Procedimiento para desmenuzar sólidos elastoméricos y termoplásticos para el reciclaje.

Procedimiento para desmenuzar sólidos elastoméricos y termoplásticos en forma de género suelto,

también combinados con otros materiales, caracterizado porque se somete el género suelto a una extracción con dióxido de carbono supercrítico, y porque a continuación se somete el género suelto así tratado a un tratamiento con ondas de choque mediante ondas de choque provocadas por alta tensión en medio dieléctrico fluido, siendo el medio agua, un líquido orgánico con valor Fp. inferior a -20°C o dióxido de carbono supercrítico.

Procedimiento para desmenuzar sólidos elastoméricos y termoplásticos para el reciclaje

La Invención se refiere a un procedimiento para desmenuzar sólidos elastoméricos, especialmente cauchoelástlcos, y termoplásticos en forma de género suelto, también combinados con otros materiales, que han de ser aportados al reciclaje de materiales. Bajo la expresión colectiva "género suelto" se entenderán en lo sucesivo tanto fragmentos groseramente troceados o molidos de sólidos o de materiales compuestos como también componentes enteros más pequeños. Asimismo, diversos tipos de géneros sueltos se pueden presentar como material de partida mezclado.

Todavía muchos materiales usados o de desecho no se reciclan. La Incineración y el vertido inclasificado de artículos usados entrañan grandes problemas técnicos medioambientales. Además, se deberían recuperar y reintroducir en el ciclo de materiales valiosas materias primas, en particular basadas en el petróleo. Esto también se aplica a los componentes elastoméricos y termoplásticos usados, tales como neumáticos, juntas, perfiles, soportes de motor, mangueras y membranas, que actualmente se generan en grandes cantidades y que son retirados del ciclo de aprovechamiento. Sin embargo, debido a su reticulación Irreversible, los componentes elastoméricos usados (desechos de goma) se relntroducen en el ciclo de materiales sólo en una medida muy limitada y con resultados Insatisfactorios en cuanto a prestaciones. El tratamiento de los desechos de goma con los procedimientos de molienda conocidos proporciona sólo partículas groseramente molidas, que son poco o nada adecuadas para el uso como material de carga en exigentes y competitivos componentes elastoméricos, elastómeros termoplásticos o en termoplásticos.

Un procedimiento con el que se pueden obtener fragmentos relativamente finos es la fragmentación por ondas de choque. A partir del documento DE 195 34 232 C2 es conocido un aparato básico para un concepto desarrollado por Forschungszentrum Karlsruhe para la fragmentación de sólidos esencialmente no metálicos tales como sólidos minerales, por ejemplo. Las ondas de choque son provocadas mediante la rápida descarga de un acumulador de energía eléctrica. El material a desmenuzar se encuentra en este caso en un fluido de proceso no conductor o sólo débilmente conductor.

El documento US 5 758 831 A describe un desarrollo adicional de un procedimiento de este tipo para partículas que, debido a su elasticidad, soportarían demasiado bien las ondas de choque. Según el documento DE 195 34 232 C2, el recipiente de reacción en el que se lleva a cabo el procedimiento con ondas de choque está constituido por un material sintético resistente al impacto, que puede absorber los choques durante las descargas. De ello se deduce que, por ejemplo, materiales sintéticos resistentes al impacto, pero también materiales elásticos tales como la goma no pueden ser fragmentados mediante el procedimiento, o lo son sólo con resultados muy insatisfactorios. Para estos materiales resistentes tales como plástico, polímeros, resinas, goma, astillas de madera y otros se prevé, conforme a las enseñanzas del documento US 5 758 831, tratarlos a bajas temperaturas, que fragllizan estos materiales. Como fluido de proceso a baja temperatura está previsto principalmente el nitrógeno líquido. La fragilización en frío hace duros y frágiles a los materiales en sí elásticos y blandos, de modo que puedan ser fragmentados.

La misión de la invención consiste, pues, en poder trocear materiales elastoméricos y termoplásticos, entre los elastoméricos en particular materiales cauchoelásticos, sobre todo desechos de goma, también combinados con otras materias, con un procedimiento energéticamente eficiente, de manera particularmente fina y con distribución definida de tamaños de partícula. Se pretende un tamaño de partícula de 100 nm a 30 pm. Al mismo tiempo, se ha de prestar atención a una buena reciclabilidad de las partículas obtenidas.

La invención se basa en la idea de acondicionar previamente la estructura del material de modo que se haga posible un troceado más eficaz, más uniforme y más fino. Las materias contaminantes existentes en los materiales de desecho deben ser eliminadas en el transcurso del procedimiento.

La misión se logra con un procedimiento para desmenuzar sólidos elastoméricos y termoplásticos en forma de género suelto, también combinados con otros materiales, en donde se somete el género suelto a una extracción con dióxido de carbono supercrítico, y a continuación se somete el género suelto así tratado a un tratamiento con ondas de choque mediante ondas de choque provocadas por alta tensión en medio dieléctrico fluido, siendo el medio (el fluido de proceso) un líquido orgánico eléctricamente no conductor o sólo débilmente conductor con valor Fp. inferior a -20°C o agua o dióxido de carbono supercrítico.

El procedimiento se puede llevar a cabo de manera discontinua, es decir, en trabajo por lotes, de manera continua o de manera semicontinua.

En el caso del funcionamiento discontinuo, primeramente se realiza una extracción de una cierta cantidad del material de partida en un extractor con dióxido de carbono líquido bajo presión, es decir, con dióxido de carbono supercrítico, y a continuación se transfiere el material a un reactor para el tratamiento con ondas de choque. Después del tratamiento con ondas de choque se extrae el producto del procedimiento, en concreto el sólido en polvo desmenuzado, y se elabora ulteriormente separado del fluido de proceso o bien en el seno del mismo, se almacena o se transporta para su uso o aprovechamiento ulterior.

En el caso del curso continuo del proceso, se aporta de manera continua material de partida a un extractor configurado para ello, por ejemplo un extractor en contracorriente, se retira de manera continua y se hace pasar a través del espacio de reacción de una instalación de ondas de choque como, por ejemplo, la ya presentada en el documento US 5 758 831. Ambos modos de procedimiento pueden acoplarse, por ejemplo tratando de manera sucesiva y por separado grandes lotes de materiales de partida uniformes en una instalación diseñada para el funcionamiento continuo.

Entre otros, pero no exclusivamente, se conocen dispositivos para el tratamiento de materiales con ondas de choque disparadas eléctricamente o, en otras palabras, procedimientos para la fragmentación electrohidráulica, a partir de los citados documentos DE 195 34 232 C2 y US 5 758 831. Tales dispositivos pueden ser utilizados para el procedimiento según la invención.

Como tal, la extracción de materias con dióxido de carbono supercrítico pertenece al estado de la técnica. Para la invención se pueden utilizar dispositivos conocidos para ello por un experto en la técnica, y por lo tanto no necesitan ser explicados con más detalle.

Mediante la extracción con dióxido de carbono (CO2) supercrítico, el material a tratar y a desmenuzar se acondiciona y purifica para el subsiguiente procedimiento con ondas de choque. Se disuelven, es decir, se extraen aditivos presentes en el material, no incorporados químicamente de manera firme. Entre ellos se cuentan numerosos plastificantes, agentes fotoprotectores, estabilizantes, colorantes, agentes lubricantes, agentes desmoldeantes y otros muchos. Con frecuencia, los componentes sólidos están cargados por su uso con materiales extraños, que en cualquier caso deben ser eliminados del material de base con vistas al reciclaje. Estos materiales, al no estar firmemente incorporados, son eliminados desde el principio en la etapa de extracción según la invención. Por tanto, el procedimiento mejora considerablemente las posibilidades de reciclaje del sólido en polvo obtenido.

Debido a la extracción previamente realizada, el subsiguiente tratamiento con ondas de choque puede llevarse a cabo de manera energéticamente eficiente. Las bajas temperaturas de fragilización ya no son forzosamente necesarias, y se puede trabajar a temperaturas menos bajas, incluso hasta a la temperatura ambiente. La temperatura a elegir depende del objeto del tratamiento y del medio fluido empleado (el dieléctrico y medio de transmisión de ondas de choque, es decir, el líquido de proceso).

Como medio dieléctrico fluido se utiliza agua, un líquido orgánico o dióxido de carbono supercrítico. El líquido orgánico puede ser, preferiblemente, un hidrocarburo, una cetona como por ejemplo acetona, o un alcohol, preferiblemente metanol, etanol, propanol, isopropanol o alcoholes superiores. El alcohol también puede ser un poliol, especialmente un glicol como etilenglicol o propilenglicol, en general un diol o un triol, en el caso de estos últimos preferiblemente... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para desmenuzar sólidos elastoméricos y termoplásticos en forma de género suelto, también combinados con otros materiales, caracterizado porque se somete el género suelto a una extracción con dióxido de carbono supercrítico, y porque a continuación se somete el género suelto así tratado a un tratamiento con ondas de

5 choque mediante ondas de choque provocadas por alta tensión en medio dieléctrico fluido, siendo el medio agua, un líquido orgánico con valor Fp. inferior a -20°C o dióxido de carbono supercrítico.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el procedimiento con ondas de choque se lleva a cabo a una temperatura entre -80°C y +50°C.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque las materias extraídas se recuperan del medio 10 de extracción y porque todo el extracto, al menos una fracción del extracto o al menos una materia pura obtenida del

extracto forma un producto del procedimiento.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se purifican y se retornan el medio de extracción y/o el medio dieléctrico.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque extracción y tratamiento con ondas 15 de choque se suceden entre sí inmediatamente.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque entre extracción y tratamiento con ondas de choque tiene lugar una despresurización espontánea.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque antes de la extracción se desmenuza mecánicamente de modo grosero el género suelto.

20 8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se somete el producto del

tratamiento con ondas de choque a un tratamiento posterior.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el tratamiento posterior comprende una funclonallzaclón química de los polímeros del sólido procedente del material de partida.