CS248675B1

CS248675B1 - A method of regenerating heterogeneous plastics and paper waste

Info

Publication number: CS248675B1
Application number: CS847001A
Authority: CS
Inventors: Kvetoslav Koutny; Nadezda Kadlecova
Original assignee: Kvetoslav Koutny; Nadezda Kadlecova
Priority date: 1984-09-19
Filing date: 1984-09-19
Publication date: 1987-02-12

Abstract

Účelem řešení je zjednodušení, zlevnění a zrychlení procesu separace papíru a plastu. Vysoké účinnosti se podle řešeni dosahuje tím, že papírová složka se před separací nasytí vodou na obsah vlhkosti JO až 66 % hmot., s výhodou 45 až 60 % hmot., a takto upravený odpad se podrobí působeni frikčnich sil k desintegraoi vlhkého papíru a zrušeni jeho adheze k plastu. Papír je rozdroben tak, že je možné jej oddělit oseváním. Přitom čas potřebný k sejmutí papírové podložky z plastu je až 10 x nižší a spotřeba vody až 20z nižší než u dosud známých obdobných sepaxačnlch procesů. Čistota plástové složky je nad 99»5 %· Obě složky je možno znova zpracovat. Proces nevyžaduje nákladné čištění a úpravu použité vody a je snadno mechanizovatelný, případně automatlzěvatelnýThe purpose of the solution is to simplify, reduce the cost and speed up the process of separating paper and plastic. According to the solution, high efficiency is achieved by saturating the paper component with water before separation to a moisture content of up to 66% by weight, preferably 45 to 60% by weight, and the waste thus treated is subjected to frictional forces to disintegrate the wet paper and remove its adhesion to the plastic. The paper is crushed so that it can be separated by sieving. The time required to remove the paper backing from the plastic is up to 10 times shorter and the water consumption is up to 20 times lower than in similar separation processes known to date. The purity of the honeycomb component is above 99.5%. Both components can be reprocessed. The process does not require expensive cleaning and treatment of the used water and is easily mechanized or automated.

Description

Vynález se týká regenerace heterogenních odpadů z plastů a papíru, zejména výrobních odpadů z tapet nebo obalových materiálů.The invention relates to the recovery of heterogeneous plastic and paper wastes, in particular production wastes from wallpaper or packaging materials.

Uvedené materiály se vzhledem k obtížnosti získání jednotlivých složek většinou nevyužívají. Nejčastěji se spalují nebo ukládají na skládkách. Spalování odpadů obsahujících plasty není ekonomickým řešením z hlediska surovinového, ale ani z hlediska energetického, neboí energie získaná spalováním je až o polovinu nižší než energetická hodnota regenerovaného odpadu, pokud se k rege neraci přistoupí. Navíc plasty jako surovina mají relativně vysokou pořizovací energetickou hodnotu ve srovnání s následujícím zpracováním na výrobek - energie potřebná k výrobě vlastního polymeru činí 85 bž. 95 % celkové energetické hodnoty konečného výrobku. Z toho vyplývá, že při zachování energetické hodnoty polymeru a při ekonomicky výhodném získání regenerátu - tak, aby náklady nepřevýšily 1/10 hodnoty původní pořizovací energie - se uspoří vedle surovin i značná část energie na přípravu polymerů. Kromě toho se zamezí ekologickým škodám vznikajícím např. v důsledku spalování polyvinylchloridu, kdy vznikající HC1 působí jako silný ekologický jev.Due to the difficulty of obtaining the individual components, these materials are generally not used. They are most often incinerated or landfilled. Incineration of plastics-containing wastes is not an economic solution in terms of raw materials, but also in terms of energy, since the energy obtained by incineration is up to half the energy value of the recovered waste if the regeneration is undertaken. In addition, plastics as raw material have a relatively high purchase energy value compared to subsequent processing into a product - the energy required to produce the polymer itself is 85%. 95% of the total energy value of the final product. This implies that, while maintaining the energy value of the polymer and economically recovering the regenerate - so that the cost does not exceed 1/10 the value of the original purchase energy - a considerable amount of energy for the preparation of polymers is saved in addition to raw materials. In addition, environmental damage caused, for example, by the combustion of polyvinyl chloride, where the resulting HCl acts as a strong environmental phenomenon, is avoided.

Obsah plastů ve výrobcichÝsložení plast-papír není zanedbatelný· Tak například odpad při výrobě tapet z materiálu PVC-papír (typ A,B) má složení:The plastic content in the manufacturers of plastic-paper compositions is not negligible · For example, the waste in the production of PVC-paper wallpaper (type A, B) has the following composition:

plošná _₂ z toho hmotnost /g.m~y_nános PVC_papírareal ₂ of which weight / gm ~ y_coating PVC_paper

431431

205205

235 (=54,5%)' 140 (=68,2%)235 (= 54.5%) 140 (= 68.2%)

196196

248 875248 875

Lamináty z materiálu PE-papír se používají často v obalové technice. Jako příklady je možno uvést balicí materiál pro kávu - C, obal pro sanitární výrobky - D, obalový materiál triplex - E. Složení je následující:PE-laminates are often used in packaging. Examples include coffee packaging material - C, sanitary packaging - D, triplex packaging material - E. The composition is as follows:

plošná z toho hmotnost /&·& /nános PE_papírflat of which weight / & · & / PE coating paper

c C 76,8 76.8 25,6 25.6 (=33,3%) (= 33.3%) 51,2 51.2 D D 68,4 68.4 21,3 21.3 (=31,2%) (= 31.2%) 47,1 47.1 E E 196,0 196.0 73,0 73.0 (=37,2%) (= 37.2%) 123,0 123.0

Vzhledem k tomu, že jde o výrobní odpad, nejsou jednotlivé složky opotřebeny nebo znečištěny, jsou jen navzájem spojeny.As the production waste, the individual components are not worn or contaminated, they are only connected to each other.

K jejich znovuvyužití je nutné jejich oddělení.Separation is required to reuse them.

V zahraniční patentové literatuře se objevuje několik postupů sloužících k oddělení papíru a plastu· Příkladem může být separace za použití horizontální rotující nádoby, zahřívané na teplotu, při níž se plastová složka stává plastickou, ale ještě ne lepivou. Výsledkem tepelného a mechanického působení je zkoncent rování plastových částí do větších smotků, načež se tato složka na sítech oddělí od papíru.Several methods for separating paper and plastic appear in foreign patent literature. An example may be separation using a horizontal rotating vessel heated to a temperature at which the plastic component becomes plastic but not yet sticky. The result of thermal and mechanical action is to concentrate the plastic parts into larger rolls, whereupon this component on the sieves is separated from the paper.

Jiné postupy umožňují separaci bez tepelného zpracování, při použití vodního média. Je znám například způsob oddělení plastové fólie od papírové podložky mícháním těchto materiálů ve vodě, kde frikcí dochází k mechanickému oddělení obou materiálů. Podle příkla du provedení se míchá 5 kg odpadů ve 100 1 vody při 1000 ot/min po dobu 20 min. Separace se dokončí oséváním a získaná plastová složka má vysoký stupeň čistoty.Other methods allow separation without heat treatment using an aqueous medium. For example, a method is known for separating a plastic film from a paper backing by mixing these materials in water, where friction mechanically separates both materials. According to an embodiment, 5 kg of waste is mixed in 100 l of water at 1000 rpm for 20 min. The separation is completed by sowing and the plastic component obtained has a high degree of purity.

Oddělení plastové a papírové složky je možno dosáhnout také tím způsobem, že se odpad nejdříve podrtí a jemná drť se mechanicky v míchačce zpracuje ve vodním prostředí, kde se oba materiály oddělí. Hmotnostní poměr vody ku plastu je 1,5:1 až 2:1.Separation of the plastic and paper components can also be achieved by first crushing the waste and treating the fine debris mechanically in a mixer in an aqueous environment where both materials are separated. The weight ratio of water to plastic is 1.5: 1 to 2: 1.

Obdobný je další postup, kdy se po vytvoření vodní disperze plastu a papíru směs dopraví do zřeňovací nádoby, kde se obě složky oddělí. Vodní disperze má obsah sušiny 5 až 10 %, po zředění 0,7 až 1,3 %· Doba zpracování je 10 až 30 min.A similar procedure is followed in which, after the formation of the aqueous dispersion of plastic and paper, the mixture is conveyed to a mixing vessel where the two components are separated. The aqueous dispersion has a dry matter content of 5 to 10%, after dilution of 0.7 to 1.3%. · Working time is 10 to 30 minutes.

- 3 248 875- 3,248,875

Nevýhodou postupů založených na tepelném zpracování je energetická náročnost, případně nebezpečí částečné degradace plastu. Postupy využívající vodního média jsou nevýhodné tím, že vyžadují velké množství vody, která se při použití znehodnotí a nastává problém s čištěním těchto vod. Vzhledem k množství vody je množství zpracovaného odpadu poměrně malé a čas potřebný k separaci dosti dlouhý.The disadvantage of heat-based processes is the energy intensity or the risk of partial degradation of the plastic. Processes using an aqueous medium are disadvantageous in that they require a large amount of water, which will deteriorate in use and there is a problem with the purification of these waters. Due to the amount of water, the amount of waste treated is relatively small and the time required for separation is quite long.

Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje způsob regenerace heterogenních odpadů z plastů a papíru, zejména výrobních odpadů z tapet nebo obalových materiálů, podle vynálezu. Postup zahrnuje oddělení papíru od plastu a podrobení ^edné nebo obou složek sekundárnímu zpracování. Podstata vynálezu spočívá v tom, že papírová složka se před separac/ nasytí vodou na obsah vlhkosti 30 až 65 % hmot., s výhodou 45 až 60 % hraot.j takto upravený odpad se podrobí působení frikčních sil, převyšujících kohezi vlhkého papíru i jeho adhezi k plastu, po dobu 1 až 5 min podle intenzity frikčního půspbení, načež se provede separace získané směsi plast-papír, nejlépe dvoustupňové, například oséváním a oplachem vodou. Přitom sycení papírové složky vodou se provede buč za klidu v zásobníku,nebo za otáčivého pohybu při obvodové rychlosti 750 až 1500 m/min. Působení frikčních sil se uskuteční s výhodou při míchání v míchacím zařízení, nejlépe ve fluidní míchačce s obvodovou rychlostí 2000 až 3000 m/min.To a large extent these disadvantages are overcome by the method for the recovery of heterogeneous plastics and paper wastes, in particular production wastes from wallpaper or packaging materials, according to the invention. The process comprises separating the paper from the plastic and subjecting both or both components to a secondary treatment. SUMMARY OF THE INVENTION The paper component is subjected to a moisture content of 30-65% by weight, preferably 45-60% by weight, prior to separation / saturation with water. The treated waste is subjected to frictional forces exceeding the cohesion of the wet paper and its adhesion. to plastic, for 1 to 5 min, depending on the intensity of the frictional action, and then separating the obtained plastic-paper mixture, preferably two-stage, for example by sieving and rinsing with water. The saturation of the paper component with water is carried out either at rest in the magazine or at a rotational speed at a peripheral speed of 750 to 1500 m / min. The action of the frictional forces is preferably carried out with stirring in a mixing device, preferably in a fluidic mixer with a peripheral speed of 2000 to 3000 m / min.

Rozdělování plastu a papíru ve smyslu zrušení adheze tedy probíhá bez přítomnosti volné vody, což znamená, že odpadá problém s čištěním, případně úpravou použité vody. Čistota získaného plastu je přitom velmi vysoká - po osévání kolem 95 % a po oplachu vodou až 99,5 %. malé množství papírových vláken, které po oplachu přejde do vody, lze z ní odstranit filtrací a vzhledem k úměrnému množství použité vody je možno počítat s její recyklací takže problém s čištěním a úpravou vody opět nenastává.The separation of plastic and paper in the sense of abolishing adhesion therefore takes place in the absence of free water, which means that there is no problem with the cleaning or treatment of the water used. The purity of the plastic obtained is very high - after sowing around 95% and after rinsing with water up to 99.5%. a small amount of paper fibers, which after rinsing into the water, can be removed from it by filtration, and due to the proportional amount of water used, it is possible to count on its recycling so that the problem of water purification and treatment does not arise again.

Výhodou postupu podle vynálezu je dále vyšší účinnost proce su ve srovnání s postupy uváděnými v patentové literatuře - časy potřebné k separaci jsou až Í0 x nižší.Another advantage of the process according to the invention is that the process efficiency is higher than that described in the patent literature - the separation times are up to 10 times lower.

- 4 248 875- 4,248,875

Postup podle vynálezu lze snadno mechanizovat, případně automatizovat, takže jeho zavedení pak neklade zvýšené nároky na počet pracovních sil.The process according to the invention can be easily mechanized or automated, so that its implementation does not entail an increased labor demand.

Konkrétní provedení způsobu regenerace podle vynálezu vyžaduje následující zařízení:A particular embodiment of the regeneration method according to the invention requires the following equipment:

- řezací zařízení k úpravě odpadů na velikost nejlépe 4Ο«2ίΙ0 cm^, které může být již součástí výrobní linky- a cutting device for treatment of waste to a size of preferably 4Ο «2ίΙ0 cm ^ which may already be part of the production line

- zásobník pořezaných odpadů s dávkovaeím zařízením- cut waste bin with dosing device

- míchací zařízení, plnící funkci separátoru jednotlivých složek, • tedy provádějící oddělování, osévání a proplachování s případnou možností sušení; jednotlivé operace jsou automaticky řízeny podle nastaveného programu.- a mixing device, acting as a separator of the individual components, i.e. carrying out separation, sowing and rinsing with optional drying; individual operations are automatically controlled according to the set program.

Odpady regenerované způsobem podle vynálezu jsou nejdříve posekány na velikost max. l00x1(Wmra, pak jsou nasyceny vodou, přičemž papír ztratí původní pevnost i adhezi k plastu, a konečně působením vysokých frikčních sil se vlhký papír postupně oddělí a zůstane ve formě drobných žmolků, zatímco plastová složka je nepoškozená ve formě původních rozměrů.The waste recovered by the process of the invention is first cut to a size of max. 100x1 (Wmra, then saturated with water, the paper losing its original strength and adhesion to the plastic) and finally under high frictional forces the wet paper gradually separates and remains in the form of small the plastic component is undamaged in the form of the original dimensions.

K bližšímu objasnění podstaty vynálezu nechl slouží následující příklady.The following examples serve to illustrate the invention in more detail.

Příklad 1Example 1

Odpad z PVC tapety na papírové podložce byl nařezán na rozměr cca 50 x 50 mm a máčen ve vodě po dobu 2 hodin, kdy obsah vlhkosti v papírové podložce činil 55 % hmot. Odpad s nasáklou papírovou podložkou bez volné vody se přemístil do fluidní míchačky Trusioma 25 1, kde byl zpracován při obvodové rychlosti míchadla 300 m/min po dobu 3 min. Vzniklá směs s oddělenými žmolky ^papíru byla separována na sítě s oky 15x15 mm. Drobné zbytky papíroviny ulpělé na fólii se odstranily oplachem vodou. Získané fólie byly zbaveny vlhkosti odstředěním a osušením.The PVC wallpaper waste on the paper backing was cut to a size of about 50 x 50 mm and soaked in water for 2 hours, when the moisture content in the paper backing was 55% by weight. Waste with a soaked paper pad without free water was transferred to a Trusioma 25 L fluid mixer, where it was treated at a peripheral speed of 300 m / min for 3 min. The resulting mixture with separated lumps of paper was separated into 15x15 mm mesh screens. Tiny debris of paper pulp adhered to the film was removed by rinsing with water. The films obtained were dehydrated by centrifugation and drying.

K dalšímu zpracování takto získané fólie - regenerátu bylo použito běžných plastikářských technologií. Získaného papírového regenerátu bylo použito při výrobě lepenky.Conventional plastic technologies were used for further processing of the thus obtained film - regenerate. The recovered paper regenerate was used in the production of cardboard.

- 5 Příklad 2 2« B75- 5 Example 2 2 «B75

Podélné ořezy obalového materiálu šíře 2 cm, sestávajícího ze dvou vrstev papíru spojených PE fólií, byly pořezány na délku cca 15 cm a smočeny ve vodě po dobu 2 h. Vlhký odpad s obsahem vody v papírové složce 33 % hmot. byl umístěn do fluidní míchačky stejně jako v příkladu 1. Při obvodové rychlosti míchadla 3000 m/rain byl odpad zpracován po doiju 3 min. Osévání proběhlo na sítě s oky 10x10 mm. Separace byla zakončena oplachem vodou.The longitudinal cuts of the 2 cm wrapping material, consisting of two layers of paper bonded by PE foil, were cut to a length of about 15 cm and dipped in water for 2 h. was placed in a fluidic mixer as in Example 1. At a peripheral speed of 3000 m / rain, the waste was treated after 3 min. The sowing was carried out on 10x10 mm nets. The separation was terminated by rinsing with water.

čistota znovuzískaného plastu byla stanovena na 99,6 % hmot.the purity of the recovered plastic was determined to be 99.6% by weight.

Příklad 3Example 3

Odpad obalů sanitárních výrobků, upravený na velikost cca 50x50 mm, byl vnesen do fluidní míchačky jako v příkladu 1. Při obvodové rychlosti míchadla 750 ra/min se dávkovala voda v množství odpovídajícím celkové hmotnosti zpracovávaného odpadu, což umožnilo dosažení obsahu vlhkosti u papírové složky 60 % hmot.The sanitary product packaging waste, adjusted to a size of about 50x50 mm, was introduced into the fluidic mixer as in Example 1. At a peripheral speed of 750 rpm, water was dosed in an amount corresponding to the total weight of the treated waste, allowing the moisture content of paper component 60 to be reached. % wt.

Voda se dávkovala rovnoměrně po dobu 1 min, poW byla obvodová rychlost míchadla zvýšena na 300 ra/min po dobu 2 min. Výsledek i další postup byl stejný jako v předchozích příkladech. Čistota získaného- PE se pohybovala nad 99,5Water was dosed uniformly over 1 min, the poW was increased to 300 rpm for 2 min. The result and further procedure were the same as in the previous examples. The purity of the obtained PE was above 99.5

Příklad 4Example 4

Odpad o složení PE-papír ve formě ořezů o max. rozměrech 200x30 mm byl smočen v množství vody odpovídajícím celkové hmotnosti suchého odpadu, čímž bylo u papírové složky dosaženo, obsahu vlhkosti 62 % hmot. Smočený odpad byl dávkován do zařízení sestá vajíčího z kovového pláště ve tvaru komolého kužele a z kuželového rotoru zapadajícího do kuželové části pláště. Přitom vrcholový úhel rotoru je menší než vrcholový úhel statoru, takže štěrbina mezi nimi má sbíhavý charakter. Odpad byl dávkován v místě největší šířky štěrhiny a ve vertikálním směru postupoval do nejužší . štěrbiny při 200 ot/min. Doba průchodu materiálu kuželovou částí činila 1 min. K osévání bylo použito síta s otvory o 0 = 20 mm. Oplach vodou byl proveden stejně jako v předchozích příkladech.The waste of the composition PE-paper in the form of trimmings of max. Dimensions 200x30 mm was wetted in a quantity of water corresponding to the total weight of dry waste, thus achieving a moisture content of 62% by weight of the paper component. The wetted waste was metered into the egg-shaped device consisting of a truncated cone-shaped metal shell and a conical rotor engaging the conical shell part. The apex angle of the rotor is smaller than the apex angle of the stator, so that the gap between them is convergent. The waste was dosed at the point of the largest slit width and progressed to the narrowest in the vertical direction. slots at 200 rpm. The material passing time was 1 min. A sieve with 0 = 20 mm holes was used for sowing. Water rinsing was performed as in the previous examples.

Příklad znázorňuje kontinuální proces oddělování obou složek, což umožňuje plynulejší a vyšší výkon.The example illustrates a continuous separation process for both components, allowing smoother and higher performance.

Claims

A method for the recovery of heterogeneous plastic and paper wastes, in particular wallpaper or packaging manufacturing wastes, comprising separating paper from plastic and subjecting one or both of the recovered components to a secondary treatment, characterized in that the paper component is saturated with water to a moisture content of 30 to 65 The treated waste is subjected to frictional forces exceeding the cohesiveness of the wet paper and its adhesion to the plastic for 1 to 5 minutes, depending on the intensity of the frictional action, followed by separation of the obtained plastic mixture. paper, preferably two-stage, for example sowing and rinsing with water.

2. The method of regeneration of heterogeneous wastes according to claim 1, characterized in that the saturation of the paper component with water is carried out at rest in the container.

3. The method for the recovery of heterogeneous wastes according to claim 1, characterized in that the saturation of the paper component with water is carried out in a rotary motion at a peripheral speed of 750 to 1500 m / min.

4. A method according to claim 1, characterized in that the action of the frictional forces is carried out with stirring in a mixing device, preferably in a fluidic mixer with a peripheral speed of 2000 to 3000 m / min.