DE4033701A1 - Verfahren zur vollstaendigen trennung metallbeschichteter kunststoffe oder papiere - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist anwendbar in Betrieben, wo metallhaltige Kunststoffe oder Papiere als Produktions- oder Konsumtionsabfälle anfallen.

Dies betrifft vor allem solche Betriebe, in denen metallbeschichtete, insbesondere aluminiumbeschichtete Kunststoffe oder Papiere als Verpackungsmaterial verwendet werden, aber auch Betriebe, denen über die Sekundärrohstofferfassung derartige Stoffe zugeführt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Metallbeschichtete Kunststoffe oder Papiere, insbesondere aluminiumbeschichtete, sind aufgrund ihrer vielfältigen Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten zu einem wichtigen, unverzichtbaren Partner in der modernen Verpackung geworden.

Zur Aufarbeitung derartiger Abfälle sind bereits mehrere Verfahren bekannt.

In Heft "Neue Verpackung" 11/89, Seite 90, wird vorgeschlagen und gegenwärtig auch oft praktiziert, solche Abfälle in Müllverbrennungsanlagen energetisch zu verwerten, wobei Aluminium wegen seines hohen Heizwertes ein besonders erwünschtes Element ist.

Das Verbrennen von Kunststoffen in Müllverbrennungsanlagen ist in den letzten Jahren wegen des hierbei freiwerdenden Dioxins und der Furane umstritten.

Es bedeutet weiterhin, insbesondere beim Aluminium, eine Vergeudung wertvoller Ressourcen. Aus DD 2 33 794 A1 ist ein Verfahren zur Aufbereitung von Abfällen aus Aluminium/PVC-Verbunden bekannt, bei dem die Abfälle zunächst auf eine Korngröße von 2 bis 5 mm zerkleinert, dann in einem Schnellmischer auf eine Mischguttemperatur von 100 bis 150°C erwärmt und anschließend auf eine Temperatur von 20 bis 50°C abgekühlt werden. Die Fraktionierung des Mischgutes erfolgt mittels Windsichter bzw. Elektroabscheider. Nachteilig an dieser Lösung ist, daß die Zerkleinerung auf eine Korngröße von 2 bis 5 mm beschränkt bleibt. Dabei wird nur ein ganz geringer Teil des Aluminiums vom PVC getrennt. Der Schnellmischer arbeitet diskontinuierlich mit einem hohen Energieverbrauch, was ebenfalls nachteilig ist.

In DD 2 18 313 A1 wird ein Verfahren zur Aufarbeitung von Aluminiumverbundfolien beschrieben. Der Al/PVC-Verbund wird vorzerkleinert und anschließend einer intensiven mechanischen Beanspruchung bis zur Lösung des Verbundes unterworfen.

Bei diesen beiden Verfahren ist nachteilig, daß die Trennung in die Komponenten nicht vollständig gelingt. Einerseits wird nicht das gesamte Aluminium vom PVC getrennt, d. h. es bleibt nach dem Fraktionieren mittels Sieben, Windsichtung oder Elektroscheidung immer eine Mischfraktion übrig, die nicht weiterverarbeitet werden kann und somit wiederum Abfall ist.

Zum anderen haften feine Aluminiumteilchen infolge starker elektrostatischer Wechselwirkungen an der Plaste, die durch Sieben, Windsichtung und Elektroscheidung nicht entfernt werden können und somit in die Plast- bzw. Aluminiumfraktion gelangen, was sich besonders nachteilig auf die Trennschärfe auswirkt.

Aus DD 2 42 024 A1 ist ein Verfahren zur Aufbereitung duroplastischer Schichtpreßstoffe, beispielsweise kupferkaschierter Leiterplatten bekannt. Über eine definierte Grob- sowie anschließende zweistufige Feinzerkleinerung wird eine Korngröße von maximal 1 mm erreicht. Die mit diesem Verfahren erzielbare Reinheit der Ausgangskomponenten beträgt nur 95 Ma.-%, was insbesondere bei der Plastfraktion aufwendige und kostspielige Nachreinigungsprozesse erforderlich macht.

Ein weiteres Verfahren zum Trennen metallbeschichteter Kunststoffe oder Papiere ist in DD 2 49 370 A3 beschrieben. Das zu trennende Gut wird in einer Schneidmühle auf eine Korngröße kleiner 1,5 mm gebracht. Durch die beim Granulieren auftretenden Scher- und Reibungskräfte erfolgt bereits eine weitgehende Trennung der Komponenten.

Die restlose Trennung wird mit einer organischen Flüssigkeit zum Beispiel Tetrachloräthen, Trichloräthen, Tetrachlormethan oder Freon 113 bewirkt. Nachteilig an dieser Lösung ist die Verwendung von organischen Flüssigkeiten, die einen hohen Dampfdruck, niedrige MAK-Werte (maximale Arbeitsplatzkonzentration), niedrige MJK-Werte (maximale Emissionskonzentration) aufweisen und somit ökonomisch nicht vertretbar sind. Ein Übertreten der Dämpfe dieser Flüssigkeiten in den Arbeitsbereich des Bedienungspersonals bzw. in die Umwelt kann auch bei Anwendung umfangreicher technischer Maßnahmen nicht verhindert werden.

Tetrachlormethan, Trichloräthen und Tetrachloräthen sind hierbei wegen der nachgewiesenen konzerogenen Wirkung dieser Chlor- Kohlenstoffverbindungen besonders nachteilig.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, welches bei einfacher Handhabung, hohen spezifischen Durchsätzen, niedrigem Energieverbrauch, geringen Selbstkosten die vollständige Trennung metallbeschichteter Kunststoffe oder Papiere erlaubt. Zugleich sollen einheimische Ressourcen geschont und die Umwelt entlastet werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Ausgehend von den Mängeln der bekannten Lösungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur vollständigen Trennung metallbeschichteter Kunststoffe oder Papiere, insbesondere aluminiumbeschichteter zu entwickeln, bei welchem keinerlei Gefahrstoffe für Mensch und Umwelt zur Verwendung gelangen. Eine stoffliche Veränderung des Metalls und Kunststoffes bzw. Papiers soll ausgeschlossen und eine Wiederverwendung der reinen Ausgangskomponenten ohne aufwendige Nachreinigungsverfahren möglich sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das auf eine Korngröße kleiner 1,5 mm zerkleinerte Trenngut mit einer anorganischen, wäßrigen Lösung eines starken Elektrolyten, die eine Temperatur größer 35°C ausweist, vorrangig einer Kalziumchloridlösung behandelt wird, welche zugleich als Trennmedium für die Schwimm-Sink- Sortierung dient.

Es wurde überraschender Weise gefunden, daß solche anorganischen, wäßrigen Lösungen eines starken Elektrolyten, wie Kalziumchlorid, Natriumnitrat, Magnesiumchlorid, Eisen(III)- chlorid, die auf eine Temperatur größer 35°C gebracht werden, für die vollständige Trennung metallbeschichteter Kunststoffe oder Papiere in die Komponenten Metall und Kunststoff bzw. Papier geeignet sind.

Zur vollständigen Trennung in die Komponenten Metall und Kunststoff bzw. Papier ist nur ein sehr kurzer intensiver Kontakt mit der erwärmten, wäßrigen Lösung eines starken Elektrolyten, was beispielsweise in einem der Schwimm-Sink-Sortierung vorgeschalteten Rührer mit Rührgefäß erfolgen kann, notwendig. Dabei werden die noch am Kunststoff befindlichen und auch die infolge elektrostatischer Wechselwirkungen anhaftenden Metallteilchen völlig abgetrennt, was die vollständige Trennung durch die Schwimm-Sink- Sortierung ermöglicht.

Chemische Reaktionen solcher wäßriger Lösungen starker Elektrolyte mit dem Metall bzw. Kunststoff oder Papier, was zu stofflichen Veränderungen führen würde, können ausgeschlossen werden. Eine Wiederverwendung der reinen Ausgangskomponenten ohne aufwendige Nachreinigungsverfahren wird somit gewährleistet, was vorteilhaft ist.

Anorganische, wäßrige Lösungen starker Elektrolyte haben auch bei höheren Temperaturen extrem niedrige Dampfdrücke, was hohe MAK- bzw. MJK-Werte bedingt. Für Kalziumchlorid, Natriumchlorid und Natriumnitrat, die häufig in der Natur vorkommen, sind gegenwärtig noch keine MAK- bzw. MJK-Werte bekannt, was ebenfalls von Vorteil ist.

Ausführungsbeispiel

Das Verfahren soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die metallbeschichteten Kunststoffe, im vorliegenden Anwendungsfall aluminiumbeschichtete, werden durch Grob- und anschließende Feinzerkleinerung auf eine Korngröße kleiner 1,5 mm gebracht. Durch die beim Zerkleinern auftretenden Scher- und Reibungskräfte wird bereits eine weitgehende Trennung des Metalls vom Kunststoff erreicht.

Die endgültige, vollständige Trennung des Metalls vom Kunststoff geschieht durch eine anorganische, wäßrige Lösung eines starken Elektrolyten, vorrangig einer Kalziumchloridlösung, die auf eine Temperatur größer 35°C gebracht wurde, beispielsweise in einem Rührer mit Rührgefäß. Durch das Rühren wird ein intensiver Kontakt des Trenngutes mit der wäßrigen Lösung bewirkt. Schon nach wenigen Sekunden ist das gesamte Metall vom Kunststoff getrennt. Kunststoff und Metall können anschließend nach dem bekannten Verfahren der Schwimm-Sink-Sortierung, wobei die gleiche wäßrige Lösung als Schwerflüssigkeit dient, fraktioniert und wiedergewonnen werden. Eine Mischfraktion fällt nicht an.

Die Reinheit der so wiedergewonnenen Ausgangskomponenten ist größer 99,5 Ma.-%.

Claims (3)

1. Verfahren zur vollständigen Trennung metallbeschichteter Kunststoffe oder Papiere, Korngröße kleiner 1,5 mm, mittels Schwimm-Sink-Sortierung, gekennzeichnet dadurch, daß das Trenngut mit einer anorganischen, wäßrigen Lösung eines starken Elektrolyten, die eine Temperatur größer 35°C aufweist, vorrangig einer Kalziumchloridlösung, behandelt wird, welche zugleich als Trennmedium für die Schwimm-Sink-Sortierung dient.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß andere wäßrige Lösungen eines starken Elektrolyten wie Natriumchlorid, Natriumnitrat, Magnesiumchlorid, Eisen(III)-chlorid oder ähnliche verwendet werden.

3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß eine Mischung dieser Stoffe zur Anwendung gelangen kann.