Un método para separar una mezcla, el método comprende: desarrollar una o más separaciones de clasificación por aspereza en una suspensión que incluye un líquido de separación y uno o más materiales de medio particulado,

en donde el desarrollo de la una o más separaciones de clasificación por aspereza separa de la suspensión una fracción áspera que contiene partículas ásperas del uno o más materiales de medio, las partículas ásperas tienen un tamaño de partícula mayor que un primer umbral de tamaño de partícula; desarrollar una o más separaciones de clasificación fina para separar de la suspensión una fracción fina que contiene partículas finas del uno o más materiales de medio, las partículas finas tienen un tamaño de partícula menor que un segundo umbral de tamaño de partícula, en donde la una o más separaciones de clasificación por aspereza separadas de la suspensión de fracción áspera y la una o más separaciones de clasificación fina separadas desde la suspensión de fracción fina producen un medio clasificado que tiene una distribución de tamaño de partícula controlada de los materiales de medio particulado; combinar el medio clasificado con una mezcla a ser separada para generar una mezcla de separación, en donde la mezcla a ser separada incluye plástico; desarrollar una o más separaciones de densidad en la mezcla de separación; en donde el desarrollo de la una o más separaciones de clasificación por aspereza en la suspensión y la una o más separaciones de clasificación fina en la suspensión o el desarrollo de la una o más separaciones de densidad en la mezcla de separación, comprende: separar la suspensión o la mezcla de separación en un primer separador de densidad para generar una primera fracción y una segunda fracción; separar la primera fracción en un segundo separador de densidad para generar una tercera fracción; recuperar líquido de la tercera fracción; combinar el líquido recuperado y la segunda fracción; y separar la segunda fracción en un tercer separador de densidad

CAMPO TÉCNICO

Esta invención se relaciona con separaciones de material y con el reciclaje de plásticos.

ANTECEDENTE 5

El problema de separar diferentes materiales poliméricos de cada uno es el primer obstáculo para el reciclaje económico de materiales poliméricos de bienes durables. Actualmente existen tres técnicas de separación principales: de tipo manual, de tipo con base óptica/espectroscópica, y de tipo mecánico con base en principios diferentes en la densidad de material. De tipo manual es el trabajo intensivo y la prohibición de costos en la mayoría de casos. Las técnicas de tipo con base óptica, que incluye fluorescencia ultravioleta, infrarroja cercana, visible y de 10 rayos X, tiene muchas aplicaciones, y estos sistemas ciertamente jugarán un papel en el reciclaje futuro de plantas como se describe, por ejemplo, en la Solicitud Internacional comúnmente asignada WO 03/086733A1, presentada en Abril 14, 2003. Sin embargo, hoy en día no se encuentra disponible el sistema que es ampliamente aplicable a los materiales poliméricos que contienen rellenos, pinturas, recubrimientos, y otros contaminantes. Los sistemas de tipo mecánico tienen la ventaja de diferencias en la propiedad física entre los materiales que los segregan. La propiedad 15 física más común que explotan estas técnicas es una diferencia en la densidad del material.

Un proceso para separar partículas de recubrimiento mediante velocidades de ajuste de partícula en una suspensión se describe en la US-A-5 794 791.

El tipo de densidad se utiliza para mejorar una variedad de materias prima que incluye plásticos mezclados, metales de mezcla y carbón. Es frecuentemente necesario desarrollar estas separaciones en un fluido con una 20 densidad mayor que la del agua. La densidad de un fluido se puede incrementar al agregar un material sólido (que se denominará como "medio",) al fluido para crear una suspensión. Se agregan frecuentemente magnetita, dióxido de titanio, arena, ferrosilicato u otros materiales al agua para ajustar la densidad hacia arriba de tal manera que el material con una densidad tan alta como 2.6 g/cc o mayor se puede hacer para flotar. Las separaciones que hacen uso de tal medio en forma de suspensión se denominará como "separaciones de medio denso con forma de 25 suspensión".

un hidrociclón u otro dispositivo de separación de densidad se pueden utilizar para separar materiales mediante densidad. Algunos dispositivos de separación de densidad introducen líquido y partículas que se separan (partículas de mezcla) en un dispositivo cilíndrico o cónico. –Se crea un vórtice dentro del dispositivo originado las partículas que son más densas que el líquido se reportan en el fondo del dispositivo (el subdesbordamiento) y las 30 partículas que son menos densas que el líquido se reportan en la parte superior del dispositivo (el desbordamiento). Cuando se utiliza un fluido de separación que es una suspensión de materiales de mineral denso en agua, la suspensión puede ser inestable y se somete a sedimentación. Las partículas medias utilizadas para incrementar la densidad del fluido deben ser suficientemente pequeñas ya que ellas no se sedimentarán tan rápidamente como las partículas de la mezcla a ser separada. Por ejemplo, si se utiliza magnetita como un medio, el tamaño de partícula 35 puede ser típicamente menor que 200 micras para asegurar que la magnetita no se decante tan rápidamente ya que el fluido no se comporta como un fluido denso. Un número de dispositivos de separación de densidad se describen en la Patente Estadounidense comúnmente asignada No. 6,238,579.

En adición a las mezclas de separación de las partículas, se pueden utilizar hidrociclones para deshidratar sólidos y clasificar sólidos mediante el tamaño. La FIGURA 1 ilustra la configuración de un hidrociclón 100 típica. El 40 tamaño de partícula del sólido del que un hidrociclón es capaz de recuperarse desde una suspensión se determina mediante una combinación de variables, que incluye el diámetro de ciclón 110, el área de entrada 120, el diámetro del buscador de vórtice 130, la altura de la sección de clasificación 140, el índice de flujo de carga en el ciclón, la densidad de las partículas sólidas en la suspensión y la densidad del fluido de separación.

RESUMEN 45

La invención proporciona técnicas para mejorar el desarrollo de separación de densidad al utilizar medio denso en forma de suspensión que tiene una distribución de tamaño de partícula controlada. La distribución del tamaño de partícula se controla al clasificar el medio de suspensión para remover los finos que están generalmente bajo un tamaño específico, y para remover partículas ásperas que están sobre un tamaño específico – que es, la porción de la suspensión que se concentra en el subdesbordamiento del dispositivo de separación. El tamaño de las 50 partículas medias se concentra en los cambios de subdesbordamiento con diferentes circuitos de separación. Estas clasificaciones se pueden repetir para incrementar la remoción general de las partículas finas o gruesas.

En general, en un aspecto, la invención caracteriza un método para separar una mezcla de acuerdo con la reivindicación 1. Se proporciona una suspensión, que incluye un líquido de separación y uno o más materiales de medio particulado. Una separación de clasificación se desarrolla en la suspensión para producir un medio clasificado 55 que tiene una distribución de tamaño de partícula controlada de los materiales de medio particulado. El medio

clasificado se combina con una mezcla a ser separada para generar una mezcla de separación. Una separación de densidad se desarrolla en la mezcla de separación.

Las implementaciones particulares pueden incluir una o más de las siguientes características. El medio clasificado se puede regenerar después de desarrollar una o más separaciones de densidad. La separación de clasificación puede incluir separar una fracción áspera y una fracción fina de la suspensión. La fracción áspera y/o la 5 fracción fina se pueden determinar mediante los parámetros del sistema de separación. Una fracción áspera se puede agregar en la suspensión antes de una primera separación de densidad. Las múltiples separaciones de densidad se pueden desarrollar en la suspensión o la mezcla de separación utilizando uno o más separadores de hidrociclón, uno o más separadores de vórtice cilíndrico, o una combinación de hidrociclón y separadores de vórtice cilíndrico. El medio puede incluir magnetita, dióxido de titanio, arena o ferrosilicato. La mezcla a ser separada puede 10 incluir materiales plásticos. El medio puede ser magnetita, y la distribución del tamaño de partícula de una suspensión clasificada puede ser de aproximadamente 5 a 30 micras o 5 a 25 micras. El sistema para la separación puede incluir un primer separador de densidad, un segundo separador de densidad, un tercer separador de densidad y un detector de deshidratación. El detector de desagüe se puede acoplar al segundo separador de densidad para extraer un líquido. El segundo separador de densidad se puede cargar mediante el primer separador 15 de densidad. El tercer separador de densidad se puede cargar mediante el primer separador de densidad así como también con el líquido extraído. El medio de suspensión puede incluir uno o más materiales que tienen una distribución de tamaño entre dos umbrales de tamaño de partícula. Los umbrales se pueden determinar mediante las características de los componentes del sistema de separación de densidad.

La invención proporciona un método para separar una mezcla. Una mezcla se separa en un primer 20 separador de densidad para generar una primera fracción y una segunda fracción. La primera fracción se separa en un segundo separador de densidad para generar una tercera fracción. Se recupera líquido de la tercera fracción, y se combinan el líquido recuperado y la segunda fracción. La segunda fracción luego se separa en un tercer separador de densidad.

En general, se proporciona un sistema para separar una mezcla de partículas. El sistema incluye un primer 25 separador de densidad que tiene un primer puerto de salida y un segundo puerto de salida, una segunda carga de separador de densidad por el primer puerto de salida del primer separador de densidad, una tercera carga de separador de densidad mediante el segundo puerto de salida del primer separador de densidad, y un detector de desagüe acoplado a un puerto de salida del... [Seguir leyendo]

1. Un método para separar una mezcla, el método comprende:

desarrollar una o más separaciones de clasificación por aspereza en una suspensión que incluye un líquido de separación y uno o más materiales de medio particulado, en donde el desarrollo de la una o más separaciones de clasificación por aspereza separa de la suspensión una fracción áspera que contiene partículas ásperas del uno o más materiales de medio, las partículas 5 ásperas tienen un tamaño de partícula mayor que un primer umbral de tamaño de partícula;

desarrollar una o más separaciones de clasificación fina para separar de la suspensión una fracción fina que contiene partículas finas del uno o más materiales de medio, las partículas finas tienen un tamaño de partícula menor que un segundo umbral de tamaño de partícula, en donde la una o más separaciones de clasificación por aspereza separadas de la suspensión de fracción 10 áspera y la una o más separaciones de clasificación fina separadas desde la suspensión de fracción fina producen un medio clasificado que tiene una distribución de tamaño de partícula controlada de los materiales de medio particulado;

combinar el medio clasificado con una mezcla a ser separada para generar una mezcla de separación, en donde la mezcla a ser separada incluye plástico; 15

desarrollar una o más separaciones de densidad en la mezcla de separación; en donde el desarrollo de la una o más separaciones de clasificación por aspereza en la suspensión y la una o más separaciones de clasificación fina en la suspensión o el desarrollo de la una o más separaciones de densidad en la mezcla de separación, comprende:

separar la suspensión o la mezcla de separación en un primer separador de densidad para generar 20 una primera fracción y una segunda fracción;

separar la primera fracción en un segundo separador de densidad para generar una tercera fracción;

recuperar líquido de la tercera fracción;

combinar el líquido recuperado y la segunda fracción; y separar la segunda fracción en un tercer separador de densidad. 25

2. El método de la reivindicación 1, comprende adicionalmente:

regenerar el medio clasificado al desarrollar una separación de clasificación del medio después de desarrollar por lo menos una separación de densidad de la una o más separaciones de densidad en la mezcla de separación.

3. El método de una de las reivindicaciones 1-2, que comprende adicionalmente: 30

regenerar el medio clasificado al desarrollar una separación de clasificación del medio después de desarrollar por lo menos una separación de densidad de la una o más separaciones de densidad en la mezcla de separación, que incluye remover el material particulado del medio clasificado que tiene un tamaño de partícula menor que un umbral de tamaño de partícula fino.

4. El método de la reivindicación 3, que comprende adicionalmente: 35

antes de desarrollar una primera separación de densidad de la una o más separaciones de densidad en la mezcla de separación, agregar una fracción muy gruesa del uno o más materiales de medio a la mezcla, la fracción muy gruesa contiene partículas medias que reportan sustancialmente para el separador de subflujo.

5. El método de la reivindicación 3, en donde: 40

el primer umbral de tamaño de partícula y el segundo umbral de partícula se determinan mediante parámetros de un sistema de separación.

6. El método de una de las reivindicaciones 1-5, en donde:

desarrollar una o más separaciones de clasificación por aspereza en la suspensión, desarrollar una o más separaciones de clasificación fina o desarrollar una o más separaciones de densidad en la 45 mezcla de separación, incluye separar la suspensión o la mezcla de separación utilizando uno o más separadores de hidrociclón.

7. El método de una de las reivindicaciones 1-6, en donde:

desarrollar una o más separaciones de clasificación por aspereza en la suspensión, desarrollar una o más separaciones de clasificación fina o desarrollar una o más separaciones de densidad en la mezcla de separación incluye separar la suspensión o la mezcla de separación utilizando uno o más separadores de vórtice cilíndrico.

8. El método de una de las reivindicaciones 1-7, en donde: 5

desarrollar una o más separaciones de clasificación por aspereza en la suspensión, desarrollar una o más separaciones de clasificación fina o desarrollar una o más separaciones de densidad en la mezcla de separación incluye separar la suspensión o la mezcla de separación utilizando uno o más separadores de hidrociclón y uno o más separadores de vórtice cilíndrico.

9. El método de una de las reivindicaciones 1-8, en donde: 10

desarrollar una o más separaciones de clasificación por aspereza en la suspensión o desarrollar una o más separaciones de clasificación fina incluye separar la suspensión utilizando una disposición de uno o más separadores de densidad; y desarrollar una o más separaciones de densidad en la mezcla de separación incluye separar la mezcla de separación utilizando la disposición de uno o más separadores de densidad. 15

10. El método de una de las reivindicaciones 1-9, en donde:

el uno o más materiales de medio particulado incluye uno o más de magnetita, dióxido de titanio, arena o ferrosilicato.

11. El método de una de las reivindicaciones 1-10, en donde:

la mezcla a ser separada incluye uno o más metales. 20

12. El método de una de las reivindicaciones 1-11, en donde:

el uno o más materiales de medio particulado incluye magnetita y el medio clasificado incluye partículas de magnetita que tienen un tamaño de distribución de partícula en el rango de aproximadamente 5 a aproximadamente 30 micras.

13. El método de la reivindicación 12, en donde: 25

el uno o más materiales de medio particulado incluyen magnetita y el medio clasificado incluye partículas de magnetita que tienen un tamaño de distribución de partícula en el rango de aproximadamente 5 a aproximadamente 25 micras.

14. El método de la reivindicación 1, en donde:

separar la primera fracción en un segundo separador de densidad incluye generar la tercera fracción y 30 una cuarta fracción, la tercera fracción incluye una gran cantidad de líquido que la cuarta fracción.

15. El método de la reivindicación 1, en donde:

el primer separador de densidad es un hidrociclón y el segundo y tercero separadores de densidad son separadores de vórtice cilíndrico. 35

16. El método de la reivindicación 1, en donde: el primer separador de densidad es un separador de vórtice cilíndrico y el segundo y tercero separadores de densidad son separadores de hidrociclón.