DE3227874A1 - Verfahren zur elektrostatischen trennung von papier und kunststoff enthaltenden zerkleinerten gemengen - Google Patents

Verfahren zur elektrostatischen trennung von papier und kunststoff enthaltenden zerkleinerten gemengen

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Description

3227074
KALI UND SALZ AKTIENGESELLSCHAFT, Friedrich-Ebert-Str.
3500 Kassel
Verfahren zur elektrostatischen Trennung von Papier und Kunststoff enthaltenden zerkleinerten Gemengen
5. Juli 1982 CE-Dl/ri
Kali und Salz AG 5. Juli 1982
• . . . . uh -L
Kunststoffe werden aus wertvollen Rohstoffen hergestellt, Bisher werden Kunststoff-Abfälle überwiegend verbrannt oder in Deponien gesammelt. Aus Gründen des Umweltschutzes und der zunehmenden Verknappung der Rohstoffe gewinnt die Rückgewinnung von Kunststoffen und Papier aus Abfällen mehr und mehr an Bedeutung.
Bahr und Vogt vergleichen im "Industrieanzeiger" 99, 2021 ff (1077) verschiedene Verfahren zur Aufbereitung von Kunststoff-Abfällen. Darin wird u.a. auch das elektrostatische Verfahren erwähnt, das hier jedoch nicht näher beschrieben ist.
Nach Grubbs und Ivey in " US Bureau of Mines Solid Waste Research Program", TPR 63 (1972) lassen sich Papier-/Kunststoffgemenge auf einem Walzenscheider elektrostatisch trennen. Nach der zerkleinernden Aufmahlung des Gemenges und der Aufladung der Teilchen im Ionenstrom einer Koronaentladung wird das zu trennende Gemenge auf den Walzenscheider aufgegeben und in eine Kunststoff- und in eine Papier fraktion getrennt. Voraussetzung für den Trennerfolg ist hierbei allerdings, daß in dem zu trennenden Gemenge vor der Aufgabe auf den Scheider eine definierte Feuchtigkeit von etwa 50 % eingestellt wird. Da Walzenscheider bekanntlich nur geringe Materialdurchsatzmengen zulassen, können nach dem vorbekannten Verfahren nur begrenzte Abfallmengen aufgearbeitet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, nach dem Kunststoff und Papier enthaltende Gemenge in einem kontinuierlichen Verfahrensablauf ohne großen technischen Aufwand mit hohem Materialdurchsatz in ihre Komponenten getrennt werden können.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrostatischen Trennung von Papier und Kunststoff enthaltenden zerkleinerten Gemengen. Erfindungsgemäß wird das Papier und Kunststoff enthaltende Gemenge zu Streifen oder Schnitzel von ca. 3 bis 4 mm Breite und ca .-10 bis 20 mm Länge zerkleinert, diese Teilchen werden in einer Atmosphäre einer relativen Feuchte von 5 bis 20 % bei einer Temperatur von 25 bis 80 C triboelektrisch aufgeladen und einem Freifallscheider aufgegeben, in dem ein elektrostatisches Feld von 1 bis 4 kV/cm aufrechterhalten wird, wobei am FgQ dieses Scheiders in Nähe der positiven Elektrode eine an Papier angereicherte Fraktion, in Nähe der negativen Elektrode eine an Kunststoff angereicherte Fraktion und dazwischen ein Mittelgut gesammelt werden, das dem Scheider wieder zugeführt wird.
Als Ausgangsmaterialien für elektrostatische Trennungen nach dem Verfahren der Erfindung sind jegliche Papier und Kunststoff enthaltenden Gemenge aus zwei oder mehr Komponenten geeignet, wie sie zum Beispiel bei der Aufbereitung von Hausmüll anfallen. Besonders bewährt hat sich das Verfahren der Erfindung zur Aufarbeitung der Abfälle von kunststoffbeschichteten Computerpapieren, wobei die wertvollen Rohstoffe Papier und Kunststoff aus der Beschichtung zurückgewonnen werden.
Das zu Schnitzeln zerkleinerte Gemenge wird vorzugsweise auf eine Temperatur von 60 C gebracht und bei dieser Temperatur durch lebhafte Bewegung, beispielsweise in einem Fließbett, triboelektrisch aufgeladen. Es hat sich herausgestellt, daß sich hierbei das Papier negativ und der Kunststoff positiv aufladen.
Durch eine Aufgabevorrichtung wird das so vorbehandelte Gemenge in den Freifallscheider eingeführt.
Kali und Salz AG 5. Juli 1982
Im elektrischen Feld, das zwischen den Elektroden des Freifallscheiders in einer Stärke von 1 bis 4 kV/cm aufrechterhalten wird, werden die positiv geladenen Teilchen des Gemenges in Richtung negativ geladene Elektrode und die negativ geladenen Teilchen des Gemenges in Richtung positive Elektrode abgelenkt und am Fuß des Scheiders getrennt aufgefangen. Bei höheren Feldstärken bildet sich bereits in der oberen Hälfte des Freifallscheider ein dichter Belag von Trenngut auf den Elektroden, der 'ständig mechanisch entfernt werden muß, wenn das elektrostatische Feld nicht geschwächt und das Trennergebnis nicht verschlechtert werden soll.
Es hat sich besonders bewährt, die an der positiven Elektrode gesammelte Fraktion und die an der negativen Elektrode gesammelte Fraktion einzeln in einer zweiten elektrostatischen Trennstufe unter den in der ersten Stufe eingehaltenen Bedingungen zu einer praktisch kunststoffreien Papierfraktion und einer praktisch papierfreien Kunststoffraktion nachzureinigen .
Beide Schritte können sowohl einzeln als auch komb-iniert kontinuierlich durchgeführt werden. In entsprechend dimensionierten elektrostatischen Freifallscheidern lassen sich ohne erheblichen technischen Aufwand große Mengen an Papier und Kunststoff enthaltenden Gemengen kontinuierlich und in kurzer Zeit aufarbeiten. Auf diese Weise ist eine Rückgewinnung von Kunststoff und Papier in technischem Maßstab aus Papier-/Kunststoff-Gemengen möglich, wodurch die zur Papier- bzw. Kunststoffherstellung benötigten wertvollen Rohstoffe geschont werden.
Beispiel '
Ein Gemenge, bestehend ays 68,1 Gew.-Ji Computerpapier und 31,9 Gew.-?£ Kunststoff wird auf eine durchschnittliche Teilchengröße v;oj1 ca. 3 χ 10 bis 4 χ 20 mm geschnitzelt, auf eine Temperatur von 60 C erwärmt, bei dieser Temperatur 5 min in einem Fließbett lebhaft bewegt und anschließend im elektrostatischen Freifallscheider in einem elektrischen Feld von 3,5 kV/cm getrennt. Die an Papier angereicherte Fraktion enthält 94,2 Gew.-Sa Papier und die an Kunststoff angereicherte Fraktion 72,5 Gew.-56 Kunststoff. Jede der beiden Fraktionen wird nach erneutem Erwärmen auf eine Temperatur von 60 C im Fließbett triboelektrisch aufgeladen und unter den in der ersten Trennstufe eingehaltenen Bedingungen in einer zweiten elektrostatischen Trennstufe nachgereinigt. ■-.""--··"O ·
In der Figur ist ein Verfahrensfließbild mit Mengenangaben hierzu dargestellt.
Kali und Salz AG
5. Juli 1982
Papier-Rohfraktion 94-, 2 ^ Papier 5,8 56 Kunststoff
- Trennen +
Mittelgut
Papier-Fraktion
61.7 % eff.Menge
99.8 % Papier 0,2 % Kunststoff
100 % eff. Menge 68,1 % Papier 31,9 % Kunststoff
Aufwärmen
Einstellen d.rel.Feuchte
Aufladen
I
I
+ Trennen -
Mittelgut
Kunststoff-Rohfraktion 27,5 & Papier 72,5 % Kunststoff
98,6 % Papier 1,4- % Kunststoff
- Trennen +
Mittelgut
Res t-Fraktion
9,2 % eff.Menge 61,1 % Papier 38,9 % Kunststoff
Kuns ts toff-Fraktion
29,1 $ eff.Menge
3,1 % Papier 96,9 % Kunststoff
3ΔΙ /8
In der Nachtrennung der Papier-Rohfraktion fällt an der negativen Elektrode das Papier-Konzentrat mit einer Reinheit von 99,8 '% an. Die an der positiven Elektrode anfallende Restfraktion wird ausgeführt. Sie enthält 61,1 % Papier und 38,9 ''% Kunststoff. Das Mittelgut wird im Umlauf geführt.
Bei der Nachtrennung der Kunststoff-Rohfraktion fallen an der positiven Elektrode die Kunststoff-Fraktion mit 96,9 % Reinheit und an der negativen Elektrode eine Papier-Rohfraktion mit schon 98,6 % Reinheit an, die gemeinsam mit der Papier—Rohfraktion aus der Vortrennung in der Papier;-Reinigungsstufe aufbereitet werden kann.
Aus 100 % eff
Menge -eines Papier-Kunststoff-Gemenges
fallen somit ja η :
Papier-Fraktion = 61-,7 % eff.Menge mit 99,8 % Papier und 0,2 ?i Kunststoff v? >'
Papierausbeute = ".·- 90,4 %
Kunststoff-Verluste =;"■>.0,4 %
Kunststoff-Fraktion s, .29,1 % eff.Menge mit 3,1 % Papier und 96,9 % Kunststo f f — \.-
Kunststoff-Ausbeute = 88,4 %
Papier-Verluste = 1,3 %
Rest-Fraktion = 9,2 %: eff .Menge mit 61,1 % Papier und 38,9 % Kunststoff
Paoier-Verluste = 8,3 %
Kunststoff-Verluste = 11,2 ?ό

Claims (3)

Kali und Salz AG 5. Juli 1982 .. .. «EE-öi/ri· ♦. Patentansprüche
1. Verfahren zur elektrostatischen Trennung von Papier und Kunststoff enthaltenden zerkleinerten Gemengen, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier und Kunststoff enthaltende Gemenge zu Streifen oder Schnitzel von ca. 3 - 4 mm Breite und ca. 10 - 20 mm Länge zerkleinert wird, diese Teilchen in einer Atmosphäre einer relativen Feuchte von 5 bis 20 % bei einer Temperatur von 25 bis 80 C triboelektrisch aufgeladen und einem Freifallscheider aufgegeben werden, in dem ein elektrostatisches Feld von 1 bis 4 kV/cm aufrechterhalten vl/ird,· wobei am Fuß dieses Scheiders in Nähe der positiven Elektrode eine an Papier angereicherte Fraktion, in Nähe der negativen Elektrode eine an Kunststoff angereicherte Fraktion und dazwischen ein Mittelgut gesammelt werden, das dem Scheider wieder zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die triboelektrische Aufladung bei einer Tempe-
ratur von 25 bis 8Q0C erfolgt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet» daß die in der ersten Trennstufe erhaltene Fraktion jede für sich in einer zweiten elektrostatischen Fraifallscheider-Trennstufe in eine praktisch reine Kunststoffraktion und eine praktisch reine Papierfraktion getrennt werden.
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