leyu·(中国)官方网站分类及或处理废料的方法及其生产的经处理材料与流程在本发明一些实施例中涉及一种废料处理，特别但不排除的是涉及用于分类及/或处理废料的多个方法与多个系统及其生产的经处理材料。
处理废物的最常见方法是在填埋场中进行沉积。然而，环境问题和/或土地成本可能使此方法不能令人满意。
废料的标准回收通常需要将废物材料分类成不同类型的材料，并且单独的回收或丢弃所述不同类型的材料。
标准回收的一替代方法是通过粉碎(shredding)和脱水(dehydrating)固体废物材料以及发电厂中所述垃圾衍生燃料(refuse-derived fuel；RDF)的燃烧来生产垃圾衍生燃料。
美国专利第6,017,475号描述一种通过将所述垃圾减少到一聚集碎片以将家庭垃圾转化为有用副产品的制造过程，任选的从所述聚集碎片排出液体，以及在压力下加热所述聚集碎片以产生一纸浆。还描述了一种系统，包括用于将家庭垃圾转化为一聚集碎片的一研磨机，以及用于在液体已经被移除之后分解剩余聚集碎片以形成所述纸浆的一水解器。所述制造过程水解在所述垃圾中的木质纤维素，以获得具有金属和塑料痕迹的一聚集的纤维素纸浆。如在其中进一步描述的，所述聚集的纤维素纸浆可以分离成纯的纤维素纸浆和含有无机材料的一残留物。
美国专利第7,497,335号描述一种多重区域固体给料的“液体重力(hydrogravity)”分离，以产生每个基本上是单一个区域的多个颗粒，每种类型的颗粒具有一不同的密度。将多个颗粒浆化成一合适的流体，以导致多个颗粒的混合物二元分离成具有一较高平均比重的流(stream)和具有较低平均比重的流。
具有公开号第WO2006/035441号的国际专利申请案描述了通过加热和混合以使用熔融塑料包封废料片的方法。
具有公开号第WO2010/082202号的国际专利申请案描述一种通过干燥废料、及加热所述经干燥废料同时在剪切力下进行混合所制备的复合材料。所述复合材料具有热塑性质，并且被加工以获得有用的制品。
移除在所述废料中的至少一部分的无机材料，从而获得一分类材料，所述分类材料含有至少90重量百分比的一有机材料；
提供一原料，具有至少15重量百分比的一水含量，其中所述原料的一干重的至少50重量百分比是所述分类材料；
根据一些实施例，根据比重分离多个材料，所述分离的步骤包括：所述废料与被选定的一液体接触，以使至少一部分的所述无机材料下沉；及
根据比重分离在所述废料中的多个材料，所述分离的步骤包括：所述废料与被选定的一水性液体接触，以使至少一部分的所述废料下沉，从而获得一分类材料，所述分类材料含有至少90重量百分比的材料具有一比重在一预选范围内。
根据本发明的一些实施例的一样态，有提供一种聚合物材料，可通过如本文所描述的一种处理废料的方法而获得。
一分离器，配置用以通过根据比重分离所述废料中的多个材料来从所述废料中移除至少一部分的无机材料，所述分离器含有被选定的一液体，使得至少一部分的无机材料下沉，从而提供含有至少90重量百分比的有机材料的一分类材料；
一装置，用以使一原料通过剪切力进行混合，所述装置包括一第一混合区域及一第二混合区域，每个独立的适于对所述废料进行加热；及
一第一通风口及一第二通风口，每个适于移除在由所述装置进行所述混合和所述加热的期间所释放的多种气体，
所述系统配置用以提供一原料予所述装置，所述原料包括所述分类材料且具有至少15重量百分比的一水含量，及
所述装置配置用以使所述原料在所述第一混合区域中进行混合及使所述多个气体从所述第一通风口移除，以及随后使所述原料在所述第二混合区域中进行混合，且从所述第二通风口移除所述多个气体，从而获得一经处理材料，其中使所述原料进行所述混合和所述加热而不被干燥。
一分离器，配置用以根据比重分离在所述废料中的多个材料，所述分离器含有被选定的一液体，使得一部分的所述废料下沉，从而获得一分类材料，所述分类材料含有至少90重量百分比的一比重在一预选范围内的材料。
根据本发明一些实施例，小于10％的所述非颗粒经处理材料的一体积由具有至少0.2立方毫米的一体积的多个颗粒所组成。
根据本发明一些实施例，所述根据比重分离多个材料的步骤包括：获得一分类材料，所述分类材料含有至少90重量百分比的材料具有一比重在一预选范围内。
根据本发明一些实施例，所述根据比重分离多个材料的步骤进一步包括：移除至少一部分的一聚合物，所述聚合物选自于由一热固性聚合物及在废料中具有至少250℃的一熔点的一合成聚合物所组成的一族群，从而获得一分类材料，所述分类材料含有除了所述热固性聚合物与具有至少250℃的熔点的所述合成聚合物以外的至少90重量百分比的一有机材料。
根据本发明一些实施例，所述原料的干重的至少70重量百分比是木质纤维素(lignocellulose)。
根据本发明一些实施例，在所述原料中的合成聚合物的至少50重量百分比是聚烯烃类(polyolefins)。
根据本发明一些实施例，进行所述混合的步骤及所述加热的步骤直到所述经处理材料的一水含量小于1重量百分比。
根据本发明一些实施例，所述方法进一步包括：所述废料或分类材料与一酸性物质接触，从而提供所述原料。
根据本发明一些实施例，所述方法进一步包括：将所述分类材料与一额外材料混合，从而提供所述原料。
根据本发明一些实施例，在所述经处理材料中的碳、氢、氧、氮、碱金属及卤素原子的一总含量至少是93重量百分比。
根据本发明一些实施例，在所述经处理材料中的非氢原子的至少97百分比是碳、氧、氮、碱金属或卤素原子。
根据本发明一些实施例，在所述经处理材料中的碱金属的一摩尔浓度是高于在所述废料的干重中的碱金属的一摩尔浓度至少50％。
根据本发明一些实施例，在所述经处理材料中的卤素的一摩尔浓度是高于在所述废料的干重中的卤素的一摩尔浓度至少50％。
根据本发明一些实施例，所述方法进一步包括：在所述废料与所述液体接触的步骤后，粉碎所述分类材料。
根据本发明一些实施例，所述方法包括：所述废料与一水性液体接触的步骤，从而获得一部分分类材料，及进一步包括：根据比重对所述部分分类材料进行分离多个材料的至少一额外循环，所述分离的步骤包括：使所述部分分类材料与一额外液体接触，从而获得所述分类材料。
根据本发明一些实施例，所述方法进一步包括：在所述部分分类材料与所述额外液体接触后，粉碎所述分类材料。
根据本发明一些实施例，根据比重分离多个材料的所述至少一额外循环的至少一个包括：移除下沉在所述额外液体中的材料。
根据本发明一些实施例，根据比重分离多个材料的所述至少一额外循环的至少一个包括：移除飘浮在所述额外液体中的材料。
根据本发明一些实施例，在所述聚合物材料中的碳、氢、氧、氮、碱金属及卤素原子的一总含量至少是93重量百分比。
根据本发明一些实施例，在所述聚合物材料中的非氢原子的至少97百分比是碳、氧、氮、碱金属或卤素原子。
根据本发明一些实施例，在所述聚合物材料中的碱金属的一摩尔浓度是高于在所述废料的干重中的碱金属的一摩尔浓度至少50％。
根据本发明一些实施例，在所述聚合物材料中的卤素的一摩尔浓度是高于在所述废料的干重中的卤素的一摩尔浓度至少50％。
根据本发明一些实施例，所述聚合物材料的一熔体流动指数(melt-flow index)在190℃的一温度下是至少1公克/10分钟。
根据本发明一些实施例，所述制造品包括彼此黏合及/或共混的二种或以上的材料，其中所述多个材料中的至少一种是如本文所描述的聚合物材料。
根据本发明一些实施例，所述系统包括至少一分离器，配置用以根据比重分离在所述废料中的多个材料，所述至少一分离器配置用以获得一分类材料，所述分类材料含有至少90重量百分比的一比重在一预选范围内的材料。
根据本发明一些实施例，所述系统配置用以移除至少一部分的一聚合物，所述聚合物选自于由一热固性聚合物及来自废料的具有至少250℃的一熔点的一合成聚合物所组成的一族群，从而获得一分类材料，所述分类材料含有除了所述热固性聚合物与具有至少250℃的熔点的所述合成聚合物以外的至少90重量百分比的一有机材料。
根据本发明一些实施例，所述第一混合区域及所述第二混合区域各是独立的适于使所述原料在从一范围是从90℃至230℃的一温度下进行加热。
根据本发明一些实施例，所述系统进一步包括一感测器，用以感测在本文所描述的装置中的材料的一水含量。
根据本发明一些实施例，所述系统配置用以使用一额外材料对所述分类材料及/或所述经处理材料进行混合。
根据本发明一些实施例，所述系统进一步包括一粉碎机，配置用以在所述废料与所述液体接触的步骤前，粉碎所述废料。
根据本发明一些实施例，所述系统进一步包括一粉碎机，配置用以在所述废料与所述液体接触的步骤后，粉碎所述分类材料。
根据本发明一些实施例，所述系统进一步包括一，用以监控在所述分离器中所述液体的一比重，其中所述系统配置以调整在所述分离器中所述液体的比重至一预定值。
根据本发明一些实施例，所述系统包括：一第一分离器，配置用以根据比重分离多个材料，从而获得一部分分类材料；及至少一额外分离器，配置用以使所述部分分类材料进行根据比重分离多个材料的至少一额外循环，所述额外的分离器含有被选定的一额外液体，以使所述部分分类材料的一部分下沉。
根据本发明一些实施例，所述系统进一步包括一粉碎机，配置用以在所述部分分类材料与在所述额外的分离器中的额外液体接触后，粉碎所述分类材料。
除非进行定义，否则本文所使用的所有的技术和/或科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。尽管在本发明的实施例的实现或测试中能够使用与本文所描述的相似或等同的方法和材料，但是下文描述示例性的方法和/或材料。在冲突的情况下，以包括定义的专利说明书为主。另外，材料、方法和实施例仅为示例性的而不旨在必要地限制。
在本文参照附图仅通过示例的方式描述了本发明的一些实施例。具体详细参照附图，应强调的是，所示的特定方案仅通过实施例以及为了本发明的实施例的示例性讨论的目的。在这方面，结合附图进行的说明使得如何可实现本发明的实施例对于本领域技术人员显而易见。
图4是根据本发明一些实施例描绘一种用于处理废料的系统的图(大箭头显示废料的方向；小箭头显示被释放气体的方向)；
图5A与5B是根据本发明一些实施例的挤压经处理材料的一圆柱形样品的多个图像(侧视图5A；剖面图5B；样品的直径大致上是10厘米)；
图6是根据本发明一些实施例绘示的一经处理材料的一热量扫描(以每分钟10℃的速率)期间作为一温度函数的热流，及观察到的相变的温度(由峰值表示)和相变的热的图；
图7是根据本发明一些实施例绘示由进行(绿色)或不进行(蓝色)所述废料的分离步骤的废料所制备的经处理材料的一红外光谱；
图8是根据本发明一些实施例的一经处理材料的一电子顺磁共振(EPR)光谱的图，包含代表g1、g2及g3值的峰值，也绘示一峰值代表2.0(碳自由基的特征)及3.4(纤维素的特征)的g值的位置；
图9A及9B是根据本发明一些实施例显示一经处理材料的NMR光谱的(在不同的y轴刻度)多个部分；
图10A及10B是海盐水溶液(约20重量百分比)(图10A)和淡水(图10B)的滤液的NMR光谱，每种滤液是在以植物生物质孵育3小时后获得；
在本发明一些实施例中涉及一种废料处理，特别但不排除的是涉及用于分类及/或处理废料的多个方法与多个系统及其生产的经处理材料。
在详细地说明本发明的至少一个实施例之前，应理解的是，本发明的应用不一定局限于下面的说明中阐述的和/或附图中图示的和/或实施例的部件和/或方法的构造细节和布置。本发明能够具有的实施例或者以各种方式实现或实施。
本案发明人已经发现，根据比重的一废料中的分离多个材料可以用于以有效率和成本效益的方式获得一分类材料，所述分类材料用于进一步处理儿不需干燥所述分类材料。本案发明人还发现根据比重的分离可以有利的影响工艺进程和所获得的经处理材料的多个参数和多个性质。例如，可以利用将废料(例如，未分类的废料)与例如水溶液的一液体接触以有利的从所获得的分类材料中分离一些材料，特别是无机材料，及/或将一水含量增加到特别适合加工的一定水平。再者，使用湿润废料(如未干燥的废料)可以容易的使通过废料与液体接触的分离进行，而湿润废料阻碍其他分离技术，例如通过产生不同类型材料的碎片而粘在一起。本案发明人进一步证明，通过比重分离获得的所述经处理废料具有优异的可控特性。
现参照所述附图，图1是根据本发明示例性实施例说明一种用于根据比重分离废料的一般程序，如在下方的范例段落中所详细描述的。
图2是根据本发明示例性实施例说明的一种用于处理一分类材料的一般程序，如在下方的范例段落中所详细描述的。
图3是根据本发明示例性实施例说明的一种用于分离及处理一废料的系统，如在本文下方中所详细描述的。图4是根据本发明示例性实施例说明的一种用于处理一材料(例如一分类材料)的系统，如在本文下方中所详细描述的。
图6至9B是根据本发明示例性实施例绘示被制造的经处理材料的多个物理性质，如在下方的范例段落中所详细描述的。
图11是根据本发明示例性实施例绘示一种用于根据比重分离废料的系统，如在本文下方中所详细描述的。
图12是根据本发明示例性实施例说明的一种用于根据比重分离废料及用于处理所述所获得的分类材料的系统，如在下方的范例段落中所详细描述的。
根据本发明一些实施例的一样态，有提供一种分类废料的方法，从而获得一分类材料。在一些实施例中，根据本发明的此样态的所述方法是通过根据比重分离在所述废料中的多个材料所导致。在一些实施例中，通过所述废料与被选定的一液体的接触所导致的分离，以使一部分的所述废料在所述液体中下沉(及另一部分不下沉)。
在本文中，所述用语“废料(waste material)”指的是基本上固体废料，例如城市固体废料，其在一些实施例中主要从国内来源获得，并且也称为“垃圾(trash)”或“垃圾(garbage)”。本文所用的用语“废料”包括基本上未分类的废料(例如，在除去如本文所述的一部分的所述材料之前)，即，其包含家庭废物典型的各种物质，并且任选的进一步包含如本文定义的废料，其已经历一些分类(例如，易于回收的物品的移除)。
因此，所述废料可任选的为在一固体废料管理设施处或在一废料堆处或从一垃圾填埋场(称为“未分类的”废料)接收的形式，或者替代的，已经经历初步分类的废料，即在根据本文所述的方法进一步分类之前从其中任选的移除(部分或全部的)一种或多种组成物(例如，磁性材料)的废料(例如，来自上述来源)。所述废料可以包括来自非家庭来源的一些废料，例如污泥(例如污水污泥)，工业废料(例如废弃的包装材料)和/或农业废料。
所述废料通常包括一些液体(例如水，油类)，例如，由所述废料吸收和/或废料中的容器内的液体。应当理解的是，本文所述的分类方法通过与液体接触来实现，使得所述废料因此可以任选的进行分类，而不需要事先干燥所述废料。
在本文中，所述用语“分类材料(sorted material)”用于描述一材料是通过移除一来源材料(例如，一废料)中的多个材料的一部分以获得具有与所述来源材料不同的组成物的材料而获得的。“来源材料”是指例如如本文所述的废料，其经受如本文所述的分类。
在本文中，所述用语“分类(sorting)”及其语法衍生词用于描述如本文所定义的从一来源材料(例如，一废料)获得如本文所定义的一分类材料的一过程。
在本文中，在对一材料(例如，废料)进行的一动作的上下文中，所述用语“处理(processing)”及其语法衍生词用于描述所述材料的组成物、化学性质和/或物理性质的改变，从而获得具有与经受加工的材料不同的组成物、化学性质和/或物理性质的不同的第二材料，本文称为“经处理材料(processed material)”。本文使用的用语“处理”包括如本文所定义的分类，但不限于分类。
为了清楚起见，这里通常使用所述用语“处理材料”来描述通过除了分类之外的程序所获得的材料(而通过分类获得的材料被称为“分类材料”)，例如，通过使一分类材料(如本文所定义)进行除了分类(例如，加热)之外的处理。
在本发明的此样态的一些实施例中，所述方法提供具有在预选范围内的比重的材料的丰富的分类材料，并且根据所述预选范围选择所述液体(例如，选择用于一盐水溶液的一适合浓度，如下文进一步详细讨论的)。
在本文所述的任何实施例的一些实施例中，所述分类材料含有至少90重量百分比的比重在预选范围内。在一些实施例中，分类材料含有至少95重量百分比的材料具有一比重在预选范围内。在一些实施例中，分类材料含有至少98重量百分比的材料具有一比重在预选范围内。在一些实施例中，分类材料含有至少99重量百分比的材料具有一比重在预选范围内。根据这些实施例，也预期介于90至99.9重量百分比之间的任何值。
如本文所使用，所述用语“比重(specific gravity)”是指在相同条件(例如，温度、压力)下材料的密度与纯水的密度的比值。因此，纯水的所述比重定义为1。在本文所述的任何实施例的一些实施例中，所述比重是在室温(例如25℃)和大气压下的比重。然而，因为比重是一比值，所以其比起密度对于条件(例如，温度，压力)变化的敏感性较低。因此，在本文所述的任何实施例的一些实施例中，所述比重是在工作条件下的一比重。例如，在工作条件下的环境温度可以变化，例如在约0℃至50℃的范围内，并且环境压力可以根据所述位置的高度而变化。
所述比重的一预选范围可以任选的以一上限和一下限为特征，或者任选的，所述范围可以任选的是一开放范围，例如特征是在于没有下限的上限，或者没有上限的下限。
在本文所述的任何实施例的一些实施例中，所述预选范围不大于1.25，即，所述预选范围的上限不大于1.25，使得所述整个范围不大于1.25。在一些实施例中，所述预选范围不大于1.225。在一些实施例中，所述预选范围不大于1.20。在一些实施例中，所述预择范围不超过1.175。在一些实施例中，所述预选范围不超过1.15。在一些实施例中，所述预选范围不大于1.125。在一些实施例中，所述预选范围不大于1.10。
在本文所述的任何实施例的一些实施例中，所述分类材料在比重低于液体比重的材料中是丰富的(相对于衍生自其中的废料)。在这些实施例的一些中，所述方法通过从所述废料中移除下沉于液体中的材料来实现，从而获得所述分类材料。
在本文所述的任何实施例的一些实施例中，所述分类材料在具有一比重是高于液体比重的材料中是丰富的(相对于其来源的废料)。在这些实施例的一些中，所述方法通过从所述废料中移除不会下沉于液体中的材料来实现，从而获得所述分类材料。
在本文所述的任何实施例的一些实施例中，所述分类材料在一比重低于一第一液体(例如，一盐类水溶液)的比重的材料中是丰富的(相对于其来源的废料)，并且高于一第二液体(例如，水或稀盐类水溶液)的比重。在这些实施例的一些中，所述方法包括从所述废料中移除下沉在所述第一液体中的材料的一阶段，以及从所述废料中移除不会下沉于所述第二液体中的材料的一阶段。
在本文中，所述用语“下沉(sink)”包括下沉到一液体的一底部(例如，沉淀)，以及下沉到所述液体的一表面下方。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，一废料的所述无机材料(通常比有机材料更致密)的至少一部分下沉到所述液体的一底部。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，下沉到所述底部的材料被移除(例如，通过移除沉淀物)，并且基本上收集所有其他材料。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，在液体中漂浮的材料被收集(例如，通过撇除(skim)所述液体的一表面)，并且基本上所有材料被移除。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，废料的分离包括从所述液体中移除基本上所有的材料(例如，所述收集的分类材料和从所述废料移除的材料，以便获得从液体中移除的分类材料)，使得所述液体可以再利用以根据比重分离更多的废料。从所述液体中移除可以例如通过从一表面撇除飘浮材料、移除沉淀材料和/或过滤掉下沉在所述液体的表面下方但不下沉到底部的材料。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述废料在所述液体中搅拌，例如通过至少一个桨叶的旋转(例如，桨轮的旋转)。任选的选择搅拌足够有力以促进不同类型的材料(其可以例如彼此粘附)的分离，同时足够温和以允许所述液体中的多个材料的分离。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，搅拌包括以每分钟120次或更少的频率的扰动(例如，旋转、振动、搅动)。在一些实施例中，搅拌包括以每分钟60次或更少的频率的扰动。在一些实施例中，搅拌包括以每分钟30次或更少的频率的扰动。在一些实施例中，搅拌包括以每分钟20次或更少的频率的扰动。在一些实施例中，搅拌包括以每分钟10次或更少的频率的扰动。
如本文所使用，所述用语“水性液体(aqueous liquid)”是指一液体，其中在其内的至少50重量百分比的所述(多个)液体化合物(例如，除了悬浮和/或溶解在液体中的固体材料)为水。在一些实施例中，至少60重量百分比是水。在一些实施例中，至少70重量百分比是水。在一些实施例中，至少80重量百分比是水。在一些实施例中，至少90重量百分比是水。在一些实施例中，至少95重量百分比是水。在一些实施例中，至少98重量百分比是水。在一些实施例中，至少99重量百分比是水。在一些实施例中，所述液体组成物基本上由水组成。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体是一溶液，例如一水溶液。用于一溶液(例如，一水溶液)的合适的溶质包括水溶性盐类，即在水中形成离子的任何化合物(例如氯化钠、氯化钾、溴化钠、溴化钾、氯化钙、硝酸钙、碳酸钾)和水溶性碳水化合物(例如，葡萄糖、蔗糖、乳糖、果糖)。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述溶质是一盐类，即，所述液体是一盐类水溶液(离子溶液)。在一些实施例中，所述盐类包括氯化钠。氯化钠可以任选的是基本上纯的。或者，所述氯化钠与盐类混合，例如，如在海盐中。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体包括海水(例如，用淡水稀释的海水和/或浓缩海水，即，其中一部分水已被移除的海水)。在一些实施例中，所述液体基本上由海水组成。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体是一悬浮液，例如一水性悬浮液。用于悬浮液的合适的悬浮材料包括水不溶性盐类和/或金属物质，例如碳酸钙、铁粉和硅铁(FeSi)。在一些实施例中，所述悬浮的材料是磁性的，这有助于其从分离的废料中移除(例如，为了重复使用)。
所述比重可以根据期望从所述废料中分离的材料和/或期望保留在所述废料中的材料(例如，用于进一步处理)来选择。
通过控制所述溶质或悬浮材料的浓度，一溶液或一悬浮液的所述比重可以根据所述分离的需求来精细控制。
因此，例如，如果希望仅分离具有高比重特征的材料，则使用具有相对高的比重(但低于待分离的材料的溶液或悬浮液)的溶液或悬浮液，及因此，包含高浓度的所述溶质或悬浮材料。
如果期望仅在比重比水的比重更低或相同的材料(例如有机材料)保留在所述废料中，使用具有比重稍高于水的比重的溶液或悬浮液，及因此，包含一相对低浓度的溶质或悬浮物质。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中leyu，所述液体的一比重在从1.00至2.50的范围内。
高达2.50的一比重可能是合适的，例如，用于移除可能存在于所述废料中的所有或几乎所有的无机材料。因此，例如，窗玻璃具有约2.58的比重、二氧化硅具有约2.65的比重、铝具有约2.7的比重、并且其他矿物和金属的比重通常甚至更高。在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为至少2.00，例如在2.00至2.50的范围内。至少2.00的比例可以是合适的，例如用于保留所有或几乎所有有机材料，例如植物材料、动物材料和聚合物材料(例如橡胶和塑料)。
在本文中，“动物材料”是指源自于一动物的材料，及“植物材料”是指来源于植物或真菌的材料。要提到的是，源自仅仅在较远的过去存活的生物体的煤和石油产品等在本文中不被认为是动物或植物材料。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为至少1.50，例如在1.50至2.00的范围内。至少1.50的比重可能是合适于保留大多数的有机材料。在一些实施例中，所述比重为至少1.60。在一些实施例中，所述比重为至少1.70。在一些实施例中，所述比重为至少1.80。在一些实施例中，所述比重为至少1.90。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为至少1.20，例如在1.20至1.50的范围内。至少1.20的比重可以是合适于保留许多或甚至大多数有机材料，同时移除一些有机材料(例如合成聚合物)。在一些实施例中，所述液体的比重为至少1.25。在一些实施例中，所述液体的比重为至少1.30。在一些实施例中，所述液体的比重为至少1.35。在一些实施例中，所述液体的比重为至少1.40。在一些实施例中，所述液体的比重为至少1.45。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为至少1.01，例如在1.01至1.20的范围内。在1.01至1.20范围内的比重可能是合适于保留许多或甚至大多数动物材料和植物材料，同时移除许多合成聚合物，例如热固性聚合物，具有至少250℃的一熔点的合成聚合物(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate；PET)，聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene；PTFE))和聚氯乙烯(polyvinyl chloride；PVC)。
在本文中，所述用语“热固性(thermoset)”是指已通过任何技术进行不可逆固化的合成聚合物，包括通过加热固化、通过化学反应(例如，如在环氧树脂中)或辐照(irradiation)固化。热固性聚合物的范例包含但不限于热固性聚酯(例如，用于玻璃纤维中)、聚氨酯(polyurethanes)、硫化橡胶(vulcanized rubbers)、苯酚-甲醛(例如聚合物)，脲醛(Duroplast)，脲-甲醛(例如，用于胶合板中)、三聚氰胺树脂(melamine resins)、环氧树脂、聚酰亚胺、氰酸酯(cyanate esters)和聚氰脲酸酯(polycyanurates)。
不受任何特定理论的束缚，据信在所获得的分类材料中降低热固性聚合物、具有高熔点(例如至少250℃)的合成聚合物和/或PVC的比例使得所述分类材料更适合处理(例如，如本文所述)。还据信，相对于来自衍生分类材料的一废料，如本文所述的根据比重的分离是对于获得具有降低比例的这种聚合物的分类材料是一种特别方便的方法。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重不超过约1.25(例如，约为一饱和的海盐水溶液的比重)。在一些实施例中，所述比重不大于1.20。在一些实施例中，所述比重不大于1.15。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为至少1.05。在一些实施例中，所述比重在1.05至1.25的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.05至1.20的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.05至1.15的范围内。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为至少1.06。在一些实施例中，所述比重在1.06至1.25的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.06至1.20的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.06至1.15的范围内。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为至少1.07(例如浓度为约10重量百分比的氯化钠水溶液)。在一些实施例中，所述比重在1.07至1.25的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.07至1.20的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.07至1.15的范围内。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为至少1.08。在一些实施例中，所述比重在1.08至1.25的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.08至1.20的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.08至1.15的范围内。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为至少1.09。在一些实施例中，所述比重在1.09至1.25的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.09至1.20的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.09至1.15的范围内。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为至少1.10。在一些实施例中，所述比重在1.10至1.25的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.10至1.20的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.10至1.15的范围内。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为至少1.11(例如浓度为约15重量百分比的氯化钠水溶液)。在一些实施例中，所述比重在1.11至1.25的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.11至1.20的范围内。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为至少1.12。在一些实施例中，所述比重在1.12至1.25的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.12至1.20的范围内。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为至少1.13。在一些实施例中，所述比重在1.13至1.25的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.13至1.20的范围内。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为至少1.14。在一些实施例中，所述比重在1.14至1.25的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.14至1.20的范围内。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为至少1.15(例如浓度为约20重量百分比的氯化钠水溶液)。在一些实施例中，所述比重在1.15至1.25的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.15至1.20的范围内。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为至少1.175。在一些实施例中，所述比重在1.175至1.25的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.175至1.20的范围内。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为至少1.175。在一些实施例中，所述比重在1.175至1.25的范围内。在一些实施例中，所述比重在1.175至1.20的范围内。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为至少1.20。在一些实施例中，所述比重在1.20至1.25的范围内。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述液体的比重为约1.03或更小，例如在1.01至1.03的范围内。例如，使用海水或稀释的海水，可以方便的且廉价的获得在一范围内的比重，因为海水具有在1.02至1.03的范围内leyu，典型的约1.025的比重。
通常，具有相对低的比重(例如，上达1.25、上达1.20)的液体相对便于制备和使用，它们可以容易的从常见且便宜的材料的溶液中获得。例如，取决于浓度，氯化钠水溶液的比重在1.00至约1.20的范围内。相对低的比重特别适合于有效的移除无机材料，包含例如具有比纯无机材料低的比重的复合材料(例如，玻璃纤维和具有玻璃填料的聚合物)，以及相对致密的有机材料，例如PVC、PET、PTFE和热固性聚合物(例如，如本文所述)。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，使用高密度水溶性盐类如钙盐、镁盐、过渡金属盐、溴盐和/或使用悬浮液以获得至少1.20，任选的至少1.25的比重。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，废料与盐类溶液的接触，抑制所获得的分类材料中的微生物(例如细菌)存活和/或活性(除了促进所述分类过程之外)。这种抑制与食物在盐水中的保存(例如腌渍(pickling))相当。这种抑制可以例如增生和/或减少分类材料的恶臭，从而便于所述分类材料的处理和/或存储。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，盐类溶液(例如，盐水溶液)中的盐类(例如氯化钠、海盐)的浓度为至少3重量百分比。在一些实施例中，盐的浓度在3至35重量百分比的范围内。在一些实施例中，盐的浓度在3至30重量百分比的范围内。在一些实施例中，盐的浓度在3至25重量百分比的范围内。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，盐类溶液(例如，盐水溶液)中的盐类(例如氯化钠、海盐)的浓度为至少5重量百分比。在一些实施例中，盐的浓度在5至35重量百分比的范围内。在一些实施例中，盐的浓度在5至30重量百分比的范围内。在一些实施例中，盐的浓度在5至25重量百分比的范围内。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，盐类溶液(例如，盐水溶液)中的盐类(例如氯化钠、海盐)的浓度为至少10重量百分比。在一些实施例中，盐的浓度在10至35重量百分比的范围内。在一些实施例中，盐的浓度在10至30重量百分比的范围内。在一些实施例中，盐的浓度在10至25重量百分比的范围内。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，盐类溶液(例如，盐水溶液)中的盐类(例如氯化钠、海盐)的浓度为至少15重量百分比。在一些实施例中，盐的浓度在15至35重量百分比的范围内。在一些实施例中，盐的浓度在15至30重量百分比的范围内。在一些实施例中，盐的浓度在15至25重量百分比的范围内。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，盐类溶液(例如，盐水溶液)中的盐类(例如氯化钠、海盐)的浓度为至少20重量百分比。在一些实施例中，盐的浓度在20至35重量百分比的范围内。在一些实施例中，盐的浓度在20至30重量百分比的范围内。在一些实施例中，盐的浓度在20至25重量百分比的范围内。
不受任何特定理论的束缚，据信废料与包含至少10重量百分比，特别是至少15重量百分比，最特别是至少20重量百分比的盐类浓度的一盐类溶液的接触是特别有效于：不仅在与所述溶液接触的废料中抑制微生物(例如细菌)存活和/或活性，而且抑制从其衍生的分类材料和/或经处理材料(如本文所述)中的微生物(例如细菌)存活和/或活性，即，在所述分类材料和/或处理材料中剩余的残留盐(在所述材料已从所述盐溶液中移除之后)，在已完成根据比重的分离的很久之后，可以有效的抑制微生物的存活和/或活性。
应当理解的是，来自动物材料或植物材料(例如木质素(lignin))的纤维素和化合物的特征在于一比重为约1.5，但是动物材料和植物材料通常由于孔隙率而表现出相当低的比重(例如，木材中的所述空隙，其使大多数木材的所述比重减少到小于1)和/或其中的相当大量的水(其导致比重接近1)。因此，许多材料的比重表示其水含量和/或孔隙率。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，除除具有一相对高比重的材料(例如，如本文所述)可以增加所述材料的一水含量(例如通过移除相对干燥的动物材料和/或植物材料，同时保留相对潮湿的动物材料和/或植物材料)，导致所获得的分类材料具有高于废料的一水含量(例如，即使在分离过程中没有吸收水)。因此，如本文所述的多个材料的移除可以用于通过促进水的吸收和/或通过移除相对干燥的材料来增加所获得的分类材料的水含量(例如，增加到本文所述的水含量)。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，移除具有一相对高的比重的材料(例如，如本文所述)可导致所述分类材料具有一减小的(平均)比重，例如小于1.20、任选的小于1.15、任选的小于1.10、任选的小于1.05和任选的小于1.00。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，例如通过选择无机材料在其中下沉的液体，所述分类材料包含至少90重量百分比(干重)的一有机材料。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，例如，通过选择这样的聚合物在其中下沉的一液体，所述分类材料包含至少90重量百分比(干重)的除了热固性聚合物和具有至少250℃的一熔点的合成聚合物之外(例如，PET，PTFE)的一有机材料。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，例如通过选择其中PVC于其中下沉的一液体，所述分类材料包含至少90重量百分比(干重)的除了PVC之外的有机材料。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，例如通过选择这样的聚合物在其中下沉的一液体，所述分类材料包含至少90重量百分比(干重)的除了热固性聚合物、具有至少250℃的一熔点的合成聚合物(例如，PET，PTFE)和聚氯乙烯(PVC)之外的一有机材料。
在这方面，应当理解的是，热固性聚合物、具有至少250℃的一熔点的合成聚合物(例如PET，PTFE)和聚氯乙烯(PVC)通常以一相对高的比重为特征。
例如，在特征是一熔点为至少250℃的合成聚合物中，PET(其特别广泛存在于废料中，例如由于其在食品和液体容器中的使用)通常表现出在从1.37至1.455的一范围内的一比重，及PTFE通常表现出在从2.1至2.2的一范围内的一比重。
类似的，聚氯乙烯(一广泛的聚合物)通常在其刚性、相对纯的形式中显示从1.35至1.45的一范围内的比重，而由于增塑剂的存在，聚氯乙烯的柔性形式通常显示一较低的比重(例如，在从1.1至1.3的一范围内)。因此，具有一比重低于1.1的一液体可适用于基本上移除所有聚氯乙烯，而具有一适度高比重(例如在从1.1至1.3的一范围内)的液体可适用于移除一相当例的聚氯乙烯。
此外，热固性聚合物通常包含一相当大量的杂原子(例如氮、氧leyu、硫)在硫化橡胶的酯基团、氨基甲酸酯基团和硫交联中，这增加了所述聚合物的比重。
应当理解的是，将废料与用于根据比重(根据本文所述的各个实施例中的任一个)分离的一液体接触可以使源自所述废料中并且与用于根据比重分离的液体混溶的所述液体进行部分移除，因为当从所述液体中移除一分类材料时，所述液体保持混合。例如，在一来源废料中的含水液体可任选的在与根据本文所述的任一个实施例的一水性液体(例如，盐类溶液)接触时至少部分的移除。
此外，液体(例如，油类)通常存在于所述废料中，其与用于根据比重分离的所述液体(例如一水性溶液)不混溶，并且在所述分离过程期间形成一不同的液体层，例如漂浮在一水性液体的一表面上的一层油类(与部分浸没在所述水性液体中的漂浮固体相反)。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述方法进一步包括(作为根据比重分离材料的任何一个或多个循环的一部分)将来源废料的液体的至少一部分(其与用于根据比重分离的液体不混溶)与废料分离和与用于根据比重进行分离的所述液体分离。在一些实施例中，分离飘浮在用于根据比重分离的一水性液体(例如盐类溶液)的一表面上的来源废料中的油类。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述分类材料具有比分类之前的废料的一较低油类浓度。
在本文中，所述用语“油(oil)”是指与水不混溶的一液体，并且包括在0℃至100℃的一范围内的一温度下为液体的物质。
在本文所述的任何实施例的一些实施例中，所述油类在0℃至50℃的一范围的温度下是液体。在本文所述的任何实施例的一些实施例中，所述油类在20℃下为液体。
在本文中，所述用语“与水不混溶(immiscible with water)”是指对于至少一些比例的水和另一种液体(例如本文定义的油)，所述液体和所述水不彼此形成一均匀溶液，并且分离成不同的相。
在本文所述的任何实施例的一些实施例中，所述油是由特征在于log P(一分配系数(partition coefficient)的对数)为至少1的化合物所组成。在一些实施例中，所述油中的化合物的log P为至少1.5。在一些实施例中，所述油中的化合物的log P为至少2。
在本文中，所述用语“log P”是指当一化合物在1-辛醇(1-octanol)和水的组合接触时，所述化合物在1-辛醇中的一浓度与所述化合物在水中的一浓度的一比率的一对数(其形成分离的相)。所述浓度与一未电离形式的化合物有关。
根据本文所述的各个实施例中任一个的不混溶液体的移除可任选的使用本领域已知的标准技术进行。例如，可以使用堰式撇除器(a weir skimmer)和/或疏油性(oleophobic)和/或金属撇除器(metallic skimmer)(例如，使用一旋转元件，例如鼓状物、绳索、圆盘和/或皮带，以粘附和移除油)从一水性溶液的表面撇除一油层。(任何类型的)所述撇除器任选的配置成当油不以足够量存在以有效的被撇除时停止进行撇除。
在涉及根据比重对废料进行分类的任何实施例的一些中，收集从所述液体分离的油类，所述液体用于根据比重进行分离(例如，通过从液体的表面撇除所述油类)，例如，使用作为用于进一步处理油类的原料。
替换的或额外的，所述油类的分离可以是为了获得具有较少油类的分类材料，和/或降低本文所述方法中使用的液体中的油类杂质的水平。在一些这样的实施例中，所述分离的油类被丢弃。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述油类包括在所述分离过程期间例如在与使细胞经历渗透压力的一盐类水溶液(例如，一高渗溶液)接触时从所述废料中的细胞释放的脂质。
多个材料的移除了可任选的在粉碎前和/或后，和/或在粉碎期间(例如，在粉碎的两个阶段之间)进行。
在涉及根据比重对废料进行分类的任何实施例的一些中，所述废料是一粉碎废料，即，是以粉碎形式获得，例如废料已经被破碎(例如通过一锤磨机)。在一些实施例中，所述粉碎废料是如本文所述进一步进行粉碎。
本领域中市售可用于粉碎废料的各种装置，包括但不限于工业粉碎机、研磨机、削片机和造粒机。任选的，用于粉碎的设备设计成适于处理硬质物质如废料中的金属、玻璃、粘土和石头的存在，例如通过使用由坚固材料如不锈钢或钛制成的叶片或板件。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，废料在通过与液体接触以移除材料之前被粉碎(例如，如本文所述，例如用于分类)，例如以促进彼此附接的不同类型的材料(例如，附接到塑料的金属)的分离和/或促进气体的逸出和液体进入废料颗粒中的裂缝。在一些实施例中，当移除材料时，所述粉碎材料中的固体颗粒的直径小于50毫米，任选的小于20毫米。在一些实施例中，当移除材料时，所述固体颗粒的直径小于10毫米。
不受任何特定理论的束缚，据信所述多个锤是相对耐受于与硬材料(例如，无机材料，例如矿物，陶瓷，玻璃，金属)的存在相关的损害，其中所述硬材料尚未经历移除这些材料。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，在通过与一液体接触(例如，通过粉碎到本文所述的一颗粒尺寸)以移除材料之后，将一分类材料粉碎，例如使得移除可能损坏导致粉碎的一装置的硬且致密的材料(例如，无机材料)，及/或使得所述废料的颗粒不会小到妨碍材料的移除。例如，相比于大颗粒，小颗粒通常根据比重所进行分离会更慢。在一些实施例中，当移除材料时，所述固体颗粒的直径为至少2毫米。在一些实施例中，当移除材料时，所述固体颗粒的直径为至少5毫米。在一些实施例中，当移除材料时，所述固体颗粒的直径为至少10毫米。
在本文关于粉碎的任何实施例的一些实施例中，在移除材料之后的粉碎通过例如在一工业粉碎机中剪切(例如通过叶片和/或板)来实现。
不受任何特定理论的束缚，据信这种粉碎技术特别适合于形成相对小的颗粒，其可以更适合于进一步处理(例如通过如本文所述的混合和加热)，但可以是相对易受到硬且致密的材料(例如，无机材料)，及因此适合于具有减少量的这种材料的分类材料。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，在将材料移除到相对大的颗粒尺寸(例如，直径为至少10mm)之前，将废料进行粉碎，例如使用破碎、锤子和/或类似技术。随后除去材料，然后将所述分类材料任选的进一步粉碎成选择为适于进一步处理(例如，如本文所述的混合和加热)的尺寸(例如，直径小于10mm)的较小颗粒。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，所述废料与一水性液体(例如，如本文所述)接触，从而获得一部分分类材料，并且所述部分分类废料进一步受到根据比重分离材料的至少一个额外循环。在上述至少一个额外循环的每一个中，所述分离步骤包括使部分分类废料与一额外液体(例如，本文所述的用于分离材料的一液体)接触。
在本文中，所述短语“部分分类材料”是指如本文所定义的一分类材料，其旨在进行进一步分类。因此，所述短语“分类材料”包括“部分分类材料”。
应当理解的是，每个循环可以用与在另一个循环中使用的液体(例如，一盐类水溶液)相同或不同的液体(例如，一盐类水溶液)实现，并且每个循环可以独立的包括从所述废料移除所述高密度材料(例如，下沉于所述液体中的材料)或从所述废料移除所述低密度材料(例如，在所述液体中漂浮的材料)。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，根据比重分离材料的至少一个循环包括移除于此循环的液体中下沉的材料。在一些实施例中，除了所述第一循环之外的至少一个循环(即，至少一额外循环)包括移除于此循环的液体中下沉的材料(即，本文所述的一额外液体)。在一些实施例中，一第一循环包括移除于此循环的液体中下沉的材料。在一些实施例中，一第一循环和至少一个额外循环包括移除在此循环的液体中下沉的材料。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，根据比重分离材料的至少一个循环包括移除在此循环的液体中漂浮的材料。在一些实施例中，一第一循环包括移除在此循环的液体中下沉的材料，并且至少一个后续循环包括移除在此循环的液体中漂浮的材料。
每个循环可以独立的且任选的进一步包括在与此循环的液体接触(例如，如本文所述)之后粉碎所获得的分类材料(在除最终循环外的循环之后任选部分分类材料)。在涉及分类废料的任何实施例的一些实施例中，除了第一循环之外的至少一个循环(即，至少一个额外循环)还包括在与此循环的液体(即，本文所述的一额外液体)接触后粉碎所述分类材料。在一些实施例中，所述最终循环包括所述分类材料的粉碎(即，在与最终循环的液体接触之后)。在一些实施例中，每个循环包括对所述获得的分类材料(包括在除最终循环之外的循环之后的部分分类材料)进行粉碎。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，在根据比重分离材料的至少一个循环之后执行液体的移除。液体的移除可任选的通过排水(例如，重力驱动排水)和/或所述分类材料的压缩，例如使用一螺旋压力机来实现。任选的，至少一部分所述移除的液体被再次用于如本文所述的分离材料。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，移除的液体包括源自废料的液体，例如水性液体和/或油类。例如，根据本文所述的任何相应实施例(例如，通过排水和/或压缩)移除的液体可任选的包含用于(根据相应的本文所述的实施例的)根据比重分离的水性液体(例如，盐类溶液)、以及源自与根据比重分离的水性液体混合的废料中的水性液体、和/或源自所述废料的油类。
在涉及根据比重对废料进行分类的任何实施例的一些中，执行从移除的液体中分离油类，例如以便收集油类用于进一步处理，和/或促进一液体的再利用(例如，水性液体)以用于通过降低油杂质的水平来分离材料。
从所述移除的液体中分离油类可以根据本领域已知的技术和装置进行，例如电化学乳化；生物修复；本领域已知的油水分离器，包括但不限于重力油-水分离器(例如API分离器、重力板分离器)和离心油-水分离器；和/或一撇除器(例如，本文所述的任何撇除器)。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些实施例中，所述方法包括：收集从所述液体分离的油类，所述液体用于对根据本文所述的各个实施例中的任一个的根据比重的分离步骤(例如，通过从液体的表面撇除所述油类)；以及收集根据本文所述的任一个相应实施例从移除的液体所分离的油类，以及将所述收集的油合并，例如用于进一步处理。也就是说，在这样的实施例中，在分离材料的至少一个循环(其中废料与一液体接触)期间，以及在分离材料的至少一个循环后(其中从分类材料中移除液体，以及从所述移除的液体分离油类)，进行油类收集。
在涉及根据比重分类废料的任何实施例的一些中，将分离的材料(例如，无机材料)进一步分类(例如，使用本领域已知的技术)，以便提取有用和/或有价值的材料，例如金属(例如，铁、金)和二氧化硅和/或玻璃(例如，用作混凝土，塑料等中的填料)。
要提到的是，如本文所述的材料的移除对最终产品(例如，通过如本文所述通过处理所述分类材料所获得的一经处理材料)的化学组成产生影响，并且选择在这些实施例中的任一个中使用的液体也可以根据所述最终产品的期望特性进行，以便在所述废料中保留将赋予所述最终产品所需特性的化学组成的材料。
例如，一代表性家庭废料的干重可以包含：约60％的含有木质素的木材衍生材料(例如纸、纸板、树枝)，通常为木质纤维素的形式；约20％的不含木质素的有机材料(例如，塑料，非木本植物衍生的材料，例如食品)；和约20％的无机材料(例如石头、砂土、玻璃、陶瓷、金属)。当在所述废料中除去致密材料(例如无机材料和/或聚合物，例如热固性聚合物，PET、PVC)时，例如如本文所述，含有木质素、纤维素和/或半纤维素的材料，预期含木质纤维素的材料的比率会增加。
如本文所述获得的分类材料特别适于根据本案发明人发现的和本文所述的程序进行进一步处理。此外，这种程序特别适合于处理湿润材料，例如通过与一液体接触的分类废料(例如，如本文所述)。因此，所述分类和进一步处理可以组合作为处理废料的一特别有效率和有效果的方法。
在涉及如本文所述的根据比重分离材料的任何实施例的一些中，所述废料中的无机材料的移除使得一获得的分类材料含有至少90重量百分比(干重)的有机材料。在一些实施例中，所述分类材料含有至少95重量百分比(干重)的有机材料。在一些实施例中，所述分类材料含有至少98重量百分比(干重)的有机材料。在一些实施例中，所述分类材料含有至少99重量百分比(干重)的有机材料。
在涉及如本文所述的根据比重分离材料的任何实施例的一些中，所述方法包括移除在所述废料中的某些有机材料(例如，如本文定义的合成聚合物)的至少一部分。在一些实施例中，所述方法包括除去至少一部分的聚氯乙烯、具有相对高熔点(例如至少250℃)的合成聚合物和/或热固性聚合物(例如，如本文所述)。
在涉及如本文所述的根据比重分离材料的任何实施例的一些中，所述分类材料包含至少90重量百分比(干重)的除了热固性聚合物和具有至少250℃的一熔点的合成聚合物之外的有机材料。在一些实施例中，所述分类材料包含至少95重量百分比(干重)的除了热固性聚合物和具有至少250℃的一熔点的合成聚合物之外的有机材料。在一些实施例中，所述分类材料包含至少98重量百分比(干重)的除了热固性聚合物和具有至少250℃的一熔点的合成聚合物之外的有机材料。在一些实施例中，所述分类材料包含至少99重量百分比(干重)的除了热固性聚合物和具有至少250℃的一熔点的合成聚合物之外的有机材料。
在涉及如本文所述的根据比重分离材料的任何实施例的一些中，所述分类材料包含至少90重量百分比(干重)的除了PVC之外的有机材料。在一些实施例中，所述分类材料包含至少95重量百分比(干重)的除了PVC之外的有机材料。在一些实施例中，所述分类材料包含至少98重量百分比(干重)的除了PVC之外的有机材料。在一些实施例中，所述分类材料包含至少99重量百分比(干重)的除了PVC之外的有机材料。
在涉及如本文所述的根据比重分离材料的任何实施例的一些中，所述分类材料包含至少90重量百分比(干重)的除了PVC、热固性聚合物和具有至少250℃的一熔点的合成聚合物之外的有机材料。在一些实施例中，所述分类材料包含至少95重量百分比(干重)的除了PVC、热固性聚合物和具有至少250℃的一熔点的合成聚合物之外的有机材料。在一些实施例中，所述分类材料包含至少98重量百分比(干重)的除了PVC、热固性聚合物和具有至少250℃的一熔点的合成聚合物之外的有机材料。在一些实施例中，所述分类材料包含至少99重量百分比(干重)的除了PVC、热固性聚合物和具有至少250℃的一熔点的合成聚合物之外的有机材料。
在涉及如本文所述的根据比重分离材料的任何实施例的一些中，所述分类材料的干重的不超过5重量百分比是无机材料。在一些实施例中，不超过4重量百分比的是无机材料。在一些实施例中，不超过3重量百分比的是无机材料。在一些实施例中，不超过2重量百分比的是无机材料。在一些实施例中，不超过1重量百分比的是无机材料。在一些实施例中，不超过0.5重量百分比的是无机材料。在一些实施例中，不超过0.2重量百分比的是无机材料。在一些实施例中，不超过0.1重量百分比的是无机材料。
在本文中，无论在一分类材料和/或原料中的“无机材料(inorganic material)”的数量是如何，所述数量不包括如本文所述的用于分离的水性液体中包括的任何无机水溶性盐类和/或离子。
不受任何特定理论的束缚，据信此盐类在进一步处理所述分类材料时不具有基本上有害作用，甚至可具有一有益效果，而无机材料可能具有一有害作用(例如，如本文所述)，因此，优点是减少此无机材料的数量。
如本文中详细描述的，如本文所述获得的分类材料特别适于进一步处理。所述分类材料可以任选的进行作为或可作为是用于制备欲用于处理的原料的进一步处理。
不受任何特定理论的束缚，据信如本文所述获得的分类材料特别适合于包括适度加热、混合和/或挤出的处理，作为较不适于这种处理的材料，例如例如在此温度下不熔融或基本上软化的材料(例如无机材料、热固性聚合物、具有一较高熔点的聚合物)的材料；在此温度下加热时形成有毒产物的材料(例如聚氯乙烯)；高磨损性材料(例如硬无机材料)和易于引起堵塞的材料(包括但不限于在这样的温度下加热时不熔融或基本上软化的材料)。
此外，本文所述的程序特别适用于处理湿润材料，例如通过与一液体接触进行分类的废料(例如，如本文所述)。
此外，如本文所述获得的分类材料通过移除不适于再循环的材料(例如有毒金属和矿物质(例如砷、镉、钴、铬、汞、镍、铅、锑、硒、石棉)，以及由于加热时形成有毒产物(例如聚氯乙烯)而通常不进行再回收的材料。
因此，根据本发明的一些实施例的一样态，提供了一种处理废料以形成非颗粒经处理材料的方法。所述方法包括提供包含一分类材料的原料，所述分类材料由一废料(例如，如本文所述)衍生的。在涉及如本文所述的处理废料的方法的实施例的一些实施例中，所述方法是通过使所述原料通过剪切力进行混合，并使原料经受加热，从而获得一经处理材料来实现。所述原料优选的在不预先干燥的情况下进行所述混合和所述加热。
因此，在本文所述的任何实施例的一些实施例中，如本文所述的处理废料的方法并入一种根据本文所述的任一实施例的分类废料的方法，涉及如本文所述的根据比重分离材料。
本文中，所述用语“原料”是指通过如本文所述的加热和/或混合进行处理的材料(被处理的材料)，除非另有说明。在各个实施例的任一个中，所述原料可以由如本文所述的一分类材料所组成，或者可以不同于所述分类材料，例如当一原料包括一分类材料与一个或以上的额外的材料的结合(例如，如本文所述)。
在涉及如本文所述的处理废料的方法的实施例的一些实施例中，所述用语“原料”包括如本文所述的一分类材料。在一些实施例中，所述用语“原料”描述如本文所述的一分类材料与与本文所述的一种或以上的额外材料组合的结合(例如，混合)。
本文中，所述用语“非颗粒(non-particulate)”是指不由体积大于0.2立方毫米的离散颗粒组成的固体材料(例如，彼此粘附的颗粒，或任选的其聚集体)，即，所述材料不是由上述体积的颗粒形成，所述体积通过以可见边界和/或由与其相邻环境不同的物质组成的颗粒为特征。在涉及如本文所述的处理废料的方法的实施例的一些实施例中，非颗粒材料不由体积大于0.04立方毫米的离散颗粒组成。在一些实施例中，非颗粒材料不由体积大于0.01立方毫米的离散颗粒组成。要了解的是，非颗粒材料可以包括嵌入其中的一些离散颗粒，但是所述材料的主体包括一连续的非颗粒基质。
在涉及如本文所述的处理废料的方法的任何实施例的一些中，小于20重量百分比的非颗粒经处理材料由离散颗粒组成。在一些实施例中，小于10重量百分比的非颗粒经处理材料由离散颗粒组成。在一些实施例中，小于5重量百分比的非颗粒经处理材料由离散颗粒组成。在一些实施例中，小于2重量百分比的非颗粒经处理材料由离散颗粒组成。在一些实施例中，小于1重量百分比的非颗粒经处理材料由离散颗粒组成。
在涉及如本文所述的处理废料的方法的任何实施例的一些中，在混合之后进行加热。在一些实施例中，在混合之前进行加热。在一些实施例中，所述原料同时进行混合和加热。
在涉及如本文所述的处理废料的方法的任何实施例的一些中，所述原料的干重的至少50重量百分比是通过根据比重分离废料中的材料获得的一分类材料，如本文所述。在一些实施例中，所述原料的干重的至少60重量百分比是一分类材料。在一些实施例中，所述原料的干重的至少70重量百分比是一分类材料。在一些实施例中，所述原料的干重的至少80重量百分比是一分类材料。在一些实施例中，所述原料的干重的至少90重量百分比是一分类材料。在一些实施例中，所述原料的干重的至少95重量百分比是一分类材料。在一些实施例中，所述原料的干重的至少98重量百分比是一分类材料。在一些实施例中，所述原料的干重的至少99重量百分比是一分类材料。在一些实施例中，基本上所述原料的干重的全部是一分类材料。
在涉及如本文所述的处理废料的方法的任何实施例的一些中，所述原料(在混合和加热之前)具有至少15重量百分比的一水含量。在一些实施例中，所述原料具有至少20重量百分比的一水含量。在一些实施例中，所述原料具有至少30重量百分比的一水含量。在一些实施例中，所述原料具有至少40重量百分比的一水含量。在一些实施例中，所述原料具有至少45重量百分比的一水含量。在一些实施例中，所述原料具有至少50重量百分比的一水含量。在一些实施例中，所述原料具有至少55重量百分比的一水含量。在一些实施例中，所述原料具有至少60重量百分比的一水含量。
在涉及如本文所述的处理废料的方法的任何实施例的一些中，所述原料(在混合和加热之前)具有15至70重量百分比的一水含量。在一些实施例中，所述原料具有20至70重量百分比的水。在一些实施例中，所述原料具有30至70重量百分比％的一水含量。在一些实施例中，所述原料具有40至70重量百分比的一水含量。在一些实施例中，所述原料具有45至70重量百分比的一水含量。在一些实施例中，所述原料具有50至70重量百分比的一水含量。在一些实施例中，所述原料具有60至70重量百分比的一水含量。在一些实施例中，所述原料具有约64重量百分比的一水含量。
在所述原料中的水的来源可以任选的是一废料的水含量、根据比重(例如，如本文所述)分离所使用的水性液体和/或添加到一分类材料中的水。
在涉及本文所述的处理废料的任何实施例的一些实施例中，所述原料的水含量高于其来源的废料的含水量。例如，废料与水性液体在根据所述比重的分离期间的接触可导致一分类材料(其之后被包含在所述原料中)的含水量高于从其所衍生的废料的含水量(例如，由于吸收所述水性液体)。额外或可选的，将水加入到所述分类材料中以产生原料。因此，所述原料可以任选的具有高于所述分类材料的水含量。
应当理解的是，使用一水性液体分离材料是特别合适的在适于一种利用具有一相对高水含量的一原料的方法的上下文中(例如，如本文所述)，因为当使用这样的原料时水从所述水性液体进入所述分类材料不一定是一种问题。
在涉及如本文所述的处理废料的方法的任何实施例的一些中，所述原料的干重的至少20重量百分比是木质纤维素。在一些实施例中，从20至95重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，从20至90重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，从20至85重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，从20至80重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，从20至70重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，从20至60重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，从20至50重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，至少40重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。在一些实施例中，至少60重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。在一些实施例中，至少80重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。在一些实施例中，至少90重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。
如本文所使用，所述用语“木质纤维素(lignocellulose)”是指源自植物的干燥物质，其主要由碳水化合物(主要是纤维素和半纤维素)和木质素组成。因此，本文所述的木质纤维素的量可以被认为是源自植物的干燥物质的总量，而例如不论碳水化合物和木质素的比例。
不受任何特定理论的束缚，据信木质纤维素(例如，纤维素和/或半纤维素)中的碳水化合物特别适于如本文所述的处理(例如，与木质素相比)，并且为所获得的加工材料提供期望的性质。在木质纤维素中碳水化合物的比例可任选的通过限制正在处理的所述废料中富含木质素的材料的一数量而增强，例如通过使用不超过一有限制数量木材的废料(例如树木修剪、木材废料)。
在涉及如本文所述的处理废料的方法的任何实施例的一些中，所述原料的干重的至少30重量百分比是木质纤维素。在一些实施例中，30至95重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，30至90重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，30至85重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，30至80重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，30至70重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，30至60重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，30至50重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，至少40重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。一些实施例中，至少60重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。一些实施例中，至少80重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。一些实施例中，至少90重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。
在涉及如本文所述的处理废料的方法的任何实施例的一些中，所述原料的干重的至少40重量百分比是木质纤维素。在一些实施例中，40至95重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，40至90重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，40至85重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，40至80重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，40至70重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，40至60重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，至少40重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。一些实施例中，至少60重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。一些实施例中，至少80重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。一些实施例中，至少90重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。
在涉及如本文所述的处理废料的方法的任何实施例的一些中，所述原料的干重的至少50重量百分比是木质纤维素。在一些实施例中，50至95重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，50至90重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，50至85重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，50至80重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，50至70重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，至少40重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。一些实施例中，至少60重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。一些实施例中，至少80重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。一些实施例中，至少90重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。
在涉及如本文所述的处理废料的方法的任何实施例的一些中，所述原料的干重的至少60重量百分比是木质纤维素。在一些实施例中，60至95重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，60至90重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，60至85重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，60至80重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，至少40重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。一些实施例中，至少60重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。一些实施例中，至少80重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。一些实施例中，至少90重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。
在涉及如本文所述的处理废料的方法的任何实施例的一些中，所述原料的干重的至少70重量百分比是木质纤维素。在一些实施例中，70至95重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，70至90重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，70至85重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，75至85重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，80至85重量百分比的干重是木质纤维素。在一些实施例中，至少40重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。一些实施例中，至少60重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。一些实施例中，至少80重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。一些实施例中，至少90重量百分比的木质纤维素是碳水化合物。
通常，所述原料将包含在所述废料中的合成聚合物的至少一部分，其存在于所述分类材料中。此外，所述原料可任选的包括添加到所述分类材料(例如，本文所述的一额外材料)中的合成聚合物。
本文中，所述用语“合成聚合物(synthetic polymers)”是指除植物或动物材料(例如木质素、碳水化合物、多肽)中存在的聚合物以外的聚合物，或者通过加热和混合本文所述的植物或动物材料形成的聚合物(例如，水解、焦糖化(caramelization)和/或碳水化合物、多肽等的热解)。合成聚合物的范例包括但不限于聚烯烃(polyolefins)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚氯乙烯(polyvinylchloride)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚丁二烯(polybutadiene)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚酯(例如人造丝(rayon))和尼龙(nylon)。通过一天然聚合物，例如已经被化学处理(例如通过二硫化碳)和再生形造丝的纤维素的化学反应所形成的聚合物在本文中被认为是合成聚合物。本领域技术人员将意识到可以存在于废料中的额外合成聚合物，及其因此可以包括在本文所述的原料中。
不受任何特定理论的束缚，据信由于聚烯烃的相对低的比重，聚烯烃将在所述分类材料和原料中包含大部分的合成聚合物。此外，所述原料可以任选的进一步包括添加到所述分类材料中的合成聚合物。
在涉及如本文所述的处理废料的方法的任何实施例的一些中，至少50重量百分比的合成聚合物是聚烯烃。在一些实施例中，至少60重量百分比的合成聚合物是聚烯烃。在一些实施例中，至少70重量百分比的合成聚合物是聚烯烃。在一些实施例中，至少80重量百分比的合成聚合物是聚烯烃。在一些实施例中，至少90重量百分比的合成聚合物是聚烯烃。
不受任何特定理论的束缚，据信热塑性聚合物将在所述分类材料和原料中包含大部分合成聚合物，这是由于许多热塑性聚合物的相对低的比重，包括但不限于热塑性聚烯烃(例如，聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚丁烯-1)。此外，原料可以任选的进一步包括添加到所述分类材料中的热塑性聚合物。还据信热塑性聚合物，特别是热塑性合成聚合物，在如本文所述的混合和加热时经历软化和/或熔融，这允许一更均匀的经处理材料。
此外，一种或以上热塑性合成聚合物的存在可任选的增强所述经处理材料(例如本文所述的聚合物材料)的热塑性，和/或允许所述合成聚合物的回收。
在涉及如本文所述的处理废料的方法的任何实施例的一些中，至少50重量百分比的合成聚合物是热塑性的。在一些实施例中，至少60重量百分比的合成聚合物是热塑性的。在一些实施例中，至少70重量百分比的合成聚合物是热塑性的。在一些实施例中，至少80重量百分比的合成聚合物是热塑性的。在一些实施例中，至少90重量百分比的合成聚合物是热塑性的。在一些实施例中，至少95重量百分比的合成聚合物是热塑性的。
在涉及如本文所述的处理废料的方法的任何实施例的一些中，所述原料的干重的至少5重量百分比包括合成聚合物或由合成聚合物组成。在一些实施例中，从5至80重量百分比的所述干重包含合成聚合物或由合成聚合物组成。在一些实施例中，从5至70重量百分比的所述干重包含合成聚合物或由合成聚合物组成。在一些实施例。