本發(fā)明的主題是經(jīng)金屬化的包裝材料的處理方法，尤其是飲料紙盒例如利樂(lè)包(tetrapak)、怡樂(lè)包(elopak)等或者可視包裝(泡罩包裝)的處理方法。
背景技術(shù)：
盡管名叫飲料紙盒，但它不是僅由紙板組成，而是由紙板和塑料(對(duì)于可較長(zhǎng)時(shí)間保存的產(chǎn)品例如果汁和奶還由鋁)組成的多個(gè)彼此緊密結(jié)合的層制成。鋁保護(hù)產(chǎn)品免受氧和光的影響。在2006年，飲料紙盒中的纖維素份額已經(jīng)只有60-76％，塑料份額為13-34％，并且鋁份額為0-6％。塑料層主要是聚乙烯。
利樂(lè)包是飲料紙盒的一種商標(biāo)，它自二十世紀(jì)50年代起由同名的瑞典企業(yè)經(jīng)營(yíng)，并且在世界范圍內(nèi)擴(kuò)展，尤其作為奶品包裝。該商標(biāo)名在德語(yǔ)的使用中在一般情況下作為飲料紙盒的同義詞。
目前主要從回收的飲料紙盒中回收纖維素份額，即纖維。這些纖維在紙張、紙板和厚紙板的生產(chǎn)中被再利用。同時(shí)大量的塑料份額通常作為能量使用，即燃燒，并且鋁份額作為鋁土礦的替代品在水泥工業(yè)中共同焚燒。還經(jīng)常將塑料份額和鋁份額僅僅壓制成包并存放。這些殘余物因此僅僅用作主要燃料替代品或者存放于堆放場(chǎng)。
借助特定的成型工藝，由粉碎的飲料紙盒生產(chǎn)沒(méi)有特定的品質(zhì)要求的簡(jiǎn)單物品(水果箱等)。為此，將包含的塑料作為復(fù)合材料熔融，將殘余纖維、鋁以及殘余物質(zhì)一起加工。
還存在這樣的回收方案：其中將塑料份額浸油并將鋁以絮凝的形式回收。
在另一種方法中，將料渣即塑料箔和鋁箔在氣體反應(yīng)器中在400℃以上的溫度下進(jìn)行熱解。在這種情況下，聚乙烯從400℃開(kāi)始?xì)饣?熱解氣)，其中鋁在該溫度下保持固態(tài)。但是鋁在這種情況下呈現(xiàn)為團(tuán)聚體，其被未氣化的雜質(zhì)(主要是碳化合物，但是也有其它金屬)所污染?？扇嫉臒峤鈿怆S后在其燃燒過(guò)程中產(chǎn)生電能和熱能。例如在wo00/09771a1或者在wo00/09770a1中記載了一種方法，其中將塑料成分在流化床中氣化。
wo97/49494a1記載了一種方法，其中將經(jīng)金屬化的包裝材料借助精煉機(jī)粉碎并且將纖維通過(guò)溶解鼓回收。
在另一種回收方法中，將料渣用超過(guò)1100℃的熱等離子體束處理。盡管料渣的鋁在該工藝中以更有用的錠狀除去，但是該方法很耗能。
盡管以不同的方式考慮了將飲料紙盒的各個(gè)組分以真正的有用材料(即不燃燒塑料份額)進(jìn)行回收并且在中試設(shè)備中進(jìn)行了測(cè)試，但是還從來(lái)沒(méi)有在工業(yè)上應(yīng)用。
而wo2010/052016a2記載了一種方法，其中將粉碎的廢塑料借助浮沉分離技術(shù)(schwimm-sink-trenntechnik)進(jìn)行分離。在這種情況下，也使用選擇性溶劑處理，通過(guò)其將各個(gè)塑料組分溶解并因此與金屬和其它塑料組分分離。通過(guò)該方法可以將不同的塑料層單獨(dú)回收。纖維也和鋁層一樣成為單獨(dú)的成分。
de3110254a1記載了一種用于泡罩包裝的回收方法，它尤其還用于片劑或者膠囊劑的藥物的包裝。在這種情況下，將鋁-pvc廢箔顆?；?，添加添加劑并用作熱塑性塑料的起始原料。在這種情況下不可能進(jìn)行塑料和鋁的分別回收。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的任務(wù)同樣在于提供一種出色的方法，通過(guò)其可以從包裝材料回收基本成分(塑料和鋁)。
該任務(wù)通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的方法得以解決。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，將鋁借助酸溶解，從而基本上僅有塑料份額作為固體材料留存。然后將所述酸的含金屬溶液進(jìn)行高溫水解處理，優(yōu)選在噴霧焙燒反應(yīng)器中進(jìn)行。在這種情況下，通過(guò)含金屬溶液的噴霧焙燒以及隨后將在此形成的氣體吸收和/或冷凝于水性吸收溶液中而將酸回收。然后可以將回收的酸再次用于鋁的溶解。
將在高溫水解過(guò)程中產(chǎn)生的金屬氧化物(即氧化鋁)在噴霧焙燒器的底部或者還在氣體凈化過(guò)程中(旋風(fēng)分離器)抽出。用于酸回收的這種裝置的結(jié)構(gòu)例如記載于at395312b和ep0775760a1中。
通過(guò)高溫水解處理過(guò)程中的工藝參數(shù)的相應(yīng)調(diào)整，可以對(duì)氧化鋁品質(zhì)施加影響，從而例如可以有利于立方γ-al2o3的形成，以及有利于結(jié)晶度或者斜方六面體(三角晶系)α-al2o3的形成。還可以影響粒徑分布。
在還含有纖維的包裝材料的情況下，有意義的是首先使纖維脫離，并將在此過(guò)程中形成纖維懸浮液從剩余的塑料和鋁殘余物去除或者分離。此后借助酸進(jìn)行鋁的溶解。
優(yōu)選地，使用鹽酸(hcl)作為酸，因?yàn)殇X可以借助其特別好地溶解，而不侵蝕塑料，例如聚乙烯。
當(dāng)在高溫水解處理后接著進(jìn)行氧化鋁的熱后處理時(shí)，則可以進(jìn)一步提高形成的氧化鋁的品質(zhì)。通過(guò)該后處理將剩余的碳?xì)堄辔锶紵⑶姨岣擀?al2o3的份額和結(jié)晶度。熱后處理在800℃至2400℃之間的溫度下進(jìn)行，優(yōu)選900至2000℃，特別是1400℃至1900℃。
氧化鋁可以例如在回轉(zhuǎn)爐中或者在等離子體反應(yīng)器中進(jìn)行后處理。
在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，將氧化鋁在高溫水解處理后或者熱后處理后研磨。研磨工藝可以例如用固體磨機(jī)進(jìn)行或者在液體介質(zhì)中借助超聲波進(jìn)行。
為了氧化鋁的品質(zhì)提升并且為了降低成本，有利的是根據(jù)顆粒尺寸進(jìn)行分級(jí)。
有利的是添加酸之前將仍然粘附在塑料或者鋁上的纖維在高動(dòng)態(tài)機(jī)器例如在摩擦機(jī)中或者摩擦干燥器中分離。由此保證了在添加酸之前纖維比例很低，例如小于1％。
有意義的是在將含金屬溶液分離后將塑料送至另一凈化階段，在其中將剩余的殘余纖維和殘余酸從塑料去除。可以將用于洗滌的洗滌水送至用于回收酸的吸收塔。
優(yōu)選地，將塑料-鋁混合物在酸處理之前粉碎，由此可以擴(kuò)大酸的侵蝕面積，并且由此可以將鋁更快地溶解。有利的是在50℃和80℃之間的溫度下進(jìn)行酸處理。
為了可以獲得優(yōu)質(zhì)的含鋁溶液，有意義的是預(yù)先檢測(cè)其它金屬例如鐵或者非鐵金屬(銅等)，并將其從產(chǎn)品流中去除，例如采用磁體、渦電流技術(shù)或者采用nir、xrf、電感結(jié)合吹出系統(tǒng)、浮沉技術(shù)等。
附圖說(shuō)明
下面在圖1中參照由飲料紙盒回收有用材料的實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明。
具體實(shí)施方式
將任選地粉碎的飲料紙盒1與水一起送至纖維回收部分10。在這種情況下，纖維回收部分10可以包含鼓式碎漿機(jī)
將在很大程度上不含纖維的塑料和鋁箔份額在粉碎機(jī)11中粉碎，例如粉碎成50×50mm或者15×15mm或者80×80mm的尺寸。此后將鐵成分通過(guò)金屬分離器12例如磁體除鐵器從產(chǎn)品流去除，或者在隨后的設(shè)備中還去除非鐵金屬。
在另一工藝步驟13中將仍然粘附在塑料和鋁上的纖維2借助摩擦機(jī)或者摩擦干燥器分離。該纖維份額相對(duì)于總料渣份額可以占最高達(dá)25％。然后可以將回收的纖維2在另一工藝步驟中進(jìn)行后處理，并與從纖維回收部分10得到的纖維合并。
在溶解階段14中，通過(guò)添加高百分比(＞18％)鹽酸(hcl)，優(yōu)選在升高的溫度下并且在連續(xù)攪拌的情況下，鋁層發(fā)生溶解。產(chǎn)生alcl3溶液，它在下面的過(guò)濾步驟15中與仍處于固態(tài)的塑料份額例如聚乙烯分離。金屬溶液可以隨后通過(guò)濕化學(xué)方法或者物理方法進(jìn)行純化，由此可以提高氧化鋁的純度。還可以考慮向alcl3溶液有針對(duì)性地添加原料，尤其是金屬例如鉻、鉑、鈦等，以影響焙燒后形成的氧化物的結(jié)構(gòu)。
隨后將基本上不含固體的金屬溶液直接送至噴霧焙燒反應(yīng)器16。
在這種情況下，為了回收鹽酸，將alcl3水溶液借助噴嘴在加熱的噴霧焙燒反應(yīng)器16中噴成細(xì)滴。液體首先通過(guò)生成的熱而蒸發(fā)(蒸發(fā)階段)，隨后金屬化合物開(kāi)始分解(氧化階段)。液滴在自由落體的情況下落向反應(yīng)器下部并且?guī)酌雰?nèi)被焙燒，也就是被熱解分離成金屬氧化物和酸份額。將酸份額在反應(yīng)器頂部去除，并將氧化鋁(al2o3)通過(guò)反應(yīng)器底部中的開(kāi)口去除。一部分氧化鋁也可能落入用于凈化氣態(tài)酸份額的除塵器中。隨后將氣態(tài)酸份額(hcl氣體)在吸收塔17中吸收或冷凝。
回收的鹽酸(hcllq)然后可以再次送至溶解階段14。
在此，隨后使在噴霧焙燒反應(yīng)器16中出現(xiàn)的鋁在例如1400℃至1900℃的溫度下經(jīng)受熱后處理21，并且隨后為了增大表面積進(jìn)行研磨。在過(guò)濾步驟15中，將粘附有殘余酸的殘余纖維和塑料的混合物作為固體份額排出并且送至另一凈化階段18(例如具有機(jī)械干燥器的摩擦階段)，在此將纖維2和殘余物9與塑料3分離。
塑料3在后洗滌19和任選的干燥后變純并且ph值為中性，作為銷售商品或者用于集成造粒的成品。含酸的洗滌水可以在17中用于氣態(tài)酸組分的吸收。
來(lái)自酸回收過(guò)程16、17的廢氣在氣體凈化階段20中進(jìn)行凈化，例如借助催化后凈化來(lái)進(jìn)行凈化。
除了用于纖維分離和纖維凈化的單元以外，針對(duì)用于回收泡罩包裝的方法方案可以同樣地構(gòu)造。