Den Gegenstand dieser Erfindung bildet ein Verfahren zur Aufbereitung von metallisierten Verpackungsmaterialien, insbesondere von Getränkekartons, wie Tetra Pak, ELOPAK, etc. oder von Sichtverpackungen (Blister) .

Getränkekartons bestehen trotz ihres Namens nicht nur aus

Karton, sondern aus mehreren, eng miteinander verbundener Schichten aus Karton und Kunststoff und- für länger

haltbare Produkte wie Saft und Milch - auch aus Aluminium.

Aluminium schützt das Produkt vor Sauerstoff und Licht.

Bereits im Jahr 2006 betrug der Zellstoffanteil in

Getränkekartons nur 60-76 Prozent, der Kunststoffanteil 13 - 34 Prozent und der Aluminiumanteil 0-6 Prozent. Bei der

KunststoffSchicht handelt es sich meist um Polyethylen.

Tetra Pak ist eine Marke von Getränkekartons, die seit den 1950er Jahren vom gleichnamigen aus Schweden stammenden Unternehmen vertrieben werden und weltweite Verbreitung insbesondere als Verpackung für Milch gefunden haben. Der Markenname fand als Synonym für Getränkekartons im

Allgemeinen Eingang in den deutschen Sprachgebrauch. Von den zum Recycling gelieferten Getränkekartons wird derzeit hauptsächlich der Zellstoffanteil , also die Fasern, recycelt. Die Fasern werden bei der Papier-, Karton- und Pappenherstellung wiederverwendet. Der mittlerweile

erhebliche Kunststoffanteil wird in der Regel energetisch verwertet, also verbrannt, und der Aluminiumanteil als Bauxitersatz in der Zementindustrie mitverbrannt. Oft werden die Kunststoff- und Aluminiumanteile auch nur zu Ballen verpresst und deponiert. Diese Rückstände dienen damit nur als Primärbrennstoffersatz oder landen auf der Deponie .

Mit Hilfe von speziellen Formprozessen werden aus

zerkleinerten Getränkekartons einfache Gegenstände

(Obstkisten, etc.) ohne spezielle Qualitätsanforderungen hergestellt. Dafür werden die enthaltenen Kunststoffe als Verbundmaterial angeschmolzen, die Restfasern, das Aluminium sowie Reststoffe werden mitverarbeitet.

Es gibt auch Recyclingkonzepte, bei denen der

Kunststoffanteil verölt und das Aluminium in Flockenform zurückgewonnen wird. Bei einem anderen Verfahren werden die Rejekte, also die Kunststoff- und Aluminiumfolien, in einem Gasreaktor bei Temperaturen oberhalb 400°C einer Pyrolyse unterworfen. Dabei beginnt das Polyethylen ab 400°C zu vergasen

(Pyrolysegas) , wobei das Aluminium bei dieser Temperatur in fester Form erhalten bleibt. Das Aluminium fällt dabei aber als Agglomerat an, das mit nicht vergasten Störstoffen (meist KohlenstoffVerbindungen aber auch andere Metalle) verunreinigt ist. Das brennbare Pyrolysegas liefert

anschließend bei seiner Verbrennung elektrische und

Wärmeenergie. Ein Verfahren, bei dem die Kunststofffraktion in einer Wirbelschicht vergast wird, ist beispielsweise in der WO 00/09771 AI oder in der WO 00/09770 AI beschrieben.

Die WO 97/49494 AI beschreibt ein Verfahren, bei dem metallisiertes Verpackungsmaterial mit Hilfe eines Refiners zerkleinert wird und die Faserstoffe über eine

Auflösetrommel rückgewonnen werden. Bei einem weiteren Recyclingverfahren werden die Rejekte mit einem über 1100°C heißen Plasmastrahl behandelt. Das Aluminium der Rejekte verlässt zwar in verwertbarer

Barrenform den Prozess, jedoch ist dieses Verfahren sehr energieaufwendig.

Eine Rückgewinnung der Einzelkomponenten von

Getränkekartons als echte Wertstoffe, also ohne eine

Verbrennung des Kunststoffanteils , wurde zwar

verschiedentlich angedacht und in Pilotanlagen getestet, jedoch noch nirgendwo industriell angewandt.

So beschreibt die WO 2010/052016A2 ein Verfahren, bei dem die zerkleinerten Kunststoffabfalle mit Hilfe der Schwimm- Sink-Trenntechnik getrennt werden. Dabei wird auch eine selektive Lösemittelbehandlung angewendet, durch die einzelne Kunststoffkomponenten aufgelöst werden und somit von der Metall- oder weiteren Kunststoffkomponente

abgetrennt werden. Mit diesem Verfahren können

unterschiedliche Kunststofflagen singulär zurückgewonnen werden. Der Faserstoff fällt ebenso wie die

Aluminiumschicht als eigene Fraktion an.

Die DE 31 10 254 AI beschreibt ein Recyclingverfahren für Blister-Verpackungen, die unter anderem auch für die

Verpackung von Arzneimittel in Tabletten- oder Kapselform verwendet werden. Dabei werden die Alu-PVC-Abfallfolien granuliert, mit Zusätzen versehen und als Ausgangsmaterial von thermoplastischen Kunststoffen verwendet. Eine

getrennte Rückgewinnung von Kunststoff und Aluminium ist dabei nicht möglich. Der Erfindung liegt ebenfalls die Aufgabe zugrunde, ein elegantes Verfahren bereitzustellen, durch das die

Basisfraktionen (Kunststoff und Aluminium) aus

Verpackungsmaterialien zurückgewonnen werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß

Patentanspruch 1.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Aluminium mit Hilfe von Säure aufgelöst, sodass im Wesentlichen nur der Kunststoffanteil als Feststoff übrig bleibt. Die

metallhaltige Lösung der Säure wird dann einer

pyrohydrolytischen Behandlung, vorzugsweise in einem

Sprühröstreaktor, unterzogen. Dabei wird die Säure durch Sprührösten der metallhaltigen Lösung und anschließende

Absorption und/oder Kondensation der dabei gebildeten Gase in einer wässrigen Absorptionslösung rückgewonnen. Die rückgewonnene Säure kann dann wieder für die Auflösung des Aluminiums verwendet werden.

Die während der Pyrohydrolyse entstehenden Metalloxide, also das Aluminiumoxid, werden am Boden des Sprührösters oder auch bei der Gasreinigung (Zyklonabscheider)

abgezogen. Der Aufbau einer derartigen Anlage zur

Säurerückgewinnung wird beispielsweise in der AT395312B und in der EP0775760A1 beschrieben.

Durch entsprechende Einstellung der Prozessparameter während der pyrohydrolytischen Behandlung kann auf die Aluminiumoxidqualität Einfluss genommen werden, so kann beispielsweise die Bildung von kubischen γ-Α103, sowie die Kristallinität oder die Bildung von rhomboedrische

(trigonale) -A10 ioegünstigt werden. Auch eine

Beeinflussung der Korngrößenverteilung ist möglich Bei Verpackungsmaterialen, die auch Faserstoffe enthalten, ist es sinnvoll, wenn zuerst die Faserstoffe abgelöst werden und die dabei gebildete FaserstoffSuspension von den verbliebenden Kunststoff- und Aluminiumresten entfernt bzw. getrennt wird. Danach erfolgt das Auflösen des Aluminiums mit Hilfe der Säure.

Vorzugsweise wird als Säure Salzsäure (HCl) verwendet, da sich damit das Aluminium besonders gut auflösen lässt, ohne dass der Kunststoff, beispielsweise Polyethylen,

angegriffen wird.

Die Qualität des gebildeten Aluminiumoxids lässt sich weiter steigern, wenn im Anschluss an die pyrohydrolytische Behandlung eine thermische Nachbehandlung des

Aluminiumoxids erfolgt. Durch diese Nachbehandlung werden verbleibende Kohlenstoffreste verbrannt und der Anteil von -A103und die Kristallinität erhöht. Die thermische

Nachbehandlung erfolgt bei Temperaturen zwischen 800 °C bis 2400°C, vorzugweise bei 900 bis 2000°C, insbesondere bei 1400°C bis 1900°C.

Das Aluminiumoxid kann beispielsweise in einem Drehrohrofen oder in einem Plasmareaktor nachbehandelt werden.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird das

Aluminiumoxid nach der pyrohydrolytischen Behandlung oder nach der thermischen Nachbehandlung gemahlen. Der

Mahlprozess kann beispielsweise mit einer Feststoffmühle oder in einem flüssigen Medium mit Hilfe von Ultraschall erfolgen . Zur Qualitätssteigerung des Aluminiumoxids und zur

Kostenreduktion ist es vorteilhaft, wenn eine Klassierung nach Partikelgröße erfolgt. Es ist vorteilhaft, wenn vor der Säurezugabe noch an den Kunststoffen bzw. am Aluminium anhaftende Fasern in

hochdynamischen Maschinen, wie z.B. in einer

Friktionsmaschine oder in einem Friktionstrockner,

separiert werden. Dadurch wird gewährleistet, dass der Faseranteil vor dem Zusetzen der Säure sehr gering ist, zum Beispiel weniger als 1%.

Es ist sinnvoll, dass die Kunststoffe nach Abtrennung der metallhaltigen Lösung einer weiteren Reinigungsstufe zugeführt werden, in der verbleibende Restfasern und

Säurereste von den Kunststoffen entfernt werden. Das für die Wäsche verwendete Waschwasser kann der

Absorptionskolonne zur Säurerückgewinnung zugeführt werden. Vorzugsweise wird das Kunststoff-Aluminiumgemisch vor der Säurebehandlung zerkleinert, damit sich die Angriffsfläche für die Säure vergrößert und das Aluminium dadurch

schneller aufgelöst werden kann. Es ist günstig, wenn die Säurebehandlung bei Temperaturen zwischen 50 °C und 80 °C durchgeführt wird.

Damit eine hochwertige aluminiumhaltige Lösung erhalten werden kann, ist es sinnvoll, wenn andere Metalle, wie Eisen oder auch Nichteisenmetalle (Kupfer etc.) zuvor detektiert und aus dem Produktstrom entfernt werden, zum Beispiel mit Magneten, Eddy Current Technologie bzw. mit NIR, XRF, Induktion gekoppelt mit Ausblassystemen, Schwimm- Sink-Technologie, etc.. Im Folgenden wird in Fig. 1 die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels für die Rückgewinnung der Wertstoffe aus Getränkekartons beschrieben.

Die gegebenenfalls zerkleinerten Getränkekartons 1 werden gemeinsam mit Wasser einer Faserstoffrückgewinnung 10 zugeführt. Die Faserstoffrückgewinnung 10 kann dabei eine Auflösetrommel (FFD) , einen Hochkonsistenzpulper (HC) , einen Mittelkonsistenzpulper (MC) oder einen

Niederkonsistenzpulper (LC) beinhalten. Derartige Anlagen zur Faserstoffrückgewinnung 10 aus Getränkekartons 1 sind bekannt und werden daher hier nicht genauer beschrieben. Die rückgewonnen Fasern 2 können dann, nach einer fallweise notwendigen Stoffnachreinigung von Alu Flakes, wieder für die Papier- oder Kartonherstellung verwendet werden.

Die weitgehend von Fasern befreiten Kunststoffe und

Aluminiumfolienteile werden in einem Schredder 11

zerkleinert, beispielsweise auf ein Größe von 50 x 50 mm, oder aber auf 15 x 15 mm oder auf 80 x 80 mm.

Danach werden Eisenteile durch einen Metallabscheider 12, beispielsweise einem Überbandmagnet , aus dem Produktstrom entfernt, bzw. in einem Folgegerät auch die

Nichteisenmetalle .

In einem weiteren Prozessschritt 13 werden die noch am Kunststoff und am Aluminium anhaftenden Fasern 2 mit Hilfe von Friktionsmaschinen bzw. Friktionstrocknern separiert. Dieser Faseranteil kann bis zu 25% bezogen auf den

Gesamtrej ektanteil betragen. Die rückgewonnenen Fasern 2 können dann in einer weiteren Prozessstufe nachaufbereitet werden und mit den aus der Faserstoffrückgewinnung 10 gewonnene Fasern zusammengeführt werden. In der Auflösestufe 14 geht durch die Zugabe von hochprozentiger (> 18%ig) Salzsäure (HCl) , vorzugsweise bei erhöhter Temperatur und unter kontinuierlichen Rühren die Aluminiumschicht in Lösung. Es entsteht eine AICI3 Lösung, die im nachfolgenden Filtrationsschritt 15 vom noch festen Kunststoffanteil , z.B. dem Polyethylen, getrennt wird.

Die Metalllösung kann im Anschluss durch nasschemische oder physikalische Methoden gereinigt werden, dadurch kann die Reinheit des Aluminiumoxids erhöht werden. Es ist auch denkbar, dass der AICI3 Lösung gezielt Rohstoffe,

vornehmlich Metalle wie Chrom, Platin, Titan, etc.,

zugefügt werden, um die Struktur des gebildeten Oxids nach der Röstung zu beeinflussen.

Die fast feststofffreie Metalllösung wird im Anschluss direkt dem Sprühröstreaktor 16 zugeführt.

Zur Rückgewinnung der Salzsäure wird dabei die wässrige AlClrLösung mit Hilfe von Düsen in feinen Tropfen in den beheizten Sprühröstreaktor 16 gesprüht. Durch die

Wärmentwicklung verdampft zuerst die Flüssigkeit

(Verdampfungsphase) und anschließend beginnen sich die Metallverbindungen zu zersetzen (Oxidationsphase) . Die Tropfen fallen im freien Fall zum Reaktorunterteil und werden innerhalb weniger Sekunden geröstet, d.h.

pyrolytisch in ein Metalloxid und einen Säureanteil

getrennt. Die Säureanteile werden am Reaktorkopf und das Aluminiumoxid (A10)3 über eine Öffnung im Reaktorboden entfernt. Ein Teil des Aluminiumoxids kann auch im

Staubabscheider zur Reinigung der gasförmigen Säureanteile anfallen. Die gasförmigen Säureanteile (HCl _ga s) werden anschließend in einer Absorptionskolonne 17 absorbiert bzw. kondensiert .

Die rückgewonnene Salzsäure (HCliq) kann dann wieder der Auflösestufe 14 zugeführt werden. Das im Sprühröstreaktor 16 anfallende Aluminium wird hier im Anschluss einer thermischen Nachbehandlung 21 bei eine Temperatur von beispielsweise 1400°C bis 1900°C unterzogen und anschließend zur Oberflächenvergrößerung gemahlen.

Die Feststoffanteile werden beim Filtrationsschritt 15 als Gemisch von Restfasern und Kunststoff mit anhaftender

Restsäure ausgetragen und einer weiteren Reinigungsstufe 18 (z.B. einer Friktionsstufe mit mechanischen Trockner) zugeführt, dabei werden Fasern 2 und Reststoffe 9 vom

Kunststoff 3 abgetrennt.

Die Kunststoffe 3 fallen nach einer Nachwäsche 19 und einer allfälligen Trocknung rein und pH neutral als Verkaufsstoff oder als Fertigstoff für eine integrierte Granulierung an. Das säurehaltige Waschwasser kann für die Absorption der gasförmigen Säurebestandteile in 17 verwendet werden.

Die Abgase aus dem Säurerückgewinnungsprozess 16, 17 werden in einer Gasreinigung 20 gereinigt, z.B. mit Hilfe einer katalytischen Nachreinigung.

Ein Verfahrensschema für das Recycling von Blister- Verpackungen kann bis auf die Aggregate zur Faserabtrennung und Faserreinigung gleich aufgebaut sein.