ES2866164T3

ES2866164T3 - Método para el procesamiento de los residuos generados por el reciclaje de papel a partir de cartones para bebidas usados y línea de procesamiento correspondiente

Info

Publication number: ES2866164T3
Application number: ES18759541T
Authority: ES
Inventors: Ales Pelikan
Original assignee: Plastigram Industries AS
Current assignee: Plastigram Industries AS
Priority date: 2017-08-02
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2021-10-19
Anticipated expiration: 2038-07-19
Also published as: CZ307720B6; PL3661713T3; EP3661713A1; WO2019024950A1; HUE054267T2; EP3661713B1; HRP20210643T1; US20210146578A1; PL3661713T4; CZ2017446A3; EP3661713B8

Abstract

Método de procesamiento de residuos generados tras el reciclaje de papel a partir de cartones para bebidas usados caracterizado por que durante la Fase I (preparación y clasificación del material de entrada), el material de entrada (I-A) se tritura y, a partir de este material triturado (I-A), se eliminan los residuos gruesos (I-B) compuestos por materiales pesados y los residuos en polvo (I-C), y a continuación el material de entrada (I-A) procesado de este modo se separa en la fracción (I-D), que contiene principalmente plásticos distintos de láminas, y la fracción que contiene principalmente láminas de PE y láminas de PE+AL, y durante la Fase II (separación de láminas de PE+AL en polietileno y aluminio y su clasificación), la fracción que contiene láminas de PE+AL se somete a lavado en una solución acuosa de ácido fórmico y se separa en la fracción (II-A), que contiene principalmente polietileno, y la fracción (II-B), que contiene principalmente aluminio.

Description

DESCRIPCIÓN

Método para el procesamiento de los residuos generados por el reciclaje de papel a partir de cartones para bebidas usados y línea de procesamiento correspondiente

Antecedentes de la invención

[0001] El objeto de la invención es un método para procesar y rentabilizar los residuos que se generan después de reciclar el papel a partir de cartones para bebidas usados, y una línea de procesamiento para implementar este método.

Descripción de la técnica anterior

[0002] Los cartones para bebidas están fabricados con capas de papel, unas cuantas capas de polietileno y, para cartones asépticos, una capa de aluminio. Las fibras de papel, que componen la mayor parte del material de envasado, se reciclan en fábricas de papel. Durante el reciclaje de las fibras de papel, se crea una mezcla de residuos que consiste en a) láminas de múltiples capas que contienen unas cuantas capas de polietileno y una capa de aluminio (lámina de PE+AL), b) láminas de polietileno (láminas de PE), c) plásticos distintos de láminas (p. ej., tapas y tapones de rosca, principalmente hechos de polietileno de alta densidad, HDPE), d) fibras de papel (el reciclaje del papel no es perfecto) y e) otras sustancias contaminantes, por ejemplo, metal (p. ej., latas de aluminio), plásticos (p. ej., botellas PET, espuma de poliestireno) y textiles.

[0003] Actualmente, el nivel de uso de los residuos de reciclaje de papel a partir de cartones para bebidas es muy bajo: la mayor parte de los residuos se incinera o se deposita en vertederos. Los métodos para su uso pueden separarse en tres grupos: procesamiento utilizando calor, procesamiento mecánico y separación de las láminas de PE+AL y su reciclaje utilizando productos químicos.

[0004] El método más común para el procesamiento de los residuos del reciclaje de papel a partir de cartones para bebidas usados es utilizarlos como combustible. Otros métodos de procesamiento por calor son la pirólisis o la gasificación.

[0005] Durante el procesamiento mecánico, los residuos se aglomeran y a continuación se transforman principalmente en productos plásticos de calidad inferior (p. ej., tejas o tapas de alcantarilla). Los residuos (o el cartón para bebidas completo, incluyendo el papel) también se pueden compactar y usarse para fabricar materiales de construcción (paneles) a partir de estos.

[0006] También es posible separar las láminas de PE+AL de los residuos y reciclarlas utilizando productos químicos. Las láminas de PE+AL se pueden desglosar en sus componentes disolviendo el polietileno o separando las capas de polietileno de la capa de aluminio. Existe un gran número de métodos conocidos para este tipo de reciclaje gracias a la tecnología actual disponible.

[0007] El reciclaje de material de envasado basado en la separación de las distintas capas resulta conocido, por ejemplo, a partir del documento WO2015169801. El reciclaje descrito en este documento implica una cuba de separación que contiene un agente hinchante y ácido carboxílico para separar los metales, plásticos y otros elementos. Otras etapas incluyen la filtración y peletización.

[0008] En el documento CN101891903 se describe un método de procesamiento de residuos de envases de papel, plástico y papel de aluminio durante el cual el aluminio se separa del plástico remojando los residuos en una solución de ácido fórmico con una concentración de 3 - 5 mol/l durante un período de 30 - 40 minutos a una temperatura de 40 - 60 °C.

[0009] El método de reciclaje de material en capas que comprende combinaciones de capas de diversos plásticos y láminas de aluminio descrito en el documento CN103328105 implica una reacción con un ácido fórmico o acético, la separación de las distintos capas y el lavado de los residuos varias veces. El proceso de lavado se lleva a cabo para separar los distintos tipos de material en función de sus diferentes densidades. En el documento WO9427818 se describe un método de tratamiento de materiales laminados que contienen láminas de aluminio con capas de materiales orgánicos para permitir que el aluminio se funda junto con el aluminio de las latas de bebidas.

[0010] El inconveniente de las soluciones anteriormente mencionadas es que no proporcionan un método para separar las grandes cantidades de productos contaminantes encontradas en el material de entrada. Además, requieren un nivel elevado de costes financieros y, en muchos casos, suponen una carga de igual tamaño para el medio ambiente, debido a la gran cantidad de productos químicos necesarios. Ya se conoce otro método para separar residuos distintos de láminas del material de desecho a partir del documento WO 2015/169801 A1.

Sumario de la invención

[0011] Durante el procesamiento de los residuos generados por el reciclaje de la celulosa a partir de cartones para bebidas usados, el tamaño de los copos del material de entrada se reduce inicialmente en la fase de preparación y clasificación, y se eliminan los residuos gruesos que comprenden material pesado y los residuos en polvo, separándose el material de entrada restante en una fracción que comprende principalmente plásticos distintos de láminas, y una fracción que comprende principalmente láminas de polietileno (láminas de PE) y láminas de al menos una capa de polietileno y una capa de aluminio (láminas de PE+AL), y durante la fase en la que las láminas de PE+AL se separan en polietileno y aluminio y se clasifican, la fracción que comprende láminas de PE+AL se somete a lavado en una solución de ácido fórmico a base de agua y se separa en una fracción que comprende principalmente polietileno y una fracción que comprende principalmente aluminio. Una fracción que comprende principalmente láminas de PE y láminas de PE+AL se separa preferiblemente en una fracción que comprende principalmente láminas de PE y una fracción que comprende principalmente láminas de PE+AL.

[0012] El método de acuerdo con la invención incluye también, preferiblemente:

- una fase de procesamiento de aluminio en la que la fracción que contiene principalmente aluminio se transforma en aluminio, y/o

- una fase de procesamiento de polietileno en la que la fracción que contiene principalmente polietileno se transforma en gránulos de polietileno, y/o

- una fase para el procesamiento de plásticos distintos de láminas en la que se elimina cualquier adición en la fracción que comprende principalmente plásticos distintos de láminas y se producen gránulos o granza.

[0013] El método de acuerdo con la invención se caracteriza por un nuevo uso, combinación y ordenación de la maquinaria, particularmente en la primera y segunda fase. En la primera fase, esta implica la ordenación de maquinaria reconocida de tal manera que se consiga la clasificación del material de entrada en fracciones individuales con una calidad suficiente para su procesamiento posterior, y preferiblemente usando también máquinas de separación de aire reconocidas para separar láminas de PE y láminas de PE+AL antes de su separación química, lo que reduce significativamente los costes generales del reciclaje de los residuos y la carga para el medio ambiente. También se colocan recipientes intermedios, normalmente silos, antes de ciertas máquinas para asegurar un flujo regular de material que garantiza la calidad del siguiente material clasificado. El principal principio de la segunda fase es el uso de un conjunto de máquinas para el lavado en caliente, que es similar a la maquinaria existente utilizada, por ejemplo, para lavar botellas PET recicladas, con el fin de separar las láminas de PE+AL utilizando ácido fórmico.

[0014] Durante la primera fase (preparación y clasificación del material de entrada), el tamaño de los copos del material de entrada se reduce en una trituradora, tras lo cual se eliminan los productos contaminantes pesados (p. ej., metal, piedras y vidrio) en el separador de aire, y a continuación se elimina la mayor parte de la contaminación por polvo y fibras de papel, y la humedad del material se reduce mediante limpieza en seco, lo que se puede llevar a cabo mediante un tambor centrifugador, por ejemplo, tras lo cual el plástico distinto de láminas (p. ej., tapas o tapones) se separa de las láminas (láminas de PE y PE+Al ) durante la etapa de separación por aire y el material se corta en un molino de corte. Los plásticos distintos de láminas se pueden separar antes del corte y/o después del corte en el molino. En la siguiente etapa de separación por aire, los plásticos restantes se separan de las láminas (una mezcla de láminas de PE y láminas de PE+AL) y, en otra etapa de separación por aire, las láminas de PE se pueden separar preferiblemente de las láminas de PE+AL.

[0015] El resultado de la primera fase de procesamiento del material de entrada son 4 mezclas de salida: material pesado, los residuos de la limpieza en seco (que comprenden principalmente fibras de papel, diversos plásticos y polvo de aluminio), una mezcla que comprende plásticos distintos de láminas (en su mayoría polietileno de alta densidad HDPE) contaminados, por ejemplo, con otros plásticos y textiles, y una mezcla que comprende láminas de PE y láminas de PE+AL.

[0016] Durante la segunda fase, la fase para separar las láminas de PE+AL en polietileno y aluminio y su clasificación, las láminas de PE+AL se procesan en un conjunto de máquinas para lavado en caliente, un conjunto similar de máquinas utilizado normalmente para el lavado en caliente de plásticos (principalmente botellas PET), utilizando una solución de trabajo de una solución de ácido fórmico a base de agua para separar las capas de polietileno del aluminio.

[0017] En el diseño ventajoso de la invención, la solución de trabajo es una solución a base de agua de ácido fórmico al 15 - 30 % (15 - 30 % de HCOOH y un 70 - 85 % de agua, en peso). A diferencia del procesamiento de láminas de PE+AL utilizando la tecnología del estado de la técnica, se ha comprobado que, cuando se procesan las láminas de PE+AL ajustadas en la primera fase de la invención, resulta ventajoso si la cantidad de solución de trabajo es al menos diez veces el volumen aparente de las láminas de PE+AL. Es beneficioso si la relación entre el volumen aparente de PE+AL y la solución de trabajo es de 1:100 a 1:10. El material de las láminas de PE+AL se agita de forma intensiva en la solución de trabajo durante un período de entre 5 y 30 minutos, con una ventaja de 7 a 15 minutos con una temperatura de la solución de trabajo de hasta 80 °C, con una ventaja de 40 °C a 70 °C.

[0018] Los principales factores que influyen en la calidad de separación de las láminas de PE+AL en polietileno y aluminio durante la segunda fase son la concentración de HCOOH, la temperatura de la solución de trabajo, la duración del proceso y la proporción entre material y solución de trabajo. La calidad requerida de las láminas de PE+AL separadas se puede conseguir con diversas combinaciones de los parámetros anteriormente mencionados, donde se aplica principalmente que la duración necesaria del proceso es más corta cuanto mayor sea la temperatura y/o concentración de HCOOH de la solución de trabajo. La concentración de HCOOH en la solución acuosa puede ser de un 15 - 90 % en peso. Una concentración inferior es más favorable, ya que entonces la solución de trabajo es más barata y el vapor contiene una menor cantidad de HCOOH. Asimismo, cuando se supera una concentración de aprox. un 30 % de HCOOH, la solución de trabajo se vuelve explosiva, y toda la maquinaria debe estar diseñada para cumplir el trabajo en un ambiente explosivo (lo que incrementa significativamente su coste, y la maquinaria de procesamiento de plásticos convencional no está fabricada para esta especificación). El período del proceso debe ser mayor de aproximadamente 5 minutos. La relación máxima entre material y solución de trabajo depende del método y la calidad de agitación. Es muy difícil conseguir una relación entre láminas de PE+AL y solución de trabajo mayor de 1:10 y, en cambio, cuando esta relación es menor de 1:50, el funcionamiento de la maquinaria deja de ser óptimo.

[0019] La maquinaria a través de la que pasa el material procesado en la fase II incluye un tornillo mezclador, un tanque de reacción, un tornillo de drenaje, una lavadora por fricción, una centrífuga y maquinaria para el secado con aire caliente. Las láminas de PE+AL se remojan y rocían en el tornillo mezclador con la solución de trabajo que está calentada a la temperatura de trabajo. Esta etapa calienta la lámina, para que la temperatura no descienda en los tanques de reacción, y hace que la lámina sea más fácil de procesar y transportar. El material se mezcla de forma intensiva en la solución de trabajo en el tanque de reacción a una determinada temperatura y durante un período determinado para que las láminas de p E+AL se separen en PE y copos de aluminio y polvo. El tornillo de drenaje extrae parte de la solución de trabajo del material procesado. A continuación, la solución de trabajo se elimina mecánicamente en la lavadora por fricción y en la centrífuga. Al mismo tiempo, los copos de aluminio y el polvo se eliminan de la lámina de PE en estas máquinas. El aluminio continúa a la prensa de tornillo y a continuación se procesa en la fase III (procesamiento de aluminio). Los copos de polietileno se secan por aire. Esto sucede inicialmente a temperatura ambiente en la centrífuga, y a continuación con aire caliente en una sección separada de la línea. Con ciertos diseños de la invención, no es necesario limpiar el aire empleado para el secado. En otra versión, este aire se escapa para la limpieza. Se utiliza un filtro de agua o un biofiltro para capturar el contenido de HCOOH del aire. Con otra versión de la invención, es posible limpiar los restos de la solución de trabajo del polietileno tras la etapa de secado mecánico enjuagando con agua (en lugar de la etapa que implica secado por aire caliente).

[0020] El ácido fórmico contenido en el agua de los filtros de agua o agua de enjuague se trata en una planta de tratamiento de aguas residuales o se regenera mediante destilación o electrodiálisis, o puede neutralizarse en formiato de sodio utilizando hidróxido de sodio o bicarbonato de sodio. Con un diseño ventajoso, el formiato de sodio se puede vender como subproducto.

[0021] El resultado del procesamiento de la lámina de PE+AL en la segunda fase son dos fracciones, una conteniendo principalmente polietileno (copos de polietileno contaminados con aluminio u otros plásticos) y la otra conteniendo principalmente aluminio (aluminio contaminado con fibras de papel y plásticos).

[0022] En la fase III (procesamiento de aluminio), la fracción que contiene principalmente aluminio se puede procesar químicamente o por fundición. El material de entrada es la fracción que contiene principalmente aluminio (contaminado con fibras de papel y plásticos), que es el resultado del procesamiento de la lámina de PE+AL en la fase II. La etapa de procesamiento del aluminio con ventaja implica la fundición en un entorno protegido. El procesamiento ventajoso del aluminio mediante fundición implica dos etapas: secado del material, por ejemplo, en un horno de rotación (en condiciones ambientales) y fundiendo el aluminio y quemando los productos contaminantes, por ejemplo, en un horno discontinuo en condiciones atmosféricas protegidas. Las condiciones atmosféricas protegidas de la segunda etapa se pueden crear con nitrógeno, por ejemplo.

[0023] La fase IV del proceso (procesamiento de polietileno) se lleva a cabo utilizando maquinaria de regranulación de polietileno que permite el procesamiento de material con altas cantidades de productos contaminantes.

[0024] La fase V (procesamiento de plásticos distintos de láminas que se separan de las láminas mediante separación por aire), se lleva a cabo mediante maquinaria regular utilizada para el reciclaje de plásticos contaminados con otros materiales. El material de entrada en esta fase se limpia de cualquier adición y se transforma en granza o gránulos.

[0025] Los productos finales de los residuos de procesamiento de acuerdo con la invención son gránulos de polietileno, granza (o gránulos) de plástico distinto de láminas que contiene principalmente HDPE y aluminio.

[0026] La línea de procesamiento para llevar a cabo el método de procesamiento de los residuos procedentes del reciclaje de papel a partir de cartones para bebidas usados, especialmente la línea de procesamiento que realiza el método anteriormente descrito, incluye la maquinaria de la fase I, para la preparación y clasificación del material de entrada, y la maquinaria de la fase II, para la separación de láminas de PE+AL en polietileno y aluminio y su clasificación.

[0027] La maquinaria para la fase I, preparación y clasificación del material de entrada, incluye una trituradora, el primer separador de aire para eliminar residuos gruesos, la maquinaria de limpieza en seco, con la ventaja de una centrífuga para eliminar fibras de papel y contaminación de polvo y para reducir la humedad del material, y en el diseño ventajoso, un segundo separador de aire para separar el plástico distinto de láminas de las láminas, un molino de corte para cortar las láminas, un tercero separador de aire para separar el resto del plástico de las láminas y, preferiblemente, un cuarto separador de aire para separar la fracción de principalmente láminas de PE y la fracción que contiene principalmente láminas de PE+AL.

[0028] La maquinaria para la Fase II (separación de las láminas de PE+AL en polietileno y aluminio y su clasificación) incluye maquinaria de agitación para llevar a cabo la reacción entre el material y la solución de ácido fórmico, un conjunto de máquinas para el secado mecánico del material, con la ventaja de presentar un tornillo de drenaje, una lavadora por fricción y una centrífuga para reducir la humedad y para separar las fracciones principalmente de polietileno y principalmente de aluminio, maquinaria para el secado por aire caliente y un conjunto de máquinas para la preparación y regeneración de la solución de trabajo de ácido fórmico.

[0029] El conjunto de máquinas para la preparación y regeneración de la solución de trabajo de ácido fórmico en la Fase II incluye un dispositivo de dosificación, tanques colectores, un decantador centrífugo, un intercambiador de calor para calentar la solución de trabajo y las respectivas conexiones de tubos para hacer circular la solución. La solución de trabajo que se elimina del material con el tornillo de drenaje, la lavadora por fricción y la centrífuga se recoge en un tanque colector, desde el cual se alimenta preferiblemente parte de esta a un decantador centrífugo y parte a un segundo tanque colector. El decantador elimina cualquier producto contaminante mecánico (principalmente polvo y copos de aluminio) que, a continuación, pueden procesarse en la Fase III (procesamiento de aluminio). La solución de trabajo tratada se recoge en un tanque colector, en el que se añade simultáneamente solución de trabajo nueva mediante un dispositivo de dosificación. Posteriormente, la solución se calienta en el tanque a la temperatura de trabajo y se alimenta al tornillo mezclador y al tanque de reacción.

Breve descripción de los dibujos

[0030] Los dibujos adjuntos incluyen:

La figura 1A es un diagrama esquemático simplificado del proceso completo de procesamiento y rentabilización de residuos de acuerdo con el diseño ventajoso de la invención.

La figura 2 incluye la Fase I de preparación y clasificación del material de entrada de acuerdo con el diseño ventajoso de la invención.

La figura 3 incluye la Fase II de separación de las láminas de PE+AL en polietileno y aluminio y su clasificación de acuerdo con el diseño ventajoso de la invención.

Descripción de las formas de realización preferidas de la invención

Ejemplo n.° 1

[0031] Los residuos de las fábricas de papel generados tras el reciclaje de fibras de papel a partir de cartones para bebidas usados se procesaron utilizando el método de la invención en cinco fases, en una línea de procesamiento diseñada de acuerdo con la invención de la siguiente manera:

Fase I (preparación y clasificación del material de entrada): se expone en el diagrama esquemático de la figura 2. El objetivo del funcionamiento de la Fase I era eliminar la contaminación del material de entrada I-A, secarlo y separarlo de la fracción ^D, que contiene principalmente plástico distinto de láminas, p. ej., tapones y tapas para envases (principalmente fabricados a partir de polietileno de alta densidad, HDPE), y la fracción que contiene principalmente láminas de PE y de PE+AL que preferiblemente se pueden separar en la fracción J-F, que contiene principalmente láminas de PE+AL hechas de polietileno y aluminio y la fracción ! £ que contiene principalmente láminas de PE. Las principales etapas de la Fase I y la maquinaria utilizada en las diversas secciones en las que se llevan a cabo estas etapas se describen en la siguiente tabla.

El resultado del procesamiento de residuos de la Fase I fueron 5 fracciones de salida (identificadas mediante el número romano I, un guion y las letras B a F), cuyas propiedades se exponen en la siguiente tabla.

La Fase II (separación de las láminas de PE+AL en polietileno y aluminio y su clasificación) se expone esquemáticamente en la figura 3. El objetivo principal de esta fase fue descomponer la fracción I-F, que contiene principalmente láminas de PE+AL, en la fracción II-A, que contiene principalmente polietileno (en copos) contaminado con restos de aluminio, fibras de papel y otros plásticos (contaminación general < 5 % en peso), y la fracción II-B, que contiene principalmente aluminio, donde esta fracción se contaminó con fibras de papel y plásticos (contaminación general > 30 % en peso). Estas dos fracciones se separaron para que pudieran ser procesadas posteriormente de manera ventajosa. Las principales etapas de la Fase II y la maquinaria utilizada en las diversas secciones en las que se llevaron a cabo estas etapas se exponen en la siguiente tabla.

[0032] El conjunto de lavadoras en caliente, conjunto 21, utilizados en este ejemplo se utiliza regularmente para lavar plásticos sucios (principalmente botellas PET) en lejía. El conjunto 21 se componía de dos partes: 1) maquinaria que procesó el material (fracción J-F que contiene principalmente láminas de PE+AL) y 2) maquinaria que preparó y regeneró la solución de trabajo. Estas dos partes del conjunto 21 se describen de forma más detallada en la siguiente tabla.

[0033] La maquinaria utilizada para el procesamiento de la fracción J^ F es la siguiente:

[0034] Maquinaria para la preparación y regeneración de la solución de trabajo:

[0035] El conjunto de máquinas de lavado en caliente, el conjunto 21, empleó el siguiente método para el procesamiento de la fracción J-F:

La solución de trabajo era una solución acuosa de ácido fórmico al 20 % (20 % de HCOOH y 80 % de agua en peso). La relación de volumen entre la fracción J-F y la solución de trabajo fue de 1:20. La fracción J-F se agitó de forma intensiva durante 15 minutos a una temperatura de la solución de 50 °C.

[0036] En la siguiente tabla se exponen las características del flujo principal del material que se produjo como resultado del procesamiento de la fracción J-F durante la Fase II.

[0037] La fracción JJ-B, que contiene principalmente aluminio, se guardó para su procesamiento posterior. La fracción JJ-A, que contiene principalmente polietileno (p. ej., en forma de copos) se procesó en la Fase !V en la maquinaria de regranulación que contenía filtros especiales, lo que permite procesar material con grandes cantidades de sustancias contaminantes; en el caso de este ejemplo, estas suponían hasta un 5 % del peso. La fracción J-D, que contenía principalmente plásticos distintos de láminas separados de las láminas en los separadores de aire, se procesó en la Fase V, en la que se llevó a cabo este procesamiento de forma regular en maquinaria ordinaria utilizada para el reciclaje de plásticos contaminados con otro material. En esta etapa del proceso, el material de entrada se limpió de cualquier adición y se transformó en granza.

Ejemplo n.° 2

[0038] Los residuos procedentes del reciclaje de fibras de papel a partir de cartones para bebidas usados de la fábrica de papel Papierfabrik Niderauer Mühle GmbH se procesaron en una línea diseñada para llevar a cabo el método de la invención de la misma forma que en el Ejemplo n.° 1, donde, en este caso, se procesaron 896 kg del material de entrada J-Acon un 24 % de humedad en peso, es decir, 680 kg de material en estado seco, en la Fase J (preparación y clasificación de material de entrada). La trituradora 11, el separador de aire 12, la maquinaria de limpieza en seco 13, el primer silo 18, el separador de aire 14, el molino de corte 15, el segundo silo 18 y los separadores de aire 16 y 17 se utilizaron en el procesamiento de la Fase !.

[0039] A partir del procesamiento del material de entrada J-A, se produjeron 5 kg de residuos gruesos J-B, una mezcla de materiales pesados, p. ej., metales, piedra y vidrio. También se obtuvieron 168 kg de residuos en polvo J-C, una mezcla de la limpieza en seco compuesta, en su mayoría, por fibras de papel, una mezcla de diversos plásticos y polvo de aluminio. La humedad de los residuos J-C se midió al 42 - 43 % en peso, por lo que el peso en seco de los residuos era de 97 kg. También se obtuvieron 128 kg de la fracción J-D, que contiene principalmente plástico distinto de láminas en forma de trozos, una mezcla de principalmente HDPE contaminado, por ejemplo, con láminas y textiles. Se obtuvieron 278 kg de la fracción J-E que contenía principalmente láminas de PE, una mezcla de láminas de PE contaminadas con aluminio y otros plásticos. La humedad se midió al 3 % en peso, por lo que el material en seco pesaba 269 kg. También se obtuvieron 126 kg de la fracción JF que contenían principalmente láminas de PE+AL hechas de polietileno y aluminio. Aquí la humedad se midió al 2 - 3 %, por lo que el peso del material en seco era de 122 kg.

[0040] La siguiente etapa implicaba el procesamiento de la fracción J-F que contenía principalmente láminas de PE+AL en la Fase N (separación de láminas de PE+AL en polietileno y aluminio y su clasificación). La separación se llevó a cabo utilizando una solución acuosa de ácido fórmico (HCOOH) con una concentración del 20 % en peso, a 50 °C, durante 15 minutos, donde el volumen aparente de la fracción J-F en forma de copo antes del procesamiento era de un 5 % del volumen total de copos y líquido. La calidad de la fracción JJ-A que contenía principalmente polietileno era suficiente para el procesamiento en la Fase !V, y la calidad de la fracción JJ-B que contenía principalmente aluminio contaminado con fibras de papel y plástico era suficiente para la Fase M de procesamiento mediante fundición del aluminio en una atmósfera protegida.

Aplicabilidad industrial

[0041] El método de la invención puede aplicarse en la industria del reciclaje de residuos para el procesamiento de los residuos procedentes de fábricas de papel que reciclan cartones para bebidas usados. El valor del procesamiento y la fabricación a partir de residuos y el uso de líneas de procesamiento con este método, de acuerdo con la invención, hace que sea posible rentabilizar los residuos y utilizarlos posteriormente al mismo tiempo que se mantienen bajos costes.

Lista de referencias numeradas

[0042]

11 trituradora 21e dispensadora en lotes 12 separador de aire 1 21f tanque colector 1

13 maquinaria de limpieza en seco 21g decantador centrífugo 14 separador de aire 2 21h tanque colector 2

15 molino de corte 21i intercambiador de calor 16 separador de aire 3 22 lavadora por fricción 17 separador de aire 4 23 centrífuga

18 silo 24 secador de aire caliente 21 conjunto de máquinas de lavado en caliente 25 tratamiento de vapor 21a tornillo mezclador 26 prensa de tornillo

21b silo 27 silo

21c tanque de reacción 28 tanque de ácido concentrado 21d tornillo de drenaje

I-A material de entrada

I-B residuos gruesos (metales, piedras, vidrio)

I-C residuos en polvo (fibras de papel, plásticos y polvo de aluminio)

I-D fracción que contiene principalmente plásticos distintos de láminas

I-E fracción que contiene principalmente láminas de PE

I-F fracción que contiene principalmente láminas de PE+AL

II-A fracción que contiene principalmente polietileno

II-B fracción que contiene principalmente aluminio

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método de procesamiento de residuos generados tras el reciclaje de papel a partir de cartones para bebidas usados caracterizado por que

durante la Fase I (preparación y clasificación del material de entrada), el material de entrada (I-A) se tritura y, a partir de este material triturado (I-A), se eliminan los residuos gruesos (I-B) compuestos por materiales pesados y los residuos en polvo (I-C), y a continuación el material de entrada (I-A) procesado de este modo se separa en la fracción (I-D), que contiene principalmente plásticos distintos de láminas, y la fracción que contiene principalmente láminas de PE y láminas de PE+AL,

y

durante la Fase II (separación de láminas de PE+AL en polietileno y aluminio y su clasificación), la fracción que contiene láminas de PE+AL se somete a lavado en una solución acuosa de ácido fórmico y se separa en la fracción (II-A), que contiene principalmente polietileno, y la fracción (II-B), que contiene principalmente aluminio.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que: durante la Fase I, la fracción (I-E), que contiene principalmente láminas de PE, se separa posteriormente de la fracción (I-F), que contiene principalmente láminas de PE+AL, que presenta siempre al menos una capa de polietileno y una de aluminio.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que este implica, además:

Fase III (procesamiento de aluminio), en la que la fracción que contiene principalmente aluminio (II-B) se transforma en aluminio,

y/o

Fase IV (procesamiento de polietileno), en la que la fracción que contiene principalmente polietileno (II-A) se transforma en gránulos de polietileno,

y/o

Fase V (procesamiento de plásticos distintos de láminas), en la que se elimina cualquier aditivo de la fracción (I-D), que contiene principalmente plásticos distintos de láminas, y esta se transforma en granza o gránulos.

4. Método de acuerdo con la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizado por que:

durante la Fase I (preparación y clasificación del material de entrada), el material de entrada (I-A) se tritura en partículas con un tamaño máximo de 20 cm, separándose los residuos gruesos (I-B) mediante separación por aire, y posteriormente se eliminan los residuos en polvo (I-C) y se reduce la humedad del material mediante limpieza en seco, tras lo cual la fracción (I-D), que contiene principalmente plásticos distintos de láminas, se separa mediante separación por aire y la fracción restante, que contiene principalmente láminas de PE y PE+AL, se corta,

y

durante la Fase II (separación de las láminas de PE+AL en polietileno y aluminio y su clasificación), la fracción que contiene las láminas de PE+AL se somete a lavado en caliente en una solución de trabajo a base de agua de ácido fórmico al 15 - 30 % en peso a temperaturas de entre 40 y 80 °C, mediante lo cual la fracción (II-B), que contiene principalmente aluminio en forma de partículas, se separa de la solución de trabajo mediante un tratamiento de centrifugación.

5. Método de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que: durante la Fase I (preparación y clasificación del material de entrada), el material de entrada (I-A) se tritura en una trituradora (11), los residuos gruesos (I-B) se eliminan en el primer separador de aire (12), los residuos en polvo (I-C) se eliminan y el contenido de humedad del material se reduce en la maquinaria de limpieza en seco (13), tras lo cual, en al menos uno de los separadores de aire (14, 16), se elimina la fracción (I-D), que contiene principalmente plásticos distintos de láminas, y el material restante se corta en un molino de corte (15),

y

durante la Fase II (separación de las láminas de PE+AL en polietileno y aluminio y su clasificación), las partículas sólidas de la solución de trabajo utilizada se eliminan mediante decantación utilizando un decantador centrífugo (21g).

6. Método de acuerdo con la reivindicación 5 cuando es dependiente de la reivindicación 2, caracterizado por que:

durante la Fase I, el material restante cortado en un molino de corte (15) se separa posteriormente en el siguiente separador de aire (17) en la fracción (I-E), que contiene principalmente láminas de PE, y la fracción (I-F), que contiene principalmente láminas de PE+AL.

7. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 3 a 6, caracterizado por que:

durante la Fase III (procesamiento de aluminio), la fracción (II-B), que contiene principalmente aluminio, se seca inicialmente en un horno de rotación y posteriormente el aluminio se funde en un horno con una atmósfera protectora de nitrógeno.

8. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 3 a 7, caracterizado por que:

durante la Fase IV (procesamiento de polietileno), la fracción (II-A), que contiene principalmente polietileno, se transforma en gránulos de polietileno,

y

durante la Fase V (procesamiento de plásticos distintos de láminas), se elimina la adición de la fracción (I-D), que contiene principalmente plásticos distintos de láminas, y esta se transforma en granza o gránulos.

9. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que:

durante la Fase II, la solución de trabajo es una solución de ácido fórmico a base de agua con un 15 - 30 % de ácido fórmico en peso, siendo la relación del volumen aparente entre la fracción de entrada (I-F), que contiene principalmente láminas de PE+AL, y la solución de trabajo, de entre 1:100 y 1:10, y la fracción de entrada (I-F) se agita de forma intensiva en la solución durante entre 5 y 30 minutos, con una ventaja de 7 a 15 minutos a una temperatura de la solución de trabajo de hasta 80 °C, con una ventaja de 40 °C a 70 °C.

10. Línea de procesamiento para llevar a cabo el método de procesamiento de los residuos generados tras el reciclaje de papel a partir de cartones para bebidas usados de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que incluye: maquinaria para la Fase I (preparación y clasificación del material de entrada), que incluye una trituradora (11), un separador de aire (12) para eliminar residuos gruesos, maquinaria de limpieza en seco (13) para eliminar las fibras de papel y la contaminación de polvo y para reducir el contenido de humedad del material, un molino de corte (15) para cortar las láminas y al menos un separador de aire (14, 16) para separar los plásticos distintos de láminas de las láminas, y

maquinaria para la Fase II, la separación de las láminas de PE+AL en polietileno y aluminio y su clasificación en la fracción (II-A), que contiene principalmente polietileno y la fracción (II-B), que contiene principalmente aluminio, que incluye la maquinaria de agitación para remojar las láminas de PE+AL en una solución de trabajo calentada a una temperatura de trabajo, un tanque de reacción (21c) para mezclar de forma intensiva las láminas de PE+AL en la solución de trabajo, maquinaria para retirar la solución, maquinaria para separar la fracción (II-A), que contiene principalmente polietileno, y la fracción (II-B), que contiene principalmente aluminio, y maquinaria para regenerar la solución de trabajo.

11. Línea de procesamiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada por que:

la maquinaria para la Fase I (preparación y clasificación del material de entrada) incluye, además, otro separador de aire (17) para separar la fracción (I-E), que contiene principalmente láminas de PE, y la fracción (I-F), que contiene principalmente láminas de PE+AL.

12. Línea de procesamiento de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, caracterizada por que:

para la Fase II, la maquinaria de mezclado está diseñada como un tornillo mezclador (21a), el tanque de reacción (21c) presenta dimensiones para agitar de forma intensiva las láminas de PE+AL en al menos diez veces el volumen de solución de trabajo, la maquinaria para separar la solución de trabajo está diseñada como un tornillo de drenaje (21d), la maquinaria para separar la fracción (II-A), que contiene principalmente polietileno, de la fracción (II-B), que contiene principalmente aluminio, incluye una lavadora por fricción (22) y una centrífuga (23).

13. Línea de procesamiento de acuerdo con la reivindicación 10, 11 o 12, caracterizada por que:

la maquinaria para regenerar la solución de trabajo durante la Fase II contiene un tanque colector (21f) para recoger la solución, que está conectado por tubos de entrada a la maquinaria de dispensación en lotes (21e) para distribuir ácido fórmico en la solución de trabajo y a un decantador centrífugo (21g) para eliminar las partículas de aluminio, y que está conectado por tubos de salida al tornillo mezclador (21a) y al tanque de reacción (21c), un tanque colector (21h) para recoger la solución de trabajo, que está conectado por tubos de entrada al tornillo de drenaje (21d), una lavadora por fricción (22), una centrífuga (23) y una prensa de tornillo (26), y que está conectado por tubos de salida a un decantador centrífugo (21g) y un tanque colector (21f) y a un intercambiador de calor (21i) para calentar la solución de trabajo.

14. Línea de procesamiento de acuerdo con la reivindicación 12 o 13, caracterizada por que:

durante la Fase II, la maquinaria de secado de aire caliente (24), para el secado de la fracción (II-A), y una prensa de tornillo (26), para eliminar de la fracción (II-B) los restos de la solución de trabajo, están conectadas a la lavadora por fricción (22) y a la centrífuga (23).

15. Línea de procesamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, estando la línea de procesamiento caracterizada por que también incluye:

maquinaria para la Fase III (procesamiento de aluminio), que incluye en concreto un horno de rotación para secar el material y un horno discontinuo con una atmósfera protectora para fundir el aluminio, y/o

maquinaria para la Fase IV (procesamiento de polietileno), que incluye, en concreto, un extrusor, y/o

maquinaria para la Fase V (procesamiento de plásticos distintos de láminas), que incluye una trituradora, una lavadora y un separador de aire.