Brevet FR2676942A1 — publié le 19921204

Procédé de récupération de métal de matière plastique et éventuellement de papier ou de carton à partir de déchets de matériaux d'emballage La présente invention concerne un procédé permettant de récupérer des matériaux constitutifs élémentaires, tels que métal, matière plastique et éventuel- lement papier ou carton, à partir de déchets de matériaux d'emballage de type stratifié, comprenant des couches de métal, matière plastique et éventuellement 5 papier ou carton. Dans le domaine de l'industrie de l'emballage, on produit chaque année des quantités considérables, régulièrement de plus en plus grandes, d'emballages de consommation du type à usage unique (qu'il est convenu d'appeler cartons jetables) Le matériau constituant ces emballages varie en fonction du type de1 o produit à emballer, mais est le plus généralement constitué de plusieurs couches superposées qui sont destinées à conférer ensemble à l'emballage les propriétés supérieures voulues de protection du produit Pour les liquides alimentaires, on utilise habituellement un matériau d'emballage constitué de couches de matière plastique et de couches de papier ou de carton, ce matériau étant éventuellement15 complété, dans le cas de produits alimentaires particulièrement sensibles à l'oxy- dation et aux bactéries, par au moins une couche supplémentaire de métal, par exemple une pellicule d'aluminium, ou d'une autre matière possédant les pro- priétés protectrices voulues C'est ainsi par exemple qu'un matériau d'emballage de la technique antérieure utilisé pour le lait est constitué d'une couche intérieure20 de base à fonction de raidissement, en papier ou carton, et de couches extérieures étanches aux liquides, en matière plastique, tandis qu'un matériau correspondant d'emballage utilisé pour les jus ou autres produits alimentaires particulièrement sensibles à l'oxydation ettou aux bactéries peut en plus être pourvu d'une pellicule d'aluminium disposée entre les couches indiquées ci-dessus. 25 Simultanément à la croissance de la production d'emballages à usage unique, la quantité de déchets produits entraîne bien entendu un accroissement correspondant des déchets constitués par ces matériaux stratifiés d'emballage et comprenant à la fois des ordures ménagères (cartons entiers utilisés) et des déchets industriels (rebuts d'emballages de fabrication incorrecte et autres déchets30 de production) L'expression "déchets de matériaux stratifiés d'emballage" est donc censée désigner tous les déchets constitués de matériaux stratifiés d'emballage, quel que soit le stade de la chaîne de distribution des emballages dont ces déchets proviennent. Etant donné que les déchets contiennent des matières ayant une certaine valeur et aussi, à toutes fins utiles, des matières constitutives pures, telles que de la matière plastique, du métal (pellicule d'aluminium) et du papier ou du carton, qui constituent séparément, mais encore plus dans leur ensemble, une ressource éco- nomique majeure, il a toujours été souhaitable dans la technique de pouvoir récu- pérer, de la meilleure manière possible et dans la plus grande mesure possible, le potentiel économique présent dans les déchets Une importance encore plus grande a récemment été accordée à ce problème du fait de réglementations gouvernementales plus strictes concernant le traitement des déchets. C'est pourquoi la présente invention a pour but de fournir un procédé au moyen duquel on puisse récupérer des matières constitutives élémentaires à partir de déchets de matériaux stratifiés d'emballage. La présente invention a aussi pour but de fournir un procédé au moyen duquel on puisse récupérer les matières constitutives considérées sans utiliser des produits chimiques exerçant des contraintes sur l'environnement ou présentant un danger de destruction de l'environnement, tels que des solvants, des acides et sels forts, etc A cet effet, la présente invention a pour objet, permettant d'atteindre ces buts et avantages, ainsi que d'autres, un procédé de récupération de métal, de matière plastique et, le cas échéant, de papier ou de carton à partir de déchets de maté- riaux stratifiés d'emballage comprenant des couches de métal, de matière plastique et éventuellement de papier ou de carton, caractérisé en ce qu'on traite les déchets au moyen d'un acide organique ou d'un mélange d'acides organiques afin de séparer lesdites couches de métal et de matière plastique l'une vis-à-vis de l'autre et vis-à-vis de la couche de papier ou de carton éventuellement présente. Comme exemples d'acides qu'on peut utiliser dans le procédé conforme à l'invention, on peut citer l'acide formique, l'acide acétique, l'acide propanolique, l'acide butyrique et des acides organiques volatils analogues, séparément ou en combinaisons éventuelles entre eux D'autres exemples d'acides utilisables confor- mément à l'invention sont constitués par l'acide citrique, l'acide sorbique et l'acide lactique, individuellement ou en combinaisons éventuelles entre eux ou avec les acides précédemment indiqués Au premier rang parmi ces acides, on préfère l'acide formique et l'acide acétique et, mieux, l'acide acétique en l'absence de tout autre acide. La séparation de la couche de matière plastique et de la couche de métal indiquées ci-dessus l'une vis-à-vis de l'autre et vis-à-vis d'autres couches de matière présentes dans les déchets est améliorée et accélérée si ces déchets sont réduits mécaniquement en petits morceaux (déchiquetés, hachés, etc) avant le traitement à l'acide ou aux acides D'une manière analogue, le rendement de la séparation est amélioré si les déchets sont soumis à une agitation ou maintenus en mouvement à l'aide d'autres moyens appropriés pendant le traitement à l'acide et/ou si le traitement est appliqué à une température élevée, de préférence supé- 3 rieure à 50 OC. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la descrip- tion qui suit à titre d'exemples non limitatifs et en regard des dessins annexés sur lesquels: 5 les figures 1 et 2 représentent schématiquement des matériaux classiques d'emballage à partir desquels on peut récupérer les matières constitutives élémen- taires en utilisant le procédé conforme à l'invention et la figure 3 illustre schématiquement ce procédé conforme à l'invention. Le matériau stratifié d'emballage de la figure 1 est désigné dans son ensemble par le repère 10 Ce matériau 10 comprend une couche de base 11 en papier ou en carton et une pellicule d'aluminium 12 appliquée sur l'une des faces de cette couche de base et collée sur cette dernière au moyen d'une couche inter- médiaire d'étanchéité 13 en polyéthylène Le matériau d'emballage 10 comprend en outre des couches extérieures d'étanchéité/protection 14 et 15 en polyéthylène.15 La figure 2 représente un autre matériau d'emballage de la technique anté- rieure qui est désigné dans son ensemble par le repère 20 Ce matériau d'embal- lage 20 présente pour l'essentiel une structure qui est la même que celle du maté- riau d'emballage 10 de la figure 1 en ce qui concerne l'agencement et la nature des couches de matière, à l'exception du fait que la première face de la couche de20 base 21 est revêtue d'une couche 26 d'argile (revêtement d'argile) appliquée entre la couche extérieure d'étanchéité/protection 24 et la couche de base 21 Ce matériau d'emballage 20 comprend une pellicule d'aluminium 22 qui est collée sur la couche de base 21 au moyen d'une couche intermédiaire d'étanchéité 23 en polyéthylène, ainsi qu'une couche extérieure d'étanchéité/protection 25 en poly-25 éthylène qui est collée sur cette pellicule d'aluminium 22. On se reporte ci-après plus particulièrement à la figure 3 qui représente schématiquement la manière dont les matières constitutives élémentaires peuvent être récupérées à partir de déchets de matériaux stratifiés d'emballage confor- mément au procédé de la présente invention. Le matériau stratifié d'emballage peut être un matériau du type représenté aux figures t et 2 et comprenant des couches à la fois de matière plastique, d'alu- minium et de papier ou de carton, mais ce pourrait tout aussi bien être un matériau formé d'un papier ou carton stratifié qui aurait déjà été défibré dans une opération précédente et qui ne comprendrait donc que des couches de matière plastique et35 d'aluminium Dans le présent mode de réalisation présenté à titre illustratif, il est toutefois supposé que le matériau stratifié d'emballage est constitué d'un mélange des matières représentées sur l'une et l'autre des figures 1 et 2 On suppose en outre que les déchets comprennent à la fois des cartons utilisés entiers et des morceaux de cartons, formés de l'un de ces matériaux d'emballage ou des deux. Dans une première phase de traitement (désignée par le repère 30), on soumet les déchets à une opération mécanique de réduction en petits morceaux (par exemple 5 x 5 cm) Cette réduction en petits morceaux peut être réalisée en déchiquetant, hachant ou désintégrant mécaniquement d'une autre manière les déchets, en utilisant un appareillage classique à cet effet. Dans une phase suivante de traitement (désignée par le repère 31), on traite les déchets réduits en petits morceaux au moyen d'un acide ou d'un mélange d'acides, à l'aide duquel les couches de matière plastique 13, 15, et 24, 23 et 25 et les couches d'aluminium 12 et 22 sont séparées les unes des autres et vis-à-vis10 des autres couches de matière comprises dans les déchets, à savoir la couche de papier ou de carton 11, comportant la couche extérieure de matière plastique 14, et la couche de papier ou de carton 21 comportant le revêtement d'argile 26 L'acide ou les acides indiqués ci-dessus sont choisis parmi des acides organiques volatils, tels que l'acide formique, l'acide acétique, l'acide propanoïque, l'acide butyrique,15 etc, ou d'autres acides organiques tels que l'acide citrique, l'acide sorbique, l'acide lactique, etc D'une manière idéale, l'acide est constitué d'acide acétique en l'absence de tout autre acide, étant donné qu'outre sa capacité supérieure de séparation, l'acide acétique possède aussi d'autres propriétés particulièrement avantageuses, telles que la biocompatibilité et la compatibilité avec l'environ-20 nement, et aussi des propriétés bactéricides qui permettent de réaliser une destruction efficace des bactéries pathogènes éventuelles et autres micro- organismes éventuels présents dans les déchets On ajoute l'acide acétique sous la forme d'une solution aqueuse contenant ce acide dans une proportion comprise entre 40 et 100 % en poids, de préférence entre 75 et 100 % en poids Afin d'accé-25 lérer la séparation chimique des couches des déchets, on procède au traitement à l'acide à une température élevée, de préférence supérieure à 50 OC On obtient un très bon rendement de séparation en utilisant une solution aqueuse contenant approximativement 80 % en poids d'acide acétique à 80 OC. Après le traitement à l'acide ou aux acides, les couches de matière frag- mentées sont séparées les unes des autres dans une troisième phase de traite- ment (désignée par le repère 32) Cette phase de séparation peut être réalisée d'une manière connue en utilisant des cyclones ou des appareils classiques ana- logues qui séparent les matières en fonction de leurs densités qui diffèrent les unes des autres C'est ainsi qu'à partir de cette troisième phase de traitement, on35 obtient: i) une fraction "fibres/matière plastique" comprenant la couche de papier ou de carton 11, sur laquelle adhèrent les couches de matière plastique 13 et 14, et la couche de papier ou de carton 21 comportant la couche de matière plastique 23, ii) une fraction "métal" comprenant la couche d'aluminium 11 et la couche d'alu- minium 21, iii) une fraction "matière plastique" comprenant les couches de matière plastique 15, ainsi que 24 et 25 et iiii) une fraction "liquide" comprenant l'acide de traitement épuisé et divers autres éléments constitutifs résiduels contenus dans les déchets traités, tels que des particules du revêtement d'argile 26. La fraction de métal séparée est lavée à l'eau, rincée et séchée et peut ensuite être fondue et façonnée en une nouvelle feuille destinée à être utilisée dans la production d'un nouveau matériau stratifié d'emballage. D'une manière analogue, la fraction de matière plastique ainsi obtenue peut, après lavage, rinçage et séchage, être fondue et façonnée en granules destinés à l'extrusion. La fraction liquide provenant de la phase de traitement 33 contient une solution d'acide pratiquement épuisée et peut éventuellement, après dilution à l'eau et/ou neutralisation, être rejetée directement dans un système d'évacuation de déchets De telles émissions peuvent être réalisées sans risque pour l'environ- nement, ni risque de pollution bactérienne, étant donné que les acides utilisés pour mettre en oeuvre les procédé conforme à la présente invention sont inoffensifs à l'égard de l'environnement et de l'état sanitaire général et qu'ils sont en outre suffi- samment bactéricides pour détruire toutes les bactéries pathogènes éventuelles et autres microorganismes infectieux éventuels qui peuvent être présents dans les déchets traités. Toutefois, conformément à l'invention, il est de préférence possible de recycler la solution d'acide épuisée provenant de la phase de traitement 32, ainsi que cela est suggéré schématiquement par les traits interrompus dans la zone située au-dessous des phases de traitement 31 et 32 à la figure 3 Dans un tel cas, on soumet la solution acide à un traitement de régénération au cours d'une phase 2533 qui peut être réalisée par une technique de distillation ou autre technique classique de purification, par exemple de filtration, au moyen de laquelle l'acide est délivré des impuretés éventuelles (par exemple les particules d'argile) Après régénération, l'acide est recyclé vers la phase de traitement 31 en vue d'être réuti- lisé. A partir de la fraction fibres/matière plastique obtenue lors de la phase de traitement 32, les fibres de papier ou de carton sont extraites et peuvent ensuite être utilisées comme matière première pour la production de diverses qualités de papier ou de carton. Par conséquent, ainsi qu'il ressort de la description qui précède, il est possible, conformément à la présente invention, de récupérer d'une manière effi- cace les matières constitutives élémentaires, telles que la matière plastique,le métal (AI) et le papier ou le carton, à partir de déchets de matériaux stratifiés d'emballage comprenant des couches de matière plastique, de métal (aluminium) et de papier ou de carton Plus particulièrement, la présente invention rend possible la récupération de telles matières constitutives sous une forme chimi- quement aussi bonne qu'inaltérée ou non dégradée, sans utilisation de produits chimiques exerçant une contrainte sur l'environnement ou présentant un danger de destruction de l'environnement, tels que des solvants organiques, etc REVENDICATIONS 1 Procédé de récupération de métal, de matière plastique et, le cas échéant, de papier ou de carton à partir de déchets de matériaux stratifiés d'emballage comprenant des couches de métal, de matière plastique et éventuellement de papier ou de carton, caractérisé en ce qu'on traite les déchets au moyen d'un acide organique ou d'un mélange d'acides organiques afin de séparer lesdites couches de métal et de matière plastique l'une vis-à-vis de l'autre et vis-à-vis de la couche de papier ou de carton éventuellement présente. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'acide ou les acides sont choisis parmi l'acide formique, l'acide acétique, l'acide propanoïque, l 1 l'acide butyrique et des acides organiques volatils analogues. 3 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la solution aqueuse contient l'acide ou les acides dans une proportion comprise entre 40 et 100 % en poids. 4 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé 1 o en ce que le traitement au moyen de la solution aqueuse est appliqué à une température supérieure à 50 OC. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les déchets de matériaux d'emballage sont réduits mécaniquement en petits morceaux avant traitement au moyen de la solution aqueuse. 6 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les déchets de matériaux d'emballage sont maintenus en déplacement pendant le traitement au moyen de la solution aqueuse. 7 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les matières constitutives séparées sont récupérées individuellement dans un traitement suivant de séparation basé sur la densité.