage, Vorrichtungen und Vorrichtungsanordnung zur triboelektrischen Aufladung und anschließenden elektrostatischen Trennung von unterschiedlich chemisch zusammengesetzten Stoffgemischen aus Nichtleitern, insbesondere unterschiedlich chemisch zusammengesetzten Kunststoffen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999101743 DE19901743A1 (de) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Verfahren, Anlage, Vorrichtungen und Vorrichtungsanordnung zur triboelektrischen Aufladung und anschließenden elektrostatischen Trennung von unterschiedlich chemisch zusammengesetzten Stoffgemischen aus Nichtleitern, insbesondere unterschiedlich chemisch zusammengesetzten Kunststoffen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19901743A1 true DE19901743A1 (de) | 2000-07-20 |
Family
ID=7894596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999101743 Withdrawn DE19901743A1 (de) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Verfahren, Anlage, Vorrichtungen und Vorrichtungsanordnung zur triboelektrischen Aufladung und anschließenden elektrostatischen Trennung von unterschiedlich chemisch zusammengesetzten Stoffgemischen aus Nichtleitern, insbesondere unterschiedlich chemisch zusammengesetzten Kunststoffen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19901743A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004019387A1 (de) * | 2004-04-19 | 2005-11-03 | Massen Machine Vision Systems Gmbh | Erkennung und Aussortierung von Kontaminationen in geförderten Materialströmen |
DE102015217104A1 (de) | 2015-09-08 | 2017-03-09 | Voith Patent Gmbh | Verfahren und Verwendung einer Einrichtung zum Wiederaufbereiten von Kunststoffen |
DE102020115971B3 (de) | 2020-06-17 | 2021-08-26 | Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden | Verfahren zur Quantifizierung von Polymerspezies in einer Polymerpartikel enthaltenden Probe |
WO2021178984A3 (en) * | 2020-06-22 | 2021-11-18 | Separation Technologies Llc | Process for dry beneficiation of fine and very fine iron ore by size and electrostatic segregation |
-
1999
- 1999-01-18 DE DE1999101743 patent/DE19901743A1/de not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004019387A1 (de) * | 2004-04-19 | 2005-11-03 | Massen Machine Vision Systems Gmbh | Erkennung und Aussortierung von Kontaminationen in geförderten Materialströmen |
DE102015217104A1 (de) | 2015-09-08 | 2017-03-09 | Voith Patent Gmbh | Verfahren und Verwendung einer Einrichtung zum Wiederaufbereiten von Kunststoffen |
DE102020115971B3 (de) | 2020-06-17 | 2021-08-26 | Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden | Verfahren zur Quantifizierung von Polymerspezies in einer Polymerpartikel enthaltenden Probe |
WO2021254566A1 (de) | 2020-06-17 | 2021-12-23 | Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden | Verfahren zur quantifizierung von polymerspezies in einer polymerpartikel enthaltenden probe |
WO2021178984A3 (en) * | 2020-06-22 | 2021-11-18 | Separation Technologies Llc | Process for dry beneficiation of fine and very fine iron ore by size and electrostatic segregation |
US11998930B2 (en) | 2020-06-22 | 2024-06-04 | Separation Technologies Llc | Process for dry beneficiation of fine and very fine iron ore by size and electrostatic segregation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102014115409B3 (de) | Recyclinganlage für Gipskarton | |
DE69014554T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Abfallstoffen für die Rückgewinnung von organischem Material. | |
DE69934183T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Glassand und System dafür | |
EP2823945B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Kunststoffabfällen | |
DE2826611A1 (de) | Vorrichtung zum ueberziehen der innenflaeche von rohrkoerpern | |
EP2590751A1 (de) | Elektrosortierung mittels koronaentladung | |
DE102012108907A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Entstauben von Schüttgütern mittels Ionisierung | |
EP2087936A1 (de) | Recyclingeinrichtung und Recyclingverfahren für Tonerkartuschen | |
DE19726105A1 (de) | Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Elektronik-Schrott und zur Anreicherung verwertbarer, insbesondere Edelmetalle enthaltender Bestandteile | |
DE19901743A1 (de) | Verfahren, Anlage, Vorrichtungen und Vorrichtungsanordnung zur triboelektrischen Aufladung und anschließenden elektrostatischen Trennung von unterschiedlich chemisch zusammengesetzten Stoffgemischen aus Nichtleitern, insbesondere unterschiedlich chemisch zusammengesetzten Kunststoffen | |
CH660073A5 (de) | Vakuum-trocken-vorrichtung. | |
DE102014113280B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum chargenweisen Entfernen von Staub aus einem Granulat | |
EP0137131A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von bei der Schmelzflusselektrolyse verwendeten Restanoden | |
DE4137173C2 (de) | ||
EP1038583B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Trennung eines Bruchgutes | |
DE2544964A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum abscheiden verschiedener fraktionen aus muell | |
DE19836349A1 (de) | Verfahren, Anlage und Vorrichtungsanordnung zum Separieren von zerkleinerten Gemischen, die elektrisch leitfähige Komponenten und elektrisch nichtleitende Komponenten enthalten | |
EP1232014B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum trennen von kunststoffen | |
DE2928886A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum mechanischen trockensortieren von heterogenen materialien, insbesondere festen haushaltabfaellen | |
EP3403731A1 (de) | Vorrichtung zum homogenisieren und trennen von stoffgemischen aus teilchen | |
EP3921084B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum trennen von aufgabegut | |
DE19629110C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von feinteiligen Stoffgemischen mittels eines magnetischen Feldes | |
EP1712301A2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Aufbereitung von Elektronikschrott | |
EP0565038A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Müllsortierung | |
DE19913319A1 (de) | Komprimiertes Verfahren, komprimierte Anlage sowie komprimierte Vorrichtung und Vorrichtungsanordnung zur Wiederaufbereitung von unterschiedlich chemisch zusammengesetzten Stoffgemischen aus Nichtleiter und/oder Halbleiter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee | ||
8170 | Reinstatement of the former position | ||
8141 | Disposal/no request for examination |