Beim Kunststoffrecycling spielt nicht nur die Art des Kunststoffes, sondern auch die Farbe eine große Rolle. Elektronikschrott Kunststoffe haben dabei einen besonders hohen Anteil an schwarzen Kunststoffen, der zwischen 60 und 75 % betragen kann (bei Tonerkartuschen beträgt er zum Teil über 90 %). Ursache dafür ist nicht nur die Tatsache, dass „schwarz modern“ ist, sondern es spielen darüber hinaus auch Kostengesichtspunkte eine Rolle. Während beispielsweise die Einfärbung eines Kunststoffes mit roter Farbe die Kunststoff-Rohware um bis zu 30% verteuert, sind die Mehrkosten für einen schwarz eingefärbten Kunststoff minimal.
Kunststoffsortierung
Bei der Sortierung von Materialien aus dem „gelben Sack“ haben sich opto-elektronische Sortiergeräte durchgesetzt, die durch Nah-Infrarot-Erkennung (NIR) in der Lage sind z.B. Kunststoffflaschen aus PET, PE, PP und anderen vollautomatisch zu erkennen und die Kunststoffe eindeutig nach Type zu identifizieren. Mit nachgeschalteten Ausblas-Systemen ist es damit möglich, mit NIR-Technik nicht nur komplette Flaschen, sondern sogar Flakes und andere Mahlgüter zu sortieren. Selbstverständlich hat man versucht, auch im Bereich der Kunststoffe aus Elektronikschrott eine solche NIR-Sortierung einzusetzen. Hier besteht allerdings der Nachteil, dass mit NIR nur helle Kunststoffe zuverlässig erkennbar sind, dunkle Kunststoffe werden nur bedingt bzw. überhaupt nicht erkannt. Nur etwa 20 bis 40 % der Kunststoffe im Elektronikschrott bestehen aus hellen Farben, das Gutprodukt beträgt in Summe nur etwa 55 % der gesamten eingesetzten Menge. Ein wirtschaftlich sinnvoller Einsatz von NIR-Verfahren für die Sortierung von WEEE ist daher fraglich. Es wird ein zu großer Anteil an wertvollem ABS und PS aufgrund der schwarzen Farbe nicht zuverlässig genug erkannt und geht daher unwiederbringlich verloren. Will man die wertvolle Ressource "Kunststoff" möglichst vollständig ausbeuten, ist es also unbedingt erforderlich, auch den Anteil an schwarzen Kunststoffen möglichst sortenrein zurückzugewinnen.
Zur Separation von solchen Kunststoffgemischen aus Elektronikschrott kann die elektrostatische Separationstechnik mit großem Erfolg eingesetzt werden.
Man erhält nach vollendeter Separation ABS und PS- Fraktionen mit hoher Reinheit von zum Teil über 99 %. Die elektrostatische Separation erfolgt dabei unabhängig von der Farbe. Es können also auch komplett schwarz eingefärbte Materialgemische problemlos getrennt werden.
Allerdings hat die elektrostatische Separationstechnik einen Haken: Komplexe Gemische, wie sie im Elektronikschrott vorkommen, können nicht ohne weiteres verarbeitet werden. Es muss vor der Elektrostatik eine Vor-Konzentration in der Form erfolgen, dass unerwünschte Kunststoffe die beispielsweise Flammhemmer enthalten abgetrennt werden. Zur Kunststoff-Vor-Konzentration aus diesen komplexen Materialgemischen empfiehlt sich eine Kombination aus nassen und trockenen Aufbereitungs-Techniken.
Separationsprozess für schwarze Kunststoffe
Mit trockenen Separationsverfahren ist es möglich, aus grob vorzerkleinerten WEEE-Kunststoff-Materialien, z.B. im Korngrößenbereich < 50 mm, alle unerwünschte Fremdstoffe wie beispielsweise Folien, Stäube, Fasern, etc. abzutrennen. Dazu setzt man eine Kombination aus Windsichtern, Setztischen oder anderen Verfahren ein.
Des Weiteren empfiehlt es sich, die Feinfraktion weitestgehend abzusieben und die unter Umständen im angelieferten Material noch enthaltenen Metallteile zu entfernen. Damit ist das Material ideal vorbereitet für den nächsten Verfahrensschritt, die nasse Trenntechnik.
Beim nassen Trennverfahren verwendet man hintereinandergeschaltete Schwimm-Sink-Becken mit Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte. Verwendet man in der ersten Stufe eine Dichte von ca. 1,08 kg/dm³, schwimmen sämtliche Gutprodukte (PS, ABS PP usw.) aufgrund ihrer geringeren Dichte oben, während alle unerwünschten Fremdstoffe inklusive der flammgehemmten Kunststoffe untergehen und entsorgt werden können.
Ein danach folgender weiterer Trennschnitt mit Wasser (Dichte 1,0 kg/dm³) spült nicht nur die restliche Trennflüssigkeit der ersten Separationsstufe ab, sondern ermöglicht auch die Trennung in PP und PE als Schwimmfraktion und PS und ABS als Sinkfraktion. Auf diese Weise kann man nun aus einem Gemisch unterschiedlichster WEEE-Kunststoffe die Zielfraktionen PS und ABS und PP und PE als Konzentrate erzeugen.
Unerwünschte Fremdstoffe
Allerdings sind diese PS- und ABS-Gemische immer noch mit erheblichen Fremdstoffanteilen verunreinigt. An erster Stelle steht dabei Holz, das beispielsweise von zerkleinerten Lautsprechern, Radiogehäusen, Paletten usw. stammt. Zur Abtrennung der Holzfraktionen haben sich elektrostatische Separatoren vom Typ Korona-Walzen-Scheider bewährt. Hier wird die unterschiedliche Leitfähigkeit zwischen feuchtem Holz und trockenem Kunststoff zur Separation genutzt. Der Kunststoff ist nach diesem Trennschritt praktisch holzfrei. Gleichzeitig werden in diesem Separationsschritt auch noch leitfähige Gummianteile und Restmetalle abgetrennt.
Abtrennung PP
Die "Zielkunststoffe ABS und PS" liegen im Dichtebereich von ca. 1,05 kg/dm³. Bei der Aufbereitung von Kunststoffen aus Elektronikschrott zeigt sich aber, dass in diesem Dichtebereich auch gefülltes Polypropylen liegt (sogenanntes PP20), das aus Festigkeit- oder Kostengründen mit Talkum gefüllt wurde. PP als Beimischung in PS oder ABS ist aber unerwünscht, da die Qualität des Mahlgutes oder Compounds unter diesem beigemischten PP besonders stark leidet.
