Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Kunststoffteilchen eines Kunststoffgemenges von Kunststoffen chemisch unterschiedlicher Art, die jedoch in einem sich überschneidenden Dichte¬ bereich liegen, wie z.B. Polyethylenterephthalat (PET) und Polyvinylchlorid (PVC), durch ein elek¬ trostatisches Trennverfahren mittels eines Frei-

10 fallscheiders.

In vielen Ländern fallen riesige Mengen an ver¬ mischten Kunststoffabfällen an. Ein bekanntes Bei¬ spiel dafür sind gebrauchte Einwegkunststoffge- tränkeflaschen. Diese Flaschen bestehen aus PVC

15 bzw. PET. Zusätzlich weisen die Flaschen in der Regel einen Polyethylenschraubdeckel auf, und die PET-Flaschen sind mit einem Bodenteil aus Poly- ethylen (PE) versehen. Bei der Sammlung dieser Flaschen fällt ein gemischter Kunststoffabfall

20 an, bestehend aus PET, PVC und PE. Eine direkte Wiederverwertung der vermischten Fla¬ schenkunststoffe ist nicht möglich, da PET erst bei 260 C schmilzt, während PVC sich bereits ober¬ halb der Erweichungstemperatur von 160°C unter

25 HCl-Abspaltung zersetzt und PE schon bei 105 - 135°C schmilzt.

Für solche vermischten Kunststoffe gibt es daher keine nennenswerten Wiederverwertungsmöglichkei- ten, so daß die Abfallkunststoffe bislang meist

30 nicht gesammelt, sondern über den Hausmüll ent¬ sorgt werden, d.h., letztlich verbrannt oder de¬ poniert werden.

Wegen des knapp werdenden Deponieraumes und des Widerstandes der Bevölkerung gegen die Errichtung ^'

35 neuer Müllverbrennungsanlagen wird diese Art der

Entsorgung in Zukunft stark eingeschränkt werden, u.a. durch behördliche Vorschriften zur Wieder¬ verwertung.

Für vermischte PVC-haltige Kunststoffe lassen sich 5 in der Regel auch keine Erlöse erzielen; vielmehr verlangt der Verwerter häufig noch eine Gutschrift, die sich an den eingesparten Deponiekosten orien¬ tiert.

Demgegenüber gibt es für sortenreine Recycliπg- 10 kunststoffe seit langem einen Markt, wobei sich die Preise hierfür an den Preisen für die Neuware ausrichten. Je nach Qualität wird für Recyclingwa¬ re bis zu 60 ?ό des Wertes der Neuware erzielt. Es besteht daher ein großes Interesse an Verfahren zur 15 Trennung von PVC-haltigen vermischten Kunststoffen. Für die Trennung von Kunststoffen unterschiedlicher Dichte ist bereits der Einsatz von Hydrozyklonen bekannt. Dieses Verfahren versagt allerdings dann, wenn die zu trennenden Kunststoffe, wie hier vorge- 20 sehen, im gleichen Dichtebereich liegen.

Weiterhin ist ein Verfahren bekannt geworden, das die unterschiedlichen Schmelzpunkte der Kunst¬ stoffe eines Gemenges zur Trennung ausnutzt. Das Kunststoffgemenge wird gemahlen und erhitzt, wobei

25 die zuerst schmelzenden PVC-Teilchen an einer ro¬ tierenden Walze haften und aus dem Gemenge ausge¬ tragen werden. Da der Vorgang des Ausschmelzens sehr langsam vor sich geht, ist dieses Verfahren nur für geringe Durchsätze geeignet und kommt da-

3 _Q her für eine großtechnische Anwendung nicht in

Frage.

Weiterhin ist ein Verfahren bekannt geworden, das mit Röntgenstrahldetektor arbeitet. Nach diesem Verfahren werden die PVC-Flaschen auf spektros- 35 kopischem Wege identifiziert und mechanisch sor¬ tiert .

Solche Anlagen weisen einen geringen Durchsatz auf. Das Verfahren ist auf ganze Flaschen beschränkt.

Aus der DE-PS 30 35 649 ist ein Verfahren der ein _¬ gangs genannten Art 'bekannt.

Hierbei wird das Kunststoffgemenge bis auf eine einheitliche Teilchengröße von 3 - 7 mm gebracht, dann trihoelektrisch aufgeladen und in einem Frei- fallscheider , zwischen dessen Elektroden ein elek¬ trostatisches Feld von 3 - 5 KV/cm aufrechterhal¬

10 ten wird, eingeführt.

Hierbei wird ein Teil des Gutes entsprechend der Ladung an der jeweiligen Elektrode abgeschieden, während ein weiterer Teil des Gemenges als soge¬ nanntes Mittelgut durch den Freifallscheider fällt,

15 da es aufgrund mangelhafter elektrostatischer Auf¬ ladung von keiner Elektrode angezogen wird. Außer¬ dem waren Kunststoffe gleicher Dichte der elek¬ trostatischen Trennung bisher nicht zugänglich.

Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist, daß

20 hierbei erhebliche Mengen an Mittelgut anfallen.

Es wurde nun herausgefunden, daß eine Erhöhung des Abscheidungsgrades dadurch erreicht werden kann bzw. bei bestimmten Kunststoffgemengen überhaupt eine wirksame Trennung ermöglicht wird, daß vor

25 der triboelektrischen Aufladung das Kunststoff¬ gemenge einer Temperaturbehandlung bei 70 - 100 C über einen Zeitraum von mindestens 5 min unter¬ worfen wird.

Hierdurch erfolgt gleichzeitig eine Trocknung des

30 Gemenges, wenn das Kunststoffgemenge einen Rest¬ wasseranteil ausweisen sollte. Nunmehr ist auch die Trennung von Kunststoffen gleicher bzw. sehr ähnlicher Dichte möglich.

Es wird angenommen, daß durch diese Wärmebehand¬ lung eine Veränderung in der Oberfläche des Kunst¬ stoffes bewirkt wird, der eine bessere elektrosta¬ tische Aufladung ermöglicht.

Die anschließende triboelektrische Aufladung des Kunststoffgemenges erfolgt vorteilhaft bei einer Temperatur von 15 - 50 C, vorzugsweise von 20 - 35 C, in einer relativen Feuchte der umgebenen Luft von 10 - 40 ?ό, ^" vorzugsweise 15 - 20 %. Für

10 ein unter diesen Bedingungen konditioniertes Kunststoffgemenge reicht es auch, wenn im Frei- fallscheider eine Feldstärke von 2 - 3 KV/cm aufrechterhalten wird.

Bei derart geringen Feldstärken vermindert sich

15 die Gefahr sogenannter Sprühentladungen; die Sprühentladungen können eine Entzündung der Kunst¬ stoffteilchen, bzw. eine Staubexplosion, bewirken.

Vorteilhaft hat das Kunststoffgemenge eine Teil¬ chengröße von unter 10 mm, vorzugsweise von unter

20 6 mm, wobei das Kunststoffgemenge, das beispiels¬ weise aus zerschnittenen Einwegflaschen besteht, vor der Wärmebehandlung von Stoffen, wie z.B. Pa¬ pier oder Getränkeresten, durch Aufschlämmen in Wasser gereinigt wird. Die Reinigung erfolgt bei¬

25 spielsweise in einer Waschmühle oder mit Hilfe eines Turbowäschers, wobei je nach Grad der Ver¬ schmutzung mehrere Reinigungsvorgänge erforder¬ lich sein können. Die Entwässerung dieses gewa¬ schenen und damit nassen Gemenges erfolgt durch

30 eine Entwässerungsvorrichtung, wie z.B. durch eine Zentrifuge, auf einen Restwasseranteil von ca. 2 % . Nach der Wärmebehandlung kann zur triboelektri- schen Aufladung das Kunststoffgemenge in einen Fließbetttrockner eingebracht werden.

Zusätzlich kann das trockene Kunststoffgemenge zur besseren triboelektrischen Aufladung auch durch eine Spiralschnecke ausreichender Länge ge¬ schickt oder pneumatisch über eine bestimmte Strecke befördert werden.

Falls die durch einmalige Trennung erhaltene Mit¬ telgutmenge noch zu hoch sein sollte, kann selbst¬ verständlich die Mittelgutmenge das Verfahren noch¬ mals durchlaufen, wobei üblicherweise ein noch¬

10 maliger Waschvorgang nicht anfällt.

Zur weiteren Trennung können die Vorkonzentrate einem weiteren nachgeschalteten Freifallscheider zugeführt werden, wobei zuvor das Mittelgut in ei¬ nem zweiten Fließbetttrockner nochmals triboelek-

15 trisch aufgeladen wird.

Die Restfraktion kann dem ersten Fließbetttrockner zugeführt werden, wobei - falls es mit Feuchtgut vermischt wird - die fehlaufgeladenen Kunststoff¬ teilchen vor der Neuaufladung entladen werden,

20 was sich positiv auf die Erzielung einer hohen Ausbeute in bezug auf die nachfolgende Trennung im Freifallscheider auswirkt.

Das nachfolgende Beispiel mit der Darstellung des Verfahrens in einem Ablaufdiagramm dient der Er¬

25 läuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beispiel

Ein eingesetztes Getränkeflaschengemenge wies ohne Berücksichtigung des Getränkerestes folgende Zu¬ sammensetzung auf:

-30 19.8 % PVC

76.9 % PET

2.1 ?- PE

1.2 % Papier

Das Flaschengemenge wurde über eine Dosierungs¬ einrichtung kontinuierlich einer naß arbeitenden Schneidmühle zugeführt und unter Wasserzugabe auf eine Teilchengröße von ca. 6 mm zerkleinert. Die auch Papier enthaltende Schmutzlösung wurde abgezogen.

Danach wurde das Gut in einem Wäscher kräftig ge-, rührt und in einem Friktionsabscheider überführt und die im Kunststoff befindlichen restlichen

10 Schmutzstoffe, wie Papier, Sand und andere Ver¬ unreinigungen, abgetrennt.

Das KunststoffSchnitzelgemenge wurde erneut mit Wasser aufgenommen und zur Abtrennung der Poly- olefine einem Hydrozyklon zugeführt. Das resul¬

15 tierende PVC-PET-Gemisch wurde auf einem Vibra¬ tionssieb von der Flüssigkeit getrennt, geschleu¬ dert und in einem Fließbetttrockner 6 min bei 70 bis 100 C wärmebehandelt und getrocknet.

Im Fließbett lassen sich eventuell noch vorhande¬

20 ne letzte Papierreste mit der Abluft austragen und mittels eines Zyklons aus der Abluft abtren¬ nen. Das vorgetrocknete Gut wurde danach in einem weiteren Fließbetttrockner noch 3 min bei 30 C kontaktiert und dabei aufgeladen.

25 Das aus dem Fließbett auslaufende Gut wurde konti¬ nuierlich einer aus zwei Freifallscheidern bestehenden Trennanlage zugeführt. Das in der er _¬ sten Trennstufe erhaltene PVC-Konzentrat wurde mittels einer Spiralschnecke zum zweiten Freifall-

30 scheider befördert, wobei sich erneut eine selek¬ tive Aufladung der Kunststoffteilchen ausbildete.

Das so aufgeladene Kunststoffgemenge wurde in dem Nachtrennscheider in ein hochprozentiges PVC-Kon- zentrat, eine Mittelgutfraktion und eine ca. 53 % PET enthaltende Abreicherungsfraktion aufgetrennt. Letztere wurde gemeinsam mit dem Mittelgut der ersten Trennstufe zur Neuaufladung in das Flie߬ bett rezykliert.

Alles in allem ließ sich das Flaschengemisch in eine PVC-Fraktion mit 99,3 % PVC-Gehalt, eine PET-Fraktion mit 99,4 % PET-Gehalt und eine PE-Fraktion mit 97,6 % PE-Gehalt auf rennen.

Der Reinheitsgrad liegt somit weit über 95 % , so daß von im wesentlichen sortenreinen Gemengen gesprochen werden kann, deren Wiederverwertung problemlos möglich ist.

Die Ausbeute (absolute Menge) beträgt:

96,2 % PVC

94.6 % PET ^' 89.7 % PE.

Flieflbild zum Beispiel .:

Trennung der Kunatstoffe einea Gemischea von leeren Gmüi-Sn^m.

- onzentrat 99,3 % PVC