CN102206359B

CN102206359B - 一种铝塑复合包装材料连续分离方法和装置

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Publication number: CN102206359B
Application number: CN2010101390675A
Authority: CN
Inventors: 李丽; 王琪; 闫大海; 刘玉强; 黄泽春; 黄启飞; 谢明辉; 杨子良; 羊军
Original assignee: Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Current assignee: Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: CN102206359A; HK1162559A1

Abstract

一种铝塑复合包装材料连续分离方法，其步骤为：A)将铝塑复合包装材料浸泡在甲酸剥离剂中，甲酸剥离剂中的甲酸浓度为2-6mol/L；B)将已分离的铝箔和塑料甩干脱去残留的剥离剂；C)将甩干后的铝箔和塑料进行离心筛分，使塑料和铝箔剥落分离并收集塑料和铝箔。本发明还提供了一种实现上述方法的装置。本发明实现了连续进料、连续出料的目的，分离效率高、速度快，节约成本，深具经济性和有效性的产业价值。

Description

一种铝塑复合包装材料连续分离方法和装置

技术领域

本发明属于资源再生利用技术领域。

详细地说，本发明涉及一种塑铝复合包装材料连续快速分离的方法。

本发明还涉及用于实现上述方法的装置。

背景技术

塑铝复合包装材料是纸塑铝复合包装废物破碎分离出纸基部分后，剩余的由铝箔和塑料复合而成的包装材料，主要成份是80％的聚乙烯塑料(LDPE)和20％的铝。塑铝复合包装材料单独使用的情况较少，一般都与纸纤维复合后使用。应用最为广泛的包装是牛奶和软饮料包装，典型产品有利乐公司生产的利乐包、康美公司生产的康美包和国际纸业生产的屋顶盒。这些包装的结构大致相同，都是由单层或多层纸纤维、塑料和铝箔复合而成，形成阻光、阻氧、阻潮的无菌环境。

国内外现有的塑铝复合包装材料再生利用的工艺主要有两类：一类是随纸纤维一起直接再生技术，即直接将纸塑铝复合包装整体破碎后再生出新的材料；另一类则是将塑铝复合包装材料中的铝、塑两种材料分离后分别再生利用。

关于直接再生技术，目前主要有塑木技术和彩乐板技术两种：

a)塑木技术是将复合包装直接粉碎，挤塑成型为“塑木”新材料。这种“塑木”新材料可以用来制造室内家具、室外防盗垃圾桶、园艺设施等。

b)彩乐板技术是将复合包装直接粉碎、热压后制成彩乐板。但是由于彩乐板的原材料只能采用复合包装材料生产厂家提供的边角料以及灌装厂在罐装过程中产生的废包等洁净的纸塑铝复合包装材料来制作和生产，使复合包装的回收范围局限在了生产厂和灌装厂的废料上，而大量使用纸塑铝复合包装的饮料包和牛奶包使用后产生的包装废物仍然没有得到很好的再生利用。

以上两种铝塑复合包装材料直接再生技术都没有体现纸纤维、铝箔和塑料自身的价值，只是将包装材料整体作为一种原料再生。实际上，将纸、塑料和铝箔分离后分别再生利用才是更能体现纸塑铝复合包装材料价值的一种再生利用方式。

针对纸塑铝复合包装材料的特殊结构和性质，其分离过程可以分为两个阶段：首先是纸与铝塑的分离，通过水力碎浆的方法即可实现，该技术目前比较成熟，应用较广泛。去除了纸浆后的铝塑包装材料的分离是第二个阶段，也是分离再生技术的难点所在，目前还未见有报道能够应用于大规模生产的成熟技术设备。现有关于铝塑包装材料的分离技术的研究主要可以分为以下三类。

a)湿法分离技术是将铝塑复合包装材料浸泡于不同的分离剂(酸、碱或有机溶剂)中，通过溶解或溶胀作用破坏各层之间的黏合力从而使其分开。采用无机强酸或强碱溶剂为剥离试剂的，分离过程主要靠强酸和强碱对铝箔的溶解，导致铝箔大量溶解于剥离试剂中，回收率较低；同时，强酸强碱对设备腐蚀严重，增加了设备折旧成本，导致工业化生产时成本较高；此外，反应后的废液处理不当也会造成新的污染。因此，该技术的工业化应用未见有报道。

采用有机溶剂为剥离试剂的，分离过程主要靠溶胀作用破坏各层之间的黏合力。实验验证结果表明，铝塑包装材料很难分开，分离效果不理想。

专利CN101165084A描述的技术使用甲酸和二氯甲烷作为铝塑复合包装材料的混合分离剂，可以使铝塑完整分离，达到100％的分离率。但是由于分离剂选择、浓度、温度等工艺条件的原因，分离时间长达8个小时才能使铝塑分离，耗时过长，而且分离后的铝箔和塑料在溶液中呈悬浮态混合在一起，分别回收十分困难。

b)干法分离技术是利用铝、塑的熔点不同(铝的熔点为660℃，低密度聚乙烯(LDPE)的熔点为107～120℃)，将铝塑包装材料置于密闭容器中加热，使塑料部分热解气化；从密闭容器的上部收集塑料热解的气态产物，从密闭容器的下部收集残余固体即为铝箔，从而达到铝塑分离的目的。其缺点一是在热解过程中要有一定的燃料能源消耗；二是会产生CO₂、烟气等气体的排放问题；三是分离出来的塑料只能以热能的形式利用，利用价值较低。

c)等离子技术是用电加热铝塑包装材料至1500℃，使之产生一个等离子射流，塑料被转化成石蜡，而铝则以高纯铝的形式被回收。该技术的再生利用过程中污染物排放量最少，但是这种技术的建设和运行成本过高，难以推广。

国内关于铝塑包装材料分离再生设备和工艺的报道较少，根据专利CN1066413描述的技术，将铝塑复合材废料清洗后，放入有机溶剂中浸泡分离，分离开的铝箔及塑料混合物取出用清水清洗后分拣，分拣开后的铝箔及塑料各自烘干，塑料可加工造粒成塑料原料，而铝箔则放入冶炼炉中冶炼成铝锭。但由于该技术中描述的各环节都是独立的批序式设备，并没有形成连续的工艺流程，无法满足工业化连续生产的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种塑铝复合包装材料连续分离的方法。

本发明的又一目的在于提供一种用于实现上述方法的装置。

为实现上述目的，本发明提供的塑铝复合包装材料连续分离的方法，其主要步骤如下：

A)将铝塑复合包装材料浸泡在甲酸剥离剂中，甲酸剥离剂中的甲酸浓度为2-6mol/L；

B)将已分离的铝箔和塑料甩干脱去残留的剥离剂；

C)将甩干后的铝箔和塑料进行离心筛分，使塑料和铝箔剥落分离并收集塑料和铝箔；

D)将收集的铝箔进行涡流分离除渣，使纸纤维与铝箔再次分离，以得到纯净的铝箔；

E)步骤D的残渣通过筛选进行纸纤维与残余铝箔的再次分离，纸纤维透过筛网经收集，铝箔重新进行涡流分离除渣进行再次提纯分离；

F)回收的铝箔制成铝锭，塑料熔融造粒。

所述的铝塑复合包装材料连续分离方法，其中，步骤A中的甲酸剥离剂通过补充硝酸的方式来调节pH值，以保证反应的进行。

所述的铝塑复合包装材料连续分离方法，其中，步骤A中的甲酸剥离剂温度为40-60℃，铝塑复合包装材料浸泡停留时间为30-50分钟。

所述的铝塑复合包装材料连续分离方法，其中，整个浸泡分离在密闭状态下进行。

所述的铝塑复合包装材料连续分离方法，其中，剥离剂回收重复使用。

本发明提供的用于实现上述方法的装置，其主要结构为：

一浸泡分离器，盛装有剥离剂；该浸泡分离器的出料口连接连续式离心甩干机的进料口；

该浸泡分离器的一端略高，浸泡分离器内水平地安装有送料螺旋装置和出料螺旋装置；送料螺旋装置的一端与出料螺旋装置的一端对接，出料螺旋装置的另一端安装在浸泡分离器的高端处；

连续式离心甩干机的出料口连接滚筒离心筛分机的进料口，该滚筒离心筛分机的出料口分别连接塑料造粒机和至少一个涡流分离除渣器，该涡流分离除渣器连接一铝熔炼装置。

所述的装置，其中，浸泡分离器为横截面呈U型的容器。

所述的装置，其中，进料螺旋装置与出料螺旋装置对接的一端为吊轴固定；出料螺旋装置安装的水平角度为30度。

所述的装置，连续式离心甩干机与滚筒离心筛分机之间设有输送装置；滚筒离心筛分机与造粒机之间设有输送装置。

所述的装置，其中，输送装置为传送带。

综上所述，本发明是将铝塑复合包装材料置于盛有剥离剂的浸泡分离设备中，经过较短时间后达到铝塑分离效果，将其输送至浸泡分离装备末端出料口，出料后进入连续式离心甩干设备，经脱水后输送至滚筒离心筛分设备分离出相应的产品。

本发明实现了连续进料、连续出料的目的，分离效率高、速度快，节约成本，深具经济性和有效性的产业价值。

附图说明

图1是本发明用于铝塑复合包装材料连续分离的装置结构示意图。

图2A是图1中浸泡分离器的示意图。

图2B中沿图2A中B-B线的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例详细说明。

参阅图1所示，有关本发明的具体实施步骤如下：

A)浸泡剥离：将铝塑复合包装材料连续投放于浸泡分离器1中，该浸泡分离器1中含有用甲酸配制的剥离剂，其浓度为4mol/L，并可通过补充硝酸的方式来调节pH值保持在1-2，以保证反应的进行。通过浸泡分离器1的夹套保持反应温度为60℃，以缩短浸泡分离时间。铝塑复合包装材料在剥离剂中浸泡的同时随送料螺旋装置12搅拌前进，由出料螺旋装置13继续送至连续式离心甩干机2中。以实现反应的连续进行。铝塑复合包装材料在浸泡分离器内的停留时间为30min，可以实现铝箔和塑料完全剥离，但并未剥落分开。

本发明的浸泡分离器1是呈U型设计，该浸泡分离器1内水平安装有进料螺旋装置12和呈角度安装的出料螺旋装置13(如图2所示)。送料螺旋装置12的一端(即与出料螺旋装置13相接处的一端)采用吊轴14支撑固定；出料螺旋装置的一端水平角度为30°。整个浸泡分离器内盛有剥离剂，物料在由送料螺旋进料口进入后，在进料螺旋装置12的转动推进下向出料螺旋装置13方向前进，到达送料螺旋装置12和出料螺旋装置13的接口处后，由出料螺旋装置13提升出料。因为出料螺旋装置13的一端略高，因此物料中的剥离剂仍然流淌下来，回收在浸泡分离器中重复使用。为防止甲酸剥离剂的有害气体逸出，可以将整个浸泡分离器1设计成密闭体。

B)离心甩干：将已分离的铝箔和塑料传送至连续式离心甩干机2以脱去残留的剥离剂，剥离剂返回至剥离剂储存罐中可重复使用。

C)滚筒离心筛分：将甩干后的铝箔和塑料由输送带传送至滚筒离心筛分机3，在中心转子高速转动的作用力下，塑料和铝箔完全剥落分离。塑料从滚筒离心筛分机3尾部输出至造粒机4造粒，铝箔在高压水冲洗的作用下从滚筒离心筛分机3周边的筛孔中滤出。

E)涡流除渣：分离出的铝箔在沉淀池9混合调匀后进入涡流分离除渣器5、6，得到纯净的铝箔并进行脱水后进入铝熔炼装置8，残渣被输送到滚筒筛7进行纸纤维与残余小尺寸铝箔的再次分离。

F)二次分离：残渣进入滚筒筛7后，纸纤维透过筛网经收集后返回造纸设备造纸，剩余小尺寸铝箔重新进入涡流分离除渣器5、6进行再次提纯分离。

G)输出产品：将最后所得的铝箔烘干后通过熔熔炼装置融成铝锭，塑料熔融造粒。

本发明针对现有塑铝复合包装材料湿法分离技术设备中存在的问题，提出了用于铝塑复合包装材料快速分离再生的连续式工艺设备。改变了以往纸塑铝复合包装废物只能回收纸浆、剩余的铝塑包装材料无法再生利用或仅用于制作铝塑板的简单再生利用现状，提高了纸塑铝复合包装材料的再生利用价值，促进了纸塑铝复合包装材料的回收；消除了以往单纯填埋或焚烧处理纸塑铝复合包装材料所产生的污染及能耗；同时，由于铝箔和塑料可以分别得到再生利用，也减少了新的能源和材料的开发，节约了资源。

Claims

1.一种铝塑复合包装材料连续分离方法，其主要步骤如下：

A)将铝塑复合包装材料浸泡在甲酸剥离剂中，甲酸剥离剂中的甲酸浓度为2-6mol/L，其中的甲酸剥离剂通过补充硝酸的方式来调节pH值，以保证反应的进行；

B)将已分离的铝箔和塑料甩干脱去残留的剥离剂；

E)步骤D的残渣通过筛选进行纸纤维与残余铝箔的再次分离，纸纤维透过筛网经收集，残余铝箔重新进行涡流分离除渣进行再次提纯分离；

F)回收的铝箔制成铝锭，塑料熔融造粒；

采用的装置主要结构为：

进料螺旋装置与出料螺旋装置对接的一端为吊轴固定；出料螺旋装置安装的水平角度为30度；

2.如权利要求1所述的铝塑复合包装材料连续分离方法，其中，步骤A中的甲酸剥离剂温度为40-80℃，铝塑复合包装材料浸泡停留时间为30-50分钟。

3.如权利要求1所述的铝塑复合包装材料连续分离方法，其中，整个浸泡分离在密闭状态下进行。

4.如权利要求1所述的铝塑复合包装材料连续分离方法，其中，剥离剂回收重复使用。

5.一种用于实现权利要求1所述方法的装置，其主要结构为：

6.如权利要求5所述的装置，其中，浸泡分离器为横截面呈U型的容器。

7.如权利要求5所述的装置，连续式离心甩干机与滚筒离心筛分机之间设有输送装置；滚筒离心筛分机与造粒机之间设有输送装置。

8.如权利要求7所述的装置，其中，输送装置为传送带。