一种漆包线与电线电缆共热解方法技术

本发明专利技术公开了一种漆包线与电线电缆共热解方法，涉及资源与环境技术领域；该方法包括以下步骤：(1)确定漆包线、电线电缆绝缘层及其共混样品的共热解的热解终止温度和共热解的匹配性；(2)依据步骤(1)得到的漆包线、电线电缆绝缘层及其共混样品的热解终止温度，并结合实际装载量，制定并优化样品漆包线、电线电缆绝缘层及其共混样品的热解工艺窗口；所述热解工艺窗口的实际热解温度按照以下公式计算：T＝T

【技术实现步骤摘要】
一种漆包线与电线电缆共热解方法


[0001]本专利技术涉及资源与环境
，特别是涉及一种漆包线与电线电缆共热解方法。

技术介绍

[0002]废弃铜漆包线及电线电缆作为电气工业和家用电器中常见的器材，都有较高的含铜量。废漆包线及电线电缆的回收已成为再生铜资源的重要补充，具有很高的回收价值。
[0003]废旧漆包线漆层主要有聚酯(PET)、聚氨酯(PU)、聚酯亚胺等有机树脂。回收漆包线主要的方法有激光脱漆、化学脱漆以及热解法来实现漆包线脱漆的目的。激光脱漆设备昂贵，并且脱漆效率低，难应用于工业化生产；化学脱漆法脱漆率高，但存在脱漆时间长，脱漆剂会造成二次污染，并且不适用于工业化生产；而热解法回收漆包线的效率高，并且铜的损耗率低，并且已经实现工业化生产。
[0004]在废弃的电线电缆中也具有大量的铜线，其绝缘层材料主要以PVC、聚乙烯(PE)、聚烯烃为主，在回收其中的铜时，往往采用机械破碎分选技术、化学处理技术、高压水射流回收技术、低温冷冻处理技术、热回收处理技术、超声波分离回收技术。其中热回收处理技术是废旧电缆回收中运用最多的一种方法。
[0005]废弃漆包线及电线电缆都可以采取热解法来处理。热解技术是在厌氧或无氧的情况下，施加温度环境加热物料，使高分子或者聚合物物质的分子链断裂为小分子的物质。热解技术因具有减量化、无害化和资源化等优点已被广泛应用于固体废弃物的处理。对于废旧漆包线及电线电缆，其金属导线外敷设的绝缘覆盖层为高分子材料，对其进行热态变性或分解，达到金属与非金属的分离，实现金属资源的有效回收和合理开发，对解决国内资源短缺、减少原生资源开发、降低环境污染、实现循环经济与社会可持续发展，具有重大的战略意义。
[0006]漆包线漆层与电线电缆绝缘层两者均属于聚合物，在拆解收集废旧电器中的漆包线时，漆包线与电线电缆经常会混杂在一起。漆包线与电线电缆共热解目前还没有发现学者进行研究。
[0007]在电线电缆回收方面，现有技术公开的主要是机械处理方法，该方法通过对装置各个部件进行具体设置，利用相对的拉力，将电缆芯从电缆皮中抽取出来并分别进行收集处理实现了电缆的回收处理，但相对于热解法处理电线电缆回收铜，这种机械处理方法其回收效率远远不足，且没有提供对产生的电缆皮废料的处理技术。
[0008]目前关于共热解的技术主要是针对混合塑料以及塑料与生物质共混热解的处理，其中塑料主要包括聚氯乙烯(PVC)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、ABS、PET、聚氨酯(PU)等常见塑料材料，研究集中在共热解产物、共热解工艺、控制环境污染物释放以及能量利用等方面。这些方面的研究，对热解程度的控制缺乏科学性，不利于高效且节约能耗。
[0009]综上所述，目前有关技术存在以下问题：
[0010](1)热解材料单一，没有考虑到作为废弃物的漆包线与塑料等多种相关被热解处理材料的共混问题；
[0011](2)漆包线与电线电缆共混热解技术缺乏，聚合物共热解研究还停留在塑料、生物质等物质，其热解匹配性尚未确定；
[0012](3)热解程度控制的科学性欠缺，使得对于热解工艺参数的制定缺乏科学性的分析指导。
[0013](4)热解工艺参数制定和优化停留在实验室，不足以指导生产实践。
[0014]因此开发一种可指导生产实践的废旧漆包线与电线电缆共热解的高效方法是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0015]本专利技术的目的是提供一种漆包线与电线电缆共热解方法，以解决上述现有技术存在的问题，本专利技术的方法可以同时处理多种材料，利用本专利技术方法得到热解工艺窗口，可指导实际生产，实现低能耗且热解完全的目标。
[0016]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0017]本专利技术提供一种漆包线与电线电缆共热解方法，包括以下步骤：
[0018](1)确定漆包线、电线电缆绝缘层及其共混样品的共热解的热解终止温度和共热解的匹配性；
[0019](2)依据步骤(1)得到的漆包线、电线电缆绝缘层及其共混样品的热解终止温度，并结合实际装载量，制定并优化漆包线、电线电缆绝缘层及其共混样品的热解工艺窗口；所述热解工艺窗口的实际热解温度按照以下公式计算：
[0020]T＝T
m
+100℃+x
×
(50℃～100℃)
[0021]式中，T为实际热解温度；T
m
为步骤(1)得到的热解终止温度；x为装载量。
[0022]进一步地，在步骤(1)中，对漆包线、电线电缆及其共混样品进行热解，分别得到其热失重曲线及微商热重曲线，从中得出漆包线、电线电缆及其共混样品的热解终止温度，并确定其共热解的匹配性。
[0023]进一步地，在步骤(1)中，对漆包线、电线电缆及其共混样品进行热解前后及热解过程中气体和固体的官能团分析，确定热解终止温度和共热解的匹配性。
[0024]进一步地，所述官能团分析利用红外光谱和热重
‑
红外光谱联用进行表征。
[0025]专利技术机理
[0026]在实际回收过程中漆包线与电线电缆作为最常见的电子垃圾往往混杂在一起，不同材料是否适合共热解，若进行共混热解则缺乏技术指导，若进行分拣后热解，又增加经济成本，存在一定局限性。
[0027]1)匹配性的问题。匹配性即两种材料是否适合进行共热解。通过对漆包线及电线电缆进行热失重分析，得到两者的热解区间及共热解区间。若两者热解区间相差较大，并且共热解区间大于两者的单独热解区间，那么表示两材料匹配性差，不宜进行共热解。相反，若两者热解区间相差相近，并且共热解区间小于两者的单独热解区间或与其相差不大，那么表示两材料匹配性好，适合进行共热解。
[0028]2)热解程度问题。热解程度即有机物的热分解程度。在漆包线与电线电缆两者共
混热解时，其热解起始温度和终了温度都会发生变化，同一温度下共热解程度也不同于单一材料的热解程度。通过对漆包线及电线电缆热解前、热解后及热解过程中进行官能团分析，可以得到在热解过程中，材料的某一温度下的官能团释放以及最终材料的热解程度。
[0029]3)优化热解工艺
[0030]①
工艺窗口问题。工艺窗口即考虑到热解区间、匹配性以及热解程度及装载量等综合因素后得到的实际热解温度区间。漆包线漆主要由聚酯漆、聚氨酯漆等漆包线漆组成，而这些漆通常由相对应的漆基树脂组成；聚酯漆的主要成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯COC6H4COOCH2CH2O、聚对苯二甲酸丁二酯[C
12
H
12
O4]n
、聚芳酯[C
27
H
24
O6]n
，聚氨酯漆的主要成分为聚氨基甲脂(C
10
H8N2O2·
C6H
14
O3)
n
；废弃的电线电缆中其绝缘层主要以PVC、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种漆包线与电线电缆共热解方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)确定漆包线、电线电缆绝缘层及其共混样品的共热解的热解终止温度和共热解的匹配性；(2)依据步骤(1)得到的漆包线、电线电缆绝缘层及其共混样品的热解终止温度，并结合实际装载量，制定并优化漆包线、电线电缆绝缘层及其共混样品的热解工艺窗口；所述热解工艺窗口的实际热解温度按照以下公式计算：T＝T
m
+100℃+x
×
(50℃～100℃)式中，T为实际热解温度；T
m
为步骤(1)得到的热解终止温度；x为装...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏志东，李炳毅，王晓露，周炜，程浩，王乙舒，郭福，张炜，吴玉峰，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：