塑料作為二十世紀最偉大的發明, 已經發展了近百年, 並成功滲透到了我們生活的各個環節, 為我們帶來了極大便利. 但是, 由於塑料的不可降解性, 塑料製品廢棄物嚴重惡化了我們的生活環境. 而解決塑料汙染難題的有效方法就是回收再利用, 形成塑料迴圈應用體系, 使廢舊塑料得到再利用, 重複發揮塑料自身價值.
廢塑料迴圈經濟體系示意圖
由示意圖可以看出, 廢塑料迴圈經濟大概分為廢塑料回收, 分選破碎, 再生造粒, 再生料加工製品等幾個環節, 下面來對這幾個環節作一介紹.
廢塑料的回收
1. 廢塑料的兩大主要來源
①工業源廢塑料
主要來自塑料製品成型加工廠, 將熱塑性樹脂直接加工成型或經過配料混合後加工成製品時不可避免地出現廢品殘次品邊角料下腳料試驗料混合料等, 我國沿海各地進口的可作原料的廢塑料, 大部分就是這類物品, 它們汙染較少, 一般經過破碎即可利用.
②生活源廢塑料
主要來自各類塑料製品的使用和消費過程, 從國內來看, 主要是農用塑料包裝用塑料日用品三大領域, 這類廢棄的塑料回收難度大, 因為其使用量大面廣, 使用頻率高, 而且隨機性強, 大部分與土壤生活垃圾混合, 成分複雜, 白色汙染主要是這類廢塑料造成的.
2. 廢塑料的處理方式
目前, 國內外針對廢塑料的處理有以下幾種方式:
①填埋. 這是最直接, 簡單, 經濟的做法, 50%以上的廢塑料被填埋, 留下了無窮的隱患.
②焚燒. 使用專業燃燒爐, 利用塑料燃燒放出的熱能來發電.
③化學回收. 採用裂解或其它方式, 回收油品, 各種化工原料.
④物理回收. 即我們所提倡的回收再利用, 目前廢塑料的回收利用率僅為10%左右.
廢塑料的分選, 破碎, 清洗
1. 廢塑料的分選
廢塑料回收首先要進行分選. 一般資源回收筒是對廢塑料進行分類回收的, 廢塑料的分類回收是指依據廢塑料的使用過程和成分的差別進行回收, 但由於廢塑料成分複雜, 加上回收價值的問題, 資源回收筒只是進行了粗分選. 所以, 加工前必須要進行精分選, 以便去除雜質, 原料分類等.
分選方法分為手工分選和機械分選. 手工分選效率低, 但靈活;機械分選現在技術發展的越來越完善, 應用也越來越普遍. 比如磁選分類適合區分不同品質顏色形狀的廢塑料;風力分選適應於破碎前後的混有金屬的廢塑料;還有靜電分選, 密度分選和溫差分選等等.
2. 廢塑料的破碎
由於塑料製品各種各樣, 大小不一, 所以回收比較大的製品時, 必須通過一些手段, 將其破碎成一定大小的小塊物料, 才能方便進行下一步加工.
因為不同材質的廢舊塑料性質不同, 所以選用的破碎形式也會有所不同, 常用的破碎方式主要有壓碎, 擊碎, 磨碎和剪切等四種.
如硬質PVC, PS, 有機玻璃, 酚醛樹脂, 脲醛樹脂, 聚酯樹脂等材料屬於脆性塑料, 質脆易碎, 受到壓縮力或衝擊力的作用, 極易碎裂成小塊, 這類塑料就適宜採用壓縮式或衝擊式的粉碎設備;而PE, PP, PA及ABS等常溫下就有很好韌性的材料, 則適宜採用剪切式破碎設備;對於一些低溫脆性材料, 如軟質PVC, 則適合採用低溫破碎設備.
3. 廢塑料的清洗
為了除去附著在廢舊塑料表面的其它物質, 使最終的回收料有較高的純度和性能, 一般都要對廢舊塑料進行清洗處理. 目前企業大都採用傳統的水洗法進行清洗, 通過攪拌的方法使附著在表面的其它物質脫落, 必要的情況下還會採用熱水或加洗滌劑等方法進行清洗.
廢塑料清洗目前一般採用人工清洗或機械清洗. 人工清洗工作效率低, 規模不大的塑料加工廠主要採用人工清洗;機械清洗效率高, 適應廣, 對於廢農膜混有砂土髒物的廢塑料及粒子油汙製品, 可添加一些清洗劑進行清洗.
隨著科技的進步, 有企業已經研發出適合膜類及包裝袋類廢塑料的無水清洗設備, 且已投入應用. 無水清洗可節約大量的水, 二次汙染也會大大減小, 將會成為未來重要的研究方向.
無水清洗與有水清洗的對比
4. 廢塑料的脫水
清洗後的塑料碎片需要進行脫水處理, 脫水的方法主要有篩網脫水和離心過濾脫水. 經脫水處理後的塑料碎片可根據需要進行烘乾處理, 烘乾通常使用熱風乾燥器或加熱器進行.
廢塑料的再生造粒
1. 造粒機的選用
目前, 市場上的主要造粒機有單螺杆擠出機, 雙螺杆擠出機及多階造粒機等. 可根據自己的需要選擇合適的造粒機.
2. 工藝的控制
整個擠出造粒的過程中, 嚴格控制加工工藝參數是必要的. 主要工藝參數包括: 加工溫度, 加工速度, 工作壓力, 喂料速度及切粒速度. 企業生產中要對重要加工參數實施監控並做好記錄, 以便保證粒子質量的穩定.
3. 雜質過濾
廢舊塑料即使經過清洗, 分離後, 其雜質含量還是很高, 所以有必要在塑料熔體擠出前需進行過濾處理, 清除殘存的雜質, 保證粒子的質量.
4. 廢塑料的改性再生
為改進廢塑料的加工性能, 實現再生料的高值化, 往往對再生料進行改性處理. 應用最多的是物理改性, 包括填充增強改性, 共混合金改性等. 再生料通過改性, 可以大大提高力學性能, 拓寬應用領域, 從而使身價得到提高.
廢塑料再生料的加工利用
1. 再生料的利用方式
一般廢塑料再利用可分為簡單再生利用和複合再生利用兩大類. 簡單再生利用是把單一品種的廢塑料直接迴圈回用或經過簡單加工後加以利用;複合再生利用是以混合廢塑料為原料, 再參與其它配料的利用方式, 幾乎所有熱塑性廢塑料, 甚至混合少量熱固性廢塑料都可以再生回收利用.
2. 再生料的加工應用
廢塑料再生料的成型方式包括: 擠出成型, 注塑成型, 吹塑成型, 壓製成形, 壓延成型, 澆鑄成型和發泡成型等.
擠出成型的製品都是連續的型材, 如管, 棒, 絲, 板, 薄膜, 電線電纜包覆層等. 此外, 還可用於塑料的混合, 塑化造粒, 著色, 摻合等.
注射成型幾乎適用於所有的熱塑性塑料. 近年來, 注射成型也成功地用於成型某些熱固性塑料. 注射成型的成型周期短(幾秒到幾分鐘), 成型製品質量可由幾克到幾十千克, 能一次成型外形複雜, 尺寸精確, 帶有金屬或非金屬嵌件的模塑品. 因此, 該方法適應性強, 生產效率高.
吹塑成型是藉助氣體壓力使閉合在模具中的熱型坯吹脹成為中空製品, 或管型坯無模吹脹成管膜的一種方法. 該方法主要用於各種包裝容器和管式膜的製造. 聚乙烯, 聚氯乙烯, 聚丙烯, 聚苯乙烯, 熱塑性聚酯, 聚碳酸酯, 聚醯胺, 醋酸纖維素和聚縮醛樹脂等都可用於吹塑成型, 其中以聚乙烯應用得最多.
廢塑料回收迴圈利用的發展前景
2016年, 我國塑料製品的總量7700多萬噸, 且呈每年遞增的趨勢. 廢棄塑料量在今後將會直線增長, 很快就會達到廢棄塑料量大於塑料製品生產量的階段. 廢塑料回收再利用將會成為處理廢塑料的主要方式.
如果一味填埋處理廢塑料, 會因為積累過多而加大汙染土地資源, 嚴重妨礙水的滲透和地下水流通, 百害無一利, 還白白浪費了可利用的資源;焚燒處理投資大, 設備損耗及維修運轉費用高, 要對燃燒產生的排放氣體進行控制, 防止二次汙染物對大氣環境的影響.
隨著禁止廢塑料進口政策的實施, 國內廢塑料迴圈利用經濟體系建設的加快, 國家政策的助力, 再有廢塑料回收技術的快速進步, 國內的廢塑料行業一定會得到快速發展, 我們拭目以待!