CN103467775A - 聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法 - Google Patents

聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法 Download PDF

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Abstract

一种聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法，包括如下步骤：将聚乙烯白色垃圾破碎成碎片；将有机溶剂加入到碎片中搅拌至溶解，得到含聚乙烯的有机溶液，接着加入与含聚乙烯的有机溶液等质量的无机盐，继续搅拌后，冷却，得到混合物凝胶，有机溶剂为甲苯、二甲苯、氯仿、四氢萘及十氢萘中的两种或两种以上混合形成的混合液；将混合物凝胶粉碎，然后蒸馏去除有机溶剂，再依次经加水清洗、过滤分离，得到聚乙烯。上述聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法能够有效地避免回收处理对环境造成的二次污染。

Description

聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法
技术领域
本发明涉及一种聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法。 
背景技术
伴随人们生活节奏的加快，社会生活正向便利化和卫生化发展。为了顺应这种需求，一次性泡沫塑料饭盒、塑料袋、筷子、水杯等开始频繁地进入人们的日常生活，这些使用方便、价格低廉的包装材料的出现，给人们的生活带来了诸多便利，这些包装材料在使用丢弃后便成了“白色垃圾”，对环境带来了危害，成为极大的环境问题。 
例如，一些聚乙烯白色垃圾为废旧的塑料包装物，如堆肥袋、垃圾袋、超市用的轻型塑料包装袋及地膜，其主要成分是聚乙烯，聚乙烯是乙烯经加成聚合反应制得的一种热塑性树脂，根据聚合条件不同，可得到相对分子量从一万几百万不等的聚乙烯，聚乙烯是略带白色的颗粒或粉末，半透明状，无毒无味，化学稳定性好，能耐酸碱腐蚀。也就是说这些聚乙烯白色垃圾很难降解，会造成长期的、深层次的生态环境问题。这种污染对大自然的影响是不可忽略的，关系到人类今后长时期生存的问题。传统处理这些聚乙烯白色垃圾的方法有两种，一种是填埋，但是其不易降解，还会给土壤造成危害；另一种是焚烧，但是焚烧会产生有害气体进入空气，从而污染空气。这两种方法都会造成不同程度的二次污染，因此，找到一种能够将这种聚乙烯白色垃圾回收处理，且能够避免造成二次污染的方法，对人类的发展是具有非常重要的意义的。 
发明内容
鉴于此，有必要提供一种聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法，能够有效地避免聚乙烯白色垃圾回收处理时造成的二次污染。 
一种聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法，其特征在于，包括如下步骤： 
将所述聚乙烯白色垃圾破碎成碎片； 
将有机溶剂加入到所述碎片中，在140℃～160℃的条件下搅拌至溶解，得到含聚乙烯的有机溶液，接着加入与所述含聚乙烯的有机溶液等质量的无机盐，继续搅拌30分钟～40分钟后，冷却至10℃～35℃，得到混合物凝胶，所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、氯仿、四氢萘及十氢萘中的两种或两种以上混合形成的混合液；及 
将所述混合物凝胶粉碎，然后蒸馏去除有机溶剂，再依次经加水清洗、过滤分离，得到聚乙烯。 
在其中一个实施例中，所述碎片的面积为0.01平方米～0.04平方米。 
在其中一个实施例中，将所述聚乙烯白色垃圾破碎成碎片时使用的装置为带水破碎机。 
在其中一个实施例中，将所述碎片于所述有机溶剂中溶解之前还包括清洗所述碎片，并将清洗后的所述碎片进行干燥处理。 
在其中一个实施例中，将所述碎片加入所述有机溶剂中搅拌溶解时使用的装置为反应釜；所述有机溶剂加入到碎片中搅拌时的转速为80转/分钟～90转/分钟；加入与所述含聚乙烯的有机溶液等质量的无机盐继续搅拌时的转速为90转/分钟～100转/分钟。 
在其中一个实施例中，所述无机盐为硫酸钙、碳酸钙、碳酸氢钙或磷酸钙。 
在其中一个实施例中，将所述混合物凝胶粉碎、蒸馏后，还包括将依次经加水清洗、过滤分离后得到的滤渣的干燥步骤；干燥步骤的条件为：60℃～100℃干燥2小时～8小时。 
在其中一个实施例中，所述干燥步骤使用的装置为防爆水浴烘箱。 
在其中一个实施例中，所述蒸馏时使用的装置为循环水蒸气蒸馏装置。 
在其中一个实施例中，所述有机溶剂为二甲苯和氯仿混合形成的混合液，且所述二甲苯与所述氯仿的体积比为4:1～2。 
上述聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法，操作简单，且通过提取聚乙烯的方法对聚乙烯白色垃圾进行回收处理，既能够避免填埋对土壤造成的危害，又能够避免焚烧对空气造成的污染，即上述方法能够有效地避免回收处理对环境造成的二次污染，且提取的聚乙烯能够再次回用。 
附图说明
图1为一实施方式的聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法的流程图。 
具体实施方式
下面主要结合附图及具体实施例对聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法作进一步详细的说明。 
如图1所示，一实施方式的聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法，包括如下步骤： 
步骤S110：将聚乙烯白色垃圾破碎成碎片。 
将聚乙烯白色垃圾破碎前，先回收和分类白色垃圾，得到聚乙烯白色垃圾。回收并分类白色垃圾，通过目测就能够简单的完成聚乙烯白色垃圾的分类。聚乙烯白色垃圾一般为堆肥袋、垃圾袋、超市用的轻型塑料包装、地膜等。 
优选的，碎片的面积为0.01平方米～0.04平方米。该尺寸的聚乙烯白色垃圾碎片有利于其溶解于后面的有机溶剂中。 
优选的，将聚乙烯白色垃圾破碎成碎片时使用的装置为带水破碎机。例如，张家港市千程机械厂的型号为PC-600的带水破碎机。使用带水破碎机，使得破碎过程中有水参与破碎，带水的碎料流到清洗槽，经再次滚动，可以起到对废聚乙烯包装物碎片进行冲洗清洁的作用，有利于去除废聚乙烯包装物碎片上的污泥。 
优选的，将碎片于有机溶剂中溶解之前还包括清洗碎片，并将清洗后的碎片进行干燥处理。在本实施例中，废聚乙烯包装物碎片通过传输带送入清洗槽中清洗，从而去除废聚乙烯包装物碎片中的杂质及附着物，例如尘土、泥沙等。先将废聚乙烯包装物破碎成碎片，再进行清洗，有利于杂质及附着物的去除。清洗后的碎片干燥处理是采用的方法可以为烘干法、风干法或太阳直接晒干。优选地，清洗后的碎片先用甩干机甩干，然后晒干，从而达到节约用电、提高质量的目的。为了避免晒干时碎片中混入小石头、砂土及杂草等杂物，因此，晒时要注意天气变化和风沙尘土。 
步骤S120：将有机溶剂加入到碎片中，在140℃～160℃的条件下搅拌溶解40分钟～45分钟，得到含聚乙烯的有机溶液，接着加入与含聚乙烯的有机溶液等质量的无机盐，经搅拌混合30分钟～40分钟后，冷却至10℃～35℃，得到混合物凝胶。 
在140℃～150℃的条件下直接将无机盐加入到含聚乙烯的有机溶液中，省去可中间冷却、粉碎等步骤，简化了操作过程。 
有机溶剂为甲苯、二甲苯、氯仿、四氢萘及十氢萘中两种或两种以上混合形成的混合液。由于聚乙烯白色垃圾中的聚乙烯有三种，分别是高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和线性聚乙烯，通过将两种或是两种以上的有机溶剂混合，可以调节以溶解不同熔点、不同分子量或不同类型的聚乙烯。 
优选地，有机溶剂为二甲苯和氯仿混合形成的混合液；更优选地，二甲苯与氯仿的质量比为4:1～2。通过将氯仿与二甲苯混合形成混合溶剂，其中的氯仿能够起到调节沸点的作用，从而达到降低能耗的作用。 
优选地，有机溶剂为甲苯和氯仿混合形成的混合液；更优选的，甲苯与氯仿的体积比为1:1。 
通过将有机溶剂加入到碎片中溶解，得到含聚乙烯的有机溶液，接着加入等质量的无机盐，能够起到稳定和凝固的作用，使得含聚乙烯的有机溶剂能够快速地凝固，形成混合物凝胶。优选的，无机盐可以为本领域常用的能够起到稳定和凝固作用的无机盐，优选为硫酸钙、碳酸钙、碳酸氢钙或磷酸钙。 
优选地，将碎片加入有机溶剂中搅拌溶解时使用的装置为反应釜。由于有机溶剂具有一定的挥发性，通过在反应釜中进行，能够保持稳定性，且溶解过程在高温下进行，会导致有机溶液的挥发，造成有机溶剂减少，使得溶解不充分，在反应釜中进行，能够使得溶解更加充分，更加均匀，使得溶解效果较好。更优选地，碎片加入到有机溶剂中搅拌时的转速为80转/分钟～90转/分钟；更优选地，加入与含聚乙烯的有机溶液等质量的无机盐继续搅拌时的转速为100转/分钟。 
步骤S130：将混合物凝胶粉碎，然后蒸馏去除有机溶剂，再依次经加水清洗、过滤分离，得到聚乙烯。 
通过蒸馏去除有机溶剂，且蒸馏去除的有机物还能够回收循环利用，从而有效地节约了成本。加水清洗是为了去除沉淀的无机盐，由于常温下聚乙烯呈结晶状，其密度比水小，会浮在水面上，而无机盐的密度大于水的密度，会沉淀。通过加水清洗，将沉淀在水下的无机盐除去，然后再经加水过滤分离，就能够得到聚乙烯。 
优选地，将混合物凝胶粉碎、蒸馏后，还包括将依次经加水清洗、过滤分离后得到的滤渣的干燥步骤。干燥步骤的条件为：60℃～100℃干燥2小时～8小时。 
优选地，干燥步骤使用的装置为防爆水浴烘箱。例如，上海拜盾机械设备有限公司生产的BHX系列立式防爆水浴烘箱。通过使用防爆水浴烘箱对水介质进行加热，再由水的热量向工作室内不断均匀的扩散，使其更能均匀的干燥。 
优选地，蒸馏时使用的装置为循环水蒸气蒸馏装置。例如，广州市浩立生物科技有限公司生产的循环水蒸气蒸馏装置。因为加入的有机溶剂有挥发性，通过使用循环水蒸气蒸馏装置能将有机溶剂随水蒸气蒸馏而不被破坏、在水中稳定且难溶或不溶于水，并通过这种装置来提取有机成分。使这些有机成分还可以再循环利用。 
上述聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法，操作简单，且通过提取聚乙烯的方法对聚乙烯白色垃圾进行回收处理，既能够避免填埋对土壤造成的危害，又能够避免焚烧对空气造成的污染，即上述方法能够有效地避免传统回收处理对环境造成的二次污染，且回收处理后提取的聚乙烯纯度高，能够再次回用。 
以下为具体实施例部分： 
实施例1 
回收并分类白色垃圾，通过目测找出聚乙烯白色垃圾，然后将其送入带水破碎机进行破碎，将其切碎成面积为0.01㎡的碎片，切碎后的带水的碎片通过传输带送入清洗槽清洗，经再次滚动清洗，然后将清洗后的聚乙烯白色垃圾的碎片用甩干机甩干，然后晒干。 
取1000g聚乙烯白色垃圾的碎片置于反应釜中，加入二甲苯和氯仿的混合 溶液，其中二甲苯与氯仿的体积比为4:1，共计5000g；将反应釜温度调至150℃，并以90转/分钟进行搅拌40分钟至溶解，得到含聚乙烯的有机溶液。然后从添料口加入与含聚乙烯的有机溶液等量的硫酸钙粉，并以100转/分钟进行搅拌30分钟，冷却到10℃得到混合物凝胶；将该混合物凝胶用粉碎机进行粉碎，碎成粉状；然后将该粉状物质于循环水蒸气蒸馏装置中蒸馏，直至去除二甲苯和氯仿，冷却后，加水清洗，去除沉淀的硫酸钙，再经加水过滤分离，得到的滤渣置于防爆水浴烘箱中60℃干燥8小时，即得到聚乙烯。 
实施例2 
回收并分类白色垃圾，通过目测找出聚乙烯白色垃圾，然后将其送入带水破碎机进行破碎，将其切碎成面积为0.04㎡的碎片，切碎后的带水的碎片通过传输带送入清洗槽清洗，经再次滚动清洗，然后将清洗后的聚乙烯白色垃圾的碎片用甩干机甩干，然后晒干。 
取1000g聚乙烯白色垃圾的碎片置于反应釜中，加入甲苯和氯仿的混合溶液，其中甲苯与氯仿的体积比为1:1，共计5000g；将反应釜温度调至140℃，并以85转/分钟进行搅拌45分钟至溶解得到含聚乙烯的有机溶液。然后从添料口加入与含聚乙烯的有机溶液等量的碳酸钙粉，并以100转/分钟进行搅拌40分钟，冷却到35℃得到混合物凝胶；将该混合物凝胶用粉碎机进行粉碎，碎成粉状；然后将该粉状物质于循环水蒸气蒸馏装置中蒸馏，直至去除甲苯和氯仿，冷却后，加水清洗，去除沉淀的碳酸钙，再加水过滤分离，得到的滤渣置于防爆水浴烘箱中100℃干燥2小时，即得到聚乙烯。 
实施例3 
回收并分类白色垃圾，通过目测找出聚乙烯白色垃圾，然后将其送入带水破碎机进行破碎，将其切碎成面积为0.02㎡的碎片，切碎后的带水的碎片通过传输带送入清洗槽清洗，经再次滚动清洗，然后将清洗后的聚乙烯白色垃圾的碎片用甩干机甩干，然后晒干。 
取1000g聚乙烯白色垃圾的碎片置于反应釜中，加入甲苯、氯仿和四氢萘的混合溶液，其中，甲苯、氯仿和四氢萘的体积比为4:2:1，共计5000g；将反应釜温度调至160℃，并以85转/分钟进行搅拌45分钟至溶解得到含聚乙烯的有机溶液。然后从添料口加入与含聚乙烯的有机溶液等量的碳酸氢钙粉，并以100转/分钟进行搅拌30分钟，冷却到20℃得到混合物凝胶；将该混合物凝胶用粉碎机进行粉碎，碎成粉状；然后将该粉状物质于循环水蒸气蒸馏装置中蒸馏，直至去除甲苯、氯仿和四氢萘，冷却后，加水清洗，去除沉淀的碳酸氢钙，再加水过滤分离，得到的滤渣置于防爆水浴烘箱中80℃干燥6小时，即得到聚乙烯。 
实施例4 
回收并分类白色垃圾，通过目测找出聚乙烯白色垃圾，然后将其送入带水破碎机进行破碎，将其切碎成面积为0.03㎡的碎片，切碎后的带水的碎片通过传输带送入清洗槽清洗，经再次滚动清洗，然后将清洗后的聚乙烯白色垃圾的碎片用甩干机甩干，然后晒干。 
取1000g聚乙烯白色垃圾的碎片置于反应釜中，加入二甲苯、氯仿、四氢萘和十氢萘的混合溶液，其中，二甲苯、氯仿、四氢萘和十氢萘的体积比为5:1:1:1，共计5000g；将反应釜温度调至140℃，并以85转/分钟进行搅拌45分钟，至溶解得到含聚乙烯的有机溶液。然后从添料口加入与含聚乙烯的有机溶液等量的碳酸氢钙粉，并以100转/分钟进行搅拌30分钟，冷却到20℃得到混合物凝胶；将该混合物凝胶用粉碎机进行粉碎，碎成粉状；然后将该粉状物质于循环水蒸气蒸馏装置中蒸馏，直至去除二甲苯、氯仿、四氢萘和十氢萘，冷却后，加水清洗，去除沉淀的磷酸钙，再加水过滤分离，得到的滤渣置于防爆水浴烘箱中80℃干燥6小时，即得到聚乙烯。 
实施例5 
回收并分类白色垃圾，通过目测找出聚乙烯白色垃圾，然后将其送入带水破碎机进行破碎，将其切碎成面积为0.01㎡的碎片，切碎后的带水的碎片通过 传输带送入清洗槽清洗，经再次滚动清洗，然后将清洗后的聚乙烯白色垃圾的碎片用甩干机甩干，然后晒干。 
取1000g聚乙烯白色垃圾的碎片置于反应釜中，加入二甲苯和氯仿的混合溶液，其中二甲苯与氯仿的体积比为4:2，共计5000g；将反应釜温度调至150℃，并以90转/分钟进行搅拌40分钟至溶解，得到含聚乙烯的有机溶液。然后从添料口加入与含聚乙烯的有机溶液等量的硫酸钙粉，并以100转/分钟进行搅拌30分钟，冷却到10℃得到混合物凝胶；将该混合物凝胶用粉碎机进行粉碎，碎成粉状；然后将该粉状物质于循环水蒸气蒸馏装置中蒸馏，直至去除二甲苯和氯仿，冷却后，加水清洗，去除沉淀的硫酸钙，再经加水过滤分离，得到的滤渣置于防爆水浴烘箱中60℃干燥8小时，即得到聚乙烯。 
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准 。

Claims (10)

1.一种废聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述聚乙烯白色垃圾破碎成碎片；
将有机溶剂加入到所述碎片中，在140℃～160℃下搅拌至溶解，得到含聚乙烯的有机溶液，接着加入与所述含聚乙烯的有机溶液等质量的无机盐，继续搅拌30分钟～40分钟后，冷却至10℃～35℃，得到混合物凝胶，所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、氯仿、四氢萘及十氢萘中的两种或两种以上混合形成的混合液；及
将所述混合物凝胶粉碎，然后蒸馏去除有机溶剂，再依次经加水清洗、过滤分离，得到聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法，其特征在于，所述碎片的面积为0.01平方米～0.04平方米。
3.根据权利要求1所述的聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法，其特征在于，将所述聚乙烯白色垃圾破碎成碎片时使用的装置为带水破碎机。
4.根据权利要求1所述的聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法，其特征在于，将所述碎片于所述有机溶剂中溶解之前还包括清洗所述碎片，并将清洗后的所述碎片进行干燥处理。
5.根据权利要求1所述的聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法，其特征在于，将所述碎片加入所述有机溶剂中搅拌溶解时使用的装置为反应釜；所述有机溶剂加入到碎片中搅拌时的转速为80转/分钟～90转/分钟；加入与所述含聚乙烯的有机溶液等质量的无机盐继续搅拌时的转速为90转/分钟～100转/分钟。
6.根据权利要求1所述的聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法，其特征在于，所述无机盐为硫酸钙、碳酸钙、碳酸氢钙或磷酸钙。
7.根据权利要求1所述的聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法，其特征在于，将所述混合物凝胶粉碎、蒸馏后，还包括将依次经加水清洗、过滤分离后得到的滤渣的干燥步骤；干燥步骤的条件为：60℃～100℃干燥2小时～8小时。
8.根据权利要求7所述的聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法，其特征在于，所述干燥步骤使用的装置为防爆水浴烘箱。
9.根据权利要求1所述的聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法，其特征在于，所述蒸馏时使用的装置为循环水蒸气蒸馏装置。
10.根据权利要求1所述的聚乙烯白色垃圾中聚乙烯的提取方法，其特征在于，所述有机溶剂为二甲苯和氯仿混合形成的混合液，且所述二甲苯与所述氯仿的体积比为4:1～2。
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