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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Recyclieren von
Gegenständen
auf der Basis von Vinylpolymeren, wie Vinylchloridpolymeren und
Vinylidenchloridpolymeren.
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Diese
Polymere werden in großem
Umfang für
die Herstellung verschiedener, weicher oder starrer Gegenstände verwendet,
wie z.B. von Planen, beschichteten Geweben und anderen Elementen
für die
Innenauskleidung von Fahrzeugen, Schläuchen und Rohren, Fensterrahmen
oder von elektrischen Kabeln mit polymerer Isolierung.
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Ein
forciertes Mahlen dieser Gegenstände
würde meistens
zu einem Gemisch von feinen Teilchen mit heterogener Zusammensetzung
führen,
deren Reinigung und Wiederverwendung schwierig wären. Darüber hinaus bilden im Falle
von mit Fasern (beispielsweise mit Polyesterfasern) verstärkten Gegenständen die
Fasern häufig
eine Art Watte aus, die eine Wiederverwendung des Mahlgutes seht
erschwert.
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Es
wurden bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen, die auf einem
Auflösen
mit Hilfe von organischen Lösungsmitteln
beruhen; häufig
gibt es jedoch Probleme hinsichtlich Sicherheit und Verunreinigung. Darüber hinaus
gestatten diese Verfahren nicht immer, Kunststoffmaterialien mit
einer ausreichenden Reinheit zu gewinnen, um eine ökonomisch
interessante Wiederverwertung zu ermöglichen. Ein weiterer Nachteil
dieser Verfahren besteht darin, daß sie im allgemeinen zu einer
Extraktion von Additiven (beispielsweise von Weichmachern) führen, die
in den Vinylpolymeren enthalten sind, was einer unmittelbaren Wiederverwendung dieser
Polymeren entgegensteht. Schließlich
führen
diese bekannten Verfahren zur Ausbildung von sehr feinen Teilchen
des Polymers (in der Größenordnung
von Mikrometer), die schwierig zu filtrieren und wiederzuverwenden
sind.
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Die
vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, ein Verfahren zum Recyclieren
zu schaffen, das einfach, ökonomisch,
sicher, wenig verunreinigend sein soll und das die Gewinnung der
Kunststoffmaterialien mit einer hohen Reinheit und einer vorteilhaften
Morphologie gestattet, unter weitgehender Vermeidung einer Extraktion
von eventuellen Additiven daraus.
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Im
spezielleren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur
Recyclierung eines Gegenstandes auf der Basis wenigstens eines Vinylchloridpolymers
oder Vinylidenchloridpolymers, wonach
- (a) der
Gegenstand zu Stücken
mit einer mittleren Abmessung von 1 cm bis 50 cm, falls er diese
Abmessungen überschreitet,
zerkleinert wird;
- (b) die Stücke
des Gegenstandes mit einem azeotropen oder quasi-azeotropen Gemisch
aus Wasser und einem zum Auflösen
des Polymers befähigten
Lösungsmittel
bei einer Temperatur von wenigstens 120°C in Kontakt gebracht werden;
- (c) durch Entspannen und Einspritzen von Wasserdampf in die
so erhaltene Lösung
die Ausfällung
des im Lösungsmittel
gelösten
Polymers hervorgerufen wird, wodurch überdies das Azeotrop Lösungsmittel-Wasser
mitgeführt
wird und solcherart ein Gemisch zurückbleibt, das im wesentlichen
aus Wasser und festen Teilchen des Polymers besteht;
- (d) die Teilchen des Polymers gewonnen werden.
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Die
in Frage kommenden Gegenstände
können
jeglicher Art sein, soweit sie nur im wesentlichen aus einem oder
aus mehreren Polymeren des Vinylchlorids oder des Vinylidenchlorids
bestehen ("Polymere
von VC"). Unter
Polymer von VC soll jedes Homo- oder Copolymer verstanden werden,
das wenigstens 50 Gew.-% Vinylchlorid und/oder Vinylidenchlorid
enthält.
Im allgemeinen wird Polyvinylchlorid (PVC) oder Polyvinylidenchlorid
(PVDC) verwendet, d.h. ein Homopolymer. Neben einem oder mehreren
Polymeren von VC können
die Gegenstände
auch ein oder mehrere übliche
Additive umfassen, wie z.B. Weichmacher, Stabilisatoren, Antioxidationsmittel,
feuerhemmende Mittel, Pigmente, Füllstoffe, einschließlich Verstärkungsfasern,
beispielsweise Fasern aus Glas oder aus einem geeigneten Kunststoffmaterial,
wie einem Polyester.
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Die
Gegenstände
können
in beliebiger Form vorliegen, beispielsweise in Form von weichen
oder starren Schläuchen
oder Rohren, Behältern,
Folien zur Abdeckung von Böden,
Planen, Fensterrahmen, Isolierhüllen
von elektrischen Kabeln. Sie können
nach jeder bekannten Technik hergestellt worden sein: Extrudieren, Beschichten,
Spritzgießen.
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Die
Gegenstände
müssen
nicht zwingend in Form von Objekten vorliegen, die eine wohl definierte Form
aufweisen; das Verfahren eignet sich in gleicher Weise für Gegenstände im flüssigen oder
pastösen
Zustand, insbesondere für
Schlämme,
die bei der Reinigung von Anlagen anfallen, die zur Herstellung
von Gegenständen
aus Vinylplastisolen verwendet werden. Neben einem oder mehre ren
Polymeren von Vinylchlorid können
diese Gegenstände
im flüssigen
oder pastösen
Zustand auch ein oder mehrere Lösungsmittel
umfassen, beispielsweise white-spirit (Testbenzin).
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Die
fakultativen Verstärkungsfasern
können
von jeglicher Art sein, natürlich
oder synthetisch; insbesondere können
Glasfasern, Cellulosefasern oder Kunststofffasern verwendet werden.
Häufig
handelt es sich um Fasern aus Kunststoffmaterial, und insbesondere
um Polyesterfasern. Das Polyethylenterephthalat (PET) führt zu guten
Ergebnissen, insbesondere für
die Verstärkung
von Folien, die als Planen verwendet werden. Der Durchmesser der
Fasern liegt üblicherweise
in der Größenordnung
von 10 bis 100 μm.
In den verstärkten Folien
handelt es sich häufig
um Langfasern, deren Länge
mehrere Meter erreichen kann. Es kann sich aber auch um kürzere Fasern
handeln, von einigen Millimetern bis zu einigen Zentimetern Länge, die
gegebenenfalls ein Gewebe, ein ungewebtes Material oder ein Filz
ausbilden. Zur Veranschaulichung sei ausgeführt, daß die Fasern 1 bis 40 Gew.-%
einer verstärkten
Folie darstellen können.
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Der
erste Schritt (a) des Verfahrens gemäß der Erfindung, soferne erforderlich,
besteht darin, die Gegenstände
zu Stücken
mit verringerter Größe zu zerkleinern,
die leichter zu manipulieren sind. Die mittlere Abmessung dieser
Teile beträgt
vorzugsweise wenigstens 2 cm. Vorteilhaft beträgt sie überdies höchstens 30 cm. Dieses Zerkleinern
kann mit Hilfe jeder geeigneten Vorrichtung erfolgen, beispielsweise
mit Hilfe von Mahlwerken mit rotierenden Messern oder mit Scheren.
Es ist offensichtlich, daß dann,
wenn der Gegenstand bereits in Form von Teilchen mit entsprechenden
Abmessungen vorliegt, der Zerkleinerungsschritt überflüssig ist. In bestimmten Fällen kann
es nützlich
sein, die so erhaltenen Teile der Gegenstände einer Zwischentrennstufe zu
unterziehen, wodurch nach klassischen Methoden wie der Flotation
oder der elektrostatischen Trennung eventuelle andere Bestandteile
als die Vinylchlorid- oder Vinylidenchloridpolymeren abgetrennt
werden können.
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Die
so erhaltenen Stücke
der Gegenstände
werden anschließend
der Einwirkung eines Lösungsmittels
unterworfen, das mehrere spezifische Eigenschaften aufweist. Dieser
Vorgang kann in jeder entsprechenden Vorrichtung ausgeführt werden,
wobei insbesondere den Anforderungen der Sicherheit und der Umwelt Rechnung
getragen wird, beispielsweise in einem geschlossenen Reaktor, der
eine ausreichende chemische Beständigkeit
aufweist. Das Reaktionsgemisch wird vorzugsweise gerührt. Zur
Vermeidung eines Festsetzens von fakultativen Fasern auf den Rührwerken
und einer Störung
ihrer Funktionsweise besteht eine vorteilhafte Ausführungsform
darin, das Auflösen
in einem Behälter
vorzunehmen, in dem eine perforierte Drehtrommel angeordnet ist,
die sich mit mäßiger Geschwindigkeit
dreht (vorzugsweise unter 100 UpM). Die Trommelachse ist vorzugsweise
ungefähr
horizontal angeordnet. Für
den Fall, daß der
Gegenstand durch Fasern verstärkt
ist, liegt ein zusätzlicher
Vorteil einer derartigen Vorrichtung darin, daß nach dem Abziehen der Hauptmenge
des Lösungsmittels
aus diesem Behälter
die Trommel in rasche Rotation versetzt werden kann, um die darin
vorliegenden Fasern zu "trocknen". Der Behälter bzw.
die Behälter,
worin das Auflösen
und das Ausfällen
vorgenommen wird, wird bzw. werden in der Folge als Reaktor bzw.
als Reaktoren bezeichnet.
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Das
eingesetzte Lösungsmittel
ist eine Substanz – oder
ein Gemisch von Substanzen –,
das zum Auflösen
des Polymers oder der Polymere von Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid
befähigt
ist, die der behandelte Gegenstand umfaßt. Für den Fall, daß der Gegenstand
durch Fasern verstärkt
ist, darf jedoch das Lösungsmittel
nicht eine Auflösung
der Verstärkungsfasern
hervorrufen. In überraschender
Weise wurde festgestellt, daß es
nicht unerläßlich ist,
den Wassergehalt des Lösungsmittels
auf sehr niedrige Werte zu begrenzen, soferne eine ausreichende
Auflösungstemperatur
angewendet wird. Es ist somit nicht notwendig, die zu behandelnden
Gegenstände
einer forcierten Trocknung zu unterwerfen, noch müssen Schritte
vorgesehen werden, die darauf abzielen, den Wassergehalt des Lösungsmittels
stark zu verringern. Wenn beispielsweise als Lösungsmittel das Methylethylketon
(MEK) verwendet wird, entspricht eine Temperatur von 105° einem MEK-Wasser-Azeotrop
mit einem Gehalt an 15% Wasser, was einen hohen Gehalt darstellt.
Das Überwinden dieser
Beschränkungen
ist auf der technischen und wirtschaftlichen Ebene äußerst vorteilhaft,
zumal das Trocknen der Gegenstände
einen erheblichen Energieverbrauch verursachen kann und die Abtrennung
des im Lösungsmittel
(beispielsweise im Methylethylketon (MEK)) enthaltenen Wassers ein
komplexer Vorgang ist, der wenigstens einen zusätzlichen Reaktor erfordert,
nämlich
eine Destillationskolonne.
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Im
Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung
ist es erforderlich, daß das
eingesetzte Lösungsmittel
mit Wasser mischbar ist und mit Wasser ein Azeotrop ausbildet. Das
Lösungsmittel
wird vorteilhaft unter Methylethylketan (MEK), Methylisobutylketon
und Tetrahydrofuran ausgewählt.
Es wird bevorzugt, MEK zu verwenden, das mit Wasser ein Azeotrop
ausbildet, das (bei Atmosphärendruck)
11% Wasser und 89% MEK (auf Gewicht bezogen) enthält.
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Die
Tatsache, daß zum
Auflösen
ein azeotropes oder quasi-azeotropes Gemisch aus Wasser und Lösungsmittel
verwendet wird, stellt, wie nachstehend ersichtlich wird, eine erhebliche
Vereinfachung dar, indem ein derartiges Gemisch am Ende des Verfahrens
leicht wiedergewonnen werden kann (beispielsweise durch ein einfaches
Dekantieren) und so unmittelbar wiederverwendet werden kann. Unter "azeotropes oder quasi-azeotropes
Gemisch" soll verstanden
werden, daß die
Zusammensetzung des Gemisches nicht zwingend genau der Zusammensetzung
des Azeotrops entspricht, sondern daß ein leichter Abstand (beispielsweise
weniger als 5%) zulässig
ist, um insbesondere Änderungen
der azeotropen Zusammensetzung in Abhängigkeit vom Druck Rechnung
zu tragen. Wie nachstehend erläutert
wird, werden in der Tat die letzten Stufen des Verfahrens bei einem
niedrigeren Druck ausgeführt
als jenem, der während
der Auflösung
herrscht; dies bedeutet, daß der
Wassergehalt des (azeotropen) Gemisches aus Wasser und Lösungsmitel,
das am Ende des Verfahrens gewonnen wird, etwas geringer ist als
der Wassergehalt des Wasser-Lösungsmittel-Azeotrops bei dem Druck
des Auflösevorganges.
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Das
Auflösen
(Schritt b) wird bei einem von der Temperatur bestimmten Druck ausgeführt. Im
allgemeinen liegt dieser Druck bei wenigstens 4 bar. Vorteilhaft
liegt der Druck nicht über
10 bar.
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Überdies
ist es vorteilhaft, unter einer inerten Atmosphäre zu arbeiten, beispielsweise
unter Stickstoff, um jegliches Explosionsrisiko und einen möglichen
Abbau des Lösungsmittels
zu vermeiden.
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Die
einzusetzende Lösungsmittelmenge
muß derart
gewählt
werden, daß die
durch das Auflösen
des Polymers hervorgerufene Viskositätszunahme eine Störung des
guten Ablaufes des Verfahrens (Filtration,...) vermeidet. Im Auflösungsschritt
(b) liegt die Menge des Gegenstandes vorzugsweise nicht über 200
g/l Lösungsmittel,
und insbesondere nicht über
100 g/l.
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Im
Hinblick auf eine erneute Verwendung des solcherart wiedergewonnenen
VC-Polymers besteht eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahren gemäß der Erfindung
darin, in das Lösungsmittel,
vor oder während
des Auflösens
des Polymers, ein oder mehrere Additive (Stabilisatoren, Weichmacher
usw.) einzubringen, deren Art und Mengen den Eigenschaften angepaßt sind,
die dem recyclierten Polymer erteilt werden sollen. In diesem Falle
ist es wünschenswert,
daß die
solcherart eingebrachten Additive in dem verwendeten Lösungsmittel
löslich
sind. Gegebenenfalls unlösliche
Additive können
jedoch im Lösungsmittel
fein dispergiert werden.
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Am
Ende des Auflösungsschrittes
(b) liegt ein Gemisch vor, das einerseits eine flüssige Phase,
bestehend aus dem Lösungsmittel,
worin das Polymer gelöst
ist, und anderseits die fakultativen ungelösten Bestandteile umfaßt, beispielsweise
Verstärkungsfasern.
Die Abtrennung derartiger Bestandteile kann beispielsweise durch
Filtrieren mit einem Gewebe oder einem Sieb erfolgen, dessen Öffnungen
Abmessungen in der Größe von 0,1
bis 10 mm aufweisen. Diese Abtrennung muß bei einer ausreichend hohen
Temperatur vorgenommen werden, um jegliches vorzeitiges Ausfallen
des Polymers zu vermeiden; zu diesem Zweck wird die Temperatur des
Gemisches vorteilhaft bei dieser Trennung aufwenigstens 75°C gehalten.
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Für den Fall,
daß der
Gegenstand der Fasern verstärkt
ist, stellt man fest, daß die
solcherart zurückgewonnenen
Fasern eine hohe Reinheit aufweisen. Um diese Reinheit noch zu steigern,
können
die Fasern gegebenenfalls einer Nachbehandlung durch Zentrifugieren
und/oder Waschen unterzogen werden, beispielsweise mit dem gleichen
Lösungsmittel,
um eventuelle restliche Spuren des Polymers zu beseitigen. Das Lösungsmittel,
das für
diesen Waschvorgang verwendet worden ist, kann vorteilhaft dem frischen
Lösungsmittel zugemischt
werden, das für
den Auflösungsschritt
eingesetzt wird; der Umstand, daß es Spuren des gelösten Polymers
enthält,
ist für
die Wirksamkeit der Auflösung
nicht nachteilig. Die Fasern können
unmittelbar zur Herstellung von verstärkten Gegenständen auf
der Basis von Kunststoffmaterial wiederverwendet werden.
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Diese
fakultative Trennbehandlung ermöglicht
auch, neben den gegebenenfalls vorliegenden Fasern fakultative "Accessoires" wiederzugewinnen,
wie Metallösen,
Etiketten, usw., die in dem Gegenstand enthalten sind und die nicht
daraus entfernt worden sind, bevor der Gegenstand dem erfindungsgemäßen Verfahren
unterworfen wird. In gleicher Weise können auch eventuelle Stücke des
metallischen Leiters entfernt werden, die im Mantel von Elektrokabeln
verblieben sind. Erforderlichenfalls kann das das gelöste Polymer
enthaltende Lösungsmittel
noch feiner filtriert werden, um daraus eventuelle Stäube oder
andere unlösliche
Teilchen zu entfernen, beispielsweise durch Anwendung eines Gewebes
oder Siebes, dessen Öffnungen
Abmessungen von unter 200 μm,
vorzugsweise unter 20 μm
aufweisen. Wie oben angegeben, muß diese Abtrennung ebenfalls bei
einer ausreichend hohen Temperatur bewirkt werden, um jegliches
vorzeitiges Ausfallen des Polymers zu vermeiden.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft somit insbesondere ein Verfahren,
wie vorstehend beschrieben, worin, vor dem Herbeiführen des
Ausfallens des gelö sten
Polymers, die fakultativen ungelösten
Bestandteile beseitigt werden, bei einer ausreichenden Temperatur,
um ein Ausfallen des Polymers zu vermeiden.
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Nachdem
gegebenenfalls die festen Bestandteile abgetrennt worden sind, wird
die Ausfällung
des gelösten
Polymers hervorgerufen (Schritt c), indem der Druck verringert wird,
was im allgemeinen eine Erniedrigung der Temperatur hervorruft.
Das Entspannen wird bis auf einen Druck vorgenommen, dem eine genügend niedrige
Temperatur entspricht, damit das Polymer auszufallen beginnt, vorzugsweise
bis auf Atmosphärendruck.
Zusätzlich
wird in das das gelöste
Polymer enthaltende Lösungsmittel
Wasserdampf eingespritzt, in einer ausreichenden Menge, um die vollständige Ausfällung des
gelösten
Polymers hervorzurufen. Vorzugsweise wird ein großer Wasserüberschuß (Dampf
oder Flüssigkeit),
bezogen auf die azeotrope Zusammensetzung, zugesetzt. Beispielsweise
werden im Falle von MEK im allgemeinen 1 bis 3 kg Wasser je kg MEK
zugesetzt. Das Entspannen und das Injizieren von Wasserdampf rufen
die Ausfällung
des VC-Polymers in Form von festen Teilchen hervor (die in diesem
Stadium noch im wesentlichen frei von Additiven sind), deren mittlere
Abmessungen in der Größenordnung
von μm liegen.
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Das
Einspritzen von Wasserdampf bewirkt auch das Verdampfen und Mitführen des
Azeotrops Wasser-Lösungsmittel
im gasförmigen
Zustand aus dem die Lösung
enthaltenden Reaktor hinaus. Dieses Azeotrop kann anschließend aufgefangen
und kondensiert werden. Das zurückbleibende
Gemisch (das nicht verdampft worden ist) besteht im wesentlichen
aus Wasser und aus festen Polymerteilchen. Solange als die Lösung noch
Lösungsmittel
enthält,
bleibt die Temperatur der Gasphase über der Lösung ungefähr gleich der Siedetemperatur
des Azeotrops unter dem angewandten Druck (beispielsweise beträgt die Verdampfungstemperatur
des Azeotrops MEK-Wasser ungefähr
73,5°C unter
Atmosphärendruck).
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Vorteilhaft
wird das Ausfällen
des Polymers (Schritt c) durch gemeinsames Einspritzen von Wasserdampf
und von flüssigem
Wasser vorgenommen, was das Ausfällen
des Polymers beschleunigt. Es ist nicht schädlich, wenn dieses Wasser gegebenenfalls
eine geringe Konzentration an Lösungsmittel
enthält;
dies ist in dem Maße
interessant, als, wie nachfolgend erläutert, eine nachfolgende Stufe
des Verfahrens ein leicht mit Lösungsmittel
beladenes Wasser liefert, das ohne spezielle Reinigung als solches
wiederverwendet werden kann.
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Sobald
die Konzentration des Lösungsmittels
in der Lösung
genügend
klein wird, scheiden sich die in der Lösung aufgelösten Additive auf den Poly merteilchen
ab, was in sehr vorteilhafter Weise deren Agglomeration zu Körnern (Agglomeraten)
in der Größenordnung
von 500 μm
begünstigt,
die sehr leicht zu filtrieren, zu manipulieren und in der Folge
wieder zu verwenden sind (im Gegensatz zu Teilchen in der Größenordnung
von μm). Überraschenderweise
zeigte sich, daß diese
Körner
(Agglomerate) des Polymers eine äußerst zufriedenstellende
Morphologie aufweisen, und insbesondere eine wenig disperse Granulometrie.
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Sobald
praktisch das gesamte Lösungsmittel
mitgeführt
worden ist, nähert
sich die Temperatur der Gasphase – ebenso wie diejenige der
flüssigen
Phase – der
Siedetemperatur des Wassers an (unter dem beim Ausfällen angelegten
Druck), was ein leichtes Mittel zum Feststellen der praktisch vollständigen Eliminierung des
Lösungsmittels
darstellt.
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Sobald
die Lösung
im wesentlichen frei von Lösungsmittel
ist, ist es jedenfalls von Vorteil, ihre Temperatur während noch
weiterer 5 Minuten und vorzugsweise während weiterer wenigstens 10
Minuten auf einer erhöhten
Temperatur zu halten (beispielsweise durch Fortsetzen des Einspritzens
von Wasserdampf), was in überraschender
Weise einen sehr günstigen
Einfluß auf
die Eigenschaften und die Morphologie der Polymerteilchen (Agglomerate)
hat (Härte,
Granulometrie, scheinbare Dichte, Porosität,...).
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Ein
sehr wichtiger Vorteil der Eliminierung des Lösungsmittels mit Hilfe von
Wasserdampf liegt darin, daß die
Hauptmenge von gegebenenfalls im behandelten Polymer vorliegenden
Additiven nicht mit dem Lösungsmittel
mitgeführt
wird, und daß sie
sich auf den Polymerteilchen wieder ablagern. Dementsprechend enthalten
die zum Ende des Verfahrens gewonnenen Polymerteilchen noch eine
erhebliche Menge der Additive, die das Polymer ursprünglich enthielt
(zumindest diejenigen Additive, die in dem Lösungsmittel löslich sind; beispielsweise
betrifft dies im allgemeinen nicht die eventuellen Füllstoffe).
Diese Situation ist besonders vorteilhaft, wenn man bedenkt, daß diese
Additive häufig
sehr teuer sind und daß überdies
diese Teilchen unmittelbar in einem Verfahren zur Herstellung von
Gegenständen
auf der Basis dieses Polymers wiederverwendet werden können. Dieser
Wiederverwendung wird durch den Umstand erleichtert, daß die solcherart
zurückgewonnenen
Teilchen vorgeliert sind, was ihre Anwendung im Vergleich mit dem
Einsatz eines heterogenen Gemisches von Polymergranulaten und getrennt
zugesetzten Additiven vereinfacht. Die bekannten Recyclierungsverfahren
durch Auflösen-Ausfällen weisen
diesen Vorteil nicht auf, da sie eine Extraktion des Hauptanteiles
der Additive des Polymers bewirken.
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Ein
ergänzender
Vorteil des Einspritzens von Wasserdampf liegt darin, daß dadurch
generell ein äußeres Erhitzen
des Reaktors, wohin das Verfahren abläuft, überflüssig wird. Dieser Vorteil ist
im industriellen Bereich sehr wichtig: in der Tat würde ein äußeres Erhitzen
(über die
dazwischenliegende Reaktorwand) Polymerverkrustungen an der Wand
des Reaktors hervorrufen (Verkrusten), das seine häufige Reinigung
erforderlich macht. Im erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht dagegen
das Einspritzen von Wasserdampf, daß sich die Wand auf einer niedrigeren
Temperatur befindet, was das Verkrustungsrisiko stark verringert.
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Ein
anderer Vorteil des Verfahrens der Erfindung liegt darin, daß die fakultativen
Emulgatoren, die das behandelte Polymer enthielt, in Wasser in Lösung gehen
und daß die
am Ende der Recyclierung gewonnenen Polymerteilchen somit weitgehend
frei von Emulgatoren sind, was die Verarbeitung der Polymerteilchen
erleichtert; insbesondere werden Ablagerungen auf den Verarbeitungsanlagen
vermieden, wie auch die Blasenbildung auf der Oberfläche von
solcherart erhaltenen neuen Produkten.
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Die
Teilchen (Agglomerate) des Polymers können dann leicht gewonnen werden
(Schritt d), beispielsweise durch Filtrieren des Gemisches Wasser-Teilchen, und sie
können
gegebenenfalls getrocknet werden, bevor sie gelagert oder wiederverwendet
werden. Das restliche Wasser wird vorteilhaft gereinigt, um daraus gelöste Bestandteile
zu entfernen, wie Emulgatoren oder andere Stoffe.
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Im
Hinblick auf die Kosten des Lösungsmittels
und die Nachteile, die seine Freisetzung in die Umwelt ergeben könnte, ist
es wünschenswert,
die flüssige
Fraktion Lösungsmittel/Wasser
(die reicher an Wasser ist als das Azeotrop) und die am Ende des
Ausfällungsschrittes
gewonnen wird, zu recyclieren. Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
liegt darin, daß die
flüssige
Fraktion in sehr einfacher Weise recycliert und zur Gänze wiederverwendet
werden kann. In der Tat ermöglicht
ein einfaches Dekantieren ein Auftrennen der gewonnenen flüssigen Fraktion
in
- – einerseits
eine (obere) Fraktion mit einer (quasi-)azeotropen Zusammensetzung,
d.h. überwiegend
Lösungsmittel,
mit einem Gehalt an etwa 10% Wasser (der genaue Wassergehalt hängt von
der Temperatur und vom Druck ab), die in dem Auflösungsschritt
wiederverwendet werden kann;
- – anderseits
eine (untere) Fraktion hauptsächlich
aus Wasser (mit einem Gehalt an beispielsweise größenordnungsmäßig 80%
Wasser), die in Form von flüssigem
Wasser und/oder von Dampf (nach einem Wiedererhitzen) im Ausfällungsschritt
wiederverwendet werden kann (in überraschender
und vorteilhafter Weise ist das Vorliegen eines kleinen Anteiles
Lösungsmittel
nicht schädlich).
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Trotz
dieser Wasserrückführungen
ist im allgemeinen ein ergänzender
Wasserzusatz erforderlich.
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Das
Verfahren gemäß der Erfindung
kann in kontinuierlicher weise oder diskontinuierlich (ansatzweise)
ausgeführt
werden, wobei die letztgenannte Variante bevorzugt wird.
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Ein
wichtiger Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß es im
geschlossenen Kreislauf ausgeführt
werden kann, ohne verunreinigende Rückstände auszubilden, da sowohl
das Lösungsmittel
als auch das fakultative Trennmittel für das Gemisch Lösungsmittel-Wasser
recycliert und im Verfahren wiederverwendet werden können.
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Beschreibung der Zeichnung
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Die
angeschlossene Zeichnungsfigur erläutert schematisch in nicht
beschränkender
Weise den Ablauf einer speziellen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens,
angewendet auf ein Recyclieren von Abfällen von Elektrokabeln, die
mit einer Hülle
aus weichgemachtem PVC isoliert sind.
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Den
verwendeten Symbolen kommen die folgenden Bedeutungen zu:
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Die
Abfälle
werden zunächst
zerkleinert (DECH) (Schritt a), dann wird das Polymer, das sie enthalten, unter
der Einwirkung des azeotropen Gemisches Lösungsmittel/Wasser (a) aufgelöst (DISS)
(Schritt b), in welchem Gemisch gegebenenfalls bestimmte Additive
aufgelöst
worden sein können,
die dem Polymer einverleibt werden sollen. Das solcherart erhaltene
Gemisch wird dann filtriert (FILT1), was die Abtrennung von eventuellen
unlöslichen
Bestandteilen (F) (metallische Rückstände usw.)
von einer Lösung
des Polymers im Lösungsmittel
gestattet (S+(p)). Anschließend
wird das Ausfällen
des Polymers (PREC) (Schritt c) vorgenommen, indem Wasserdampf (VAP)
und gegebenenfalls flüssiges
Wasser ("W(+S)") (das eine geringe
Menge Lösungsmittel
enthalten kann) in diese Lösung
injiziert werden, was gleichzeitig die Beseitigung des Azeotrops
Lösungsmittel-Wasser
durch Mitnahme hervorruft. Die festen Teilchen des Polymers P (Agglomerate)
werden durch Filtrieren (FILT2) (Schritt d) vom Wasser W abgetrennt,
das vorteilhaft gereinigt wird, bevor es verworfen oder wiederverwendet
wird, und anschließend
werden die Teilchen getrocknet (SECH). Die bei der Trennung gewonnene
Fraktion W+S, die reicher an Wasser ist als das Azeotrop, wird kondensiert
(nicht dargestellter Behandlungsschritt) und wird anschließend durch
Dekantieren (DECA) aufgetrennt, was einerseits eine azeotrope Fraktion
Lösungsmittel/Wasser
(A) ergibt, die im Auflösungsschritt
wiederverwendet werden kann, und anderseits eine überwiegend
aus Wasser bestehende Fraktion ("W(+S)") ergibt, die beispielsweise
im Ausfällungsschritt
wiederverwendet werden kann, in Form von Dampf (VAP) nach einem
Erhitzungsschritt (H) sowie gegebenenfalls direkt in flüssiger Form.
