一种废旧塑料的分离方法技术

本发明专利技术涉及一种废旧塑料分离的方法，属于废旧塑料回收技术领域。本发明专利技术采用非均相高级氧化技术在塑料表面引入亲水基团，选择性地改变不同塑料的表面润湿性，进而实现混合塑料的浮选分离。本发明专利技术提供了一种高效的废旧塑料分选技术，并且该技术原料适应性强、分离效率高、操作简单，为废旧塑料的分离回收提供技术支撑。

A method of separation of waste plastics

The invention relates to a method for separating waste plastics, which belongs to the technical field of waste plastics recycling. The invention adopts the heterogeneous advanced oxidation technology to introduce hydrophilic groups on the plastic surface, selectively change the surface wettability of different plastics, and then realize the flotation separation of the mixed plastic. The invention provides an efficient separation technology of waste plastics, and the technology has strong adaptability, high separation efficiency and simple operation, which provides technical support for the separation and recovery of waste plastics.

【技术实现步骤摘要】
一种废旧塑料的分离方法
本专利技术涉及一种废旧混合塑料的分离方法，属于废旧塑料回收

技术介绍
塑料作为最常用的材料之一，在人类的生活中具有越来越广泛的应用。塑料产品的使用大多是一次性的，塑料工业的迅速发展以及塑料的大量消费使得废旧塑料的数量急剧增加。废旧塑料的传统处理方式为焚烧和填埋，不但造成了资源浪费，而且产生了严重的环境污染。因此，对废旧塑料的回收利用在世界范围受到高度重视。废旧塑料回收过程主要包括收集、分选和再加工三个步骤。由于化学不兼容性以及物理特性的差异，需要对不同塑料进行有效分离。目前，塑料的分离是制约废旧塑料回收过程的瓶颈环节。废旧塑料的分离技术有手工分拣、重选、浮选、电选和光选等。塑料的手工分拣过程劳动强度大、工作环境恶劣、分离效率低。重选、电选、光选对物理性质相近的混合塑料的分离有很大局限性。浮选对物理性质相近的混合塑料分离具有很好的优势。由于大多数塑料是天然疏水的，需要选择性的改变塑料表面润湿性才能实现混合塑料的浮选分离。改变塑料表面润湿性的方法主要是采用润湿剂或者进行表面处理，采用润湿剂的浮选工艺对原料适应性比较差，并且浮选废水需要处理后才能达标排放，而采用表面处理则具有较强的针对性。均相高级氧化技术具有强氧化能力，可用于塑料表面改性强化不同塑料表面润湿性差异，但是均相高级氧化需要控制水溶液pH为酸性，并且需要向水溶液中添加大量铁离子，产生的大量含铁离子的酸性废液需要进行处理后才能排放，工艺步骤复杂、繁琐，且增加成本。本专利技术首次提出采用非均相高级氧化技术对废旧塑料进行表面改性，改性溶液为含有少量过氧化氢的水溶液，无需调控反应体系的酸碱性，产生的水溶液环境友好，可直接排放，本专利技术的废旧塑料分离方法为绿色环保技术。通过在塑料表面负载纳米零价铁，在过氧化氢水溶液中发生高级氧化反应对塑料表面进行改性，强化不同塑料表面润湿性差异，进而实现废旧混合塑料的高效浮选分离。
技术实现思路
针对现有技术中对物理化学性质相近的废旧塑料进行分离的方法存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种废旧塑料高效分离的方法，该方法操作简单、原料适应性强、分选效率高。本专利技术的废旧塑料的分离方法，包括下述步骤：步骤一，采用剪切式破碎机对废旧塑料进行破碎，破碎过程向破碎机内部加水，通过冲洗筛分得到合适粒径的塑料颗粒；步骤二，通过(A)硼氢盐法或(B)植物提取物绿色合成法将塑料颗粒表面负载纳米零价铁；步骤三，将负载纳米零价铁的塑料颗粒置于过氧化氢水溶液进行高级氧化表面改性；步骤四，将表面改性后的塑料颗粒清洗后进行浮选，实现混合塑料的分离。具体地，步骤一中破碎过程向破碎机内部加水，能够降低破碎机内部温度；所述废旧塑料包括分子结构不同的两种以上废旧塑料，废旧塑料至少含有分子结构中含极性键的塑料与分子结构中不含极性键的塑料；破碎后塑料颗粒的粒径小于8mm，进一步优选的粒径为0.8～3mm的塑料颗粒的占颗粒数目的80％以及80％以上。具体地，步骤二中(A)硼氢盐法对塑料颗粒表面负载纳米零价铁的具体过程为：将塑料颗粒置于含有亚铁离子的水溶液中，然后向水溶液中逐滴添加硼氢化钠水溶液，添加过程的搅拌速率为50～200rpm，添加结束后静置时间大于5min，过滤出负载有纳米零价铁的塑料颗粒。具体地，步骤二中(B)植物提取物绿色合成法对塑料颗粒表面负载纳米零价铁的具体过程为：将植物材料与乙醇水溶液混合后恒温加热到75～95℃保持40～90min，通过抽滤或离心得到植物提取液，将塑料颗粒与植物提取液混合后，将含有亚铁离子的水溶液逐滴添加到植物提取液中，植物提取液与亚铁离子溶液的体积比为1:1～5:1，添加过程的搅拌速率为100～500rpm，搅拌时间为20～150min，然后过滤出负载有纳米零价铁的塑料颗粒；所述植物材料包含多酚或咖啡因；所述乙醇水溶液质量浓度为5～50％。具体地，所述含有亚铁离子的水溶液选自氯化亚铁溶液、硝酸亚铁溶液、硫酸亚铁溶液、醋酸亚铁溶液的至少一种。具体地，步骤三中负载纳米零价铁后的塑料颗粒与过氧化氢水溶液的质量比为1:1～1:10，进一步优选为：1:2～1:5，过氧化氢的体积浓度为1％～30％，进一步优选为2％～10％；搅拌速率为100～600rpm，搅拌时间为1～20min；具体地，步骤四中浮选时加入起泡剂，所述起泡剂选自松醇油、樟脑油、甲基异丁基甲醇、脂肪醇中的至少一种，所述起泡剂用量为0.5～60g/t塑料，优选为5～40g/t塑料；浮选时间为1～10min，优选为2～5min。本专利技术的优点在于：本专利技术首次提出在塑料表面负载纳米零价铁，负载纳米零价铁的塑料颗粒与过氧化氢水溶液发生高级氧化反应，选择性地在塑料表面引入亲水基团，强化含有极性键塑料与不含极性键塑料的表面润湿性差异，实现废旧混合塑料的有效浮选分离，达到回收率为99.6％，纯度为99.5％的有益技术效果。为克服现有技术中对塑料表面改性的水溶液对环境污染程度大，不能达标排放的缺陷，本专利技术通过非均相高级氧化技术对废旧塑料进行表面处理，采用环境友好的过氧化氢水溶液，可直接排放产生的溶液，有效解决塑料表面改性的废液处理问题。同时，本专利技术的工艺操作简单，所采用的非均相高级氧化技术不需要进行均相氧化技术所需的调整溶液pH为酸性、加入大量铁离子的繁琐步骤。另外，本专利技术采用植物提取物绿色合成法制备纳米零价铁工艺简单环保。本专利技术的废旧混合塑料分离方法，原料适应性强、工艺操作简单、环境友好、回收率和纯度高，具有很好的可行性。具体实施方式通过以下实施例进一步阐释本专利技术，实施例不以任何方式被解释成对本专利技术的范围强加限制。相反，应清楚理解，可以采取本领域的技术人员在阅读本文的描述之后可以看出的各种其他实施方案、修改及其等效物而不偏离本专利技术的精神和/或所附权利要求的范围。实施例1将聚苯乙烯和丙烯腈-苯乙烯-丁二烯废旧塑料进行破碎，取0.8～3.0mm粒径的塑料颗粒200g，加入到200mL0.1mol/L的氯化亚铁水溶液中，搅拌速率为50rpm，然后逐滴添加200mL0.05mol/L的硼氢化钠水溶液，搅拌时间为60min，然后静置20min，过滤出负载有纳米零价铁的塑料颗粒，加入到300mL浓度为4％的过氧化氢水溶液中，均匀搅拌5min，过滤出塑料颗粒，清洗后进行浮选，浮选条件为：松醇油10g/t塑料、浮选3min，分离后聚苯乙烯和丙烯腈-苯乙烯-丁二烯的纯度分别为96.8％和99.6％，回收率分别为99.5％和97.4％。实施例2将聚苯乙烯和聚碳酸酯废旧塑料进行破碎，取小于2.0mm的塑料颗粒180g，加入到400mL0.05mol/L的硝酸亚铁水溶液中，搅拌速率为200rpm，然后逐滴添加300mL0.03mol/L的硼氢化钠水溶液，搅拌时间为90min，然后静置10min，过滤出负载有纳米零价铁的塑料颗粒，加入到400mL浓度为2％的过氧化氢水溶液中，均匀搅拌2min，过滤出塑料颗粒，清洗后进行浮选，浮选条件为：樟脑油40g/t塑料、浮选2min，分离后聚苯乙烯和聚碳酸酯的纯度分别为98.8％和96.4％，回收率分别为97.9％和98.5％。实施例3将100g柚子皮加入到200mL乙醇水溶液(浓度为50％)中加热到90℃保持40min，通过离心得到柚子皮提取液。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废旧塑料的分离方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一，采用剪切式破碎机对废旧塑料进行破碎，破碎过程向破碎机内部加水，通过冲洗筛分得到合适粒径的塑料颗粒；步骤二，通过(A)硼氢盐法或(B)植物提取物绿色合成法将塑料颗粒表面负载纳米零价铁；步骤三，将负载纳米零价铁的塑料颗粒置于过氧化氢水溶液，搅拌混合，进行高级氧化表面改性；步骤四，将表面改性后的塑料颗粒清洗后进行浮选，实现混合塑料的分离。

【技术特征摘要】
1.一种废旧塑料的分离方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一，采用剪切式破碎机对废旧塑料进行破碎，破碎过程向破碎机内部加水，通过冲洗筛分得到合适粒径的塑料颗粒；步骤二，通过(A)硼氢盐法或(B)植物提取物绿色合成法将塑料颗粒表面负载纳米零价铁；步骤三，将负载纳米零价铁的塑料颗粒置于过氧化氢水溶液，搅拌混合，进行高级氧化表面改性；步骤四，将表面改性后的塑料颗粒清洗后进行浮选，实现混合塑料的分离。2.根据权利要求1所述的一种废旧塑料的分离方法，其特征在于：(A)硼氢盐法对塑料颗粒表面负载纳米零价铁的具体过程为：将塑料颗粒置于含有亚铁离子的水溶液中，然后向水溶液中逐滴添加硼氢化钠水溶液并搅拌，搅拌速率为50～200rpm，然后静置5min以上，过滤出负载有纳米零价铁的塑料颗粒。3.根据权利要求1所述的一种废旧塑料的分离方法，其特征在于：(B)植物提取物绿色合成法对塑料颗粒表面负载纳米零价铁的具体过程为：将植物材料与乙醇水溶液混合后恒温加热到75～95℃保持40～90min，通过抽滤或离心得到植物提取液，将塑料颗粒与植物提取液混合后，将含有亚铁离子的水溶液逐滴添加到植物提取液并搅拌，然后过滤出负载有纳米零...

【专利技术属性】
技术研发人员：王重庆，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南,41