СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АБС-ПЛАСТИКА Российский патент 2020 года по МПК B29B17/00 B03B9/06 B09B3/00 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области разделения твердых материалов, а именно к комбинированным способам разделения отходов при изготовлении многослойных изделий из АБС-пластика и армирующих слоев [B03B 7/00].

Современные тенденции, направленные на повышение производительности и снижение экологической нагрузки при производстве, неизбежно приводят к решению вопросов переработки и рециклинга отходов, являющиеся продуктом производства. Это в том числе касается и переработки отходов, образованных от производства изделий из АБС-пластика.

Наиболее используемая в настоящее время технология изготовления изделий из листового АБС-пластика включает в себя последовательность процессов формовки, усиления, обрезки и сборки изделия. В процессе усиления обратную, не видимую покупателю сторону заготовки покрывают переменным по толщине композиционным слоем, который принимает на себя внешние нагрузки. Наиболее распространена технология усиления посредством напыления полиэфирного компаунда вперемешку со стекловолокном. На этапе обрезки технологических припусков заготовки и сверлении необходимых отверстий образуется облой – излишки материала, остающиеся на детали после обработки.

Из уровня техники известен СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЕ ПЛАСТМАСС ИЗ СМЕШАННЫХ ОТХОДОВ [IT1040278 (B), Опубл.: 20.12.1979], предназначенный для отделения и переработки пластмасс из смешанных отходов, включая полиэтилен, полистирол, полипропилен и АБС из ПВХ, характеризующийся тем, что сырьевую смесь измельчают на мелкие частицы и непрерывно анализируют с помощью баллистического фракционатора, который разделяет материалы путем сбора в различных горизонтальных диапазонах материалов, выбрасываемых с общей траекторией и скоростью, далее материалы смешивают с исходным сырьем, чтобы отрегулировать пропорции типов полимеров в выбранных пределах, и с добавками (а) для предотвращения образования карамели из-за остатков молока, (б) для улучшения совместимости компонентов полиолефина и ПВХ и (в) для обеспечения стабилизации от разложения во время последующей переработки и использования.

Недостатком аналога является высокая трудоемкость переработки пластиковых отходов, обусловленная применение дорогостоящего оборудования и малым объемом обрабатываемых отходов.

Также известен СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ ПЛАСТИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ [CN102500463 (A), Опубл.: 20.06.2012] включающий в себя следующие этапы: 1, помещают смеси пластиковых материалов из акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС), поликарбоната (ПК)/ АБС, полипропилена (ПП), ПК и пыли в воздушный сепаратор и отделяют пыль от смеси пластиковых материалов; 2, помещают смеси пластиковых материалов в емкость с водой, перемешивают и отделяют смесь пластикового материала содержащего полипропилен, всплывшую на поверхность воды, которую сушат в центрифуге; 3, добавляют в емкость промышленную соль или хлорид кальция, доводят плотность воды до 1,07г/см3, перемешивают и отделяют смесь, содержащую АБС-пластик, всплывшую на поверхность воды, которую сушат в центрифуге; 4, добавляют в емкость промышленную соль или хлорид кальция, доводят плотность воды до 1,16г/см3, перемешивают и отделяют смесь ПК/АБС, всплывшую на поверхность воды, которую сушат в центрифуге; 5, добавляют в емкость промышленную соль или хлорид кальция, доводят плотность воды до 1,21г/см3, перемешивают и отделяют смесь, содержащую ПК, всплывшую на поверхность воды, которую сушат в центрифуге.

Недостатком аналога является низкая эффективность переработки пластика из многослойных материалов.

Наиболее близким по технической сущности является СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ОТХОДОВ ПЛАСТИКА, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ОТ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ [CN103465394 (A), Опубл.: 25.12.2013], включающий в себя этапы, на которых отходы от производства аккумуляторных батарей: пластик транспортируют в сепаратор с соленой водой для разделения по удельному весу; после удаления примесей материал помещают в емкость для очистки щелочной водой, где проводят кислотно-щелочную нейтрализацию и удаляют примеси кислотных веществ; материалы после кислотно-щелочной нейтрализации подают в дробилку и измельчают до фракций не более 10 мм; полученные фракции помещают в высокоскоростную моечную машину для очистки; промытый материал транспортируют в сепаратор для вторичной сортировки по удельному весу, где с помощью воды отделяют АБС-пластик от материалов, с удельным весом, меньше удельного веса воды, а именно ПП-пластмасс; смеси АБС-пластика и ПП-пластмасс через сушильную камеру горячим воздухом где удаляют влагу транспортируют в сортировочную машину в которой удаляют примеси в виде пленок после чего материалы подают в сушильную камеру для сушкой горячим воздухом для удаления влаги с поверхности материала; материалы после удаления влаги помещают в хранилища, где осуществляют раздельное хранение смесей АБС-пластика и ПП-пластика.

Основной технической проблемой прототипа является низкое качество отделения АБС-пластика от других примесей, обусловленное большими размерами фракций конечного сырья, исключающие тонкую очистку.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом изобретения является повышение качества переработки отходов, содержащих слои АБС-пластика и армирующего материала и получение сырья высокой степени очистки.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ переработки отходов при изготовлении изделий из АБС-пластика, включающий этапы дробления, промывки, сортировки и сушки, отличающийся тем, что дробление выполняют в два этапа, на первом этапе осуществляют крупное дробление и частичное отделение армирующего материала от АБС-пластика, на втором этапе измельчают отходы до мелкой фракции и полностью отделяют армирующий материал от АБС-пластика, при этом на каждом этапе дробления производят механическую сортировку отходов, после дробления полученную смесь частиц АБС-пластика и армирующего материала подвергают просеиванию при котором отделяют мельчайшие фракции смеси и пыли от основной смеси, просеянную смесь подвергают сепарации воздухом, при которой частицы армирующего материала потоками воздуха отделяют от частиц АБС-пластика, после чего смесь подвергают промывке в солевом растворе воды, плотностью выше плотности частиц АБС-пластика, промытые частицы АБС-пластика снимают с поверхности раствора и подвергают сушке.

В частности, на первом этапе дробления отходы измельчают до величины фракций 50-20 мм.

В частности, на втором этапе дробления отходы измельчают до величины фракций 3-5 мм.

В частности, просеивание выполняют на виброситах.

В частности, смесь промывают в 5% солевом растворе.

Осуществление изобретения.

АБС-пластик (акрилонитрил бутадиен стирол, химическая формула (C8H8)x·(C4H6)y·(C3H3N)z) — ударопрочная техническая термопластическая смола на основе сополимера акрилонитрила с бутадиеном и стиролом (название пластика образовано из начальных букв наименований мономеров). Пропорции могут варьироваться в пределах: 15—35 % акрилонитрила, 5—30 % бутадиена и 40—60% стирола. Непрозрачный темноокрашенный материал, обладает термопластичностью, высокой стойкостью к воздействию кислот, щелочей, масел и органических растворителей. По механической прочности, ударной вязкости, теплостойкости и жёсткости превосходит ударопрочный полистирол; имеет достаточно высокое удлинение при разрыве. Плотность – 1,02-1,08 г/см3. Верхний температурный предел эксплуатации АБС-пластика ограничен температурой стеклования полистирола (93°С), нижний – температурой стеклования каучука (в зависимости от его вида от –105 до –50°С). АБС-пластик получают в виде порошка или гранул, переработку в изделия осуществляют литьём под давлением, экструзией. В производстве изделий широко применяют тиснение, печатание и другие способы декоративной обработки поверхности. Из АБС-пластика изготовляют детали автомобилей, приборы бытового и сантехнического оборудования и другое.

Шредирование – технологическая операция переработки твердых материалов, включающая в себя механическое измельчение материала и сортировку фракций через сита.

Агломератор — один из основных видов оборудования для переработки отходов тонкостенных материалов, выполняющий операцию агломерирования — процесс, при котором из сравнительно тонкого сырья плёночных отходов, занимающих большой объём, получается агломерат. Агломерат представляет собой плотные шарики неправильной формы, используемые в качестве как самостоятельного вторичного сырья для литья на термопласт-автоматах, так и в смеси с первичным сырьём для дальнейшей переработки, в том числе экструзии.

Дробление – это разделение материала на мелкие части. Дробление можно считать частью процесса измельчения, если речь идет о необходимости уменьшить размер с крупности 2 мм и менее до крупности единиц, десятков и сотен миллиметров.

Просеивание – механическая сортировка сыпучего материала по величине его фракций.

Аэросепарация – процесс обогащения в движущейся газовой (воздушной) среде, основанный на использовании различий в плотности компонентов и их скорости витания.

Переработку отходов при изготовлении изделий из АБС-пластика осуществляют в 6 этапов:

Этап 1 - шредирование. Куски отходов (облоя) подают в шредер, в котором перерабатываемый материал подают сначала на режущие лезвия, а затем на механические сита. В процессе шредирования облой дробят на фракцию 50- 20 мм, при этом от ударных нагрузок слои смеси полиэфирной смолы, мела и стекловолокна (армирующий материал) частично отделяют от АБС-пластика. При переработке тонколистовых материалов для повышения ударных нагрузок вместо шредирования применяют операцию агломерирования.

Этап 2 - дробление. Во время дробления полученное сырьё механически измельчают до фракции 3-5 мм и полностью отделяют АБС-пластик от армирующего материала.

Этап 3 – просеивание. На этом этапе фракции АБС-пластика и армирующего материала подают на вибросита и отсеивают мелкую фракцию сырья и пыль от основного сырья.

Этап 4 – аэросепарация. На этом этапе просеянное сырье подают в аэросепаратор, в котором за счет потока воздуха отделяют остатки армирующего материала от АБС-пластика.

Этап 5 – промывка. На этом этапе используют физические свойства АБС-пластика, а именно его плотность, которая приближена к плотности воды. В емкости с водой растворяют техническую соль или хлорит натрия до получения 5% солевого раствора, засыпают просеянное сырье и перемешивают. Частицы АБС-пластика, плотность которых ниже плотности раствора, всплывшие на поверхность раствора, извлекают и отправляют на следующий этап переработки.

Этап 6 - сушка. Для сушки частицы АБС-пластика отправляют в центрифугу или на столы, выполненные из металлической сетки, при этом в последнем варианте осуществляют постоянный контроль качества.

Таким образом, с использованием указанной выше простой, нетрудоемкой и не требующей высокотехнологического оборудования, последовательности технологических операций получают готовое, пригодное для последующего применения как для литья изделий, так и для грануляции, сырье высокой степени очистки, за счет чего достигается заявленный технический результат изобретения.

Изобретение относится к области разделения твердых материалов, а именно к комбинированным способам разделения отходов при изготовлении многослойных изделий из АБС-пластика и армирующих слоев. Способ переработки отходов при изготовлении изделий из АБС-пластика включает этапы дробления, промывки, сортировки и сушки. Дробление выполняют в два этапа. На первом этапе осуществляют крупное дробление до величины фракций 50-20 мм и частичное отделение армирующего материала от АБС-пластика. На втором этапе измельчают отходы до мелкой фракции величиной 3-5 мм и полностью отделяют армирующий материал от АБС-пластика. На каждом этапе дробления производят механическую сортировку отходов, после дробления полученную смесь частиц АБС-пластика и армирующего материала подвергают просеиванию при котором отделяют мельчайшие фракции смеси и пыли от основной смеси. Просеянную смесь подвергают сепарации воздухом, при которой частицы армирующего материала потоками воздуха отделяют от частиц АБС-пластика, после чего смесь подвергают промывке в солевом растворе воды, плотностью выше плотности частиц АБС-пластика. Промытые частицы АБС-пластика снимают с поверхности раствора и подвергают сушке. Просеивание выполняют на виброситах. Смесь промывают в 5% солевом растворе. Технический результат - повышение качества переработки отходов, содержащих слои АБС-пластика и армирующего материала, и получение сырья высокой степени очистки. 4 з.п. ф-лы.

1. Способ переработки отходов при изготовлении изделий из АБС-пластика, включающий этапы дробления, промывки, сортировки и сушки, отличающийся тем, что дробление выполняют в два этапа, на первом этапе осуществляют крупное дробление и частичное отделение армирующего материала от АБС-пластика, на втором этапе измельчают отходы до мелкой фракции и полностью отделяют армирующий материал от АБС-пластика, при этом на каждом этапе дробления производят механическую сортировку отходов, после дробления полученную смесь частиц АБС-пластика и армирующего материала подвергают просеиванию при котором отделяют мельчайшие фракции смеси и пыли от основной смеси, просеянную смесь подвергают сепарации воздухом, при которой частицы армирующего материала потоками воздуха отделяют от частиц АБС-пластика, после чего смесь подвергают промывке в солевом растворе воды плотностью выше плотности частиц АБС-пластика, промытые частицы АБС-пластика снимают с поверхности раствора и подвергают сушке.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первом этапе дробления отходы измельчают до величины фракций 50-20 мм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на втором этапе дробления отходы измельчают до величины фракций 3-5 мм.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что просеивание выполняют на виброситах.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь промывают в 5% солевом растворе.