Reciclaje mecánico - ANIPAC AC

Tecnologías de Reciclaje
Mercados y Nuevas Tendencias
Abril 2012
Formas de reciclaje de plásticos
En la actualidad las formas de reciclar el plástico se reducen a:
Plástico
Recuperación
de material
Reciclaje
mecánico
Material homogéneo
/Separación
Recuperación
de energía
Obtención de
materias primas
Combustible
alterno
Generación de
energía
Material homogéneo
inconveniente de recuperar
Reciclaje mecánico
Se refiere al reprocesado material del plástico por medios físicos.
Los pasos varían dependiendo del material, pero típicamente abarcan
desde inspección y remoción de contaminantes, pasando por la
separación, molienda, lavado y secado hasta el procesamiento.
Desperdicio
plástico
mezclado
Inspección,
Separación
manual
Reducción de
tamaño
Lavado
Separación
Pelletización
Métodos de separación
Método
Ventajas
Desventajas
Mercados clave
Manual
Recupera piezas casi
enteras
Costo elevado $$$
Autopartes, electrónicos
Densidad
Eliminación de
etiquetas de PP.
Separación lenta, difícil
de controlar
PET
Fuerza Centrífuga
Rápido, selectivo
elimina impurezas
ND
P. de agricultura,
autopartes trituradas
Flotación por
espuma
Altamente selectivo
Uso de agua y aditivos
WEEE, autopartes
Métodos ópticos
Piezas coloreadas y
transparentes del
mismo material
Piezas de tamaño
uniforme
Embalaje PET y PE
Métodos
espectroscópicos
Rápidos,
automatizados,
eficiencia limitada en
algunos
En general, costosos,
requiere material limpio
Electrónicos, adicionados
con retardantes a la
flama
Método
electrostático
Separa materiales
igualmente densos
Difícil de controlar.
Piezas minúsculas
Aislantes de cables,
mezclas PVC-PET
Por T de fusión
Bajo costo de
operación
T de fusión bien
definida, banda
monocapa.
PE, PP, PA, PET
Disolución selectiva
Mezclas complejas,
impurezas
Cantidad utilizada de
solvente
PS, PE, PP, PVC
Tecnologías comerciales
Centrífuga de tres fases
Bird Humboldt Censor
Sistema Argonne de
flotación por espuma
Tecnologías comerciales
Sistema óptico Titech
Visionsort
Cámara de NIR Kusta
2.2 MPL y software
integrado
Reducción a materias primas
Descomposición del polímero por medio de calor o procesos químicos
•Syngas
•Polímeros
Disolución
selectiva
Gasificación
•Gases
•Aceites
•Parafinas
•Monómeros
Reducción a
materias primas
Degradación
térmica
•Gases olefínicos
•Fracciones
•Combustible
Cracking
catalítico
Depolimerización
química
Horno de coque
•Coque
•Aceite ligero
•Asfalto
Reducción a materias primas
Limitantes
Económicas más que técnicas. Requiere cantidades considerables
de plástico para ser económicamente viable (50000 toneladas por
año).
Los factores que determinan la viabilidad de las alternativas son:
•Grado requerido de separación en el desperdicio
•Valor de los productos obtenidos
•Inversión inicial en las instalaciones
Mercados clave: PET y PVC
Recuperación de energía
Los plásticos tienen un alto valor calorífico, aprovechable en diferentes
procesos
Generación por
combustión de
RDF (MSW)
Generación por
incineración
Recuperación
de energía
Reducción a MP
con RE
(pirólisis, etc)
Combustible
alterno en
hornos de
cemento
En el 2003, en Europa el 22.5% del plástico reciclable se destinó a RE
Reciclaje de PET
La industria de la fibra es el principal cliente del RPET, pero se están
abriendo mas mercados. Las aplicaciones incluyen botellas, embalaje
industrial y alimentos. Existen dos tipos básicos usados por los procesadores
industriales:
• PET post-industrial. Desechos producidos en operaciones de arranque o
scrap resultante de operaciones de proceso que no se usan
nuevamente en el artículo fabricado.
• PET post-consumo. Es material usado por cualquier consumidor.
Principalmente son botellas de refresco, las cuales se agrupan por
reconocimiento de su forma.
Reciclaje de PET
Reciclaje mecánico
Dada su naturaleza química, el PET reciclado mecánicamente experimenta
cambios drásticos en sus propiedades. Estas diferencias entre PET virgen y
RPET son atribuidas principalmente a la historia térmica adicional.
Propiedad
PET virgen
RPET
Módulo de Young [MPa]
1890
1630
Resistencia a la falla [MPa]
47
24
Elongación a la falla [%]
3,2
110
Resistencia al impacto [J m-1]
12
20
IV (dl g-1)
0.72 – 0.84
0.46 – 0.76
Temperatura de fusión (ºC)
244 - 254
247 - 253
Peso molecular (g mol-1)
81600
58400
Reciclaje de PET
Aplicaciones del PET reciclado mecánicamente
La mayor aplicación es en fibras. En general la aplicación depende del
valor IV y del nivel de contaminantes.
IV < 0.62
0.62 < IV < 0.73
IV > 0.72
Fibras para relleno y textiles
Láminas bajo desempeño
Fleje de menor resistencia
Fleje de alta resistencia
Botella
¡Requiere
policondensación y
cristalización!
Reciclaje de PET
Reciclaje químico
Los procesos que se llevan a cabo a escala industrial son la metanólisis y la
glicólisis. El PET se depolimeriza y dependiendo de su pureza la MP puede
reutilizarse para el envasado de alimentos.
Ventajas
•
•
•
•
Competitivo económicamente
No eliminación de etiquetas
No lavado
Valor comercial de productos
Reciclaje de PVC
Por su estructura química, los productos de PVC tienen un tiempo de
servicio de hasta 60 años, haciéndolo 100% apto para su reciclaje por
medios mecánicos o químicos.
Reciclaje mecánico
Los métodos más apropiados para la separación son
• Métodos electrostáticos
• Por densidad (siempre y cuando la contaminación por PET sea mínima)
Reciclaje de PVC
Aplicaciones del PVC reciclado mecánicamente:
Rígido. Refuerzo interno en tubos y perfiles. Jardinería, películas rígidas.
Flexible. Pulverizado: como carga en recubrimientos. Plastificado: Conos de
tráfico, tubería flexible, calzado, guantes médicos, bolsas p/sangre, textiles,
etc.
Reciclaje de PVC
Reciclaje químico
Disolución selectiva. El proceso
Vinyloop® permite la recuperación en
mezclas con al menos 70% de PVC.
Incineración. La planta Rugenberger
Damm (Hamburgo) ofrece la
incineración de materiales con PVC
y la recuperación del cloro en forma
de ácido clorhídrico al 30%.
Reciclaje de PS
Existe el mito de que el poliestireno es no reciclable debido a que los
espumados (EPS) presentan las siguientes cuestiones:
• Requieren grandes volúmenes de almacenamiento que representan
una cantidad mínima en masa.
• La molienda y la inyección se dificultan, favoreciendo la degradación.
• Regularmente aparecen con un alto grado de contaminación orgánica.
Además la incineración del PS produce compuestos peligrosos*
Reciclaje mecánico. Convencional, sólo si no es espumado
Reciclaje de PS
Soluciones
1. Reutilizar
estructuras
el
EPS
como
relleno
en
2. Confinar previa reducción de tamaño
hasta un 95% (tecnología Styromelt™)
3. Recuperación de energía: Incineración
a >1000°C con exceso de O2
4. Reciclaje químico: Pirólisis, obtención de
monómero y de aceites ligeros
Reciclaje de POs
Tanto el PEAD, como el PEBD y el PP siguen esquemas relativamente
convencionales de reciclaje mecánico.
Material
Tratamiento
Aplicaciones posconsumo
PEAD
Reciclaje mecánico
Tarimas, recipientes, envases
PEBD
Reciclaje mecánico
Películas de invernadero, bolsas
PP
Reciclaje mecánico,
compounding
Contenedores industriales,
recipientes de comida, industria
automotriz
Principales problemas:
1. Eliminación de adhesivos insolubles
2. Aparición de geles y puntos negros por carbonización
3. Remoción de volátiles para contacto con alimentos
Otros
Muchos plásticos provienen de aplicaciones específicas, lo que aumenta
su valor agregado en el mercado.
Material
Fuente
Inconveniencias de reciclar
Alternativa
PAs
(Nylons)
I. Textil y
automotriz
Se degrada fácilmente
Adición de estabilizantes,
reciclaje químico (N6)
ABS, HIPS
Electrónicos
postconsumo
Presencia de retardantes a
la flama
Eliminación por destilación,
PC
Electrónico
spostconsumo
Considerable detrimento de
propiedades mecánicas
Mezclar con ABS, reciclaje
químico.
POM
Electrónicos
postconsumo
El homopolímero se degrada
en presencia de humedad
TPEs
SBS, EPDM
Partes
automotrices
Ninguna
Se mezclan generalmente
con PS o PP
Fuentes específicas
Electrónicos postconsumo
Alto contenido de HIPS, ABS, PC y sus mezclas. Contienen retardantes a la
flama que es necesario eliminar por extracción.
Plásticos de agricultura
Principalmente poliolefinas: PEAD en contenedores de pesticidas y aceites,
PEBD en películas de invernadero y cubiertas para silos y acolchado, PP en
macetas y películas protectoras .
Fuentes específicas
Automotriz
Panel: PP, UP
Tablero:
PP, ABS, PC, PPE
Bajo cofre: PA, PP, PBT
Faros: PC, PBT, ABS, PMMA
Tanque y contenedores:
PP, PEAD
Fascias: PP, ABS
Exteriores: ABS, PA, POM, PBT
Interiores: PP, ABS, PET, PVC
Tapicería: PVC, PUR
•Sólo el 6.7% de los plásticos en un auto se recupera
•Los termoplásticos más comunes son PP, PVC, ABS y PA
•Los termofijos más comunes son PU y resinas epóxicas
•Sólo el PP, el PUR y el PVC representan el 66% del total
Reciclaje convencional de automóviles
Separación
manual
1. Clasificación por nivel de
pérdida
2. Desmantelamiento
3. Trituración
4. Separación de metales
ferrosos
5. Separación de metales
no ferrosos
6. Separación de plásticos
(flotación por espuma)
Separación
mecánica
Nuevas tendencias
La selección de métodos y tecnologías de reciclaje es dependiente de las
condiciones locales: recolección, abundancia, legislación, mercados, etc.
En general la nueva tendencia es a desarrollar ciclos cerrados (closed
loops), es decir, sistemas de producción en los que el desperdicio o la
merma de un proceso se utilizan como materia prima para fabricar otros
productos (p.ej. botellas de PET postconsumo para producir nuevas
botellas), esto es, productos con valor agregado.
Transformación
Consumidor
PRODUCTO
Recolección
Novedades
Las nuevas tecnologías dependen
destacándose las siguientes:
del
material
en
particular,
• Botellas de PEAD: Remoción de volátiles por lecho fluidizado para reuso
en contacto con alimentos (Patente US5767230)
• Envases Tetrapak: Pirólisis para producción de aceites y aluminio de alta
pureza
• Reciclaje de llantas: Pirólisis de baja temperatura para producción de
gas, aceites y carbón.
• Styrofoam (EPS): Conversión a PHA, un plástico biodegrabale, utilizando
un proceso microbiológico
Gracias
M.T.P. David A. Sida Medina
(722) 2620750 ext. 3061
david.sida@ciateq.mx