一种基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法技术

本发明专利技术属于固体废弃物污染防治与资源化技术领域，涉及一种基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法。该方法以包含不同来源及质量比的聚氯乙烯(PVC)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为进料，通过四个工艺环节依次串联(预处理步骤1→等离子体接触诱导→预处理步骤2→浮选单元)，浮选单元出料，上浮产品即为PET，下沉尾料为分离出的PVC。本发明专利技术流程简单，特别是等离子体接触诱导过程无溶剂添加，不使用氧化剂及额外的催化药剂，对环境无毒无害，节约成本的同时可有效减少水体的二次污染，同时操作简单，利于工业化大规模应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法
本专利技术属于固体废弃物污染防治与资源化
，具体而言，涉及一种浮选分离技术，尤其涉及一种利用低温等离子体诱导改性作为预处理，增强混合塑料PET和PVC浮选分离的方法。
技术介绍
由废弃塑料引发的经济和环境损失日益严重，其在生活垃圾等常见固废流中的占比持续增长，资源化处置获得广泛关注。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚氯乙烯(PVC)因其出色的热加工性能和稳定性，被广泛应用于一次性包装行业，二者在回收的废弃物中存在明显的共存关系，较难通过手工分拣进行分离。其中，废弃的PET具有较高的再利用价值，可以通过简单的重塑工艺处理实现材料循环，再生PET造粒可获得较高品质，重复用于非食品级包装；而废弃PVC掺杂在PET中会造成回收工艺中主体聚合裂解、脱色及脆化等负面问题，严重降低再生PET的品质。此外，PVC中高卤素含量(Cl)在回收环节的热工序中存在氯化氢、二噁英等次生环境污染问题。因此，如何更高效环保地分离杂质PVC，对于PET的回收再利用具有极为重要的现实意义，也是目前混合塑料分离类研究的热点。除了手工分拣外，已报道的废弃塑料分选方法还包括静电、光谱及水力旋流器分选法等，然而这些方法在适用范围、成本、分选效率及纯度等方面存在缺陷，均未见大规模产业化应用。浮选技术是基于细颗粒物料可浮性差异实现分离的技术手段，在矿物加工行业的产业化程度有目共睹，具备连续性、高品位、低成本等诸多优异表现。然而，既有研究表明，直接对PET和PVC混合塑料使用浮选，受限于二者相近的理化性质及常见抑制剂的弱选择性，无法形成有效的分离，因此需要在浮选前配套预处理单元，通过类氧化型(Fenton或类Fenton氧化)的表面修饰，增大二者的可浮性差异进而实现后续的分离。比如，现有的操作需要在预处理过程中使用大量氧化剂，诸如双氧水、亚硫酸铁盐、次氯酸、过硫酸铵等，同时氧化剂激活还需要较高的温度、处理时间或额外的催化剂，这些操作不仅增加了分离成本，还容易对水体造成二次污染，限制了分离工艺的进一步推广应用。
技术实现思路
鉴于现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法，以解决现有分离方法存在成本高、效率低、环保性差的问题。为了实现上述技术目的，本专利技术人通过大量试验研究并不懈探索，最终获得了一种利用低温等离子体诱导改性作为预处理，增强混合塑料PET和PVC浮选分离的方法。具体地，本专利技术的技术方案概括如下：一种基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法，该方法包括如下步骤：(1)预处理步骤1：收集混合塑料作为进料，所述的混合塑料包含PET和PVC，清洗以去除污渍，然后进行粗碎，控制进料厚度≤10mm，完成进料片材化；(2)等离子体接触诱导：将步骤(1)片材化后的混合塑料进行大气压下的等离子体正极双面接触，所述的等离子体由电晕放电或射频等离子炬发生器在大气或氧气或氮气氛围内产生，过程中控制等离子体诱导产生的单位激活能为12～18kJ/m2；(3)预处理步骤2：将步骤(2)等离子体接触诱导后的混合塑料进行精磨，利用粒径筛控制当量直径为0.5～5mm(质量90％以上)，完成进料细颗粒化；(4)浮选单元：将步骤(3)细颗粒化后的混合塑料置于浮选容器内，加入自来水作为溶液介质，固液比按照kg：m3计为(15～25)∶1，再投加非离子型起泡剂，空气曝气150～300L/h条件下运行3～15min，收集上浮产物完成分离。进一步优选地，如上所述基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法，其中步骤(1)中所述的混合塑料中PET与PVC的质量比为(0.43～2.33)：1。所述混合塑料的来源为生活垃圾固废流中常见的PET和PVC制品，诸如饮料瓶、保鲜盒、玩具、建筑配件及包装材料等。进一步优选地，如上所述基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法，其中步骤(1)中所述清洗的过程为：采用含洗涤剂(优选去污粉)的自来水浸泡，浸泡时搅拌处理，再利用自来水复洗脱除洗涤剂，固液分离。进一步优选地，如上所述基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法，其中步骤(1)中粗碎控制进料厚度≤6mm。进一步优选地，如上所述基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法，其中步骤(2)中所述电晕放电采用电晕机，电晕机中工作电极的参数为长500mm×宽1mm×间距1.5mm，正弦交流电压220VAC/50Hz供电，最大输出功率1kW，进料辊最大线速度15m/min。进一步优选地，如上所述基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法，其中步骤(2)中控制等离子体诱导产生的单位激活能为15kJ/m2。进一步优选地，如上所述基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法，其中步骤(3)中所述的精磨为球磨处理，精磨后物料当量直径控制在3～5mm(质量90％以上)。进一步优选地，如上所述基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法，其中步骤(4)中所述浮选容器为柱状，径深比(内径：高)≤1:4。进一步优选地，如上所述基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法，其中步骤(4)中所述非离子型起泡剂为松醇油，投加量为15-30mg/L.进一步优选地，如上所述基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法，其中步骤(4)中投加非离子型起泡剂后，空气曝气200L/h条件下运行5min，收集上浮产物完成分离。与现有技术相比，本专利技术涉及的基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法具有以下优点和显著进步：(1)本专利技术提供了一种针对PET与PVC的有效分选方法，该方法操作简单，利于工业化大规模应用。(2)本专利技术流程简单，特别是等离子体接触诱导过程无溶剂添加，不使用氧化剂及额外的催化药剂，对环境无毒无害，节约成本的同时可有效减少水体的二次污染。(3)本专利技术属于温和处理，常温常压下进行，无高温加压环节，分离安全性及效率高。(4)本专利技术各环节可依靠传送装置实现在线自动化运行，便于结合现有规模化的浮选设备进行推广应用。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于解释说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。本专利技术包含预处理步骤1、等离子体接触诱导、预处理步骤2和浮选单元在内的四个工艺环节；所述四个工艺环节依次串联(预处理步骤1→等离子体接触诱导→预处理步骤2→浮选单元)，可以连续在线运行；所述预处理步骤1进料为混合塑料，包含不同来源及质量比的聚氯乙烯(PVC)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)；所述浮选单元出料，上浮产品即为PET，下沉尾料为分离出的PVC。实施例1本实施例进料组成为PET与PVC制品混合物，其来源分别为建筑配件和饮料瓶，二者质量比分布接近1，其分离的操作方法为：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：/n(1)预处理步骤1：收集混合塑料作为进料，所述的混合塑料包含PET和PVC，清洗以去除污渍，然后进行粗碎，控制进料厚度≤10mm，完成进料片材化；/n(2)等离子体接触诱导：将步骤(1)片材化后的混合塑料进行大气压下的等离子体正极双面接触，所述的等离子体由电晕放电或射频等离子炬发生器在大气或氧气或氮气氛围内产生，过程中控制等离子体诱导产生的单位激活能为12～18kJ/m

【技术特征摘要】
1.一种基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)预处理步骤1：收集混合塑料作为进料，所述的混合塑料包含PET和PVC，清洗以去除污渍，然后进行粗碎，控制进料厚度≤10mm，完成进料片材化；
(2)等离子体接触诱导：将步骤(1)片材化后的混合塑料进行大气压下的等离子体正极双面接触，所述的等离子体由电晕放电或射频等离子炬发生器在大气或氧气或氮气氛围内产生，过程中控制等离子体诱导产生的单位激活能为12～18kJ/m2；
(3)预处理步骤2：将步骤(2)等离子体接触诱导后的混合塑料进行精磨，利用粒径筛控制当量直径为0.5～5mm，完成进料细颗粒化；
(4)浮选单元：将步骤(3)细颗粒化后的混合塑料置于浮选容器内，加入自来水作为溶液介质，固液比按照kg：m3计为(15～25)∶1，再投加非离子型起泡剂，空气曝气150～300L/h条件下运行3～15min，收集上浮产物完成分离。


2.根据权利要求1所述基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的混合塑料中PET与PVC的质量比为(0.43～2.33)：1。


3.根据权利要求1所述基于低温等离子体诱导浮选分离PET和PVC的方法，其特征在于，步骤(1)中所述清洗的过程为：采用含洗涤剂的自来水浸泡，浸泡时搅拌处理，再利用自来水复洗脱除洗涤剂，固液分离。


4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵钺，韩凤荣，郭林奕，张军，耿雅妮，陈静，王科，
申请(专利权)人：宝鸡文理学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61