CN101797573A - 一种废弃溴代阻燃塑料的环保回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种废弃溴代阻燃塑料的环保回收方法。将废弃阻燃塑料与工业废渣电石灰共同热解，使溴分布在固体残渣中便于进一步回收利用，同时抑制溴代恶英类污染物(PBDD/F)的形成。通过本技术的实施解决了常规热解工艺中溴在三相产物中分布不利于回收利用、净化处理成本高以及PBDD/F的形成问题，实现资源与环境的双赢。
Description
技术领域：
本发明涉及一种溴代阻燃塑料的环保回收方法。具体地讲，本发明涉及一种通过工业废渣电石灰与废弃溴代阻燃塑料共同热解，使溴较好的控制在残渣中并能换抑制溴代二恶英类污染物的形成的溴代阻燃塑料的环保回收方法。
背景技术：
溴化环氧树脂(Brominated Flame Retardants，BFR)以其优良的电气绝缘性、粘接性及自阻燃性，广泛应用于电子产品中电路板(PCB)、连接器、电线电缆、外壳等需具有难燃特性等零部件。大部分BFR具有较高的持久性和亲脂性并且容易在人和动物体内累积，危害内分泌系统，影响激素在体内的平衡。因此，对该类废弃物有效的回收利用已得到有关部门的重视，也是资源与环境领域亟待解决的问题。
塑料类废弃物最终利用的途径是热回收能量，由于能量回收过程中易产生二次污染以及净化处理系统的复杂，所以研究开发安全、经济的回收技术是该技术领域中的一个重要问题。另外，阻燃塑料的特殊性在于含量较高的阻燃剂及其中的某些金属(如Fe、Cu等)在热解过程中很容易产生含溴的化合物，如溴化氢及含溴的芳香化合物以及剧毒的PBDD/F，这些物质一方面会污染环境，腐蚀设备并且净化处理成本大；另一方面会进入热解油及热解气中造成这些产品的再利用困难，至今尚未找到经济有效的控制手段和理论支撑，成为制约这项技术从实验室走向实际应用的瓶颈。
电石灰主要来源于以电石为原料生产乙炔及PVC的副产品，外观呈灰白色，主要成分为Ca(OH)2、CaO、CaCO3、Mg(OH)2等，通常Ca(OH)2的干基含量在75％左右，Ca、Mg的含量在55％～65％之间。这类固体废物的综合利用率仅为15％左右，给环境带来很大的压力。
因此，如果能实现两类废弃物共同热解，通过“以废治废”实现固溴，来解决热解过程中的难题。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种废气溴代阻燃塑料的环保化回收方法，以减少污染物的形成并减少回收成本。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案得以实现：
一种废弃溴代阻燃塑料的环保回收方法，包括如下步骤：
1)将含水率不大于10％的工业废渣电石灰研磨至80～100目，然后与粘土以1∶0.3的重量配比混合，用制球机制成直径小于0.5cm的小球并通风吹干至水分含量＜3％以防止热解时小球迅速膨胀破裂；
2)将废弃溴代阻燃塑料进行粗破碎至尺寸满足热解炉给料要求的碎块；
3)将步骤1)所得的电石灰小球和步骤2)所得的塑料碎块以4∶1的重量比混合后进料至热解炉中在惰性气氛中进行共同热解；
4)将共同热解过程中产生的挥发物冷凝得到热解气和热解油，其中热解气经过净化后进行二次燃烧，其热量作为补充能源供应给热解系统；而收集热解油以用作燃料或化工原料；并且所述热解过程中产生的挥发物中的溴含量＜5ppm；
5)用滚筒筛将热解后的残渣分离，得到富集了热解过程中产生的溴的电石灰发泡球和剩余残渣，其中电石灰发泡球中溴以溴化钙的形式存在；
6)然后将电石灰发泡球细碎到100目以下，采用水蒸汽蒸馏法或空气吹出法提取溴，其原理是用氯气作氧化剂将溴离子氧化为游离溴，然后用水蒸汽蒸馏或空气吹出方式进行提制；和
7)将剩余残渣在电炉中进行煅烧以除去热解过程中的残留炭，提高玻璃纤维的再利用纯度，再采用万能破碎机粉碎，接着用风力分选机进行金属(铜等)与非金属材料(玻璃纤维)的分离，得到金属和非金属。
所述制球机的成型压力为18-20MPa。
所述共同热解的热解温度为500～550℃，保温在30min以上以保证挥发物挥发完全。
所述电石灰小球的强度为15～20N，而硬度为8-9N/mm2以使其在热解后不变碎从而便于分离回收。
本发明中热解终温较废弃阻燃塑料低50℃左右，其原因是由于加入电石灰后使阻燃塑料中阻燃剂的活性受到激发，使分解速度加快，节约了热解过程中的能源消耗。
本发明方法中工业废渣电石灰和废弃溴代阻燃塑料共同热解后，调控溴在三相热解产物中的分布，使溴尽可能的分布在热解残渣中并以溴化钙形式存在便于溴的进一步回收利用；而在热解挥发物(热解油和热解气)中含有痕量的溴，不必进行特殊的脱溴处理就能作为燃料或化工原料使用，从而减少资源化成本。
本发明方法通过两类废物共热解来抑制PBDD/F前驱体的形成，减少热解过程中污染物的排放。
本发明方法中产生的热解气因为不含有腐蚀性的气体溴化氢可直接作为热解系统的补充能源；热解后的残渣经过滚筒筛进行分离，分离后得到的电石灰添加球富集了热解过程中产生的溴并以溴化钙存在，可进一步回收溴资源；热解残渣经过细碎、磁选等工艺可回收到金属与非金属材料(如玻璃纤维等)可进一步用来制作玻璃钢或其他填料。
本发明方法工艺简单，成本低廉，在废物资源化的同时也兼顾无害化。符合技术可行、经济有利的资源化技术要求。
附图说明
下面结合附图1和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体例和附图，进一步阐述本发明。
实施例1
如图1所示，按照如下步骤进行本发明方法：
1)将含水率不大于10％的较干电石灰磨细至80～100目，每一批电石灰含水率需经测定，以便配料；然后将电石灰与粘土以1∶0.3的重量配比混合，用制球机(制球机的成型压力为20MPa)制成直径小于0.5cm的小球并通风吹干，确保含水率＜3％为了保证电石灰球在热解后不变碎，得到的电石灰小球的强度为20N，而硬度为9N/mm2，其在热解后不变碎从而便于分离回收；
2)将废弃溴代阻燃塑料进行粗破碎至尺寸满足热解炉给料要求的碎块；
3)接着将步骤1)所得的电石灰小球和步骤2)所得的塑料碎块以4∶1的重量比混合后采用间歇式进料方式至给料热解炉中在惰性气氛下进行热解进行共同热解，热解终温为500℃，热解时间为30分钟；
4)将共同热解过程中产生的挥发物冷凝得到热解气和热解油，其中热解气经过净化后进行二次燃烧，其热量作为补充能源供应给热解系统；而收集热解油以用作燃料或化工原料；
5)再用滚筒筛将热解后的残渣分离，得到富集了热解过程中产生的溴的电石灰发泡球和剩余残渣，其中电石灰发泡球中溴以溴化钙的形式存在；
6)然后将电石灰发泡球细碎到100目以下，采用水蒸汽蒸馏法提取溴，其原理是用氯气作氧化剂将溴离子氧化为游离溴，然后用水蒸汽蒸馏进行提制；和
7)将剩余残渣在电炉中进行煅烧以除去热解过程中的残留炭，提高玻璃纤维的再利用纯度，再采用万能破碎机粉碎，接着用风力分选机进行金属(铜等)与非金属材料(玻璃纤维)的分离，得到金属和非金属，由于二者密度差在二倍左右，分离效率达到90％以上。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (4)
1.一种废弃溴代阻燃塑料的环保回收方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)将含水率不大于10％的工业废渣电石灰研磨至80～100目，然后与粘土以1∶0.3的重量配比混合，用制球机制成直径小于0.5cm的小球并通风吹干至水分含量＜3％以防止热解时小球迅速膨胀破裂；
2)将废弃溴代阻燃塑料进行粗破碎至尺寸满足热解炉给料要求的碎块；
3)将步骤1)所得的电石灰小球和步骤2)所得的塑料碎块以4∶1的重量比混合后进料至热解炉中在惰性气氛中进行共同热解；
4)将共同热解过程中产生的挥发物冷凝得到热解气和热解油，其中热解气经过净化后进行二次燃烧，其热量作为补充能源供应给热解系统；而收集热解油以用作燃料或化工原料；并且所述热解过程中产生的挥发物中的溴含量＜5ppm；
5)用滚筒筛将热解后的残渣分离，得到富集了热解过程中产生的溴的电石灰发泡球和剩余残渣，其中电石灰发泡球中溴以溴化钙的形式存在；
6)然后将电石灰发泡球细碎到100目以下，采用水蒸汽蒸馏法或空气吹出法提取溴，其原理是用氯气作氧化剂将溴离子氧化为游离溴，然后用水蒸汽蒸馏或空气吹出方式进行提制；和
7)将剩余残渣在电炉中进行煅烧以除去热解过程中的残留炭，提高玻璃纤维的再利用纯度，再采用万能破碎机粉碎，接着用风力分选机进行金属与非金属材料的分离，得到金属和非金属。
2.根据权利要求1所述的环保回收方法，其特征在于：制球机的成型压力为18-20MPa。
3.根据权利要求1所述的环保回收方法，其特征在于：所述共同热解的热解终温为500～550℃，保温30min以上以保证挥发物挥发完全。
4.根据权利要求1所述的环保回收方法，其特征在于：所述电石灰小球的强度为15～20N而硬度为8-9N/mm2以使其在热解后不变碎从而便于分离回收。
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