Kunststoffe unter Strom
Die saubere Sortierung von Mischkunststoffen bereitet oft Probleme, da sich die einzelnen Polymere in vielen Eigenschaften ähneln. Mit elektrostatischen Separatoren jedoch lassen sie sich ohne großen Aufwand wirtschaftlich trennen.
Siebe, Windsichter, Setztische, Filter – der technische Aufwand für das trockene Trennen und Sortieren von Metall- und Kunststoffgemischen ist enorm. All diese Verfahren sind indes nicht in der Lage, beispielsweise sehr feine Gemische von Nichteisen-Metall und Kunststoffen zu trennen. „Schwierigkeiten bereitet insbesondere das trockene Trennen von zerkleinerten Mischkunststoffen mit gleicher Größe oder ähnlichem spezifischen Gewicht“, betonte Petra Kober von der Hamos GmbH auf einem Kolloquium vergangene Woche an der Technischen Universität in Berlin.
Diese Kunststoff-Gemische lassen sich allerdings mit elektrostatisch arbeitenden Separatoren wirtschaftlich trennen. „Die Sortierkosten betragen dabei rund 40 DM je Tonne“, so Kober. Bei den derzeit üblichen Nasstrennverfahren seien dagegen mehr als 100 DM/t zu veranschlagen. Das „Sortieren unter Strom“ stammt aus der Mineralaufbereitung und wurde zu Beginn des vergangenen Jahrhunderts in den USA zum Trennen mineralischer Rohstoffe entwickelt.
Mit dem triboelektrischen Sortieren können verschiedene, nicht leitende Kunststoffe im elektrischen Feld getrennt werden. Dazu nutzt man deren unterschiedliches Aufladungsverhalten aus. Vor dem Trennen werden die Kunststoffteilchen elektrisch aufgeladen. Das geschieht durch Reiben oder Schlagen der Teile gegeneinander. Die erreichte Aufladung ist so hoch, dass die geladenen Teile von einem elektrischen Hochspannungsfeld zu der jeweiligen Gegen-Elektrode gelenkt werden. Letztlich lassen sich die reinen Kunststofffraktionen an den Elektroden abziehen. Ein schwach oder nicht geladenes Material, das sich von keiner Elektrode angezogen fühlt, wird als „Mischprodukt“ in den Kreislauf zurückgeführt.
„Der Vorteil des triboelektrischen Sortierens besteht darin, dass die Kunststoffteile weitgehend unabhängig von Dichte, Form und Größe getrennt werden können“, erläutert Kober. Zudem ist es ein energiearmes Verfahren und es entstehen keine Abwässer wie bei den nassen Trennverfahren. Allerdings lassen sich nur saubere und deshalb meist vorbehandelte Stoffgemische in guter Qualität trennen. Ist die Kunststoffoberfläche verschmutzt, etwa mit Staub, Oxiden oder Fett, behindert dies die Aufladung. „Die besten Sortierergebnisse werden deshalb mit Neumaterial erreicht“, so Kober.
Elektrostatische Separatoren entstauben, entmetallisieren und trocknen das Gemisch. Anschließend laden sie es auf und transportieren es in die Trennzone, an deren Ende das Gut in wenigstens zwei Produktfraktionen getrennt ist. Im Drei-Schicht-Betrieb werden bei Hamos Durchsätze von mehr als 1500 kg pro Stunde realisiert.
Triboelektrische Separatoren werden beispielweise beim Aufbereiten der vom Dualen System gesammelten Flaschen eingesetzt, um das hochfeste Polyäthylen (HDPE) und Polypropylen (PP) zu separieren. Zurückgewonnen werden dabei mehr als 85 % des HDPE. Auch bei der Verwertung von Produktionsabfällen aus der Herstellung von Kunststofffenstern hat sich das Verfahren bewährt.
Fensterprofile bestehen aus Hart-PVC mit einer Dichtung aus Weich-PVC oder Gummi. Das Abtrennen dieser Dichtung beim Recycling der Abfälle bereitet wegen des ähnlichen spezifischen Gewichts bisher Probleme, deshalb werden sie vor dem Zerkleinern – mit hohen Kosten – von Hand abgezogen und aussortiert. Mit dem Einsatz der elektrostatischen Separation erhält man eine beinahe vollständig saubere („gummifreie“) PVC-Fraktion.
Auch für die Automobil-Zulieferer ist das Sortieren der Kunststoffe unter Strom interessant. So bestehen Pkw-Rückleuchten aus einem Materialverbund von Gehäuse aus ABS-Kunststoff mit aufgeschweißten, mehrfarbigen Acryl-Außenglas. Mit Hilfe der Triboelektrik lässt sich der zerkleinerte und entstaubte Materialverbund in eine saubere ABS- und eine Acrylglas-Fraktion trennen, deren Reinheit bei mehr als 99,8 % liegt.
ULRICH GÜNTHER
Ein Beitrag von:
