废塑料选别技术的最新进展-伊藤真由美

综�述废塑料选别技术的最新进展伊藤真由美�等摘�要�因为地球的资源是有限的,所以节省资源对于保证人们过上富裕的生活是很重要的。为了建立定向循环社会,各种循环法规已经在日本执行。废的包装材料、家庭用具、汽车和个人计算机已被收集,然后处理回收。用废塑料代替高炉焦炭或燃料,或者回收再生作为塑料原料。为了同样的用户回收塑料,需要研究制定出一种能以低费用和获得高品级塑料的先进分离技术。本文评述了塑料分离技术的最新进展,并叙述了将来需要解决的课题。介绍了用于塑料的重选、静电选、浮选和粉碎设备。列举了分选塑料的工业规模试验和实验室试验结果。还详细列举了主要塑料的特性。关键词�废塑料�分选�再生�回收�重选�浮选�电选�破碎概�述在现代生活中,塑料被广范地应用,因此废塑料数量也就随之增多。但是,因为地球上原料资源有限,为了保证人们过上富裕的生活,必须在使用领域内使物资有效的循环,努力节约资源。在考虑废弃物循环利用流程时,应该用有效的回收、运输、粉碎和选别的方法处理废弃物,以得到纯度高、清洁的、并具有同样机械性能的物料。按各自用途而应用塑料时,现阶段的再循环技术无论是成本或质量都不如原清洁塑料。但是,将废电线包皮返回用作电线包皮材料,将废家电或个人计算机材料返回用于家电或个人计算机材料已经部分实际应用了。提高循环处理流程的效率,建立材料返回的系统,是创造下一代资源节约型社会所不可缺少的。在日本,为了建立循环型社会而执行各种再循环法,对容器包装塑料、家电、汽车、个人计算机等分别进行回收、运输和整体解体。塑料的再循环法也包含高炉还原剂或热的回收利用,所以,在现阶段,这两项也包括在再循环效率之中。但是,另一方面,很多企业正在推行易解体设计和材料规格统一做法,使一部分塑料向同一用途,或者向高附加值用途的再循环成为可能。例如,由于所废弃的旧制品中的树脂老化,其等级也与制造时所用的原清洁树脂有很大差别,为此,正在开发使再生原料升级处理的技术。用污染严重、种类混杂的容器包装塑料垃圾作为高炉还原剂或热回收是不得已而为之,但在废塑料中,也有一部分质量高的塑料作为热能来回收,仅提高再循环效率是不能令人满意的,考虑再循环质量的时代正在来到。因此,可以预测,在材料再循环中,对主要废塑料选别技术和异物除去技术的要求将会越来越高。本报告的重点是塑料与塑料之间的分选。在介绍实际应用的技术与最近研究进展的同时,并叙述了将来需要解决的课题。1�塑料与塑料之间的分选具代表性的塑料有4大类常用树脂:PE、PP、PVC和PS,它们约占塑料产量的70%。还有经常使用的PET、ABS、PC、甲基丙烯树脂、PA(聚酰胺)和POM(聚缩醛)等。但是,塑料即使材料相同,由于添加剂的影响,在很多场下其性质可能不相同。表面恶化和污染也影响其可选性,所以,塑料之间的分选一般都是困难的。图1列出了具代表性塑料的密度。林等人对废家电所用塑料的调查结果表明,烯系列塑料(PE、PP)的密度为0�90~0�94g/cm3;苯乙烯系列塑料(PS、ABS)的密度为1�02~1�15g/cm3;PVC系列塑料的密度为1�35~1�44g/cm3。这与Shent等人的测定值略有不同。恒川等人对复印机所用的各种塑料调查的密度值为:PS为1�03g/cm3、PPE(聚苯基乙醚)为1�08g/cm3、ABS为1�14~1�22g/cm3、PET为1�71g/cm3。这与Shent等人的测定值有很大不同。在利用物料性质差异对不同种塑料分离时,改变分选密度可以在物质性质差别较小时,使分选设备得到较高的分选效率。在塑料选别中经常应用主要的选矿方法(如表1所示)。这些技术主要应用物理方法将采出矿石中的有价物质提高到可以冶炼的品位。由于矿石品位逐年降低,性质越来越复杂,因而促使古老的选矿4�������国�外�金�属�矿�选�矿������������2006.12技术得到不断的发展,目前已成为浪费少、分离精度高的分离技术。近年来,人们试图将这些技术用于废塑料等废弃物的资源化上,并且一部分已得到实际应用。但是,矿石的处理性质和形状(如密度、颗粒粒度、颗粒形状、单体解离度、表面状态和反应性等)与废塑料有显著不同,即使原样使用也能得到某种程度的分离,但难于高精度的选别。例如,煤(精煤)的密度与1�3~1�4g/cm3左右高密度塑料的密度比较接近,但塑料破碎物的形状有纤维状或薄片状等。用选别粒状煤与废石的重选别装置也难于高精度地分选塑料。现在正在大力研究开发既实用,又能以高精度分选塑料的选矿技术。表1�选矿技术在塑料分选中的应用性质分选方法塑料给料粒度/mm干式风力分离-8+2浮沉分选-8+2重力湿式旋流器分选-15离心浮沉分选-15跳汰分选-50+0�5静电性质干式静电分离-8+2润湿能力湿式浮选-10+2形状和颜色干式手拣选+20可磨