一种基于硫酸钙预处理的废旧混合塑料全优先浮选分离方法技术

本发明专利技术涉及一种基于硫酸钙预处理的废旧混合塑料全优先浮选分离方法。其技术方案是：将PMMA、PVC、PS、ABS四种废旧塑料中的任意两种以上组合成的混合物破碎成混合塑料颗粒，所得颗粒用CaSO

【技术实现步骤摘要】
一种基于硫酸钙预处理的废旧混合塑料全优先浮选分离方法
本专利技术涉及一种基于硫酸钙预处理的废旧混合塑料全优先浮选分离方法，属于废旧塑料回收

技术介绍
塑料工业的迅速发展以及大量使用，使得废旧塑料的数量急剧增加。焚烧和填埋是处理废旧塑料的传统方式，不仅引起严重的环境污染，而且还造成塑料资源的大量浪费。因此，对废旧塑料的回收利用研究在世界范围内已经引起高度重视。废旧塑料的回收利用主要包括三个阶段：收集、分选和循环利用，而塑料的分选是废旧塑料的回收利用的关键和难点所在。废旧塑料的分选技术主要有手工分拣、浮沉分选、浮选、选择性溶解、电选和光谱分选等。手工分拣劳动强度大、分离效率低；浮沉分选是基于密度的差异对废旧混合塑料进行分离，而密度相近的废旧塑料导致该方法适用性差；选择性溶解使用的溶剂大都具有毒性，且成本较高，电选和光谱分选一般需要昂贵的分选设备，并且产率较小。现有可以分离PMMA、PVC、PS和ABS的浮选技术包括沸水处理技术，化学氧化技术，高级氧化技术，氨水处理技术，碱处理技术，机械力化学技术，润湿剂抑制技术等。这些技术存在的主要问题包括应用较多不被环境督察部门允许的化学试剂，能耗较高，试验重现性差，改变塑料表层化学结构等缺点。因此，开发低成本、适用性强、分离效率高的分选方法具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术对废旧混合塑料进行分离存在的不足，提供一种基于硫酸钙预处理的废旧混合塑料全优先浮选分离方法，旨在实现混合塑料高选择性和高回收率地分离回收。一种基于硫酸钙预处理的废旧混合塑料全优先浮选分离方法，废旧混合塑料置于硫酸钙溶液中，在不低于20℃的温度下预处理，将预处理后的废旧混合塑料经优先浮选过程，实现废旧混合塑料中的各塑料的分离；所述的废旧混合塑料包括PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PVC(聚氯乙烯)、PS(聚苯乙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料)中的N种，且N为不低于2的整数。本专利技术创新地发现，对于包含MMA、PVC、PS、ABS中的两种及以上的混合塑料而言，将该种类的混合塑料创新地在硫酸钙溶液以及所述的温度条件下预处理，可放大混合塑料中的各成分的差异，再通过优先浮选方法，可高选择性地、高回收率地分离混合塑料中的各塑料成分。研究发现，在硫酸钙溶液中在所述的温度条件下预处理是实现混合塑料选择性分离的关键。本专利技术人研究发现，采用硫酸钙作为改性剂，并通过控制预处理过程的温度，可对混合塑料进行差异化改性，可以出人意料地实现混合塑料各成分的高选择性分离。作为优选，废旧混合塑料的粒度为0.5～5mm。本专利技术人进一步发现，进一步调控预处理过程的硫酸钙溶液的溶质浓度，有助于进一步提升塑料的回收率和选择性。作为优选，硫酸钙溶液的溶质的浓度为0.01-5g/L；优选为0.09-0.2g/L。进一步调控预处理过程的硫酸钙溶液中硫酸钙相对混合塑料的质量比，有助于进一步提升塑料的回收率和选择性。作为优选，硫酸钙溶液中的硫酸钙为混合塑料总质量的0.0001-0.1倍。本专利技术人进一步研究发现，控制在所述的预处理条件下，进一步控制预处理温度和时间，有助于进一步改善混合塑料的分离效果。预处理的温度为20～60℃；进一步优选为40～60℃；更进一步优选为40～45℃。预处理过程在搅拌条件下进行，优选的搅拌转速为800～1200r/min。作为优选，预处理时间为1～30min；进一步优选为10～30min。本专利技术首创性地采用优先浮选方法应用于混合塑料分离领域。通过所述的预处理工艺，可以实现混合塑料按PMMA、PS、ABS、PVC的优先顺序逐次上浮分离；从而达到各塑料成分的高选择性、高回收率的分离。本专利技术中，所述的优先浮选过程包括逐次进行的N-1次浮选。本专利技术中，若所述的混合塑料为PMMA、PS、ABS、PVC中的两种塑料(N＝2)，对混合塑料进行所述的预处理，经过一次浮选，按所述的优先浮选顺序，从浮选上层获得相对优先上浮的塑料成分，下层为其他塑料成分。当所述的混合塑料为PMMA、PS、ABS、PVC中的三种塑料(N＝3)，对混合塑料进行所述的预处理，经过第一次浮选，按所述的优先浮选顺序，从浮选上层获得相对优先上浮的塑料成分，下层为剩余的两种混合塑料。对下层的混合塑料进行第二次浮选，其中相对优先上浮的塑料位于上层。从而实现三种塑料的选择性分离。当所述的混合塑料为PMMA、PS、ABS、PVC中的三种塑料(N＝4)，对混合塑料进行所述的预处理，经过第一次浮选，按所述的优先浮选顺序，从浮选上层获得相对优先上浮的塑料成分(PMMA)，下层为剩余的三种混合塑料(PS、ABS和PVC)。对下层的混合塑料进行第二次浮选，其中相对优先上浮的塑料位于上层(PS)，下层的混合塑料为ABS和PVC。对下层的ABS和PVC进行第三次浮选，使ABS上浮，从而实现四种塑料的选择性分离。作为优选，N≥3时，对上一次浮选底层的混合塑料进行超声处理后再进行浮选。研究发现，当混合塑料为PMMA、PS、ABS、PVC中的三种及以上时，对预处理后的混合塑料进行第一次浮选，第一次浮选使其中的相对优先上浮的塑料成分上浮，第一次浮选下沉的混合塑料在进行下一次浮选前，均进行超声处理，放大第一次浮选的下沉混合塑料表面性状的差异性，利于后续浮选和回收。例如，所述的N＝3，当所述的混合塑料为PMMA、PS、ABS、PVC中的三种塑料(N＝3)，对混合塑料进行所述的预处理，经过第一次浮选，按所述的优先浮选顺序，从浮选上层获得相对优先上浮的塑料成分，下层为剩余的两种混合塑料。对下层的混合塑料进行超声处理(使下层的混合塑料性状差异化)，随后再进行第二次浮选，其中相对优先上浮的塑料位于上层。从而实现三种塑料的选择性分离。例如，所述的混合塑料为PMMA、PS、ABS、PVC中的三种塑料(N＝4)，对混合塑料进行所述的预处理，经过第一次浮选，按所述的优先浮选顺序，从浮选上层获得PMMA，下层为剩余的三种混合塑料(PS、ABS和PVC)。对下层的混合塑料进行超声处理，随后进行第二次浮选，使PS上浮，下层的混合塑料为ABS和PVC。对第二次浮选的下层混合塑料再进行第二次超声处理，随后进行第三次浮选，使ABS上浮，底层为PVC。从而实现四种塑料的选择性分离。研究发现，对预处理后的混合塑料进行的第一次浮选能够达到95％及以上的浮选回收率。为了进一步改善第一次浮选下层的混合塑料的选择性和回收率，可以通过控制超声的功率以及超声时间来实现。作为优选：超声功率为100-600W。超声时间为10min及以上；优选为10～30min。本专利技术人研究发现，控制在所述的超声功率以及超声时间下，可以出人意料地保证第一次浮选后的下层混合塑料的选择性和回收率。超声处理过程的介质可以是水溶液。超声处理后，对超声后的混合塑料溶液体系进行固液分离，分离得到的固体即为超声处理后的混合塑料，再将该超声处理后的混合塑料进行后续的浮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于硫酸钙预处理的废旧混合塑料全优先浮选分离方法，其特征在于：废旧混合塑料置于硫酸钙溶液中，在不低于20℃的温度下预处理，将预处理后的废旧混合塑料经优先浮选过程，实现废旧混合塑料中的各塑料的分离；/n所述的废旧混合塑料包括PMMA、PVC、PS、ABS中的N种，且N为不低于2的整数。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于硫酸钙预处理的废旧混合塑料全优先浮选分离方法，其特征在于：废旧混合塑料置于硫酸钙溶液中，在不低于20℃的温度下预处理，将预处理后的废旧混合塑料经优先浮选过程，实现废旧混合塑料中的各塑料的分离；
所述的废旧混合塑料包括PMMA、PVC、PS、ABS中的N种，且N为不低于2的整数。


2.如权利要求1所述的基于硫酸钙预处理的废旧混合塑料全优先浮选分离方法，其特征在于：硫酸钙溶液的溶质的浓度为0.01～5g/L。


3.如权利要求1所述的基于硫酸钙预处理的废旧混合塑料全优先浮选分离方法，其特征在于：预处理的温度为20～60℃。


4.如权利要求1～3任一项所述的基于硫酸钙预处理的废旧混合塑料全优先浮选分离方法，其特征在于：预处理时间为1～30min。


5.如权利要求1所述的基于硫酸钙预处理的废旧混合塑料全优先浮选分离方法，其特征在于：优先浮选过程，混合塑料中的各塑料按PMMA、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晖，张迎霜，王康宇，杜一辰，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43