我國目前PET塑料飲料瓶的消費量很高,廢PET飲料瓶的再生利用,不但可以減少環(huán)境污染,而且可以變廢為寶。但只有很少部分被利用,其余的被隨意丟棄,造成資源的浪費和環(huán)境污染。因此其回收利用技術(shù)有著(zhù)廣闊的前景。
PET飲料瓶回收方法有化學(xué)回收和物理回收兩種;瘜W(xué)回收法是將PET廢瓶在一定反應條件下解聚生成有用化學(xué)品的方法,如生產(chǎn)低檔燃料汽油。物理回收法是將廢PET瓶經(jīng)過(guò)分離、破碎、洗滌及干燥處理進(jìn)行再造粒方法。物理回收法主要有以下兩種:一是將廢PET瓶切碎成片,從PET中分出HDPE、鋁、紙和粘合劑,PET碎片再經(jīng)洗滌、干燥、造粒;二是先將廢PET瓶上非PET的瓶蓋、座底、標簽等雜志用機械方法分離,在經(jīng)洗滌、破碎、造粒。
前一種工藝流程:用人工方法先除去石塊、木料及其它塑料制品以及有色PET瓶。再生PET中不得含有PVC雜質(zhì),因為其存在是影響PET色澤的關(guān)鍵因素。當PVC混入量較少時(shí)可在傳送帶上用人工方法分離,即受扭力作用時(shí)PVC與PET瓶在受力部分產(chǎn)生不同的物理現象,PVC瓶出現不透明痕跡,PET瓶沒(méi)有,即可進(jìn)行分離。亦有些公司利用PVC與PET不同熔點(diǎn)將破碎PET和PVC碎片通過(guò)裝有加熱器控制一定溫度的傳送帶,PVC被熔化后粘附在傳送帶上,這樣可與PET分離開(kāi)。
鐵的分離采用鐵磁分離器。
PET瓶破碎有的只進(jìn)行一次破碎,有的先進(jìn)行粗破碎后再細分破碎,最終成為1.0-1.5cm大小的碎片。破碎機出口處安裝有一個(gè)孔徑為1.0-1.5cm的篩子以控制碎片的尺寸。
洗凈及雜質(zhì)分離技術(shù)是獲得高質(zhì)量再生PET的關(guān)鍵。飲料瓶通常使用塑料PE或指標簽,紙標簽可用粘接劑,也可在瓶子吹塑過(guò)程中粘上去,當PET瓶破碎后,部分標簽被破碎成碎片,有的仍然粘附在PET碎片上,破隨后的PET通常采用鼓風(fēng)機和旋風(fēng)分離機組合分離裝置,可以除去約98%疏松標簽碎片,也可采用抽氣塔分離裝置分離,破碎的PET碎片垂直從分離塔頂部加入,碎片與上升氣流形成逆流,利用PET與標簽碎片比重差異,標簽被抽去,PET從分離器底部出來(lái),為了保證標簽分離效率,在生產(chǎn)中可采用兩套以上的分離裝置。
洗滌的目的是除去粘接劑、灰和原瓶中的殘留物。洗滌采用80- 100oC熱水來(lái)軟化或溶解粘貼標簽和底座的EVA粘接劑或其他類(lèi)型粘接劑,為防止脫落的粘接劑再粘附PET碎片,需在水中加入添加劑,如堿、乳化劑或其它專(zhuān)用化學(xué)劑,清洗液一般由工廠(chǎng)根據廢瓶來(lái)源和粘接特性來(lái)確定其配方組成和含量,清洗液可濾去雜質(zhì)重新加熱后循環(huán)使用,洗滌可在裝有攪拌器的特別清選罐內進(jìn)行,為保證清洗的效果,洗滌可采用二級洗滌工藝。
底座的分離是利用底座HDPE密度與PET密度不同的特性將其分離。分離在腐洗罐中進(jìn)行,HDPE碎片從罐頂部溢出,下沉的PET碎片從罐底部出去。有的則采用水力旋流器分離代替浮選罐,其分離效果更好。
PET碎片通常采用離心脫水機使碎片含水量降至2%,再經(jīng)帶式或管式干燥機干燥,使水份含量降至0.5%。
PET中不能含有鋁雜質(zhì),即使微量鋁雜質(zhì)都會(huì )影響再生PET的透明性,因此再生PET中鋁含量應低于50×10-6,分離鋁的最簡(jiǎn)單方法是在破碎前人工拆除鋁蓋、鋁環(huán)或采用靜電分離法使鋁含量降低至100×10-6,這種分離可在輸送帶上進(jìn)行;若PET碎片再通過(guò)金屬檢測分離系統進(jìn)一步凈化,鋁含量可低于5×10-6。
再生PET擠出造粒與原生PET擠出造粒除進(jìn)料有所區別外其它方面區別不大。擠出造?刹捎脝温輻U或雙螺桿擠出機,但在設計時(shí)必須考慮傳統擠出機的進(jìn)料壓力太大,改用進(jìn)料部分尺寸較大的螺桿,若用雙螺桿擠出機效果更佳。
后一種工藝流程:該回收方法是先把PET瓶中的非PET成份分離,然后再破碎回收。它是先采用人工方法將石塊、木料及其它塑料制品以及有色飲料瓶分離。 PVC瓶的分離可采用人工挑選方法或PVC分離設備進(jìn)行。金屬鐵的分離可采用磁鐵分離器進(jìn)行分離。飲料瓶通過(guò)輸送機后進(jìn)入清理機,瓶子垂直進(jìn)入加工生產(chǎn)線(xiàn),通過(guò)除環(huán)機和除蓋機將瓶蓋和拉環(huán)拆除,并經(jīng)稱(chēng)重確保瓶蓋已拆除,檢測發(fā)現某個(gè)瓶子重量超過(guò)標準將其從生產(chǎn)線(xiàn)上分離出去。
然后向每個(gè)廢PET瓶子注入100ml開(kāi)水,溶解瓶?jì)葰堄囡嬃,同時(shí)將瓶夾緊掛起,瓶外用高壓水刷洗,用熱水使粘接劑軟化,這樣底座自行脫落,塑料或紙質(zhì)標簽脫出。經(jīng)過(guò)洗滌后將瓶底部切除,放出瓶?jì)鹊乃。破碎如同第一種工藝方法中的設備即可,經(jīng)過(guò)連續干燥器將PET瓶碎片干燥至水份含量低于0.05%。擠出造粒與底]一種回收方法相同。
以上兩種回收技術(shù)均有工廠(chǎng)采用。其工藝各有特點(diǎn)。第一種回收方法較易形成大規模生產(chǎn),但分離技術(shù)比較復雜,分離設備較多,投資較大。第二種方法產(chǎn)品純度較高,使用設備較少,投資較省,但僅適用于無(wú)破損的完整的飲料瓶,被壓扁或有破損的飲料瓶需分離出去,用其它的方法另行回收。實(shí)際上廢塑料瓶從運輸的經(jīng)濟合理性考慮,應壓扁包扎后才可運輸。其次切割出的瓶底座回收基本按照第一種方法進(jìn)行,因此第二種回收法局限性較大。
國內用回收的PET制造有色農藥瓶,替代玻璃瓶以減少產(chǎn)品破損。國外用回收PET制造PET包裝。澳大利亞用回收的 PET作為三層包裝瓶的中間層原料,再生PET廣泛用于生產(chǎn)3-17dtex短纖維,用作非織布。美國還應用再生PET來(lái)生產(chǎn)6.6-9.9dtex中空纖維,用作絮棉填充料。再生PET還可用于服裝用纖維,例如美國Dyersburg織物廠(chǎng)用100%廢PET瓶再生PET切片生產(chǎn)絨面布,美國 Wellman Fiber公司開(kāi)發(fā)室外用面料,再生PET纖維與其它纖維混紡,混紡率可達89%,該公司還與其它公司合作,以廢PET飲料為原料生產(chǎn)衣用滌綸短纖維。美國巴塔哥尼亞公司用再生PET纖維與其它纖維混紡生產(chǎn)運動(dòng)衣,混紡率達80%。
日本的帝人公司最近也開(kāi)發(fā)了一種從廢PET瓶中 DMT(對苯二甲酸二甲脂)和EG(乙二醇)的循環(huán)方法,先把廢PET瓶壓碎并清洗,然后溶解于EG中,在EG的沸點(diǎn)溫度和0.1Mpa的壓力下,把 PET進(jìn)行解聚,生成雙-對苯二甲酸羥乙酯(BHET)。再經(jīng)過(guò)濾,除去濾渣和添加劑,使BHET與甲醇起反應,在甲醇的沸點(diǎn)溫度和0.1Mpa的壓力下,經(jīng)過(guò)酯交換反應生成DMT和EG。再經(jīng)過(guò)蒸餾,把DMT和EG進(jìn)行分離,然后通過(guò)重結晶過(guò)程,把DMT精制;通過(guò)蒸餾把EG純化,甲醇可循環(huán)使用;厥盏腄MT和EG的純度都達到99.99%,生產(chǎn)成本與通用的DMT和EG法的成本不相上下。DMT可以轉化成純TPA(對苯二甲酸),用于制造瓶級 PET樹(shù)脂。循環(huán)裝置可以生成10%左右的該公司生產(chǎn)樹(shù)脂用的原料。