Duurzaam terugwinnen van Carbon Black

De Hosokawa Groep heeft een proces ontwikkeld voor de duurzame terugwinning van Carbon Black uit gebruikte autobanden. Na de pyrolyse zijn nog een aantal processtappen nodig om tot een stofvrij, goed te doseren granulaat te komen dat direct kan worden ingezet voor de productie van nieuwe autobanden of andere rubberproducten.

Veel bedrijven die zich bezig houden met de recycling van autobanden staan voor de uitdaging om uit het rubber Carbon Black te winnen. Het zwarte goud moet namelijk na de pyrolyse nog een aantal processtappen doorlopen voordat het als recovered Carbon Black (rCB) kan worden gebruikt. "Wij hebben daarvoor een efficiënt en duurzaam proces ontwikkeld", zegt Marc Jacobs, Teammanager CMM (Chemicals/Minerals/Metals) bij Hosokawa Micron in Doetinchem. "Het recyclingbedrijf kan met onze nieuwe proceslijn grondstoffen probleemloos opwerken tot een topkwaliteit rCB. Fabrikanten van autobanden en andere rubberproducten kunnen dit granulaat direct in hun productieproces inzetten."

Integraal proces

Voor de ontwikkeling van het nieuwe, integrale proces combineerde de Hosokawa Groep de kennis, ervaring en apparatuur van diverse dochterondernemingen van het wereldwijd actieve concern. "In dit project zijn met name Hosokawa Alpine, Hosokawa Micron en Hosokawa Solids Solutions betrokken. Ook werken we nauw samen met andere bedrijven om ervoor te zorgen dat recyclingbedrijven als onze klant kunnen vertrouwen op een efficiënte productielijn waarin alle machines en installaties optimaal op elkaar zijn afgestemd. De klant heeft met deze 'one stop shop'-benadering bovendien slechts één aanspreekpunt."

rCB finishing-proces

"Onze expertise is dat we aan het rCB precies die eigenschappen kunnen geven waar de fabrikanten van autobanden om vragen. Zij willen een stofvrij, goed lopend en makkelijk te doseren granulaat."

In het voortraject worden de gebruikte banden geshredderd en vermalen, waarbij het aanwezige staal zoveel mogelijk wordt verwijderd. Vervolgens wordt het materiaal gepyroliseerd. Hierbij ontstaan olie en gas dat ook een nuttige toepassing krijgt. Wat overblijft, is het uitgangsmateriaal voor het 'rCB finishing'-proces van Hosokawa. De deeltjesstructuur ervan moet worden aangepast om het als rCB-granulaat succesvol te kunnen inzetten.

Malen

Het gepyrolyseerde materiaal wordt in drie opeenvolgende stappen omgezet in rCB-korrels van topkwaliteit: fijnmalen, agglomereren en drogen. De eerste stap - fijnmalen - is een van de specialisaties van Hosokawa Alpine. De fijne maalstap kan worden uitgevoerd door twee verschillende maaltechnologieën: ofwel met de Fluidized Bed Opposed Jet Mill TDG luchtstraalmolen of de impactmolen ACM met geïntegreerde mechanische windzifter.

De TDG Jet Mill levert een product met een fijnheid van d₉₉ = 5-15 micron en grover indien nodig, zelfs bij hoge debieten. Bij het TDG-proces kunnen onzuiverheden zoals metaaldraden eenvoudig worden verwijderd. De ACM impactmolen maalt iets minder klein en realiseert een fijnheid van d₉₇ = 20-40 micron. Maar de keuze voor een van beide technologieën hangt mede af van de abrasiviteit van het product. Voor rCB-typen met een hoog asgehalte heeft de TDG-oplossing een operationeel kostenvoordeel.

Handling

De capaciteit van een maallijn kan al snel oplopen tot meer dan 1 ton/uur. Daarbij moet men bedenken dat het stortgewicht van het maalgoed ongeveer 80-120 gram per liter bedraagt, zodat het al snel kan gaan om volumes van meer dan 10 m³/uur. In dit stadium is het Carbon Black een stoffig materiaal met een neiging tot inklinken en een slecht stromingsgedrag. "De handling en tussenopslag daarvan vraagt een speciale expertise. Dit deel van het proces wordt verzorgd door onze zusterfirma Hosokawa Solids Solutions", aldus Marc Jacobs. "Zij leveren de installaties voor een probleemloze overdracht van de halffabricaten tussen de diverse processtappen."

Agglomereren

Na het malen wordt het Carbon Black geagglomereerd en gedroogd. Dit zijn de disciplines waarvan Hosokawa Micron bekend is. De agglomeratie kan worden uitgevoerd met de Flexomix verticale hogesnelheidsmenger. De rCB wordt in de Flexomix gedoseerd onder toevoeging van een nauwkeurig bepaalde hoeveelheid binder (typisch water). Aan de onderzijde vallen de bevochtigde korrels vrij uit de machine. De mengkamer heeft een flexibele wand die continu van buitenaf wordt gemasseerd om de aangroei van product aan de binnenkant te voorkomen.

"Daarnaast is het mogelijk om de agglomeratie uit te voeren met behulp van een Mars Mineral Pin Mixer. Dit is een horizontale high shear-menger van een Amerikaans bedrijf waarmee wij nauw samenwerken. De pinnen op de centrale as vormen een spiraal, zodat de machine ook transporteert. De Pin Mixer is met de juiste hoeveelheid binder in staat om sterke, dichte en sferische deeltjes te maken. Dit granulaat kan breukvrij pneumatisch worden getransporteerd. In beide gevallen, zowel bij de Flexomix als de Pin Mixer, gaat het om continuprocessen."

Drogen

De gevormde granulaten worden gedroogd in een wervelbeddroger van Hosokawa Micron. Deze statische fluid bed-installatie (dus zonder tril- of schudsysteem) is speciaal ontworpen voor het drogen van rCB-granulaat. De installatie wordt direct onder de menger geplaatst. De van onder ingeblazen drooglucht verdeelt het granulaat gelijkmatig over de geperforeerde plaat. Een lichte hellingshoek zorgt ervoor dat het product zich geleidelijk verplaatst naar de koelzone van het wervelbed. Het rCB wordt na een controlezeving opgeslagen of verpakt.

"Zo realiseren we in samenspel met diverse disciplines een integrale proceslijn om een vrijstromend, stofvrij granulaat te maken met de juiste eigenschappen wat betreft deeltjesstructuur", besluit Marc Jacobs. "De recyclingbedrijven worden ontzorgd en de bandenfabrikanten kunnen het rCB-granulaat direct weer probleemloos als grondstof inzetten."