Способ разделения термопластов различной плотности из смеси их отходов

 

Союз Советснмк

Соцналнстнчесмнк

Республмм

О П И С А Н И Е (,906716

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l } Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 22.02.80(21) 2885446/23-05 (5 I ) M. Кл. с присоединением заявки М 2929846/23-05

В 29 С 29/00

Вкудорстоскеый комитет (23) Приоритет ео делам изобретений е открытей

Опубликовано 23.02.8?. Бкмлетень Ar 7

Дата опубликования описания 25.02. 82 (53) УДК628 544 (088.8) A. М. Якубов, В. С. Левин, И. С. Очкур, . Е м. цщщ

В. В. Бочаров и В. А. Бавика (72) Авторы изобретения

13„, И

QL44507,. (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ТЕРМОПЛАСТОВ РАЗЛИЧНОЙ.

ПЛОТНОСТИ ИЗ СМЕСИ ИХ ОТХОДОВ

Изобретение относится к производству и переработке полимерных материалов и может быть использовано для получения термопластов и изделий из отходов пластмасс.

Наиболее значительным и дешевым сырьевым источником термопластов являются "бросовые" отходы, представляющие собой смесь различных пластмасс.

С учетом объемов производства в нашей стране и других странах основными ком понентами смеси отходов термопластов являются полиэтилен (ПЭ), поливинилхлорид (ПВХ), полистирол (ПС), полиамид (ПА), .

1$

В настоящее время это сырье практически не используется ввиду низкого качества изделий, полученных прямым термоформованием смеси различных пластмасс и отсутствия эффективных проУ

20 мышленных методов разделения компонентов смеси.

Известен способ разделения смеси полимерных материалов, согласно которому смесь полимерных материалов помещают в жидкую водную фазу с использованием по меньшей мере одного вспомогательного агента, такого как лигносульфоната щелочного или щелочно-земельного металла, или их смеси. Образовавшуюся смесь. отходов, воды и добавок подвергают флстации, в результате которой получают пенистую фазу, содержащую акрилаты, ПС, llfI, ПЭ и водную фазу, содержащую ПВХ, которую немедленно отделяют,1J.

Недостатки этого способа — сложность аппаратурного оформления для образования пенистой фазы со стабильными параметрами, необходимость немедленного отвода водной фазы, содержащей поливинилхлорид, невозможность разделения акрилатов, полистирола, полиэтилена и полипропилена, содержа" щихся в пенистой фазе.

Известен также спогоб ьыделения полиолефина из пластмассовых отходов, заключающийся в том, что отхор

3 90671 измельчают или гранулируют и o6pabaтывают водой, в которой растворено

10- 10000 млн " поверхностноактивного вещества типа соли алифатической кислоты, натриевой соли BblcL1åão спирта

5 и сернои кислоты, эфира алифатического спирта и Фосфорной кислоты, соли алкиларилсульфокислоты, соли сульфокислоты и двухосновного алифатического эфира, полиоксиэтиленсульфата, по- 0 лиоксиэтиленфосфата, простого полиокси этиленового эфира, сложного полиоксиэтиленового эфира, алкилового эфира сорбита, алкилового эфира полиоксиэтиленсорбита или четвертичной аммо15

91иевой соли 1? 1.

Недостатки способа — невозможность испопьзования водного раствора для выделения компонентов смеси пластмассовых отходов, имеющих плотность

20 большую, чем плотность водного раствора, и поверхностноактивных веществ, имеющих избирательную смачиваемость, для выделения остальных компонентов.

Наиболее близким по технической сущности и дости гаемому эффекту к заявленному техническому решению является способ разделения термопластов с различной плотностью из отходов смеси последних, согласно которому пласт30 массовые отходы, содержащие поливинилхлорид, измельчают, после чего погружают в водный раствор хлористого натрия или хлористого кальция, в котором растворено 10-10000 илн-"поверхностноактивного вещества типа сульфо- З5 ната двухосновного алифатического эфира, динафтилсульфоната, полиоксиэтиленсульфата, содержащего (9 атомов углерода в алкиле и с 30 молекул этиленоксида, полиоксиэтиленфосфата, 40 простого полиоксиэтиленового эфира, содержащего (1 2 атомов углерода в алкиле и g15 молекул этиленоксида, сложного полиоксиэтиленового эфира, содержащего (11 атомов углерода в алкиле, сложного сорбитаналкилового эфира, содержащего «С 11 атомов углерода в алкиле, полиоксиэтиленсорбитаналкилового эфира, содержащего ) 20 молекул этиленоксида, полиэтиленгликоля и полипропиленгликолевого эфира, содержащего 27-46 молекул этиленоксида, или четвертичной аммониевой соли с с 1? атомами углерода в алкиле 3 ..

Н;„остатки способа — воэможность выд ления только одного целевого компонента из-за избирательной смачива6 4 емости для гидрофобных продуктов (ПЭ и ПВХ) и затруднительное применение способа для разделения пленочных и сравнительно мелкодисперсных продуктов, использование дорогостояцих 1О верхностно-активных веществ, требующих специального синтеза, сложность фракционирования продуктов по содержанию углеродных атоиов в алкиле и многообразие полупродуктов, используемых при синтезе целевых продуктов, имеющих ограниченное применение.

Цель изобретения - интенсификация процесса.

Цель достигается тем, что согласно способу разделения термопластов с различной плотностью иэ смеси их отходов, включающему обработку измельченных отходов в водной или водно-co . левой среде, содержащей поверхностно активное вещество, отделение термопластов и сушку, в качестве поверхностно-активного вецества используют смесь оксиэтилированных спиртов формулы

С Н 1,.1,,0(Г Н4.0)„1,Н или оксиэтилированных аиидов Формулы

Ct111t1„+0NHCHgCH110 С Н40)л1Н где n = 10-20, 11 = 3-10 и моноэтанолаиина, при следующем соотношении компонентов обрабатывающей среды, вес. ":

Оксиэтилированные спирты или оксиэтилированные амиды 0.,0009-0,99

Ио 1оэтаноламин 0,0001-0,01

Вода или водно-солевой раствор Остальное а измельченные отходы обрабатывают последовательно в водной или водносолевой среде, содержащей поверхностно-активное вещество с плотностью больней или меньшей плотности одного или нескольких компонентов разделяемой смеси, обеспечивающей выпадение термопласта в осадок или всплывание на поверхность и последующее отделение.их.

Пример 1. Смесь отходов термопластов, состояцую из полиэтилена, поливинилхлорида, полистирола и полиамида, измельчают на роторном измельчителе пластмасс с диаметром ротора

350 мм (ИПР-350) и диаметром отверстий калибрующей решетки 12 мм. При этом частицы измельченных термопластов имеют размер 3-10 мм. !

1змельченную смесь подают в установку для разделения, где в качест5 9067 ве рабочей среды используется вода, в которой растворено 0,991 оксиэтилированных спиртов или оксиэтилированного амида и 0,0li моноэтаноламина.

При этом частицы полиэтилена всплывают со скорост ью 2, 0 метров в минуту, 5 а остальные компоненты смеси — полистирол, полиамид, поли винилхлорид тонут, так как имеют плотность большую, чем применяемый водный раствор. ! о

Выделенный полиэтилен "верхний" продукт с с держанием основного вещества 95-97 выгружают, сушат от избыточной влаги и перерабатывают в изделия общепринятыми методами термо15 формования.

Осевшую смесь ПС, ПА, ПВХ (" нижний" продукт) выгружают.и помещают в установку для разделения, где в качестве рабочей среды используют водно ный солевой раствор с плотностью

1,17 г/см, меньшей чем плотность поливинилхлорида и большей чем у полисти рола и поли амида, в котором ра с т - ворено 0,99 оксиэтилированных спиртов или оксиэтилированного амида и

0,011 моноэтанолаиина. При этом частицы поливинилхлорида тонут со скоростью 3,0 метра в минуту, а полистирол и полиамид всплывают. Выделенный зо поливииилхлорид (ннижнийн продукт) выгружакт, сушат от избыточной влаги и перерабатывают в материалы и изделия общепринятыми методами термофор-. мования. В выделенном продукте содержание поливинилхлорида 95-991.

Всплывшую смесь полистирола и полиамида подвергают разделению в водном солевом растворе с плотностью 1,06 г/

/см, в котором растворено 0,991 сме40 си оксиэчилированных спиртов или оксиэтилированного амида и 0,0li моно этаноламина. При этом частицы полистирола всплывают со скоростью 3,0 метра в минуту, а частицы полиамида тонут со скоростью 3,0 метра в минуту. Вы45 деленные полистирол и полиамид выгружают, сушат от избыточной влаги и перерабатывают в материалы и изделия общепринятыми методами термоформования..Содержание основного вещества в выделенных продуктах 90-95

Пример 2. Аналогично примеру 1 приготовленную смесь отходов помещают в установку для разделения, где в качестве рабочей среды использована вода, в которой растворено

0,00093 оксиэтилированных спиртов или оксиэтилированного амида и 0,0001ь

16 6 моноэтаноламина. При этом частицы полиэтилена всплывают со скоростью

1,85 метра в минуту.

В выделенном полиэтилене содержит" ся 95-971 основного вещества.

Осевшую смесь ПС, ПА и ПВХ помещают в установку для разделения, где в качестве рабочей среды используют водный солевой раствор с плотностью

1,17 г/си, в котором растворено

0,00091 оксиэтилированных спиртов или оксиэтилированного амида и 0,0001 моноэтаноламина. При этом частицы flO ливинилхлорида тонут со скоростью

2,75 метра в минуту. В выделенном поливинилхлориде содержание целевого продукта 95-97%. Всплывшую смесь полистирола и полиамида подвергают разделению в водном солеяом растворе с плотностью 1,06 г/си, в котором растворено 0,0009 . .оксиэтилированных спиртов или оксиэтилированного амида и 0,00014 ионоэтаноламина. При этом частицы полистирола всплывают со скоростью 2,9 метра в минуту, а частицы полиамида тонут со скоростью 2,8 метра в минуту. Содержание основного вещества в выделенных продуктах 90-951.

Пример 3. Аналогично примеру 1 приготовленную смесь отходов помещают в установку для разделения, где в качестве рабочей среды используют воду и водные солевые растворы, в которых содержится 0,04953 оксиэтилированных спиртов или оксиэтилированного амида и 0,00053 моноэтаноламина. При этом скорость всплытия полиэтилена 2,3 метра в минуту, à его содержание в выделенном продукте

96-98 „

При указанном содержании в растворах оксиэтилированных спиртов и моноэтаноламина скорость осаждения полие винилхлорида 3,5 метра в минуту, а его содержание в выделенном продукте

95-99,9 . Скорость всплытия полистирола 3,2 метра в минуту, скорость осаждения полиамида 3,5 метра в минуту. Содержание основного вещества в выделенных ПС и ПА 90-95 .

П р и и е р 4. Аналогично при леру 1 измельченную смесь отходов термопластов помещают в установку для разделения, где в качестве рабочей среды используют водный солевой раствор с плотностью 1,17 г/см, большей чем у полиэтилена, полистирола и полиамида, в котором растворено 0,008 смеси оксиэтилированных спиртов или

9067

16 8 ет 95-99 . В случае разделения пленок степень разделения увеличивается на

5-153, Присутствие моноэтаноламина играет роль регулятора смачиваемости и позволяет использовать одни и те же добавки для разделения всех компонентов.

Эффект, достигаемый введением одних оксиэтилированных спиртов или оксиэтилированных амидов, недостаточен и на дает преимуществ по сравнению с известными способами. формула изобретения

Способ разделения термопластов различной плотности из смеси их отходов, включающий обработку измельченных отходов в водной или водно-солевой среде, содержащей поверхностно-активное вещество, отделение термопластов и сушку, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, в качестве поверхностно-активного вещества исгользуют смесь оксиэтилированных спиртов формулы

C Н „,+,0(С Н О)„„Н или оксиэтилированных амидов формулы г Н (1 у лл СОЙНС11 2С Н 10, С <1«0) Н в где п = 10-20, m = 3-10 и моноэтаноламина, при следующем соотношении компонентов обрабатывающей среды, вес. 3:

Оксиэтилированные спирты или оксиэтилированные амиды 0,0009-0,99

Ноноэтаноламин 0,0001 вЂ,01

Вода или водносолевой раствор Остальное а измельченные отходы обрабатывают последовательно в водной или водносолевой среде, содержащей поверхностно-активное вещество с плотностью большей или меньшей плотности одного или нескольких компонентов разделяемой смеси, обеспечивающей выпадение термопласта в осадок или всплывание на поверхность и последующее отделение их.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент Франции Г 2218353, кл. 0 29 С 29/00, опублик. 1977.

2. Заявка Японии t 52-5066, кл. В 29 С 29/00, опубли к. 1977.

3. Заявка Японии >f 52-5065, кл. В 29 С 29/00, опубли к. 1977 (прототип) . ж 673 Подписное

Город, ул, Проектная, 4 оксиэтилированного амида и 0,00041 моноэтаноламина. При этом частицы полининилхлорида тонут со скоростью

3,3 метров в минуту, а полиэтилен, полистирол и полиамид всплывают. Со5 держание поли винилхлорида в выделенном продукте 97-99 .

Далее всплывшую смесь подвергают разделению в водных солевых растворах и воде с указанным содержанием оксиэтилированных спиртов или оксиэтилированного амида и моноэтаноламина в следующей последовательности. Выделение полиамида и растворе с плотностью 1,06 г/см, скорость осажде3 ния при этом 3,3 метра в минуту, выделение полистирола в воде с плотностью 1,0 г/см, скорость осаждения полистирола 3,0 метра в минуту.

Чистота выделенных .компонентов 95-991., П р и м е .р :5. Аналогично приме, ру -1 йзмельченную смесь пленочных отходов полиэтилена:,и поливинилхлорида

+ е помещают. в,установку для разделения, . где в качестве рабочей среды исполь, зуют водный. солевой раствор с плотностью 1,76 г/см, в котором растворено 0,02 смеси оксиэтилированных спиртов или оксиэтилированного амида и 0,0004" моноэтаноламина. При этом пленки из поливинилхлорида тонут со скоростью 1,85 метров в минуту, а пленочные отходи полиэтилена всплывают со скоростью 0,75 метров в минуту. Содержание основных компонентов в выделенных продуктах 95-97:-. о.

Оптимальным содержанием оксиэтилированных спиртов или оксиэтилированных амидов и моноэтаноламина, приводящим к интенсификации процесса Флотационного разделения в 1, 3-2 раза, является 0,0495:: оксиэтилированных спиртов или оксиэтилированных амидов

0,00051 моноэтаноламина для всех стадий выделения отдельных полимеров.

Увеличение и уменьшение указанного содержания смачивателей ведет к снижению достигнутого эффекта.

Таким образом, предложенный споcnF> в отличие от известного позволя50 ет осущест ви т ь разделение всех компонентов смеси.

Г1ри этом достигается интенсификация процесса разделения в 1, 3- 1,6 раза, а на пленочных материалах в

1,5-2 раза. Степень разделения компо- нентов возрастает на 2-51 — составляВНИИПИ Заказ 473/l6 Тира

Филиал ППП "Патент", г. Уж