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Kreislaufwirtschaft

Gemischte Kunststoffe zuverlässig trennen

Separationslösungen von Hamos sind schon Jahrzehnte im Einsatz und können auch schwarze Kunststoffe zuverlässig trennen sowie Fremdstoffe entfernen.

Gängiger Elektronikschrott enthält rund 15 % Kunststoffe, die sich mit der entsprechenden Anlagentechnik zuverlässig in die einzelnen Werkstoffe wie ABS, PS oder PP trennen lassen – auch wenn sie schwarz eingefärbt sind.
Gängiger Elektronikschrott enthält rund 15 % Kunststoffe, die sich mit der entsprechenden Anlagentechnik zuverlässig in die einzelnen Werkstoffe wie ABS, PS oder PP trennen lassen – auch wenn sie schwarz eingefärbt sind.

Beim Recycling von Elektronikschrott, Automobilen und anderen Gebrauchsgütern werden Eisen- und insbesondere Nicht-Eisenmetalle durch moderne Aufbereitungsanlagen nahezu vollständig aus dem Abfallströmen zurückgewonnen. Übrig bleibt allerdings – neben einem bestimmten Anteil nichtverwertbare Reststoffe und Leichtfraktionen – eine gemischte Kunststofffraktion. Durch eine Kombination aus nassen und trockenen Aufbereitungsverfahren lassen sich aber auch aus sehr komplexen Gemischen verschiedener Hartkunststoffe sortenreine und sehr saubere PS-, ABS- und PP-Fraktionen abtrennen. Entsprechende Recyclinganlagen von Hamos zur Trennung von ABS, PS und PP sind bereits seit vielen Jahren im Einsatz.

15 % Kunststoff im Elektronikschrott

Der Mengenanteil der Kunststoffe beträgt beispielsweise beim Elektronikschrott etwa 15 %. Bezogen auf die Gesamtmenge der in Europa recycelten Elektronikschrott-Materialien sind das bereits mehrere 100.000 Tonnen, die pro Jahr anfallen. Um aus dem Kunststoffabfall wieder für qualitativ hochwertige neue Produkte erzeugen zu können, müssen die Kunststoffgemische, die aus vielen unterschiedlichen Kunststoffen bestehen, getrennt und von den unerwünschten Fremdstoffen wie Holz, Glas, Gummi, Restmetallen und anderen befreit werden.

Größtes Problem dieser gemischten Kunststoffe sind die Komplexität und Zusammensetzung sowie die Verunreinigungen, die die Aufbereitungen solcher Fraktionen erschweren. Entsprechende Auswertungen haben gezeigt, dass man beispielsweise im Elektronikschrott über 60 verschiedene Kunststoffe findet, die mehr oder weniger mit Additiven, Füllstoffen, Flammhemmern und anderem versetzt sein können. Eine Aufbereitungstechnologie zur Erzielung sauberer Kunststoffe muss also nicht nur mit den unerwünschten Fremdstoffen, sondern auch mit der Vielzahl von unterschiedlichen Polymeren zurechtkommen.

Im Elektronikschrott vor allem ABS, PS und PP

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Der größte Teil der Kunststoffe sind ABS, PS und PP, die restlichen Kunststoffe machen weniger als die Hälfte der anfallenden Menge aus. Es ist also sinnvoll, sich bei der Aufbereitung auf die wesentliche Kunststoffmenge zu konzentrieren. Eine Rückgewinnung von Kunststoffen, die prozentual im niedrigen einstelligen Bereich sind, dürfte sich voraussichtlich nicht lohnen.

Sortenreines ABS aus Elektronikschrott
Sortenreines ABS aus Elektronikschrott

PS, ABS und PP als „Massenkunststoffe“ im Elektronikschrott liegen zum Glück in Dichtebereichen, die für den Einsatz von Dichtetrennverfahren wie zum Beispiel der Schwimm-Sink-Trenntechnik zugänglich sind. Dies ist ein besonders wirtschaftliches Verfahren, das – entsprechende Dichteschnitte vorausgesetzt – zu Kunststoffkonzentraten führt, die anschließend durch trocken arbeitende elektrostatische Verfahren weiterverarbeitet werden können.

So gelingt es problemlos, beispielsweise die Polyolefine aus einem Kunststoffgemisch, durch eine einfache Wasser-Trennstufe abzutrennen. PS und ABS lassen sich mit Hilfe von Wasser mit höherer Dichte wie zum Beispiel eine Salzlösung separieren. Durch diese Kombination aus Wasser und Salzlösung entstehen hochkonzentrierte PP/PE und PS/ABS-Gemische.

Insbesondere die unerwünschten flammgehemmten Kunststoffe gehen durch dieses Verfahren in die schwere Reststofffraktion, wo auch PVC, Glas, Restmetalle und andere unerwünschte Stoffe landen. Diese Reststofffraktion wird derzeit thermisch verwertet.

PS und ABS sind die „Favoriten“ bezüglich Wertschöpfung und Ausbringen – aber nur, wenn diese Stoffe in hoher Reinheit vorliegen. ABS und PS als nicht getrennte Mischfraktion ist dagegen nur unter großen Schwierigkeiten unter Zuhilfenahme von teuren Additiven verarbeitbar.

Während optische Sortierverfahren unter Verwendung von Infrarot-Spektroskopie oder andere Verfahren an der überwiegend schwarzen Farbe der Kunststoffgemische noch in den Startlöchern stehen, ist diese Trennung für die elektrostatische Separationstechnik seit Jahrzenten kein Problem. Elektrostatische Separatoren können problemlos schwarze ABS-PS-Gemische in sortenreine Fraktionen trennen.

ABS und PS via elektrostatischer Aufladung trennbar

Denn ABS und PS unterscheiden sich durch ihre elektrostatische Aufladbarkeit. In einem elektrostatischen Separator wird ein aus diesen beiden Komponenten bestehendes Gemisch selektiv aufgeladen. Dabei gelingt es, unter Zuhilfenahme der verschiedenen „Dielektrizitätskonstanten“, das ABS positiv und das PS negativ aufzuladen. Die Aufladung erfolgt dabei besonders selektiv, sodass die anschließende Separation im Hochspannungsfeld sehr gute Reinheiten für beide Produkte erzeugen kann.

Voraussetzung für den Separationserfolg ist, dass das ABS-PS-Gemisch in der richtigen Korngröße von weniger als 10 mm vorliegt und entstaubt ist. Wichtigstes Kriterium ist allerdings die Feuchtigkeit des Materials. Nur trockene Mahlgüter lassen sich elektrostatisch ausreichend aufladen.

Elektrostatische Separatoren als Komplettanlagen verfügbar

Elektrostatische Separatoren zur Kunststoff-Kunststoff-Trennung werden als komplette Anlagen, inklusive Aufladeeinheit und Hochspannungs-Elektrodensystem, zur Materialtrennung angeboten. Technologisch bedingt liegen die mit einem Gerät erzielbaren Durchsätze bei rund 1.000 kg/h. Größere Materialmengen lassen sich durch paralleles Schalten mehrere Geräte trennen.

Bei dieser Komplettanlage zum Trennen gemischter Kunststoffabfälle kommen unter anderem elektrostatische Separatoren zum Einsatz.
Bei dieser Komplettanlage zum Trennen gemischter Kunststoffabfälle kommen unter anderem elektrostatische Separatoren zum Einsatz.

Bei der Separation von ABS-PS-Gemischen wird in einer ersten Separationsstufe beispielsweise das ABS als hochreine Fraktion abgetrennt. Das PS wird dabei in einer darauffolgenden zweiten Separationsstufe ebenfalls als sortenreine Fraktion zurückgewonnen. Durch die spezielle elektrostatische Aufladeeinheit gelingt es dabei zudem, gleichzeitig den noch im selben Dichtebereich wie ABS und PS liegenden Anteil von gefülltem Polypropylen zu separieren.

Fremdstoffe müssen unbedingt entfernt werden

Bei der Aufbereitung von PS und ABS aus Autoshreddern oder Elektronikschrott sind allerdings nach Durchlaufen der verschiedenen Separationsschritte immer noch geringe Mengen an unerwünschten Fremdstoffen wie Holz oder Gummi im Mahlgut enthalten. Diese Stoffe müssen unbedingt abgetrennt werden, damit die anschließende Weiterverarbeitung zu wertvollen Compounds oder sogar direkt zu Produkten gewährleistet ist.

Während sich Holz durch Schmelze-Filtration abtrennen lässt, bereitet die Gummi- und Elastomer-Fraktion erheblichere Probleme. Insbesondere bei hohen Drücken im Extruder werden diese Elastomere durch die Schmelze-Filter hindurchgepresst und führen zur Qualitätsminderung im Fertigprodukt.

Holz ist üblicherweise feucht und ist daher leitfähig. Aus diesem Grunde lässt sich im Kunststoff vorhandenes Holz problemlos mit Hilfe eines elektrostatischen Separators vom Typ „Leiter-Nichtleiter-Trenner“ wie zum Beispiel dem Hamos KWS abtrennen. Dabei entsteht eine hochkonzentrierte Leiterfraktion, in der auch Gummipartikel, Pappe und andere unerwünschte leitfähige Reststoffe enthalten sind.

Abtrennung von Gummi schwierig

Schwieriger wird es mit der Abtrennung der unerwünschten Gummi-Fraktion. Da sich in dieser Fraktion auch Silikone, Chlorkautschuke und andere befinden, muss hier besonders Augenmerk auf eine möglichst vollständige Abtrennung dieser Fremdstoffe gelegt werden. Der „Gummiseparator Hamos RSS“ kann die unerwünschte Gummifraktion nahezu vollständig aus dem fertigen Mahlgut abtrennen. Aufgrund von physikalischen Besonderheiten bei der elektrostatischen Trennung sammelt sich der Gummi hauptsächlich in der PS-Fraktion, während die ABS-Fraktion nach der elektrostatischen Separation bereits gummifrei ist. Man muss also nur die PS-Fraktion nachseparieren. gk

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