余绍火;邵双喜;段景宽;杨建平
【摘 要】本文综述废塑料基复合材料如:废电子线路板、废铝塑包装材料等,对环境生态的影响及对人体的危害;探讨了废塑料基复合材料的分离与回收的国内外状况.围绕已取得的成果,着重论述机械多级粉碎-静电分选分离回收技术;认为该粉体分离回收综合利用法具有高效分离、常温处理、不涉及化学品、无二次污染等特点;且易于实施产业化,投入产出比高,值得大力推广和应用.展望未来,作者对废塑料基复合材料分离与回收技术的发展提出了建议. 机械臂
【期刊名称】《宁波工程学院学报》
【年(卷),期】2010(022)002
【总页数】6页(P40-45)
【关键词】废塑料;铝塑复合材料;粉体分离;回收;利用
【作 者】余绍火;邵双喜;段景宽;杨建平
【作者单位】宁波工程学院,浙江,宁波,315016;浙江丰利粉碎设备有限公司,浙江,嵊州,312400;宁波工程学院,浙江,宁波,315016;宁波工程学院,浙江,宁波,315016;宁波工程学院,浙江,宁波,315016
【正文语种】循环流化床锅炉技术中 文
【中图分类】TQ031
1 前言
废塑料如:废电子线路板、废铝塑包装材料等,品种很多。其中铝塑复合材料是指铝材和塑料等高分子材料复合在一起的材料,该材料及商品具有质量轻、耐磨性好、热稳定性佳,易加工成形,使用方便,附加值高等特点,己成为人们生活的必需品[1-6]。由于还没有企业和个人对含铝废塑料复合材料进行大规模的定点收集回收,各种各样的含铝废塑料沦为生活垃圾,其废弃量愈来愈大[7-11]。在这些含铝废塑料中,有纯度高达 99%的电解铝箔以及 PE、PVC、PC和 PET等高分子材料[12-14]。在资源日益匾乏和环保意识愈来愈强的今天,如能有效回收利用这些废弃物中的铝和塑料,不仅可以带来可观的经济效益,而且还可以净化环境。因此,
无论从资源的再生利用还是从环境保护的角度,寻求一种有效的含铝废塑料的分离回收方法和工艺已势在必行。
本文结合文献资料,讨论含铝废塑料的回收处理现状及进展,并围绕作者在废电子线路板、废铝塑包装材料等回收利用方面所取得的成果,着重介绍一种环保高效的废铝塑复合材料回收装置和方法。
2 铝塑复合材料的生产与消费状况
随着现代工业技术的高速发展,铝塑技术及产品日新月异,越来越多的铝塑制品已广泛应用到了人们生活各种领域中(如食品厂、卷烟厂、制药厂、现代装饰材料、化工等众多行业的产品包装),仅铝塑包装材料一项我国每年需求就达 800万吨(约占塑料制品总量的 30%),并且每年以 20%的速度递增[14]。铝塑制品给人们带来了方便,同时也带来了诸多不利。其边角料及废弃物(废旧软包装袋、医药泡罩包装、牙膏管、娃哈哈瓶等)不但遍及各地,而且深入到了人们生活中的每个角落。这些“白垃圾”已严重影响到人类的生存环境和生活质量,而且数量有增无减。有数据显示,目前我国的铝塑废弃量已达到几千万吨,仅废铝箔纸一项至少就有 300万吨。其中我国各行业复合材料的每年报废量如下:牙膏包装铝塑复合软管(牙膏管)
,年报废量7万吨,加上制造边角余料2万吨,合计废料量达9万吨之;铝塑泡罩包装(铝塑片),年消费量约 11万吨,另外很多时尚食品如奶片、口香糖等亦开始采用这类包装,估计年消费量在 4万吨左右;铝塑复合板,年生产报废量 6万吨、施工报废量 6万吨、装修拆迁废料 6万吨,合计年产生铝塑复合板材废料 18万吨;类似包装材料有上百种之多,如奶制品利乐包装、蒸煮用铝塑复合膜、熟肉制品铝塑复合软包装、防静电电子包装铝塑复合膜、铝塑管等,保守估计年废弃量约为 200万吨[15-17]。由此可见,寻求切实可行的废塑料基复合材料综合防治对策已迫在眉睫,而解决这一难题的关键是如何对其进行处理和回收利用。塑料与环境关系问题及塑料再生利用已成为全社会关注的热点,在当今构建和谐社会、环保节约型社会、重视环境保护和资源再生的政策环境下更应引起足够的高度重视。
新药管疗法含铝废塑料的回收研究刚起步,现有的文献资料中还没有比较有效的分离回收方法和工艺,因此,铝塑复合膜要么被废旧物资公司回收,采用焚烧的方法回收铝箔;要么被当作生活垃圾处理。含铝废塑料焚烧处理时,在热分解过程中,其中的塑料会裂解,释放出大量的有害气体甚至二噁喑等致癌物质[18-19]。填埋处置也会对环境造成危害,首先是侵占有限的耕地;其次,塑料的降解系数小,需要很长的时间才能分解殆尽,塑料易造成土壤板结,影响植物吸收养料和水分;再次,碾碎的铝塑复合膜经雨水长期冲刷会进入土壤和地下水中,A13+会影响植物根
系对养分的吸收,而贵金属离子会造成重金属污染[20-22]。
3 废铝塑复合材料分离回收的现状
目前,再生塑料和铝的价格比较低,性能却和原始塑料(原生铝)接近,再生铝和塑料的能耗仅为原生塑料(原生铝)的 50%,因此,无论从能源还是从环境的角度,铝塑废料的分离回收都是必要的。含铝废塑料的回收主要可分为两大类,一类是基体是工程塑料的铝塑复合材料,由于铝的含量在l%左右,这类材料主要是侧重于工程塑料的回收;另一类是基体是通用塑料的铝塑复合材料,铝的含量在 15%左右,可同时回收其中的铝和塑料[23-26],就回收技术而言,目前的处置技术主要包括化学分离、物理分离和物理 -化学分离技术,存在的主要问题是铝和塑料解离不彻底、有价材料的回收率低和回收过程中二次污染严重三个方面[27,28]。
3.1 化学分离法
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化学分离法是指使用溶剂来去除聚合物的涂(镀)层。通常工艺是利用弱酸或弱碱溶液,在高温下蒸煮使铝箔与塑料分离,分离后把铝箔团粒筛分,然后在浓碱溶液中把残留的铝箔腐蚀,最后清洗粉碎塑料。该工艺流程长,使用有害的化工材料,对环境的污染严重。化学分离法普led像素灯
遍应用于汽车塑料部件(如保险杆)的涂层的去除,也可以采用化学分离法去除 PC光盘中的铝[29]。德国的 Bayer公司开发了一种采用氢氧化钠溶液除去光盘铝层和丙烯酸涂层的方法,并申请了专利。赵庆采用氢氧化钠和硝酸处理光盘片,回收温度 80～100℃,铝、金、银的回收率在 90%以上,塑料的纯度在 97%以上。马新起采用盐酸、氢氧化钠、粗苯、丙酮和乙酸乙酷分离废铝塑药片板,考察了溶剂的耗量、分离所需的时间和分离后铝和塑料片的质量。胡跃斌等采用醋酸、草酸、石灰水、滨乙烷在常温下分离铝塑复合板,塑料的回收率在 82%以上。童亚林采用乳化型活性剂在常温下分离铝塑复合膜,乳化型活性剂可循环利用,分离后的铝和塑料经脱附后即可作原料再利用。李雪辉采用含 3～15碳原子的有机溶剂、硝酸,磷酸处理铝塑复合材料,分离所需的时间在 1小时以内,可连续作业,分离后铝和塑料的纯度在 96%以上[30,31]。
3.2 物理分离法
欧洲最近开发了一种回收复合塑料的新工艺——离心分离法回收工艺,该工艺由瑞士 Mammern的RESULT工艺公司开发的,称为 RESULT工艺[6,26]。它是一个同时利用加热和离心力旋转的分离过程。目前在欧洲及远东,已建立了 16套回收装置,每套回收塑料量从 1
～5t/h不等。RESULT工艺的核心设备是一个高速转子(旋转速度达 180m/s),其内部系一呈肋状的圆筒,它可在转子和定子界面间产生很高的剪切力,可将短片状的多层塑料剥离分层。此时多层塑料中的金属层被破碎为小球状,柔性塑料层被拉伸和拉长,而刚性塑料片则多能保持原来的形态。这几种不同材料的物态变化,有助于随后用机械方法将它们分离。RESULT工艺大多用于分离金属 -塑料复合材料:例如镀铝的 PP或 PE薄膜,镀金属的 PVC部件等。
德国 HAMOS公司开发出自动化综合机械系统,原理如下:粗料通过带回转切刀的破碎机的破碎后,进入带有高耐磨锤和内衬格栅的锤磨机内,使金属颗粒球形化并从塑料中分离,通过一次静电分选将金属分离出来。如塑料中的金属含量较高,可通过二次磨碎和二次静电分选。Bayer公司采用湿式旋风分离器分离 PC光盘片,将光盘粉碎成几百微米的颗粒,然后根据塑料和金属的密度不同,采用湿式旋风分离器进行分离,铝和塑料的分率可达 99%。
日本帝国公司将铝塑复合膜破碎成极细的颗粒,然后采用密度介于塑料和金属间的液体分离铝塑,铝塑分离比较彻底。SONY公司则采用机械打磨的方法去除光盘片的铝层,将整片的光盘放在真空的传送带上,经过旋转的钢丝刷,打磨掉表面涂层和铝[32]。日本 EIN公司采用干式粉碎的方法,分离铝塑复合材料,所使用的圆盘式冲击磨可以产生剧烈湍动,使铝塑相互碰撞,达到分离塑料和铝的目的。
3.3 物理 -化学分离方法
本法通常工艺是在有加热夹套的容器中高速搅拌铝塑复合材料,使铝箔与塑料分离,然后筛分铝箔,粉碎清洗塑料,该方法同样难于完全分离铝箔,还需用浓碱腐蚀残留的铝箔,没有完全解决二次污染问题。
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