Dispositivo y procedimiento para la separación por flotación e inmersión de partículas sólidas de diferente densidad.

Dispositivo (1) para la separación por flotación e inmersión de partículas sólidas de diferente densidad,

enparticular de gránulos de trituración de diferentes plásticos, con una cámara (2) de separación que puedellenarse con una suspensión de las partículas sólidas que van a separarse y un medio de separación, y unacabeza (4, 5) colectora inferior y una superior conectadas a la cámara de separación para partículas sólidasque se sumergen o que flotan por la acción de la gravedad, caracterizado porque está previsto undispositivo (30) de desgasificación para la eliminación al menos parcial de gas disuelto en el medio deseparación y el dispositivo (30) de desgasificación está configurado para cambiar el medio de separacióndesde el estado de equilibrio de gas de tal manera que el medio de separación puede absorber el gasadherido a las partículas sólidas.

Dispositivo y procedimiento para la separación por flotación e inmersión de partículas sólidas de diferente densidad

La invención se refiere a un dispositivo y un procedimiento para la separación por flotación e inmersión de partículas sólidas de diferente densidad según el preámbulo de la reivindicación 1 o 10.

La separación por flotación e inmersión se utiliza para diferentes objetivos. En el caso del reciclaje de plásticos sirve por ejemplo para, a partir de plásticos no clasificados triturados para dar un granulado, separar las impurezas tales como, por ejemplo, poli (cloruro de vinilo) , que al fundirse o gasificarse libera gases de cloro no deseados. En otro objetivo debe separarse, por ejemplo, material molido de polietileno de material molido de polipropileno para obtener dos plásticos lo más puros posible a modo de producto nuevo al menos con respecto a las propiedades mecánicas más importantes. Campos de aplicación adicionales son por ejemplo la separación de partículas de metal y plástico o caucho en el reciclaje de cables, partículas de plástico de fibras de papel en la reutilización de desechos a partir de la reutilización de papel viejo y la separación de metales no férreos de hierro.

Para ello se pone en suspensión una mezcla de sólidos que van a separarse con un medio de separación, cuya densidad se ajusta entre la densidad de los materiales valiosos que van a volver a reutilizarse y las impurezas respectivas. La mezcla se separa a este respecto en una fracción ligera que flota y una fracción pesada se sumerge a consecuencia de la acción de la gravedad, que en cada caso se descargan, dado el caso se secan y a continuación se procesan adicionalmente.

Con el fin de una separación de plásticos se conoce a partir del documento DE 199 30 161 A1 introducir la suspensión a través de un tubo de alimentación de subida vertical en el centro de una cámara de separación cilíndrica y permitir la formación de las fracciones en una sección transversal que aumenta radialmente hacia fuera desde la zona de inyección, que está delimitada por dos conos circulares situados uno sobre otro en el centro de la cámara de separación con la punta, y conducirlas desde las superficies de cono circular hacia un disco circular exterior superior o inferior de la cámara de separación, saliendo las fracciones completamente formadas de la cámara de separación y entrando en un recipiente colector superior o inferior.

A este respecto es desventajoso que la velocidad de salida de la suspensión a consecuencia del tubo de alimentación de subida vertical tenga que ser mayor que la velocidad de inmersión de las partículas sólidas más pesadas, para que éstas no vuelvan a sedimentar. Debido a esta alta velocidad de salida se produce una corriente turbulenta al menos en la zona de la salida, de modo que en particular las partículas sólidas con una densidad próxima a la densidad del medio de separación así como las partículas sólidas pequeñas llegan al flujo de fracción que flota o se sumerge según el principio aleatorio. Por tanto con el dispositivo conocido no puede conseguirse una separación con una precisión aceptable. Además el caudal está muy limitado por la formación de turbulencias a altas velocidades de salida.

Por el documento DE 199 81 222 C1 se conoce un dispositivo similar, en el que los conos circulares están dispuestos entre dos chapas horizontales en forma de disco circular y junto con éstas forman una unidad de desvío dispuesta en el centro de la cámara de separación para la suspensión introducida en vertical hacia arriba a presión con en primer lugar una característica turbulenta en una corriente laminar dirigida radialmente hacia fuera en el caso ideal.

No obstante la pureza y selectividad que pueden conseguirse en este caso también son insuficientes. Así, el documento DE 199 81 222 C1 indica como diámetro adecuado de las partículas sólidas el intervalo entre aproximadamente 10 y 50 mm. Sin embargo, el diámetro necesario para una pureza óptima en la reutilización de plásticos se encuentra muy por debajo, concretamente a aproximadamente de 2 a 7 mm, produciéndose en la trituración aún hasta un 15% en peso de partículas sólidas con un diámetro de hasta 0, 5 mm. Los experimentos con plásticos típicos para vehículos han dado como resultado que ya con un diámetro de granulado de aproximadamente 7 mm existe entre un 20 y un 30% de partículas sólidas en la fracción ligera que flota, que en realidad pertenecen a la fracción pesada que se sumerge. Por tanto, con el dispositivo conocido por el documento DE 199 81 222 C1 no pueden conseguirse una pureza y selectividad elevadas.

Además es problemática la distancia óptima de las chapas. En caso de que la distancia sea demasiado grande, las partículas sólidas con una densidad próxima a la densidad del medio de separación al salir a la cámara de separación no llegan a la mitad de corriente correspondiente y se arrastran con la corriente errónea. Si, por el contrario, la distancia es demasiado pequeña, se produce una alta velocidad de corriente, de modo que las partículas sólidas en el dispositivo de desvío se arrastran según su distribución aleatoria tras la salida del tubo de alimentación y además al pasar a la cámara de separación se generan turbulencias adicionales, que afectan a la formación de las fracciones.

Además, tras apagar el dispositivo, se depositan partículas sólidas sobre las chapas horizontales, que con la puesta en marcha posterior se descargan con la fracción pesada de la cámara de separación, antes de que se ajusten las relaciones de corriente estables para el funcionamiento.

Finalmente, en el caso de los dispositivos y procedimientos conocidos se ignora por completo un efecto adicional. En concreto se ha encontrado que al introducir las partículas sólidas en el medio de separación, se adhieren partículas de aire a las partículas sólidas y pueden reducir su densidad específica efectiva. De este modo una parte de las partículas sólidas pesadas específicas llega a la fracción ligera que flota y la contamina. Este efecto es muy marcado en particular en los denominados plásticos técnicos tales como materiales molidos de plástico duro de PVC, poliamida y PVC, ya estén reforzados o no. Por el documento DE 196 32 494 C1 se conoce un dispositivo para clasificar mezclas de recortes de plástico, en el que las burbujas de aire adheridas a los recortes de plástico se eliminan mediante remolino de la mezcla.

Por tanto, con los dispositivos y procedimientos conocidos, en particular en las condiciones que predominan en la reutilización de plásticos, y con un caudal elevado, no puede conseguirse una separación precisa satisfactoria.

La invención se basa por tanto en el objetivo de crear un dispositivo y un procedimiento para la separación por flotación e inmersión de partículas sólidas de diferente densidad según el preámbulo de la reivindicación 1, que con un caudal elevado permitan una separación más precisa.

Este objetivo se soluciona según las características de la reivindicación 1 ó 10.

El efecto de empuje ascensional debido a elementos de empuje ascensional adherentes puede contrarrestarse según la invención mediante una desgasificación al menos parcial del medio de separación. Para ello un dispositivo de mezclado, en el que las partículas sólidas se introducen en el medio de separación, puede estar conectado aguas arriba de un dispositivo de desgasificación. El medio de separación que sale del dispositivo de desgasificación y entra en el dispositivo de mezclado ya no está en equilibro de gas y absorbe el aire adherido a las partículas sólidas hasta su estado de equilibrio de gas. Así, con un ajuste óptimo de los parámetros de desgasificación en el medio de separación y en el dispositivo de desgasificación, el efecto de empuje ascensional puede reducirse en tal medida o incluso suprimirse de tal modo, que se consigue una selectividad no alcanzada hasta el momento con un caudal elevado.

Además puede contrarrestarse el efecto de empuje ascensional mediante una excitación de oscilaciones del flujo de suspensión en particular en la zona de la desembocadura del canal de alimentación en la cámara de separación, dado el caso también en el canal de alimentación. Mediante las oscilaciones, los elementos de empuje ascensional pueden desprenderse de las partículas sólidas. La excitación de oscilaciones produce además la separación de las partículas sólidas adheridas entre sí.

Como resultado, con el procedimiento reivindicado y el dispositivo reivindicado se consigue una separación considerablemente más precisa con un caudal elevado.

Configuraciones... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo (1) para la separación por flotación e inmersión de partículas sólidas de diferente densidad, en particular de gránulos de trituración de diferentes plásticos, con una cámara (2) de separación que puede llenarse con una suspensión de las partículas sólidas que van a separarse y un medio de separación, y una cabeza (4, 5) colectora inferior y una superior conectadas a la cámara de separación para partículas sólidas que se sumergen o que flotan por la acción de la gravedad, caracterizado porque está previsto un dispositivo (30) de desgasificación para la eliminación al menos parcial de gas disuelto en el medio de separación y el dispositivo (30) de desgasificación está configurado para cambiar el medio de separación desde el estado de equilibrio de gas de tal manera que el medio de separación puede absorber el gas adherido a las partículas sólidas.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo (30) de desgasificación está conectado aguas arriba de un dispositivo (20) de mezclado para mezclar las partículas sólidas con el medio de separación.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el dispositivo (20) de mezclado está configurado de manera estanca a los gases.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque al dispositivo (20) de mezclado se le aplica un gas inerte.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el dispositivo (20) de mezclado está dotado de un dispositivo de aspiración para eliminar el gas introducido con las partículas sólidas que van a separarse.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el dispositivo (30) de desgasificación presenta un depósito y una bomba (31) de vacío.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el gas es aire.

8. Dispositivo (1) según el preámbulo de la reivindicación 1, caracterizado porque está previsto un dispositivo

(20) de mezclado para mezclar las partículas sólidas con el medio de separación y el dispositivo (20) de mezclado está dotado de un dispositivo de aspiración para eliminar el aire introducido con las partículas sólidas que van a separarse.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque el dispositivo (20) de mezclado está configurado para mezclar a vacío o a presión reducida.

10. Procedimiento para la separación por flotación e inmersión de partículas sólidas de diferente densidad, en particular de gránulos de trituración de diferentes plásticos, en el que se llena una cámara (2) de separación con una suspensión de las partículas sólidas que van a separarse y un medio de separación y se recogen las partículas sólidas que se han sumergido y que han flotado por la acción de la gravedad en una cabeza (4, 5) colectora inferior o superior conectada al cámara (2) de separación, caracterizado porque el gas disuelto en el medio de separación se elimina al menos parcialmente en un dispositivo (30) de desgasificación y el medio de separación se cambia desde el estado de equilibrio de gas de tal manera que el medio de separación puede absorber el gas adherido a las partículas sólidas.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque la eliminación de gas se realiza antes de mezclar las partículas sólidas con el medio de separación.

12. Procedimiento según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque las partículas sólidas se mezclan con el medio de separación en un dispositivo (20) de mezclado estanco a los gases y en particular en una atmósfera de gas inerte.

13. Procedimiento, en particular según una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque el gas introducido durante el mezclado en el dispositivo (20) de mezclado con las partículas sólidas que van a separarse se elimina por medio de un dispositivo de aspiración.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque las partículas sólidas y el medio de separación se mezclan a vacío o a presión reducida.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizado porque se provoca una oscilación de la pared de la cámara de separación o de un canal (3) formado en la misma.