利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法技术

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，涉及一种利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法。该方法包含预处理步骤1、等离子体接触诱导、预处理步骤2和反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，可以连续在线运行；所述预处理步骤1进料为聚烯烃类和聚氯乙烯(PVC)的混合塑料，反浮选单元出料，下沉尾料即为分离出的聚烯烃类塑料，上浮产品为杂质PVC。本发明专利技术操作简单，处理过程在常温常压下进行，无高温加压环节，分离安全性及效率高，利于工业化大规模应用。模应用。

【技术实现步骤摘要】
利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法


[0001]本专利技术属于固体废弃物污染防治与资源化
，具体而言，涉及一种利用低温等离子体诱导改性作为预处理，增强聚烯烃类(LDPE、HDPE和PP)和PVC混合塑料反浮选分离的方法。

技术介绍

[0002]目前，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，因此资源化处置塑料废弃物获得广泛关注。聚烯烃类热塑性树脂由于容易加工成型和综合性能优良，被广泛应用于一次性包装行业，其中又以高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和聚丙烯(PP)产量最大，三者的废弃物仍具有很高的再利用价值，可以通过简单的重塑工艺处理实现材料循环，或裂解至单体参与化学循环。然而，由常见固废流中收集的聚烯烃类塑料与聚氯乙烯(PVC)存在明显的伴生，难以依靠经验判断进行手工分拣。废弃的PVC掺杂在聚烯烃类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，严重降低再生塑料和裂解油的品质。此外，PVC的高卤素含量(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的问题。因此，分离杂质PVC对于聚烯烃类塑料的回收再利用具有极为重要的现实意义。
[0003]除了手工分拣外，已经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，因此均未见大规模产业化应用。浮选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、低成本等诸多优点。然而，现有研究表明聚烯烃类塑料与PVC之间的理化性质过于接近，同属高分子材料的固有疏水性决定二者均易成为上浮产物，无法通过传统的浮选工艺形成有效分离，这也限制了浮选应用范围的推广。

技术实现思路

[0004]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利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法，以解决现有分离方法存在分选成本高、分选效率和纯度低的问题。
[0005]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，增强聚烯烃类(LDPE、HDPE和PP)和PVC混合塑料反浮选分离的方法。具体地，本专利技术的技术方案概括如下：
[0006]一种利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法，该方法包括如下步骤：
[0007](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聚烯烃类塑料和PVC塑料，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；
[0008](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在6～12kJ/m2；
[0009](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；
[0010](4)反浮选单元：将步骤(3)细颗粒化后的混合塑料加入浮选容器内，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150L/h～250L/h条件下运行3～15min，收集下沉尾料(聚烯烃类塑料)完成分离。
[0011]进一步优选地，如上所述利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法，其中步骤(1)中所述的聚烯烃类塑料选自如下的至少一种：高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)。
[0012]再进一步优选地，如上所述利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法，其中步骤(1)中所述的混合塑料中聚烯烃类塑料与PVC塑料的质量比为(0.25～4.0)：1。所述混合塑料的来源为生活垃圾固废流中常见的HDPE、LDPE、PP和PVC制品，诸如食品容器、汽车及电器配件、建筑配件及包装材料等。
[0013]进一步优选地，如上所述利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法，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。
[0014]进一步优选地，如上所述利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法，其中步骤(1)中粗碎后控制进料厚度≤6mm。
[0015]进一步优选地，如上所述利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法，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。
[0016]进一步优选地，如上所述利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法，其中步骤(2)中控制等离子体诱导产生的单位激活能为10.5kJ/m2。
[0017]进一步优选地，如上所述利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法，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。
[0018]进一步优选地，如上所述利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法，其中步骤(4)中所述浮选容器为柱状，径深比≤1:4。
[0019]进一步优选地，如上所述利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法，其中步骤(4)中所述非离子型起泡剂为松醇油，投加量为15～25mg/L.投加非离子型起泡剂后，空气曝气150L/h条件下运行5min，收集下沉尾料完成分离。
[0020]与现有技术相比，本专利技术涉及的利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法具有以下优点和显著进步：
[0021](1)本专利技术提供了一种针对针对聚烯烃类塑料与PVC塑料的有效分选方法，该方法操作简单，利于工业化大规模应用。
[0022](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。
[0023](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。
[0024](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
[0025]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。
[0026]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和反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(预处理步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法，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聚烯烃类塑料和PVC塑料，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在6～12kJ/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)反浮选单元：将步骤(3)细颗粒化后的混合塑料加入浮选容器内，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150L/h～250L/h条件下运行3～15min，收集下沉尾料完成分离。2.根据权利要求1所述利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的聚烯烃类塑料选自如下的至少一种：HDPE、LDPE、PP。3.根据权利要求2所述利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的混合塑料中聚烯烃类塑料与PVC塑料的质量比为(0.25～4.0)：1。4.根据权利要求1所述利用低温等离子体诱导反浮选分离聚烯烃类塑料混合物的方法，其特征在于，步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵钺，韩凤荣，郭林奕，张海东，崔芳，雷霁，陈静，
申请(专利权)人：宝鸡文理学院，
类型：发明
国别省市：