用于分离材料的工艺

申请号 CN201580039427.5 申请日 2015-07-27 公开(公告)号 CN106660053A 公开(公告)日 2017-05-10
申请人 影响实验室有限公司; 发明人 S·维萨卡; S·A·伯恩斯; I·瓦兰斯;
摘要 本 发明 提供一种在具有中心 挡板 结构的容器内使用 离析 介质分离材料的混合物的工艺,通过以一定 频率 和幅度振荡挡板结构抖动混合物。材料的混合物可以具有重叠 密度 ,离析介质具有在重叠区域内的密度。 聚合物 PE和PP可以以薄片形式分离。对于不同密度的材料的混合物, 水 可以是离析介质。抖动与以设定速度控制通过容器的水流组合。本发明描述了用于分离塑料和 矿石 的 实施例 。
权利要求

1.一种用于分离材料的混合物中的材料的方法,所述方法包括:
a)将至少两种化学上不同类型的材料的混合物引入容器中;
b)将离析介质引入所述容器中;
c)以第一频率和第一幅度使所述容器中的中心定位挡板结构振荡;以及d)通过所述振荡挡板结构导致所述容器中的抖动,从而导致所述容器内的所述至少两种材料的分离。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述离析介质循环通过所述容器。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述离析介质在第一方向上并且以第一速度循环。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中所述挡板结构包括中心轴,多个盘位于所述中心轴上,所述盘包括用于通过容器内容物的通过其中的一个或多个路径。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中所述离析介质是流体
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述离析介质是
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中所述混合物包括具有在第一密度范围内的第一密度的至少第一材料和具有在第二密度范围内的第二密度的至少第二材料,所述第一密度范围和所述第二密度范围重叠,并且所述离析介质具有在所述重叠内的密度。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述材料包括聚烯聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。
9.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法,其中所述混合物包括具有在第一密度范围内的第一密度的至少第一材料和具有在第二密度范围内的第二密度的至少第二材料,所述第一密度范围和所述第二密度范围是不同的,并且所述离析介质具有比所述第一密度范围和所述第二密度范围更大的密度。
10.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法,其中所述混合物包括具有在第一密度范围内的第一密度的至少第一材料和具有在第二密度范围内的第二密度的至少第二材料,所述第一密度范围和所述第二密度范围是不同的,并且所述离析介质具有比所述第一密度范围和所述第二密度范围更低的密度。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中所述混合物包括金属。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述混合物是矿石
13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中所述离析介质在引入所述容器之前被脱气。
14.根据权利要求4至13中的任一项所述的方法,其中通过使用位于所述轴的端部处的达振荡所述挡板结构。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中有布置成提供级联离析的多个容器。
16.根据权利要求1至14中的任一项所述的方法,其中在单个容器中有多个挡板结构。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中所述方法包括用于从所述容器除去分离的材料的手段。

说明书全文

用于分离材料的工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于分离材料的工艺,并且更特别地,但非排他地,涉及一种通过在选定条件下在离析介质中抖动材料而基于其密度分离材料的工艺。该工艺在废塑料的分离和矿物提取中得到具体应用。

背景技术

[0002] 废料的循环再用现在已成为主要的环境驱动因素。在这方面,塑料的循环再用被列入议事日程,原因是这些是不可生物降解的。循环再用塑料要求废塑料能够被分离成化学上不同的材料。因此已提出许多技术,主要基于通过它们的密度分离不同的塑料。因此,已知的技术使用浮选槽中的分离或搅拌以产生用于分离的离心力。这些技术不能分离目前只能通过昂贵的IR或光学技术分离的较低价值(非瓶)“混合塑料”。
[0003] 废物中最常见的塑料是聚烯聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。在循环再用中它们仅在回收纯材料时具有价值。不幸的是,由于PE的密度在0.92到0.97g/cm3之间,而PP的密度在3
0.9到0.91g/cm之间,因此上述标准技术不能提供足够的离析以回收具有足够纯度的PE和PP以便循环再用。
[0004] 在通过使用采用静电充电;使气体鼓泡通过混合物;溶解混合物的一部分;和通过多个浮选槽的工艺分离PE和PP中已获得一些成功。
[0005] 由于在矿石提取时不断需要将有价值的矿物与废矿物分开,因此将新颖和有效的分离技术应用于矿物提取加工是至关重要的。矿石是用于描述矿物的聚集体的术语,从矿物的聚集体可以有利地开采和提取有价值的成分,尤其是金属。大多数岩矿床含有金属或矿物,但是当有价值的矿物或金属的含量太低而不值得采矿时,它被认为是废物或脉石材料。在矿石体内,有价值的矿物由脉石包围,并且矿物加工的主要功能是释放和浓缩那些有价值的矿物。
[0006] 若干技术已被应用以便分离有价值的矿物:基于外观、颜色、纹理、光学性质和放射性的分选;重力和重介质分离,基于有价值矿物相对于脉石和离析介质(例如,或用于重介质分离,水、磁矿或铁的混合物)的比重的分离;磁分离,基于矿石内矿物的磁化率的天然或诱导差异的分离;和泡沫浮选,基于矿物的表面化学性质进行分离,原因是矿物的天然或改性表面性质决定其附着到气泡并漂浮到表面的能力。
[0007] 重介质分离不仅依赖于颗粒的比重之间的差异,而且也利用流体介质的比重(SG)的有效性的变化。化学品通常用于实验室规模分离,而重介质浆料更多地用于工业规模。典型的重矿物分离器是:Pinched Sluices,reichert锥形浓缩机,螺旋浓缩机,钻模和离心重力浓缩机。

发明内容

[0008] 本发明的目的是提供一种用于分离化学上不同类型和密度的材料的混合物中的材料的工艺,其不使用以下工艺:采用标准重力分离;产生离心力;静电充电;使气体鼓泡通过混合物;溶解混合物的任何部分;或多个浮选槽。
[0009] 本发明的至少一个实施例的目的是提供一种用于分离化学上不同类型的塑料的混合物的塑料颗粒的工艺,与现有技术的分离系统(特别是使用IR和光学技术的那些分离系统)相比,其在资金和维护方面更便宜。
[0010] 本发明的目的是提供一种用于分离材料的混合物中的材料的工艺,其可以作为连续、半连续或分批补料工艺被执行。
[0011] 根据本发明的第一方面,提供一种用于分离材料的混合物中的材料的工艺,其包括:
[0012] a)将至少两种化学上不同类型的材料的混合物引入容器中;
[0013] b)将离析介质引入所述容器中;
[0014] c)以第一频率和第一幅度使所述容器中的中心定位挡板结构振荡;以及[0015] d)通过所述振荡挡板结构导致所述容器中的抖动,从而导致所述容器内的所述至少两种材料的分离。
[0016] 本申请人已惊奇地发现,使用中心定位的振荡挡板抖动混合物导致分离。这与已知的搅拌罐反应器相反,在搅拌罐反应器中机械搅拌叶轮导致组分的混合,例如用于聚合和结晶。抖动可以被认为是搅动的一种形式,但是其不同之处在于其不包括作为搅动的典型的搅拌。抖动可以被认为是摇动。
[0017] 另外,已发现可以选择第一幅度和第一频率以帮助材料的分离。在实施例中,在使用中可以改变第一幅度和/或第一频率以改善分离。以该方式,当分离开始增加效率时频率可以增加。
[0018] 优选地,离析介质循环通过容器。更优选地,离析介质从容器的基部抽出并且再循环回到容器的顶部。替代地,离析介质从容器的顶部抽出并且再循环回到容器的底部。选择方向以施加离析介质的逆流。已发现循环的速度也可以用于帮助材料的分离。
[0019] 优选地,挡板结构包括中心轴,多个盘位于所述中心轴上,所述盘包括用于通过容器内容物的通过其中的一个或多个路径。以该方式,盘引起混合物和离析介质的运动,同时仍然提供材料可以通过其运动到容器的任一端部的路线。已发现改变通过盘的路径的数量和尺寸可以用于帮助材料的分离。也已发现改变盘之间的分离可以帮助材料的分离。
[0020] 优选地,离析介质是流体。更优选地,离析介质是液体。在实施例中,离析介质是水。离析介质可以选自包括以下的组:溶剂混合物,异丙醇或盐溶液。
[0021] 优选地,混合物包括具有在第一密度范围内的第一密度的至少第一材料和具有在第二密度范围内的第二密度的至少第二材料。在第一实施例中,第一和第二密度范围重叠,并且离析介质具有在重叠内的密度。已发现该工艺提供具有重叠密度范围的材料的分离。当混合物被抖动时,较轻的材料将运动到容器的顶部,而较重的材料将运动到容器的底部。
[0022] 在第一实施例中,材料是聚烯烃聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。以该方式,废塑料混合物中难以分离的PE和PP可以被分离。优选地,混合物是切碎的混合物。更优选地,切碎的混合物呈薄片的形式。更优选地,混合物包括可以被视为薄膜的2D薄片,即<50微米的厚度。因此,用本发明可以实现塑料薄膜的分离。据信通过在振荡下快速运动2D薄片,静摩擦力不能在2D薄片之间积累,否则会将它们保持在一起并阻止分离。
[0023] 在第一实施例中,工艺可以包括预分离阶段以提供具有重叠密度范围的材料的混合物。对于废塑料,切碎的混合物最初可以分离成高密度和低密度塑料以提供具有大致相同密度范围的混合物。任何已知的工艺可以用于进行初始分离,例如现有技术中讨论的那些工艺。替代地,预分离阶段可以用本发明的相同装置实现,但使用适当的离析介质,即密度介于正被分离的塑料的高和低密度值之间的那种离析介质。
[0024] 在第二实施例中,第一和第二密度范围是不同的,并且离析介质具有比第一和第二密度范围更大的密度。已发现在抖动中,第一和第二材料将漂浮和分离以在容器的顶部形成堆叠。
[0025] 在第三实施例中,第一和第二密度范围是不同的,并且离析介质具有比第一和第二密度范围更低的密度。已发现在抖动中,第一和第二材料将下沉和分离以在容器的底部形成堆叠。
[0026] 以该方式,已发现发生分离而不需要分离介质具有正被分离的材料之间的密度。这有利地允许使用更便宜的离析介质,例如水。
[0027] 混合物可以包括矿物。替代地或附加地,混合物可包括金属。在实施例中,混合物是矿石。以该方式,可以使用本发明提取有价值的矿物和金属。
[0028] 优选地,在引入容器中之前对离析介质进行脱气。这与将气泡引入容器的现有技术相反。已发现对离析介质进行脱气可以改善分离的效率。更优选地,在负压下操作容器。通过脱气,这也可以改善分离的效率。
[0029] 优选地,通过使用位于轴的端部处的达振荡挡板结构。以该方式,以幅度和频率振动轴以抖动容器内容物。
[0030] 可以有布置成提供级联离析的多个容器。离析介质可以在容器之间变化以改善离析。幅度和频率也可以在容器之间变化。
[0031] 替代地,在单个容器中可以有多个挡板结构。更优选地,挡板结构沿着罐状容器在相对端部处的输入和输出之间间隔开。在该实施例中,“中心定位”表示远离容器的壁。挡板结构可以以阵列布置。优选地,罐状容器在斜坡上。这有助于再循环离析介质的通过。更优选地,有两个输出,一个在容器的顶部并且一个在容器的底部。以该方式,可以将分离的材料出容器。
[0032] 优选地,工艺包括用于从容器去除分离的材料的手段。手段可以从容器的顶部或底部去除材料。手段可以包括从材料的堆叠去除材料。这样的手段可以是通过撇渣器、真空抽吸、水流或提供去除容器中的材料层的其它技术。附图说明
[0033] 现在将参考以下附图仅通过示例来描述本发明的实施例,在附图中:
[0034] 图1是根据本发明的实施例的容器的透视图,其中一部分已被剖开以显示在用于分离材料的工艺中使用的挡板结构;
[0035] 图2显示在图1的挡板结构上使用的盘设计的俯视图;
[0036] 图3是示出根据本发明的实施例的分离塑料的工艺中的步骤的示意图;
[0037] 图4是示出根据本发明的另一实施例的分离材料的工艺中的步骤的示意图;以及[0038] 图5是根据本发明的实施例的包括在用于分离材料的工艺中使用的多个挡板结构的容器的示意图。

具体实施方式

[0039] 首先参考附图的图1,其示出根据本发明的在用于分离至少第一材料12和至少第二材料14的混合物的、大体上由附图标记10指示的工艺中使用的装置。
[0040] 材料12、14优选地是化学上不同类型的颗粒,其中第一材料具有在第一密度范围内的第一密度并且第二材料具有在第二密度范围内的第二密度。将混合物16与离析介质一起进给到容器18中。离析介质是液体,优选水。在第一实施例中,第一和第二密度范围重叠,并且离析介质具有在重叠内的密度。在第二实施例中,第一和第二密度范围是不同的,并且离析介质具有比第一和第二密度范围更大的密度。在第三实施例中,第一和第二密度范围是不同的,并且离析介质具有比第一和第二密度范围更低的密度。以该方式,可以发生分离而不需要离析介质具有正被分离的材料之间的密度。这有利地允许使用更便宜的离析介质,水。
[0041] 容器18为大致圆柱形,其具有的高度大于其直径。容器的容量可以布置成适合材料的量,并且可以容易地从500ml的台式系统扩展到10,000至20,000升的罐。存在第一输入端口20,混合物16通过所述第一输入端口20被引入。为离析介质24提供第二输入端口22。混合物16和离析介质24的引入可以被称为填充步骤46。如果需要,混合物16和离析介质24可以在通过单端口输入之前混合。用于离析介质24的独立输入22允许离析介质经由输出23被去除并且泵送25回到输入22以便再循环。泵25的速度可以改变。
[0042] 参考图1,其示出容器18的剖视图,显示大体上由附图标记30指示的挡板结构,所述挡板结构竖直地布置在容器18的中心,并且在容器18的顶部26和底部28之间延伸。挡板结构30具有中心轴32,其上定位有多个盘34(a)-(d)。为了示例性目的仅显示四个盘34。盘34垂直于轴32安装,使得它们通过容器18向外辐射几乎到达侧壁36。盘34的数量和位置可以在轴32上变化。
[0043] 轴32的基部38支撑在容器的底部28上,但是处于滑动保持,其允许轴32在其自身的中心轴线上相对于容器18竖直地纵向运动。盘34以这样的方式附连到轴32,使得当轴32运动时它们也纵向地运动。轴32的运动通过使用附连到轴42的顶端42的致动器线性运动马达40来实现。
[0044] 马达40提供中心轴线上的轴32的线性运动。运动是作为向后和向前运动的行程,以将轴32延伸进入容器设定距离(称为幅度)。也可以设定行程的频率,使得轴32用作活塞,在容器18内连续地上下移动盘34。盘34在容器18内的移动抖动容器18的内容物,这些是混合物16和离析介质24。该抖动步骤48可以在固定时间内操作,它可以是短重复脉冲,或者可以在检查之间停止和开始以确定容器内容物的分离程度。应当注意轴32不旋转,因此没有搅拌动作。
[0045] 抖动步骤48由电路52控制,所述电路52操作马达40并且决定获得最佳分离所需的幅度和频率。幅度和频率决定引入工艺10的能量,并且可以针对特定混合物进行选择。应当注意在分离期间可以调节幅度和频率。
[0046] 作为混合物16和离析介质24的容器内容物通过与盘34的重复接触而抖动。盘34设计成提供用于与容器内容物接触的足够表面区域54,同时仍然允许混合物16和介质24经由通道56在盘34之间运动。图2(a)显示盘34的实施例。盘2(a)为大致圆周形,具有星形构造。大致矩形的长条58和短条60从轴32延伸,并且从轴32交替和等距离地伸展。条58、60之间的空间62以及短条60的端部64和容器18的侧壁36之间的相应空间提供用于流体运动通过容器18的通道56。盘34可以是任何形状和尺寸,只要它们与容器18的尺寸成比例,具有用于流体运动的通道,所述通道再次与容器18的尺寸成比例。
[0047] 盘34与容器18的高度相比相对较薄,并且可以被认为是叶片,但是如前所述,它们不像如果挡板结构30是混合罐中的叶轮那样发生旋转。同样本发明的挡板结构30与在混合罐中使用的已知挡板结构形成直接对比。现有技术的挡板结构典型地是围绕罐的外边缘等距离间隔的竖直布置的杆或棒,其被固定就位并且在罐的操作期间不移动。
[0048] 在实施例中盘34沿着轴32等距离间隔。该间隔基于正被分离的材料的颗粒尺寸并且与容器18的尺寸成比例。在替代实施例中盘34在容器18的中心处集中在一起并且朝着顶部26和底部28进一步间隔开。
[0049] 在第一实施例中,第一材料12和第二材料14具有不同的或可以重叠的第一和第二密度范围。离析介质24具有在第一和第二密度之间或在重叠内的密度。在抖动混合物48时,第一材料12和第二材料14将分离,较重材料12运动到容器18的基部28并且较轻材料14运动到容器18的顶部。离析介质24的层将留在材料12、14的层之间。抖动促进分离,即,它比不抖动或仅仅简单搅动更快并且更好地分离(更纯)。该分离步骤50允许第一材料12首先通过容器18的基部28处的出口68抽出。离析介质24也可以被抽出并且过滤以便再使用或经由泵25再循环。最后可以抽出第二材料14。分离的材料12、14然后可以单独地包装并且运输到其它制造和加工地点以用于新用途。
[0050] 在第二实施例中,第一材料12和第二材料14具有不同的第一和第二密度范围,并且离析介质24具有比第一和第二密度范围更大的密度。在抖动混合物48时,材料12、14将漂浮,上升到容器18的顶部。在上升时材料12、14将分离以在容器的顶部处提供两个层中的材料12、14的堆叠。这些几乎纯的材料12、14可以独立地从容器18抽出。离析介质24也可以被抽出以便再使用。
[0051] 推论也适用。如果与两种材料12、14相比使用较低密度的离析介质24,在抖动混合物48时,则材料12、14将下沉并且在容器18的基部处分离成单独层的堆叠。
[0052] 这有利地意味着任何材料可以通过水而不是在现有技术的分离工艺中用作离析介质的昂贵的并且通常是可燃的溶剂来分离。
[0053] 工艺10适合于分离废塑料,特别是分离聚丙烯和聚乙烯。
[0054] 通常可回收材料被收集在一起并且因此可能需要初始分选阶段44。这通常由分离纸、金属和塑料组成。取决于其初始目的,所收集的塑料通常代表瓶,罐,食品托盘,包装和各种厚度的膜。每个都由需要分离以便再使用的一种或多种塑料组成。目前,许多物品带有呈雕镂箭头的三形内的数字的形式的标识,以显示它们包括的塑料的类型。有七个数字,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有数字1;高密度聚乙烯(HDPE)具有数字2;聚氯乙烯(PVC)具有数字3;低密度聚乙烯(LDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)都具有数字4;聚丙烯(PP)具有数字5;聚苯乙烯(PS)具有数字6;数字7给予其它杂项塑料。
[0055] 尽管可以进行一些手动分选,但是典型地需要如现有技术中所述的方法。以该方式,降低了污染的险。塑料通常被切碎或研磨以提供具有小于5mm的尺寸的单独材料的薄片,但是对于膜,这可以在厚度上小于50微米。在厚度如此小的情况下,与其它3D薄片相比,薄片可以被称为2D。可以洗涤薄片以去除在使用中附着到它们的任何残留物。
[0056] 已证明2D薄片的分离是困难的,特别是对于依赖于塑料的密度作为区分因素进行分离的工艺。这些2D薄片膜不能很好地离析,主要是由于薄片之间的静摩擦很大,使得克服了由塑料的密度产生的自然离析力。在本发明中,可以分离这些2D薄片。
[0057] 工艺10可以开始于如上所述的预分选阶段44,其最终产生具有大致相同范围的密度的混合塑料薄片16。然后,工艺10继续在填充阶段46将混合塑料薄片16输入容器18中。
[0058] 在优选实施例中,混合塑料16包括聚丙烯12和聚乙烯14,它们可能是从较早阶段分离回收的残余物,由于它们大致在相同的密度范围内所述较早阶段分离不能区分这些组分。离析介质24是异丙醇的流体,其密度可以通过用水稀释而变化。
[0059] 混合塑料16和离析介质24可以以任何顺序输入到容器中,原因是这对分离工艺10具有可忽略的影响。然而,混合塑料16与离析介质24的比率确实有影响。如果塑料16与介质24的比率低,则分离可以以大大减小的时间尺度发生。分离显示以40%薄片和60%介质的比率发生,但是最佳结果在不超过30%的薄片载荷下发生。
[0060] 参考图3,呈现工艺10中的阶段。在填充阶段46之后是抖动阶段48。抖动步骤48以期望的幅度和频率冲击轴32。该幅度和频率可以在分离期间进行调节。以该方式,可以进行塑料混合物16的松动,其中塑料混合物16与分隔介质24的比率在第一频率下较高,然后可以通过增加频率最佳地实现分离。
[0061] 在抖动混合物48时,聚乙烯12和聚丙烯14将分离,较重的聚乙烯12运动到容器18的底部28并且较轻的聚丙烯14运动到容器18的顶部。塑料材料的每个层将包括2D和3D薄片两者。离析介质24的层将留在塑料层之间。该分离步骤50允许聚乙烯12薄片首先通过容器18的基部28处的出口68被抽出。离析介质24也可以被抽出并且过滤以便再使用。最后,可以抽出聚丙烯14。然后如果需要,聚丙烯14和聚乙烯12可以被洗涤,然后被分批并且运输到合适的塑料地点以便制成新产品。
[0062] 尽管这描述了两种聚合物的工艺,但是本发明的分离工艺可以用于两种以上的材料。最轻的将上升,较重的将下降。所以,如果我们有例如三种聚合物PP、LLDPE和HDPE,PP和LLDPE将上升,HDPE下降。然后我们分离这两个流,并且然后执行独立步骤以分离PP和LLDPE。
[0063] 如上面详述,挡板的振动的幅度和频率以及盘的设计可以被优化以改善分离。可以使用的另一个特征是控制离析介质通过容器的流动。
[0064] 如果我们考虑在水柱中的聚合物的混合物作为示例。当我们抖动混合物时,聚合物堆叠将上升,但是仍然分离,较轻的聚合物终止于顶部。然而,如果我们然后施加水的逆流,在该情况下从顶部到底部通过将水放入容器的顶部并将其从容器的底部抽出,则水流将驱动较重的颗粒下降。通过小心地控制水的流动,我们可以更容易地分离重的和轻的聚合物。受到控制的是通过容器的水流的速度。将分离的聚合物依次取出。在该情况下沿着容器向下的水流可以用于将聚合物从容器的底部扫出(在轻质聚合物的情况下)。
[0065] 如果我们具有密度大于水的聚合物的混合物,则反之亦然。在该情况下水以使“重”聚合物中的最轻聚合物上升所需的速率沿着容器向上流动。
[0066] 具有水控制的工艺也可以用于在单个容器中执行三次分离。例如,PP和HDPE(比水轻)和ABS(比水重)。如果我们用水作为离析介质抖动三种聚合物的混合物并且建立通过容器的向下水流,则PP终止于容器的顶部。HDPE和ABS被向下扫掠。HDPE可以在水流中被扫去,但是ABS位于底部并且可以相当纯净地被取出。
[0067] 本发明人发现控制通过容器的离析介质的流动和抖动的组合提供了意想不到的结果。
[0068] 工艺10也适合于在矿石提取时从废矿物中分离有价值的矿物和金属。矿石是用于描述矿物的聚集体的术语,从中可以有利地开采和提取有价值的成分,尤其是金属。大多数岩矿床含有金属或矿物,但是当有价值的矿物或金属的含量太低而不值得采矿时,它被认为是废物或脉石材料。在矿石体内,有价值的矿物由脉石包围,并且矿物加工的主要功能是释放和浓缩那些有价值的矿物。
[0069] 工艺10如前面的图中详述,混合物16是矿石,其包括至少一种有价值矿物的第一材料12和作为不期望的脉石材料的第二材料14。混合物16可以视觉地预分选44,并且然后通过压碎工艺进料以提供细颗粒,如粉末。材料12和14将具有不同的密度,两者都相对较高。离析介质24是水。尽管这具有比两种材料12、14更低的密度,但是与现有技术的布置相反,本发明可以实现材料的分离。水也提供了更便宜的工艺。
[0070] 遵循如图3中详述的工艺步骤。抖动步骤48具有多个变量,并且通过控制这些变量使分离50成为可能。变量是:盘设计;引入系统的能量,即频率和幅度;盘的间隔和水再循环的速度。
[0071] 现在参考附图的图4,其示出根据本发明的实施例的大体上由附图标记70指示的级联系统。系统70包括级联布置的多个容器以提供独立的离析系统10a-d,其均处理塑料混合物16和离析介质24以分离出化学上不同的材料。在该布置70中,离析介质的密度可以选择成介于将产生的那些塑料和将运动以便在随后的系统10a-d处进一步离析的那些塑料之间。因此,离析介质将针对每个容器变化。每个容器将具有如本文中参考图1和2所述的挡板结构30,并且每个系统将如本文中参考图3所述操作。取决于在每个阶段正在分离的混合物,可以独立地控制每个容器的变量以提供最有效的条件。
[0072] 如上所述使用水作为离析介质并控制其通过一系列容器的流动,这样的级联布置也可以用于分离两种以上材料的混合物。所以我们可以分离复杂的材料混合物,例如PP/LLDPE/HDPE/ABS/HIPS/PVC的混合物。
[0073] 在容器1中用水抖动整个混合物并使水循环可以得到:来自容器顶部的纯PP;在水流中从容器的底部扫出并引导到容器2的LLDPE/HDPE;以及从容器的底部取出并引导到容器3的ABS/HIPS/PVC。使用容器2分离LLDPE/HDPE,在水中抖动从容器的顶部产生纯LLDPE并且从容器的底部产生纯HDPE。最后,使用容器3,用受控的水流抖动得到:来自容器的顶部的ABS;从容器的底部扫出的HIPS;以及从容器的底部取出的PVC。
[0074] 本领域的技术人员将认识到,可以应用分离该复杂混合物的其它变型,例如将PP/LLPDE从容器1的顶部抽吸到容器2,并且将HDPE从容器1的底部以纯的形式扫掠。然后在容器2处,分离纯的PP/LLDPE。所选择的变型可以取决于混合物中的材料。
[0075] 现在参考附图的图5,其示出根据本发明的实施例的大体上由附图标记80指示的图4的装置的替代装置。装置80包括长水平罐状容器18,其中沿其全长布置有挡板结构30的阵列。如果需要,它们也可以跨越容器18的宽度布置。每个挡板结构30如本文中参考图1和2所述,并且工艺10将如本文中参考图3所述操作。在输入20处,将混合物16和离析介质24引入连续系统中,其中每个挡板结构的输出是输入20和输出68之间的相邻挡板结构的输入。每个挡板结构可以相同,具有相同的控制变量,或者可以随着混合物16和离析介质24从输入20传到输出68而变化。在输出68处,独立端口可以布置在容器的不同高度处以独立地泵出材料12、14和离析介质24。
[0076] 可以连续、半连续或分批补料执行工艺10。
[0077] 本发明的主要优点是它提供了一种用于通过抖动分离具有大致相同的密度范围的化学上不同类型的材料的混合物的工艺。
[0078] 本发明的另一优点是它提供了一种使用离析介质分离化学上不同类型的材料的混合物的工艺,所述离析介质在密度上高于或低于通过抖动分离的材料的密度。
[0079] 本发明的至少一个实施例的又一优点是它提供了一种使用水作为离析介质通过抖动和控制通过混合物的水流来分离化学上不同类型的任何材料的混合物的工艺。
[0080] 本发明的至少一个实施例的又一优点是它提供了一种用于分离聚乙烯和聚丙烯的工艺。
[0081] 本发明的至少一个实施例的再一优点是它提供了一种用于从矿石分离矿物的工艺。
[0082] 本领域的技术人员将领会,在不脱离本发明的范围的情况下,可以对本文中描述的本发明进行修改。例如,各种其它结构可以安装在轴上以产生挡板结构,只要其获得用于与容器内容物相互作用的表面区域并且留下塑料通过的通道即可。另外,尽管容器以竖直布置呈现,但是在容器倾斜或水平布置的情况下,该工艺仍将适用。尽管仅仅描述了用于废塑料和矿物提取工业的示例,但是该工艺可以在其它工业(例如制药和食品)中得到使用。
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