Zusammenfassung Um die Qualität einer polyolefinreichen Altkunststofffraktion für das rohstoffliche Recycling sicherzustellen und den Grundstein für eine technisch-ökonomische Machbarkeit dieser ergänzenden chemischen Kunststoffrecyclingroute zu legen, studiert dieser Beitrag bestehende mechanische Abfallaufbereitungstechnik sowie „Out of the box“-Verfahren der Kohle- und Mineralrohstoffaufbereitung. Der umfassende Vergleich etablierter trockener und alternativer nasser mechanischer Aufbereitungsverfahren rückt insbesondere nasse Dichtetrennverfahren, im Detail die Schwimm-Sink-Scheidung in einem zylindrischen Zentrifugalkraftscheider, in den Fokus. Der Zentrifugalkraftscheider überzeugt durch einfache, robuste Bauweise geringer Komplexität und hohe spezifische Durchsätze, gepaart mit einer selektiven Trennung durch beschleunigtes Partikelabsetzen im Zentrifugalkraftfeld, wobei der von der Trennmediumzufuhr entkoppelte Feststoffeintrag für eine gesteigerte Verweilzeit sorgt. Diverse Versuchskampagnen in einer zur Dichteabtrennung der Polyolefine installierten Pilotanlage, mit dem Zentrifugalkraftscheider als Kernelement und einer Hydrosetzmaschine zur Vorabscheidung schwerer Partikel, führt insbesondere bei zweistufigem Betrieb zu Polyolefingehalten und -austragsraten in das erzeugte Leichtgut von durchwegs mehr als 90 %. Dabei wurden repräsentative Abfallfraktionen mit einem anfänglichen Polyolefingehalt von ~10–50 % aufgearbeitet. Bei der einstufigen Trennung sind vor allem Abschläge bei den Polyolefingehalten im Leichtgut hinzunehmen. Hohe Scheiderlängen, geringe Neigungen und hohe Trennmediumvolumenströme konnten als vorteilhaft für eine scharfe Trennung identifiziert werden. Die numerische Abbildung des Schwimm-Sink-Trennprozesses im Zentrifugalkraftscheider, unter Berücksichtigung wichtiger verfahrenstechnischer Einflussgrößen durch die Schleuderzahl von 15 und die Absetzzahl von 44 (Verweilzeit/Absetzzeit) konnte nicht nur dessen durch die Versuchsergebnisse bereits dargelegten Vorzüge in der Dichtetrennung gegenüber anderen Scheidern bestätigen, sondern kann auch als veritable Grundlage für eine erfolgreiche Scale-up-Strategie und Maßstabsübertragungen bewertet werden.

Abstract This contribution focuses on current mechanical waste processing technologies as well as out of the box processes in the field of coal and mineral resources processing to ensure the quality of a polyolefin-rich post-consumer plastic fraction for feedstock recycling and moreover, to provide the basis for a technical and economic feasibility of latter chemical recycling route. When evaluating established dry and alternative wet mechanical processes especially sink-float separation in a cylindrical centrifugal force separator stands out. The centrifugal force separator representing density separation combines the advantages of a simple, rugged apparatus of low complexity and high capacities as well as a selective separation promoted by accelerated particle settling in the centrifugal field, in which the disconnection of the separation medium feed from the solid particles inlet causes increased residence times. In reference to the above findings a pilot scale plant was built, which embraces a centrifugal force separator and a hydro jig for heavy waste components pre-separation. Conducted test campaigns to separate polyolefins from various waste fractions show polyolefine contents in the produced light fraction and total polyolefine recoveries of almost 90% when two-stage processing in the centrifugal force separator is applied. One-stage processing leads to reduced polyolefine contents in the light fraction. The processed waste fractions offered diverse initial polyolefine contents varying between 10–50%. The calculation of the ratio centrifugal to gravitational acceleration, called z‑number, and the ratio residence to settling time, called settling number, enable a numerical transformation of the sink-float process in the centrifugal force separator by considering also crucial influence parameters. Resulting in a z-number of 15 and settling number of 44 respectively these two characteristic numbers further confirm centrifugal force separators’ benefits in post-consumer plastic density separation among other separators, which has been already indicated by the introduced test results. Furthermore they can be used to develop a successful scale-up strategy.