DE4323320C2 - Verfahren zur Trennung, Reinigung, Sortierung und zum Recycling von Mischungen und/oder Verbunden von Kunststoffen untereinander und/oder mit anderen Werkstoffen mit Lösungsmittelverfahren - Google Patents
Verfahren zur Trennung, Reinigung, Sortierung und zum Recycling von Mischungen und/oder Verbunden von Kunststoffen untereinander und/oder mit anderen Werkstoffen mit LösungsmittelverfahrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung, Reinigung, Sortierung und zum
Recycling von Mischungen und/oder Verbunden von Kunststoffen untereinander
und/oder mit anderen Werkstoffen mit Lösungsmittelverfahren nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es bestehen heute Verfahren zum Aufbereiten von Kunststoffen mit Lösungsmittel-
Verfahren. Es handelt sich dabei um Konzeptionen und Pilotanlagen. Dabei werden
Kunststoffe mit Hilfe von organischen Lösungsmitteln gewaschen oder aufgelöst.
Bei den dabei verwendeten Lösungsmitteln handelt es sich um neue analytisch reine
Lösungsmittel. Diese müssen bei der Wiedergewinnung des lösungsmittelfreien
Kunststoffes aus dem Kunststoff entfernt werden. Auf Grund der relativ zum
Kunststoff niedrigen Siedepunkte der Lösungsmittel wird die Abtrennung durch
Verdampfen erreicht. Dieser Vorgang ist ein kostenintensiver Verfahrensschritt,
der die Wirtschaftlichkeit des gesamten Verfahrens in Frage stellt.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die
Trennung, Reinigung, Sortierung und das Recycling von Mischungen und/oder
Verbunden von Kunststoffen untereinander und/oder mit anderen Werkstoffen mit
Lösungsmittelverfahren wirtschaftlich durchführbar zu machen.
Dieses Problem wird durch die in Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß
gebrauchte, verunreinigte organisch-chemische Lösungsmittel und/oder deren
Gemische so verwendet werden, daß die gemeinschaftliche und/oder kombinierte
Aufbereitung und/oder Verwertung und/oder Rückgewinnung der Lösungsmittel
und der Kunststoffe gegeben ist.
Die in der Industrie nach dem Gebrauch anfallenden mit festen und/oder löslichen
Verunreinigungen verschmutzten Lösungsmittel werden nicht wie bisher zur
Aufbereitung bzw. Reinigung destilliert, wobei die Verunreingungen mit
Restlösungsmittel abgetrennt werden, sondern werden zur Trennung, Reinigung,
Sortierung und zum Recycling von Mischungen und/oder Verbunden von
Kunststoffen untereinander und/oder mit anderen Werkstoffen verwendet. Da bei
der Aufbereitung von Kunststoffen nach Lösungsmittelverfahren die Lösungsmittel
durch Verdampfen aus dem Kunststoff entfernt werden, kann dieser Schritt mit
dem zur Reinigung der Lösungsmittel notwendigen Schritt des Verdampfens der
Lösungsmittel zur Reinigung kombiniert werden. Es werden also durch den
Verfahrensschritt zwei Aufgaben gelöst: die Entfernung des Lösungsmittel aus dem
Kunststoffund die Reinigung des Lösungsmittels.
Die in dem Lösungsmittel beim Gebrauch angesammelten Verunreinigungen oder
Feststoffe können dabei gezielt beim Auflösen der Kunststoffe bzw. beim
Verdampfen des Lösungsmittels eingearbeitet werden.
Damit wird vorteilhafterweise der Anfall von Destillationsrückständen, die relativ
viel Lösungsmittel enthalten, beim Destillieren vermieden. Dies ist wirtschaftlich
und ökologisch gesehen sehr vorteilhaft, da erstens die kostenintensive und
umweltbelastende Entsorgung dieser Rückstände vermieden wird und zweitens
kein Lösungsmittel verloren geht.
Die in den Lösungsmitteln vorhandenen Verunreinigungen können gezielt in die
Kunststoffe eingearbeitet werden.
Mit dem Verfahren können die in großem Maße anfallenden Alt-Produkte z. B. in
Form von Elektrogeräten recyclet werden. Nach dem Auflösen der
thermoplastischen Kunststoffbestandteile mit gebrauchten Lösungsmitteln werden
die unlöslichen Teile z. B. mittels Sieben abgetrennt. Das Lösungsmittel wird aus
dem Kunststoff abdestilliert und in reiner Form wiedergewonnen. Es kann
anschließend als reines Lösungsmittel vertrieben werden. Durch ein partielles
Lösen eines Kunststoffes wird erreicht, daß z. B. nur eine Komponente aus einem
Lösungsmittel-Gemisch mit dem Kunststoff eine Wechselwirkung eingeht. Durch
die Abtrennung dieses gequollenen Kunststoffes wird diese in ihm befindliche
Lösungsmittel-Komponente aus dem Gemisch entfernt. Durch Verdampfen kann
dieses Löungsmittel in reiner Form wiedergewonnen werden.
Durch das selektive Hineindiffunndieren von Lösungsmitteln in Kunststoffe kann
auch die Abtrennung von Verunreinigungen erreicht werden, da diese aufgrund
ihrer unterschiedlichen Eigenschaften nicht mit dem Kunststoff wechselwirken.
Erhaltene Kunststoff-Lösungen können auch direkt für Lacke, Klebstoffe oder
Beschichtungen verwendet werden. Dadurch wird die entsprechende Herstellung
eingespart. Dies hat also einen wirtschaftlichen Vorteil.
Durch die mit den Lösungsmittelverfahren mögliche Trennung und Sortierung von
Werkstoffen können auch z. B. Metalle in sortenreiner Form wiedergewonnen
werden.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden beschrieben.
In einem 100-ml-Rundkolben, der 50 ml gebrauchtes Regeneratbenzin enthält,
werden unter Rühren 5 g ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymerisat) in grob
zerkleinerten Stücken gelöst. Nach 10 min Rühren wird die ABS-Lösung
gleichmäßig auf eine Metallplatte mit einer Fläche von 25 cm2 aufgetragen, die sich
in einem Vakuumtrockenschrank befindet. Durch Druckabsenkung auf 100 mbar
und Temperaturerhöhung auf 50°C wird das Lösungsmittel in reiner Form in einer
mit flüssigem Stickstoff betriebenen Kühlfalle kondensiert. Auf der Metallpatte hat
sich ein dünner ABS-Film ausbgebildet.
Unter Rühren wird eine gebrauchte, nicht demontierte IR-Fernbedienung, (m = 150 g)
die zum Hauptanteil aus einem Verbund aus ABS und PS (Polystyrol) besteht,
in einen 2 l Glasreaktor mit Destillationsaufsatz, der 1 l eines gebrauchten
Toluol/Benzin-Gemisches mit 5 Massenprozent Natriumsulfat als Feststoff enthält,
gegeben. Nach 10-minütigem Rühren ist der Kunststoffverbund nahezu vollständig
getrennt, da die PS-Anteile gelöst und die ABS-Anteile gequollen sind. Durch
grobe Siebung werden Metallanteile und Leiterplatten abgetrennt. Das gequollene
ABS wird durch feinere Siebung aus der Lösung entfernt. Die PS-Lösung wird in
einen Rundkolben überführt. Durch Erhitzen der PS-Lösung am
Rotationsverdampfer in einem Ölbad werden bei ca. 80°C das Benzin und bei 110
°C das Toluol als reine Lösungsmittel überdestilliert. Das PS verbleibt als Feststoff
im Rundkolben, wobei das Natriumsulfat als Füllstoff im Polymeren in
homogenisierter Form verbleibt. Durch Erwärmen in einem
Vakuumtrockenschrank kann das gequollene ABS weitestgehend getrocknet
werden. Das enthaltene Lösungsmittel wird in einer mit flüssigem Stickstoff
betriebenen Kühlfalle kondensiert. Durch sukzessive Druckabsenkung werden die
einzelnen Lösungsmittel fraktioniert wiedergewonnen. Das erhaltene ABS-
Granulat kann anschließend für die erneute Herstellung von Gehäuseteilen
verwendet werden.
Claims (10)
1. Verfahren zur Trennung, Reinigung, Sortierung und zum Recycling von
Mischungen und/oder Verbunden von Kunststoffen untereinander und/oder
mit anderen Werkstoffen mit Lösungsmittelverfahren,
dadurch gekennzeichnet, daß
hierzu gebrauchte, veruneinigte organisch-chemische Lösungsmittel
und/oder deren Gemische so verwendet werden, daß die gemeinschaftliche
und/oder kombinierte Aufarbeitung und/oder Verwertung und/oder
Rückgewinnung der Lösungsmittel und der Kunststoffe gegeben ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
die Lösungsmittel und/oder deren Gemische Feststoffe und/oder
Verunreinigungen in gelöster und/oder fester Form enthalten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2
dadurch gekennzeichnet, daß
die in den Lösungsmitteln enthaltenen Feststoffe und/oder in gelöster
und/oder fester Form vorliegenden Verunreinigungen gezielt beim Lösen und
anschließenden Aufarbeiten von Kunststoffen oder deren Lösungen in die
Kunststoffe eingearbeitet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3
dadurch gekennzeichnet, daß
die Abtrennung von nicht löslichen oder nur partiell gelösten Kunststoffen
und/oder anderen Werkstoffen mechanisch durch Siebung
und/oder Sedimentation und/oder
Filtration durchgeführt wird, wobei die Sedimentation durch
Absetzen oder Zentrifugation erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4
dadurch gekennzeichnet, daß
im Lösungsmittel gelöste Kunststoffe durch Abdestillieren der Lösungsmittel
in feste Form überführt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5
dadurch gekennzeichnet, daß
das im Kunststoff enthaltene Lösungsmittel oder Lösungsmittel-Gemische
durch Wärmebehandlung aus demselben entfernt werden und einer
anschließenden Kondensation und Wiederverwendung zugeführt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6
dadurch gekennzeichnet, daß
bei der Anwendung der mit Feststoffen und/oder Verunreinigungen
belasteten Lösungsmittel und/oder Lösungsmittelgemische in den
Lösungsmittelverfahren ein Reinigungseffekt der Lösungsmittel durch
Abtrennung der in ihnen befindlichen Feststoffe und/oder Verunreinigungen
erreicht wird und/oder die Anzahl der Lösungsmittelkomponenten verringert
wird, wodurch die Aufarbeitung ermöglicht oder erleichtert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7
dadurch gekennzeichnet, daß
die kunststoffhaltigen Lösungen nach Entfernen der ungelösten
Komponenten als Grundlage für Beschichtungen, Klebstoffe oder Lacke
verwendet werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8
dadurch gekennzeichnet, daß
die mit dem Kunststoff vermischten oder verbundenen anderen Werkstoffe
sortenrein wiedergewonnen werden und ebenfals einer
Wiederverwertung zugeführt werden können.
10. Verfahren nach Anspruch 9
dadurch gekennzeichnet, daß
die mit dem Kunststoff vermischten
oder verbundenen anderen Werkstoffe
Metalle sind.
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