廢塑料的資源化技術(shù)-回收再利用

廢塑料的資源化技術(shù)——回收再利用廢塑料的資源化技術(shù)——回收再利用陳荔峰（莆田市環(huán)境監(jiān)測站）摘要分析廢塑料現(xiàn)存處理方式不當引起的危害，提出了廢塑料回收再利用的必要性，然后在分析廢塑料分選技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了廢塑料不同方式的回收再利用技術(shù)。關(guān)鍵詞塑料危害分選回收再利用一、廢塑料現(xiàn)有處理方式不當引起的危害，越來越引起人們重視廢塑料回收再利用的緊迫性和必要性塑料因具有質(zhì)量輕、強度高、耐磨性好，化學(xué)穩(wěn)定性好、抗藥劑能力強、絕緣性能好、經(jīng)濟實惠等優(yōu)點，因而在生產(chǎn)、生活中得到了廣泛的應(yīng)用。而不僅僅就莆田市而言，目前就所存在的廢塑料的處理方式只有兩種：垃圾填埋和焚燒，而且不單單是我生活的城市，對于我國絕大多數(shù)城市而言，填埋和焚燒是處理廢塑料的主要方式。首先，就填埋方式而言，廢塑料在環(huán)境中長期不被降解，造成了嚴重的白色污染。其次，就焚燒方式而言，其危害性是顯而易見，不僅廢塑料焚燒時釋放出的多種有毒化學(xué)氣體直接威脅人類的身體健康，而且焚燒時產(chǎn)生的HCl氣體導(dǎo)致酸雨的加劇?，F(xiàn)在，這現(xiàn)有的兩種處理方式導(dǎo)致環(huán)境的惡化越來越嚴重，因此廢塑料的資源化技術(shù)——回收再利用越來越引起人們的重視，因為我們相信“垃圾是放錯地方的資源，回收再利用是恢復(fù)資源的法寶”。二、做好廢塑料的分選工作是做好廢塑料回收再利用的前提工作分選的目的不僅是清除廢塑料中的金屬、沙石、織物等雜物，而且把混雜在一起的不同品種的塑料制品分開、歸類。這是因為回收來的塑料制品的組成十分復(fù)雜，往往是幾種塑料的混雜物。由于混合塑料的利用技術(shù)還不是很成熟，所以再生利用比較困難。因此在對廢塑料再生利用之前，必須進行一定程度的分選。這是因為：其一，不同極性性質(zhì)的樹脂制品是不相容的，混合后的再生制品容易出現(xiàn)分層，發(fā)生“貌合神離”現(xiàn)象，制品性能低劣；其二、一般不同的樹脂塑料制品熔點或軟化點相差較大，難以在同一溫度下加工成型。廢塑料的分選可以按以下步驟進行：（一）手工分選在我國勞動力這么廉價的國家，手工分選還是很重要的一種分選方法。A．先將非塑料制品雜物除去（其中金屬雜物是很難用手工分選出來的，可使用磁鐵清除金屬碎片），然后將油污制品及變黑、變焦等變質(zhì)制品挑揀出去。B．按塑料品種進行分類。表1不同品種塑料塑化溫度品種低密度聚乙烯高密度聚乙烯線性低密度聚聚丙烯（PP）聚苯乙烯（PS）聚氯乙烯（PVC）(LPPE)（HDPE）乙烯（LLDPE）塑化溫度℃110—115140—145125—130165—170145—150150—170表1不同品種塑料塑化溫度線性低密度聚乙烯（LLDPE）高密度聚乙烯（HDPE）聚丙烯（PP）聚苯乙烯（PS）聚氯乙烯（PVC）低密度聚乙烯(LPPE)品種塑化溫度℃110—115140—145125—130165—170145—150150—1701．根據(jù)不同塑料的常見用途，以經(jīng)驗確定不同廢塑料的品種，如顆粒狀泡沫包裝箱一般為聚苯乙烯（PS）；食品包裝袋一般為聚乙烯（PE）；飲料瓶多使用聚對苯二甲酸乙二酯（PET）；打包袋多使用聚丙烯（PP）；塑料建材多為聚氯乙烯（PVC）。2．遇到難以分辨的制品可以用以下4種方法進行鑒別。①塑化溫度鑒別法：根據(jù)不同品種塑料的塑料的塑化溫度不同，即使同一品種的塑料也其形態(tài)不同而具有不同的塑化溫度?？捎棉D(zhuǎn)矩塑化儀測定塑化溫度，如表1可分辨出不同品種塑料。②密度鑒別法:根據(jù)不同類型塑料具有不同的相對密度，將樣品放進配有一定密度的已知溶液中，如表2，根據(jù)沉下或浮上鑒別塑料品種。表2通用大品種塑料的密度鑒定溶液類別溶液密度(9/m3)1.27溶液的配制水159g，NaCL2100g上浮下沉CaCl2溶液PVCPE、PP、PSH2ONaCl溶液凈水水74g，NaCL126g水100g，95%酒精PE、PPPSPVC、PSPVC1.01.19乙醇溶液0.91PPPE③燃燒鑒別法。根據(jù)不同品種塑料燃燒時的表現(xiàn)與特征不同如表3分辨不同品種塑料。表3幾種塑料的燃燒特征塑料品種PE燃燒難易易易易離開火焰分燃燒與否燃燒燃燒燃燒燃燒時外觀狀態(tài)火焰特征氣味上部黃色、下部青色上部黃色、下部青色橙黃色、黑煙無煙，逐滴滴下黑煙，逐滴滴下濃黑煙，軟代起泡白煙，變軟，可抽絲如硫磺燃燒氣味如石油氣味如苯乙烯味PPPSPVCPET尼龍、聚酰極難易否如氯化氫味刺激性氣味燃燒內(nèi)部黃色、外部蘭色上部呈黃色可裂為碎片不易燃燒緩慢燃燒時有液滴如羊毛燃燒氣味胺PA④外觀鑒別法：根據(jù)塑料的表面狀態(tài)和性狀等特點如表4進行分類。表4不同塑料品種的外觀性狀塑料品種外觀性狀PEPPPS手感較滑膩，未著色時呈半透明狀、柔而韌，LDPE手感更軟，HDPE則稍硬比PE更硬，透明度較好，未著色時呈白色透明狀性脆、易斷裂、未著色時無色透明狀，敲打時有金屬性的清脆聲本色為微黃色透明狀，透明狀較PE、PP好，軟制品柔而韌，硬制品的硬度高于LDPE而低于PPPVC（二）在手工分選的基礎(chǔ)上再結(jié)合一些設(shè)備進行分選A．風力分選：根據(jù)塑料的相對密度不同，隨風飄移的距離也不同。此法不僅能分開相對密度差異較大的塑料，而且可以將相對密度較大的碎石塊、土沙塊分離出去。其操作步驟是：首先將廢塑料制品破碎送入分選裝置的料斗中；然后開動風機，使碎片、碎塊噴散出去，由落下距離不同而實現(xiàn)分離。B．靜電分選：利用各種塑料磨擦帶電能力的差異分離混合塑料。其步驟是用表面活性劑對廢塑料進行預(yù)處理，使廢塑料附有10-6級表面活性劑，然后激烈攪拌，磨擦產(chǎn)生靜電。當帶甲荷的塑料顆粒在12×104V的的電荷中落下時帶負電荷的被吸到“正極”側(cè)，帶正電荷的被吸到“負極”側(cè)，這樣反復(fù)操作數(shù)次，可依據(jù)塑料帶電能力不同將塑料品種分開。（帶正電）聚苯乙烯>聚乙烯>聚丙烯>聚對苯二甲酸乙=酯>聚氯乙烯（帶負電）。三、廢塑料的資源化技術(shù)——回收再利用（一）各種品種的廢塑料通用的回收再利用技術(shù)，也就是廢塑料不要嚴格的區(qū)分為PS、PE、PVC等品種的回收再利用技術(shù)。A．廢塑料生產(chǎn)涂料表5廢塑料生產(chǎn)涂料的配方/%組成含量廢塑料混合溶劑汽油適量顏料、填料、助劑增塑劑、增韌劑15—3050—600—450.5—5如表5所示，廢塑料先進行分選雜物、清水洗凈、再晾干、曬干或烘干后用粉碎機粉碎成合格的粒度。加入裝有混合溶劑（二甲苯70%、乙酸乙酯20%、丁醇10%）的容器中，在一定溫度下使PS、PE、PP塑料全部催化溶解，制成塑料膠漿。在另一容器中加入配制好的改性樹脂，與塑料膠漿按比例混合[廢塑料：改性用樹脂：（1—5）：1]制成清漆。在清漆中添加顏料、填料、助劑高速攪拌分散均勻，研磨到所需細度，用200#溶劑汽油調(diào)節(jié)色漆黏度、過濾即得合格色漆產(chǎn)品。B．生產(chǎn)色漆收集的廢塑料需預(yù)先除雜、清洗、除污、去油，然后晾干、曬干或烘干。將干燥的廢塑料適當破碎，投入帶攪拌的反應(yīng)釜中，并加入適當比例的酚醛樹脂、甲基纖維素、松香和混合溶劑（氯仿、香蕉水、二甲苯）浸泡24h，高速攪拌浸泡物3h以上使其完全溶解，制得均勻的膠漿狀溶液。用80目篩過濾該溶液，得到合格的改性塑料漿，然后按廢塑料:混合溶劑:廢環(huán)氧樹脂:廢酚醛樹脂:顏料=1:10:（0.5—1）:1:（1—2）的配比加入色漿，制得的色漆、耐磨、耐熱、耐寒、防水、耐酸堿，是一種物美價廉的裝飾材料。C．制備其它涂料如各色熒光漆、珠光漆、夜光漆、示溫漆等。在無色清漆中加入各種熒光顏料，在光照之下，能發(fā)生波長比吸叫波長略長的熒光，使顏色極為艷麗，可用它代替廣告標牌；在五色清漆中加入用金屬氧化物處理過的氧化鈦—云母珠光粉，則成為晶瑩似珍珠光澤的珠光漆；在五色清漆中加入熒光粉和激活劑，可制出能在黑暗中發(fā)光的夜光漆，用于書店、影劇院的座椅號、電源開關(guān)、隧道的標志等；在五色清漆中加入各種能隨溫度變化而變色的化合物，可制出示溫漆，用于指示工業(yè)設(shè)備、家用電器以及難以用普通溫度進行觀測等場所的工作溫度。D．廢塑料熱解油化再生技術(shù)對于大量的生活廢棄塑料通過加熱或加入一定的催化劑，使大分子的塑料聚合物發(fā)生分子鏈斷裂，生成分子量較小的混合烴，經(jīng)蒸餾分離成石油類產(chǎn)品（柴油、汽油、燃料氣和地蠟等）。廢塑料的熱解油化技術(shù)不僅對環(huán)境無污染，又能將原先用石油制成的塑料還原成石油制品，能最有效的回收能源，但聚氯乙烯（PVC）在較低溫度下會釋放出HCL氣體對反應(yīng)設(shè)備具有嚴重的腐蝕性，而且影響催化劑的使用壽命和柴油、汽油的質(zhì)量。因此，裂解原料中一般要求不含聚氯乙烯廢塑料。E．廢塑料的熱能利用技術(shù)—制造垃圾固體燃料該技術(shù)是將難以再生利用的廢塑料粉碎，并與生石灰為主的混合劑混合、干燥加壓、固化成直徑為20—50mm顆粒的一種方法，該固體燃料使廢塑料體積減小，且無臭、質(zhì)量較穩(wěn)定，運輸和存放方便；其發(fā)熱量相當于重油，發(fā)用效率高；N0X、SOX的排放量很少。對不便直接燃燒的含氯高分子材料廢棄物（PVC）可與其它各種可燃垃圾混配成固體燃料，這樣使氯不但得到稀釋，而且可代替煤用作鍋爐和工業(yè)窯爐的燃料。（二）針對不同品種的廢塑料采取相應(yīng)不同的回收再利用技術(shù)，即廢塑料應(yīng)嚴格的區(qū)分為PE、PS、PP、PVC等品種A．各品種廢塑料通用的材料再生利用技術(shù)材料再生利用技術(shù)即是通過原形（如舊貨商店的物品）或改制利用，以及通過粉碎、熱熔加工、溶劑等手法，使廢塑料作用原料應(yīng)用的技術(shù)。該技術(shù)對塑料的分類要求較嚴格。材料再生的基本手段有機械再生法、溶劑再生法和熱熔加工再生法。機械再生法為：①將簡單分離的物料輸入專用生產(chǎn)線，切碎、篩選和烘干；②科學(xué)分離和清洗；③制成粒料或粉料，作為再生原料出售或利用。該技術(shù)適用于所有PVC、PE、PET以及聚氨脂PU、酚醛樹脂PE、環(huán)氧樹脂和不飽和樹脂等塑料的再生利用。溶劑再生法為：①將廢塑料切片、水洗；②加入合適溶劑使其溶解至最高濃度；③加壓溶解除去不溶解成分；④加入非溶劑使殘留在溶液中的聚合物沉淀；⑤對沉淀的聚合物進行過濾、洗滌和干燥。該法的關(guān)鍵是要根據(jù)不同廢塑料選擇最佳溶劑和非溶劑。如：PP的最佳溶劑是四氯乙烯、二甲苯、非溶劑是丙酮；PS泡沫塑料的最佳溶劑是二甲苯、非溶劑是甲醇；PVC的最佳溶劑是四氫呋喃或環(huán)乙酮，非溶劑是乙醇。用過的溶劑和非溶劑可通過分餾處理加以分離，以便循環(huán)再用。由于溶劑法能獲得最佳性能的塑料再生原料，所以被廣泛用于PS、PP、PVC及尼龍6等廢塑料的再生。熱溶再生技術(shù)方法為：①熱塑性廢塑料經(jīng)分離、清洗、粉碎和干燥；②通過混合機、單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機進行熔融加工、擠出造粒，作再生原料出售或直接成型制品。熱固性廢塑料的粉碎料可與熱塑性塑料或膠黏劑混合，實現(xiàn)熔融加工。B．聚氯乙烯與聚苯乙烯塑料的另外其它方式的回收再利用技術(shù)①聚氯乙烯（PVC）1．制做塑料油膏以煤焦油為基料，加入廢PVC對煤焦油進行改性塑化。加熱時，PVC分子健作為骨架，煤油分子進入骨架中，既可改善煤焦油的流動性，又可提高PVC分子鏈的柔韌性。加入增塑劑，以提高產(chǎn)品的低溫柔韌性和塑性，加入穩(wěn)定劑以阻止PVC高溫分解放出氯化氫氣體。具體步驟為先向反應(yīng)釜中加入適量已脫水的煤焦油，再加入定量清洗過的PVC塑料、增塑劑、穩(wěn)定劑、稀釋劑和填充劑等。邊加料邊攪拌，加溫至140℃恒溫，待塑化合格后出料，冷卻、切塊包裝，即成PVC油膏制品。該制品適用于各種混凝土屋面嵌縫防水和天溝、落水管、橋梁、填壩等混凝土構(gòu)配件接縫防水以及舊屋面的補漏工程。2．生產(chǎn)板材利用廢PVC塑料可生產(chǎn)內(nèi)軟質(zhì)拼裝地板、木質(zhì)塑料板材、人造板材、混合包裝板材等。A．軟質(zhì)拼裝型地板以廢舊PVC塑料為主要原料，經(jīng)過粉碎、清洗、輥煉等工藝合成塑料粒，然后加入適量的增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、顏料及其他外加劑，經(jīng)切料、混合、注塑成型、沖裁工藝而制成。產(chǎn)品配方為：廢舊PVC塑料100份，鄰苯二甲酸二辛酯5份，鄰苯二甲酸左二辛酯5份，石油脂5份，三鹽基硫酸鉛3份，二鹽基亞硫酸鉛2份，硬脂酸鋇1份，硬脂酯1份，碳酸鈣15份，阻燃劑、抗靜電劑、顏料、香料適量。B．生產(chǎn)地板塊聚氯乙烯塑料地板是以廢PVC農(nóng)膜和碳酸鈣為主要原料，經(jīng)過配比原材料、兩輥煉塑、拉片、切粒、擠出片、兩輥壓延冷卻、剪片、沖塊而成。原料配比為：廢舊聚氯乙烯農(nóng)膜100份，碳酸鈣120—150份，潤滑劑1.5份，穩(wěn)定劑4份，色漿劑適量。聚氯乙烯塑料地板塊是一種新型室內(nèi)地面鋪設(shè)材料。它具有耐磨、耐腐蝕、隔涼、防潮、不易燃等特點，又具有色澤美觀、鋪設(shè)方法簡單，可拼成各種圖案和裝飾效果好等特點，已被廣泛應(yīng)用。C．木質(zhì)塑料板材用木粉和廢舊聚氯乙烯塑料熱塑成型的復(fù)合材料。它保留了熱塑性塑料的特點，而價格僅為一般塑料的三分之一左右。這種板材用途廣泛，即適用于建筑材料、交通運輸、包裝容器，也適用于制作家具。它具有不霉、不腐、不折裂、隔音、隔熱、減振、不易老化等特點。在市溫下使用至少可達15年。D．人造板材利用生產(chǎn)麻黃素后剩下的麻黃草渣、榨油后的葵花仔皮和廢舊聚氯乙烯塑料為主要原料，加工幾種輔助化工原料，經(jīng)混合熱壓而成。檢測表明，它的各種物理性能指標接近甚至超過木材。它具有耐酸、堿、油及耐高溫、不變形、成本低、亮度好的特點，是制造各種高檔家具、室內(nèi)裝飾品和建筑方面的理想材料。3．塑料磚以廢舊PVC塑料為主要制磚材料摻和在黏土中燒制而成，在燒制過程中，塑料化為灰燼，磚里呈現(xiàn)出孔狀空隙，使其質(zhì)量變小，保溫性能提高。②聚苯乙烯（PS）（1）防水涂料將混合有機溶劑30—60份（可為芳香烴、酯類、碳烴類等），倒入反應(yīng)鍋中，在攪拌下加入松香改性樹脂10—18份，再將廢舊聚苯乙烯泡沫10—40份（經(jīng)洗凈晾干）破碎成小塊放入反應(yīng)鍋中直至完全溶解。加入增黏劑0.5—2份和自制分散乳化劑3—20份，在30—65℃條件下攪拌1—2.5h，再加增塑劑0.2—2份，繼續(xù)反應(yīng)0.5—1小時，最后停止加熱和攪拌，取出冷卻至室溫，即得防水涂料。（2）膠黏劑將凈化處理的廢PS粉碎，裝入圓底燒瓶，加一定的混合溶劑，攪拌使之溶解，同時伴有大量氣泡放出，待PS全部溶解后，將燒瓶放入帶有攪拌機的水浴鍋內(nèi)。固定燒瓶，在一定溫度下，啟動攪拌機，加入適量改性劑，控制轉(zhuǎn)速，充分反應(yīng)1—3h后再加入增塑劑，繼續(xù)攪拌2—3min，沉淀數(shù)小時后即可出料。（3）生產(chǎn)建筑絕熱板與絕熱砂漿將發(fā)泡聚苯乙烯塑料制品破碎成碎粒后，作為超輕骨料，然后用水泥，石膏等膠凝材料膠結(jié)，壓力成型，常溫養(yǎng)護，可得絕熱性能優(yōu)良的建筑保溫板；如果將泡沫塑料與膠凝材料分開包裝，現(xiàn)場攪拌涂抹，即為絕熱砂漿。（4）制造油漆將干凈的聚苯乙烯塑料加入裝有苯的容器中，使之全部溶解成膠狀，將汽油或煤油加入裝二甲苯的另一容器中，將上述兩個容器中的溶液混合均勻后，加入松香或瀝青，溶解后再加入油溶性染料，最后加入少量硬脂酸鋅，混合均勻后加壓過濾。四、廢塑料回收再利用的現(xiàn)狀及發(fā)展前景。無需諱言，目前，我國塑料再生企業(yè)在環(huán)境保護這方面是存在問題的。在這一行業(yè)生產(chǎn)過程中，需要對回收的廢塑料進行清洗，洗滌后的污水有的就直接排放到農(nóng)田或廢水池里，給農(nóng)作物造成危害，回收不能加工的廢塑料一般都采用露天焚燒的方法。而且就我國的塑料再生行業(yè)規(guī)模而言，基本上是