CN102574306B - 降低回收塑料中的重金属含量的方法 - Google Patents

Abstract

一种降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该混合物包含塑料薄片，并且该混合物中至少具有2种不同颜色的塑料薄片。确定该混合物中的2种以上颜色薄片的各颜色薄片的百分比。基于该确定的百分比，预测在该混合物中的重金属含量。确定是否该预测的混合物中的重金属含量超过预定阈值。如果该预测的含量超过该预定阈值，则进行颜色分类步骤以获得该塑料薄片的混合物的子集，其中该塑料薄片的混合物的子集与进行该颜色分类步骤前的混合物相比，具有较低的重金属含量。

Description

降低回收塑料中的重金属含量的方法

技术领域

本发明关于材料分离，包括从废塑料和其他材料流中回收塑料。

背景技术

由塑料制作或者含有塑料的产品，几乎是在任何工作场所或家居环境中的一部分。一般而言，用于制造这些产品的塑料由原生塑料材料形成。即，该塑料由石油制造而不是由现有的塑料材料制作。一旦该产品过了其使用寿命，它们会被送到废物处理场或回收厂。

塑料回收相对于从石油制造原生塑料具有许多优点。一般而言，源自从消费后和工业后废材料及塑料废料(在本说明书中总称为“废塑料材料”)的回收塑料材料制造物品，与由可比较的原生塑料相比需要较少能量。塑料材料回收排除处置塑料材料或产品的需要。此外，几乎不使用地球有限资源例如石油和聚合物形成原生塑料材料。

当塑料材料送去回收时，富含塑料的进料流可分离成多重产品和副产品流。一般而言，该回收过程可应用在许多源自工业后和消费后来源的富含塑料的流。这些流例如可包括：来自办公室自动化设备(打印机、电脑、影印机等)的塑料、白色产品(冰箱、洗衣机等)、消费性电子产品(电视、录影机、音响等)、汽车切碎残余物、包装废物、家庭废物、建造废物和工业模具及挤压成形废料。

不同形式的塑料零件时常会加工为切碎的富含塑料的流。零件的种类可从来自单一制造商的单一零件类型到多族零件类型而不同。至少依该切碎操作的本性不同，存在许多变体。送到塑料回收厂的材料混合物中可能会包括来自多于一种耐久材来源的塑料。此意指在进料混合物中可能会包括非常广泛范围的塑料。废塑料材料中的一些普遍聚合物形式，为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、耐冲击聚苯乙烯(HIPS)、聚丙烯(PP)和聚碳酸酯(PC)，但也可能存在其他聚合物。

基于废塑料材料来源的颜色和/或该废塑料材料意欲暴露的环境(例如热、光、化学物质)，在回收的塑料材料中可包括一些添加剂。时常在塑料中会存在二氧化钛和低量的抗氧化剂，以及可能存在光学增白剂。二氧化钛用于使塑料变白，光学增白剂用于隐藏任何黄变，抗氧化剂用于防止在加工过程中和该零件的寿命当中的降解。回收塑料的混合物，易有含有二氧化钛颜料的白色塑料和含有炭黑的黑色塑料。除了白色和黑色材料，废塑料流可包括许多其他颜色的材料，例如蓝色、绿色、棕色、橙色、黄色和红色，其包括了赋予其颜色的各种颜料和染料。

有些在回收塑料混合物中发现的添加剂为重金属例如镉(Cd)、铅(Pb)、汞(Hg)或铬(Cr)的化学化合物。许多的这些含重金属的添加剂，因为健康的顾虑和限制其使用的法规，已不再添加于原生塑料，但是在回收的塑料混合物中它们能够以相当显著的水平存在。

对于这些元素应用的浓度有法规限制的包括电子产品、包装和玩具。例如RoHS指令(2002/95/EC)限制在欧洲售卖的电子产品中，Cd浓度上限为100ppm，并且Pb、Hg和Cr(VI)的分别浓度上限为1000ppm。关于包装和包装废物的欧盟指令94/62/EC限制Cd、Pb、Hg和Cr(VI)的合计浓度上限为100ppm。

在对于重金属含量的这些严格限制开始生效的同时，市场和法规的力量也鼓励制造商在其产品中导入消费后塑料。

为了符合这些要求，鉴别并采用适当方法以降低从消费后耐久材的混合物中回收的塑料中的重金属含量是重要的。

以下将记载用于选择性降低塑料薄片混合物中的Cd及其他重金属的含量的方法。

发明内容

记载用于降低来自耐久材的塑料的混合物中的Cd及其他重金属的含量的方法。

在某些方面，一种用于降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该混合物包括塑料薄片，并且在该混合物中至少具有2种不同颜色的塑料薄片，该方法包括以下步骤。确定该混合物中2种以上颜色的薄片的各个颜色薄片百分比。基于该确定的百分比预测在混合物中的重金属含量。确定是否在混合物中的重金属的预测含量超过预定阈值。如果该预测的含量超过该预定阈值，则实施颜色分类步骤以获得该塑料薄片的混合物的子集，其中该塑料薄片的混合物的子集，与在颜色分类步骤前的混合物相比，具有较低的重金属含量。

在此记载的方法中可使用1种以上的实施方式。该重金属可为镉。该子集可包括与混合物相比较低百分比的一种以上类型的有色薄片，例如红色、橙色、黄色、绿色或棕色薄片。该重金属可为铅。铅降低，可包括获得包括与混合物相比较低百分比的黄色薄片的子集。该重金属可为铬。铬降低可包括获得包括与混合物相比较低百分比的黄色薄片的子集。该颜色分类步骤可为第一颜色分类步骤，移除塑料薄片的混合物中超过50％的第一颜色，并且该方法可进一步包含第二颜色分类步骤，该第二颜色分类步骤可对于从第一颜色分类步骤获得的子集进行，该第二颜色分类步骤会产生一批废品的薄片和一批产品薄片，该批废品薄片具有至少50％来自于薄片的混合物的子集的第二颜色薄片。颜色分类可包括仅将颜色为黄色的第一面和第二面的薄片作为废品。该方法可包括挤压成形或混合该薄片的子集以形成重金属含量低于该预定阈值的均质的塑料产品。该颜色分类可包括分类灰度色标的颜色，并且该子集可包括比混合物更高浓度的深灰和黑色的薄片。该颜色分类可从混合物除去红色、橙色和黄色薄片，以获得薄片中的红色、橙色和黄色薄片的浓度比混合物低的子集。该方法可包括添加炭黑到该混合物的子集，并且在添加炭黑后，将该混合物的子集挤压成形。该颜色分类可包括分类灰度色标颜色且该子集与混合物相比含有较高浓度的白色和淡灰色薄片。该预定阈值可低于100ppm。该颜色分类可包括使混合物的各薄片从第一位置落下，当该薄片落下时对于该混合物的各薄片照射一种以上有色的光线，当薄片落下时检测从该薄片反射的光线颜色，如果该反射的光线颜色在特定的颜色区内，则使该薄片落入第二位置，如果该反射的光线颜色未在特定的颜色区内，则使该薄片落入第三位置。使该薄片落入第二位置或第三位置，可包括对该薄片吹送空气以改变薄片落下时该薄片的轨道。该颜色分类可包括将各薄片沿着轨道输送，当该薄片沿着该轨道输送时，对于该混合物的各薄片照射一种以上有色光线，当该薄片沿着轨道输送时，检测从该薄片反射的光线颜色，如果检测到的光线颜色在特定的颜色区内，则使该薄片从该轨道偏离并且导向第一位置，而如果该检测到的光线颜色未在特定的颜色区内，则将该薄片导向与该第一位置不同的第二位置。颜色分类可包括将各薄片在移动带上输送，当该薄片在移动带上输送时，对于该混合物的各薄片照射一种以上有色光线，当该薄片在移动带上输送时，检测从该薄片反射的光线颜色，如果检测到的光线颜色在特定的颜色区内，则使该薄片于从移动带末端离开后从轨道偏离并且导向第一位置，而如果该检测到的光线颜色未在特定的颜色区内，则使该薄片于从移动带末端离开后导向与该第一位置不同的第二位置。该特定的颜色区可包括2种以上有区别的颜色。

在此记载的方法的优点在于，可获得与分类前的废进料塑料薄片相比重金属较少的回收塑料产品。重金属量较低的塑料产品可用于制造法规不允许新产品的重金属含量在某一阈值以上的新产品。因此，有较高百分比的回收塑料可再度使用。这样可使对于原生塑料的需求降低，因而对于天然资源在环境上的需求降低，并且对于废塑料材料的废物贮存的需要降低。

附图说明

图1显示降低Cd含量在预定阈值以下的步骤。

图2显示在斜槽分类器中检测塑料薄片并且将其基于颜色弹出的示意图。

图3显示红色与蓝色的反射率可彼此区分，并且可与黑色、灰色和白色区分的图。

图4显示从Cd水平低于100ppm的WEEE回收淡色和深色的ABS薄片的过程。

在各图中同样的附图标记表示同样的元件。

具体实施方式

本申请记载一种基于含有重金属系颜料的塑料的颜色的差异来降低回收塑料中的重金属含量的方法。在一些实施方案中，颜色的差异可使用单一系统或装置，在单一步骤中发现。在一些实施方案中，这些方法、系统和装置可在过程中用在多个位置。

以往，塑料中时常使用基于重金属系例如Cd、Pb和Cr化合物的颜料。这些颜料倾向为红色、橙色或黄色，因此在回收塑料混合物中发现的红色、橙色和黄色塑料有时候含有高含量的这些重金属。同样的颜料也用于和其他颜料组合而使塑料成为绿色或棕色，因此回收塑料混合物中的绿色和棕色塑料也可能含有高含量的这些重金属。实施例1提供各种颜色的薄片的Cd和Pb含量。

镉为在塑料中最常发现的重金属之一。图1显示确认塑料混合物的Cd含量低于预定阈值Xppm的过程。例如当需要符合ROHS指令时，X的值可以为100。或者，如果需要符合其他一些消费者要求时，该预定阈值X可设定为低于100。可使用同样的原理，选用其他重金属例如Pb和Cr降低其在塑料混合物中的含量。

图1的过程中的第一步骤预测是否Cd含量低于预定阈值Xppm。基于混合物中的薄片的颜色分布和实施例1得到的信息，我们可估计或预测混合物中的Cd浓度(步骤100)。该颜色分布可利用以下方法测量：利用颜色以手动分类薄片混合物中的代表性样本，称重不同颜色的量，并且计算该样本中各颜色的重量分数。颜色可分类为一般的颜色种类，例如：红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色、棕色、灰色、白色和黑色。将混合物中的各颜色的分数，乘以该颜色的平均Cd浓度，以估计该颜色对于样本中总Cd含量的贡献。然后将各颜色的贡献相加以估计总Cd含量。实施例4显示此样本测试如何帮助预测Cd含量。

如果该颜色分布预测Cd水平低于预定阈值Xppm，则该薄片混合物不需要颜色分类，可以进到下一个处理步骤(步骤120)。该下一个处理步骤可包括额外的分离步骤、混合或混练。

另一方面，如果颜色分布预测Cd水平超过预定阈值Xppm，我们可实施颜色分类步骤以降低造成Cd水平超过限值的一些颜色的含量(步骤110)。此步骤的颜色分类器必需能够区分混合物薄片的主要颜色与不期望的颜色。适合度基于系统的光照、滤镜和系统的背景以及照相机的形式(灰度色标、全彩或双色)。

图1的过程可一般化以包括在薄片混合物中的其他个别的重金属或重金属的总和，此类方法在例如需要符合包装指令(94/62/EC)时可能会需要。于此情形，图1的逻辑为是否Cd、Pb、Hg和Cr(VI)的总浓度低于100ppm。

用在分类该混合物的颜色分类器应适于分类该混合物中薄片的大小。带式分类器对于例如大至约50mm的较大的薄片尤其适合，而斜槽式颜色分类器对于4-10mm大小范围的薄片更合适。

市售可得的设备可基于薄片颜色分类散装的材料例如塑料薄片。Sortex(英国伦敦)为公司制造的颜色分类器的例子之一。

Sortex Z+光学分类器为斜槽式分类器。薄片混合物利用振动进料器进料在平滑的倾斜斜槽上。在薄片完全滑下斜槽后，它们完全离开斜槽并进入检视区，如图2。在检视区中的薄片23，由灯泡21照射可见光。Sortex Z+光学分类器的特别有用的构造，包括双色照相机22，其在微粒23通过背景24前方时，检测微粒23的存在。灯泡31对背景24照射，该灯对背景24提供颜色。在掉落中的薄片的相对侧，有第二组灯、照相机和背景，以能够检视薄片两侧。

在Sortex Z+光学分类器中，照射掉落中的薄片的可见光，主要由可见光谱中圈住两个波长的光构成。该双色照相机22检测同样两个波长的强度。该背景24一般用两个颜色中之一照射。在一些实施方案中，这些波长对应于红光和蓝光，并且该背景是由蓝光照射的白色板材。

虽然已记载斜槽分类器，使薄片沿轨道移动并且使该薄片偏离到其他轨道的一般概念，例如从第一轨道至第二和第三轨道中之一或甚至到额外的轨道，例如第四、第五、第六或第七轨道，可应用到其他薄片移动装置，例如以下进一步记载的移动带。

Sortex Z+光学分类器中，照相机检视到的各像素，基于该颜色的反射强度，被指定为两种颜色的光线反射率。图3显示给定此两种颜色的光线反射率的像素，可由电脑绘图。在此实例中绘制蓝色和红色反射率。如果描绘其他反射率时，可将这些颜色放在图的不同区域。

黑色的像素在左下角，其每个颜色的反射率都非常少。两个反射率的值都很大的像素，为较亮的颜色(接近白色)。将背景调整(在此实例中，利用将受蓝光照射的白色板材物理性倾斜)成使背景41的反射轴远离受检测微粒的大部分像素。

如图3，沿着具有红色与蓝色为相同反射率的轴的像素，包括各种灰度色标颜色，包括黑色31、深灰32、中灰33、淡灰34和白色35。颜色可根据色标定义，色标例如RAL标准，或根据Tiffen Q 13(Kodak)灰度尺定义。于某些实施方式，“黑色”为在Tiffen Q 13(Kodak)灰度尺上16或更黑的任何色度(shade)。“深灰”为在Tiffen Q 13(Kodak)灰度尺上10与16间的任何色度。“中灰”为在Tiffen Q 13(Kodak)灰度尺上5与10间的任何色度。“淡灰”为在Tiffen Q 13(Kodak)灰度尺上1与5间的任何色度。“白色”为在Tiffen Q 13(Kodak)灰度尺上比1更淡的任何色度。如果使用RAL标准，“黑色”包括比RAL 7024更深的灰度色标颜色，包括的颜色例如RAL 9004和RAL 9005。“深灰”包括比RAL 7046深但比RAL 7024淡的灰度色标颜色。“中灰”包括比RAL 7047深但比RAL 7036淡的灰度色标颜色。“淡灰”包括比RAL 9002深但比RAL 7047淡的灰度色标颜色。“白色”包括比RAL 9002淡的灰度色标颜色。例如红色36、橙色37和黄色38的颜色，其红色反射率高于蓝色反射率。例如棕色39和绿色40的颜色，接近主轴，因此许多绿色与棕色薄片无法与某些灰度色标颜色区分。灰度色标颜色分类可除去较深色的有色薄片，例如黑色和深灰，以获得具有淡色薄片的产品。或者，灰度色标颜色分类也可除去淡色的有色薄片，例如白色和淡灰，以获得深色混合物。两种灰度色标颜色分类都可从混合物中特别除去有色薄片，例如红色、橙色和黄色薄片。

为了成功地弹出有瑕疵的微粒而不弹出所期望的微粒，有瑕疵的微粒中像素的强度轴理想上位于处于可接受的微粒中的像素的主要部分以外。如图3所示，橙色37、红色36和黄色38微粒可与构成从耐久材塑料的混合物中回收的主要薄片混合物的黑色31、灰色32-34和白色35薄片区别。另一方面，当照射的光线由红光和蓝光组成时，棕色39和绿色40薄片不能轻易地与灰色薄片区分。

调整分类器的使用者，针对可接受的微粒和要作为废品的微粒，选择两种颜色的反射率的范围。该使用者基于从各种产品和有瑕疵的微粒捕捉到的影像中的像素的反射轴，调整这些范围。该使用者也选择欲作为废品时在其微粒上必需有的瑕疵像素的数目。该有瑕疵的像素数目可使用于作为调整参数，例如用于弹出大于一定大小的微粒以降低在废品流30上的损耗。

如图2所示，颜色落在电脑28选择要作为废品的范围内的微粒，使用压缩空气25的短气流经由弹出器26与产品流分离。弹出的微粒27落入废品流30，而未弹出的微粒停在产品流29。如果空气流够宽或长而碰触到其他的微粒，可能令颜色未落在废品簇集的其他微粒也被作为废品。因此该废品流30包含良品和废品颜色的混合物。

为了降低薄片混合物中的Cd、Pb和Cr的含量，颜色分类器可调整成弹出红色、橙色、黄色、绿色和棕色薄片。得到的产品流包括重金属量较少的流和重金属量较多的流。实施例2记载此分类实施时的结果。

因为当测量红色和蓝色反射率时，有时候棕色和绿色无法和灰度色标颜色区分，想移除大部分的绿色或棕色薄片可能造成损失很多我们通常不想弹出的灰色薄片。

为了更有效率地弹出绿色和棕色薄片，Sortex Z+光学分类器可设定不是蓝色的背景颜色，并且照射光线和不是蓝色与红色的双色照相机颜色组合。蓝光和红光以外的有色光线可能对于成功检测红色和蓝色塑料薄片更为有用。

其他颜色分类器的型号可检验完整的颜色光谱，并基于测量到的完整的颜色光谱确定弹出微粒。此种全光谱分类可将使用如上述双色照相机难以区分的棕色和绿色加以区分。

使用黑白照相机的颜色分类器，通过适当选择和使用灯泡、背景和滤镜，也可以区分并弹出某些颜色。

颜色区分也可利用经训练移除某些颜色的塑料片的工人手动达成。此颜色分类的方法对于大于约25mm的薄片最为实用。

也可以通过在切碎前将含有红色、橙色、黄色、绿色或棕色塑料的零件分开，使混合物中富含重金属的颜色的量降低。这些颜色的部分可以另外分别切碎以供金属回收，并且这些塑料可以与其他不具高含量重金属的塑料分开存放。

利用斜槽式分类器，可在看到薄片的一侧或薄片的两侧有瑕疵的颜色时将其弹出。有些类型的塑料当曝露于光线超过其使用年限后会变黄，弹出的薄片有时不希望有此种黄色色调，而且对于减低产品中的重金属的水平没有帮助。因此可将分类逻辑调整成必需两侧为黄色才视为废品，以确保只有确实是颜料染黄的微粒才弹出。

颜色分类设备也包括带式的颜色分类器。此种系统中，照相机于薄片在移动带上输送时通过彩色照相机下面时进行检视。带式颜色分类器可适用于大或小的薄片的工作。

颜色分类用于降低薄片混合物中的Cd、Pb和Cr含量，可以于一个以上的阶段达成。实施例3记载2阶段过程的结果，其中，红色、橙色和黄色薄片在第1阶段移除，绿色和棕色薄片在第2阶段移除。

也可以实施额外的颜色分类阶段来改善良品的产量。每次弹出可能会弹出一些良好的微粒和真正有瑕疵的微粒。此外，积极的颜色分类移除某些颜色的大部分薄片，可能造成会弹出在如图2所示反射率的图形中，可能落在良好和有瑕疵的微粒的边界的薄片。该废品流可能因而包含相当量的优选为保留在产品流的微粒。为了回收这些良好的微粒，可以进行反向分类将这些良好的微粒弹出以再循环到主要的产品流(在起始分类前或后)。如果在流中的真正有瑕疵的微粒的量在约50％以下，可以实施类似于该第一道的分类，但是弹出标准略微放宽的分类，令在边界的薄片保留在产品中。或者，可将来自起始分类的废品，使用能更好地区分薄片颜色的不同的照射或检测来分类，该照射或检测能够将使用起始分类的照射和检测呈现相同的颜色的薄片更好地区分。

用于降低重金属含量的颜色分类，也可与用于控制产品颜色的颜色分类组合使用。此种颜色控制可采取分离淡色薄片与深色薄片以产生与原本进料混合物的颜色相比较淡的流和颜色较深的流的形式。在淡色/深色分类时，操作者可选择在其中之一产品流中包含富含重金属的颜色的薄片。现在变得富含重金属的流可再进一步分类以降低在该流中的重金属含量。实施例6记载此种分类策略。

用于降低重金属含量的颜色分类，也可与可以区分含有高水平重金属的材料的其他分类方法组合使用。可将例如基于X射线荧光分光法的分类实施于颜色分类步骤的废品流，以将含有可检测含量的重金属的有色薄片与未含有可检测含量的重金属的有色薄片分开。

以下实施例将记载此种颜色分类可以如何制造重金属含量降低的产品。

实施例

以下实施例证明耐久材来源的富含塑料的混合物中Cd含量的降低效果。

实施例1：ABS与HIPS薄片的混合物中，各种颜色的薄片的重金属含量

将来自废电子产品和电子设备(WEEE)的塑料，根据塑料类型分开。其中一产品流包含实质上所有的ABS薄片，另一产品流包括实质上所有的HIPS薄片。薄片尺寸的范围为约2mm至约8mm。

以手动分类ABS和HIPS产品的薄片到各种颜色种类，颜色种类包括白色、黄色、橙色、红色、绿色、蓝色、棕色、灰色和黑色。将各颜色类型的薄片磨碎成粉末。将粉末消化并根据EN ISO 11885使用感应耦合等离子/原子发射光谱(ICP/AES)测定Cd和Pb总含量。表1.1显示各塑料类型的各颜色种类的Cd和Pb平均含量(ppm)。

表1.1：ABS和HIPS薄片根据颜色的镉和铅含量(ppm)

我们注意到：于表1.1中，ABS和HIPS的Cd含量，均以橙色、红色、绿色、棕色和黄色最高。这些颜色的平均Cd含量均大幅超过RoHS的限值100ppm。

对于ABS和HIPS，最低的Cd含量都发生在白色、蓝色、灰色和黑色薄片。这些颜色的平均水平都充分低于RoHS的限量100ppm。

对于所有的颜色，Pb含量虽然在红色、橙色、黄色和棕色薄片为最高，但都低于RoHS的限量1000ppm。于要求Pb水平充分低于1000ppm的应用例如包装中，将黄色、橙色、红色和棕色移除应可减低产品中的Pb含量。

实施例2：颜色分类前后的ABS薄片混合物中的颜色分布

将从废电子产品和电子设备(WEEE)回收的ABS薄片的混合物，使用Sortex Z+1颜色分类器处理。薄片大小为约2mm至约8mm。颜色分类器调整为弹出颜色为红色、橙色或黄色的薄片。

表2.1显示颜色组成、产率，以及进料流、产品流和废品流中的Cd和Pb含量。Cd和Pb的含量根据IEC 62321使用ICP/AES确定。

我们注意到：实质上所有的红色、橙色和黄色薄片弹出，并且Cd总含量从175ppm减低到84ppm。Pb含量也从63ppm减低到33ppm。

表2.1：ABS薄片的颜色组成(Wt％)以及Cd和Pb总含量(ppm)

实施例3：使用颜色分类器移除红色、橙色和黄色薄片再移除绿色和棕色薄片的Cd含量降低

将从废电子产品和电子设备(WEEE)回收的ABS薄片的混合物，使用Sortex Z+颜色分类器处理。薄片大小为约2mm至约8mm。

于第一道分类，将颜色分类器调整成弹出颜色为红色、橙色或黄色的薄片。此分类利用照射红光和蓝光并检测而达成。然后将分类器调成选择弹出图3的椭圆形36、37和38，并接受其他所有的颜色。

于第二道分类，将颜色分类器调整为弹出一部分的绿色和棕色薄片。此分类利用照射红光和蓝光并检测而达成。然后将分类器调成选择弹出图3的椭圆形39和40，并接受其他所有的颜色。

表3.1显示进料以及第一和第二分类步骤后产品中的Cd和Pb含量。Cd和Pb含量使用ICP/AES根据IEC 62321确定。

我们注意到：Cd总含量在两个分类阶段，从175ppm减低到84ppm再减到54ppm。Pb含量在第一步骤从63ppm减低到33ppm，但似乎在第二步骤稍微增加。

表3.1：颜色分类前后，来自WEEE的ABS薄片混合物中的Cd和Pb含量

实施例4：来自WEEE的ABS混合物的颜色分析，以及与实际Cd含量的比较

我们分析从废电子产品和电子设备(WEEE)回收的2个ABS薄片样本的颜色分布。

表4.1显示颜色组成、各颜色的Cd贡献、估计的Cd总含量，和根据IEC 62321使用ICP/AES测量的Cd总含量。颜色贡献的计算使用表1.1的值并假设“其他”颜色的Cd平均含量为22ppm，该平均值为白色、灰色和黑色的平均。

表4.1证明测量颜色分布对于预测Cd含量为有用的。也显示哪些颜色对于Cd含量贡献最多，而哪个分类可能是必要的以将Cd含量降低到特定水平以下。

表4.1：来自WEEE的ABS薄片混合物中，各颜色的Cd贡献

实施例5：来自切碎的报废车辆(ELV)的ABS混合物的颜色分析，和与实际Cd含量的比较

我们分析来自切碎的报废车辆(ELV)的ABS薄片样本的颜色分布。

表5.1显示颜色组成、各颜色的Cd贡献、估计的Cd总含量，和根据IEC 62321使用ICP/AES测量的Cd总含量。颜色贡献的计算使用表1.1的值并假设“其他”颜色的Cd平均含量为22ppm，该平均值为白色、灰色和黑色的平均。

表5.1证明测量颜色分布对于预测Cd含量为有用的。也显示哪些颜色对于Cd含量贡献最多，而哪个分类可能是必要的以将Cd含量降低到特定水平以下。

表5.1：来自WEEE的ABS薄片混合物中，各颜色的Cd贡献

实施例6：颜色分类以控制颜色并降低重金属

将从废电子产品和电子设备(WEEE)回收的ABS薄片的混合物，使用Sortex Z+颜色分类器，如图4所示处理。薄片大小约2mm至约8mm。

于第一道分类，将颜色分类器调整为弹出薄片颜色为白色、淡灰色、红色、橙色或黄色的大部分薄片(步骤405)。

产品中的深色薄片大幅增加，使得可轻易地在混合或挤压成形步骤(步骤410)中利用少量的炭黑着色为黑色。在该产品流的Cd含量也低于100ppm。

从起始分类弹出的废品流，大部分为淡灰和白色的薄片，但也包含大部分的红色、橙色和黄色薄片，也有少量的深灰和黑色薄片在一些废品微粒弹出时一起携带到废品流中。

从第一分类得到的废品流，再经进一步的分类移除较深的薄片，例如深灰和黑色、红色、橙色和黄色薄片(步骤415)。

从此第二分类得到的产品主要是淡灰和白色薄片，因此将该混合物挤压成形会得到非常淡灰色的产品(步骤420)。因为大部分的红色、橙色和黄色薄片已经移除，该产品流的Cd含量也低于100ppm。

此第二分类的废品是深色薄片和红色、橙色和黄色薄片的混合物。如果需要，可进行另外的废品流的分类回收深色薄片。

Claims (24)

1.一种降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该混合物包含塑料薄片，并且该混合物中至少具有2种不同颜色的塑料薄片，该方法包含：

确定该混合物中的2种以上颜色的薄片的各颜色薄片的百分比；

确定各颜色中各重金属的平均浓度；

基于该确定的百分比，乘以该颜色的各重金属平均浓度，预测在该混合物中的重金属含量；

确定是否该预测的在该混合物中的重金属含量超过预定阈值；和

如果该预测的含量超过该预定阈值，则进行颜色分类步骤以获得塑料薄片的混合物的子集，其中该塑料薄片的混合物的子集与进行该颜色分类步骤前的混合物相比，具有较低的重金属含量。

2.根据权利要求1所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该重金属为镉。

3.根据权利要求2所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该子集与该混合物相比具有较低的红色薄片百分比。

4.根据权利要求2或3所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该子集与该混合物相比具有较低的橙色薄片百分比。

5.根据权利要求2或3所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该子集与该混合物相比具有较低的黄色薄片百分比。

6.根据权利要求2或3所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该子集与该混合物相比具有较低的绿色薄片百分比。

7.根据权利要求2或3所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该子集与该混合物相比具有较低的棕色薄片百分比。

8.根据权利要求1所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该重金属为铅。

9.根据权利要求8所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该子集与该混合物相比具有较低的黄色薄片百分比。

10.根据权利要求1所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该重金属为铬。

11.根据权利要求10所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该子集与该混合物相比具有较低的黄色薄片百分比。

12.根据权利要求1所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该颜色分类步骤为第一颜色分类步骤，该第一颜色分类步骤从该塑料薄片的混合物移除超过50%的第一颜色，并且该方法进一步包含第二颜色分类步骤，该第二颜色分类步骤对于来自第一颜色分类步骤的子集进行，该第二颜色分类步骤得到一批废品薄片和一批产品薄片，该批废品薄片含有至少50%来自该薄片的混合物的子集的第二颜色的薄片。

13.根据权利要求1至3和8至12中任一项所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该颜色分类包括仅将第一面和第二面的颜色为黄色的薄片视为废品。

14.根据权利要求1至3和8至12中任一项所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其进一步包含挤压成形或混合该薄片的子集，从而形成重金属含量低于该预定阈值的均质的塑料产品。

15.根据权利要求1所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该颜色分类包括分类灰度色标颜色，并且该子集与该混合物相比包括较高浓度的深灰和黑色薄片。

16.根据权利要求15所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该颜色分类从该混合物移除红色、橙色和黄色薄片以获得子集，该子集与该混合物相比含有较低浓度的红色、橙色和黄色薄片。

17.根据权利要求15所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其进一步包含：

添加炭黑至该混合物的子集：和

添加该炭黑之后，将该混合物的子集挤压成形。

18.根据权利要求1所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该颜色分类包括分类灰度色标颜色，并且该子集与该混合物相比含有较高浓度的白色和淡灰色薄片。

19.根据权利要求1所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该预定阈值小于100ppm。

20.根据权利要求1所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该颜色分类包括：

使该混合物的各薄片从第一位置落下；

当该混合物的各薄片落下时，对于该薄片照射一种以上有色光线；

当该薄片落下时，检测从该薄片反射的光线的颜色；

如果该反射的光线颜色在特定的颜色区内，则使该薄片落入第二位置；和

如果该反射的光线颜色未在该特定的颜色区内，则使该薄片落入第三位置。

21.根据权利要求20所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中使该薄片落入该第二位置或该第三位置，包括当该薄片落下时对该薄片吹送空气以改变薄片的轨道。

22.根据权利要求1所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该颜色分类包括：

使各薄片沿着轨道输送；

当该混合物的各薄片沿着该轨道输送时，对于该薄片照射一种以上的有色光线：

当该薄片沿着该轨道输送时，检测从该薄片反射的光线颜色；

如果该反射的光线颜色在特定的颜色区内，则使该薄片从该轨道偏离并导向第一位置；和

如果该反射的光线颜色未在该特定的颜色区内，则使该薄片导向与该第一位置不同的第二位置。

23.根据权利要求1所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该颜色分类包括：

使各薄片在移动带上输送；

当该混合物的各薄片在该移动带上输送时，对于该薄片照射一种以上的有色光线；

当该薄片在该移动带上输送时，检测从该薄片反射的光线颜色；

如果该反射的光线颜色在特定的颜色区内，则在该薄片从该移动带末端脱离后，使该薄片从轨道偏离并导向第一位置；和

如果该反射的光线颜色未在该特定的颜色区内，则于该薄片从该移动带末端脱离后，使该薄片导向与该第一位置不同的第二位置。

24.根据权利要求20、22或23所述的降低固体塑料材料的混合物中的重金属含量的方法，其中该特定的颜色区包括2种以上有区别的颜色。

Images