CN106863643A - 一种塑料浮选起泡剂的筛选方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种塑料浮选起泡剂的筛选方法，包括：步骤一、确定起泡剂的筛选指标；步骤二、判断起泡剂是否属于直链小分子构型；步骤三、判断起泡剂IFOA值；步骤四、判断起泡剂的泡沫消散时间。本发明步骤简单、投入成本低且使用效果好，筛选效率及准确性高，大大缩小了起泡剂的寻找范围，获取适应于待浮选塑料的最佳起泡剂，避免了不必要的浮选实验验证，节约物力及人力资源，同时筛选指标值可量化，便于后期起泡剂筛选数据库的建立，有利于塑料浮选过程中相关信息的资源共享，实用性强。

Description

一种塑料浮选起泡剂的筛选方法
技术领域
本发明属于固体废弃物污染防治与资源化技术领域，尤其是涉及一种塑料浮选起泡剂的筛选方法。
背景技术
近年来，我国塑料工业持续快速发展，巨大的产量及消费量背后带来了大量的塑料废弃物，如果塑料废弃物处理不当不仅会加重环境的污染，而且降低了塑料废弃物的资源化再利用效率。目前导致废旧塑料资源化再利用率低的根本原因并不在于最后资源化再利用阶段方法的落后，而是在于中间阶段的不严格分选所带来的再生塑料及裂解燃油品质等的降低。浮选作为一种利用细颗粒物料可浮性差异来实现分离的技术手段，将有望弥补现有分选方法的不足。然而塑料浮选过程中往往需要添加起泡剂来优化气、液两相环境及促进微气泡的生成，进而增加待浮选塑料的回收率，因而针对不同的待浮选塑料选择最佳的起泡剂有助于显著提高塑料的浮选效率。起泡剂属于表面活性类物质，目前塑料浮选过程中起泡剂的筛选主要从其分子结构角度出发，选择直链小分子构型的表面活性物质进行浮选实验，验证其对待分离组分回收率的影响。但是在实际操作中还存在以下问题：
(1)仅从分子结构角度出发进行起泡剂的筛选，筛选效果差，对于不同的待浮选塑料缺乏选择性和针对性；
(2)经分子结构角度筛选后的起泡剂种类仍繁多，还需通过浮选实验验证其有效性，实际的工作量大，且浪费物力及人力资源；
(3)目前仍无可量化的筛选指标，无法建立筛选起泡剂的数据库，不利于塑料浮选过程中相关信息的资源共享及长远发展。因此需要一种步骤简单、投入成本低的塑料浮选起泡剂的筛选方法，筛选效率及准确性高，大大缩小了起泡剂的寻找范围，获取适应于待浮选塑料的最佳起泡剂，避免了不必要的浮选实验验证，节约物力及人力资源，同时筛选指标值可量化，便于后期起泡剂筛选数据库的建立，有利于塑料浮选过程中相关信息的资源共享。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种塑料浮选起泡剂的筛选方法，其步骤简单、投入成本低且使用效果好，筛选效率及准确性高，大大缩小了起泡剂的寻找范围，获取适应于待浮选塑料的最佳起泡剂，避免了不必要的浮选实验验证，节约物力及人力资源，同时筛选指标值可量化，便于后期起泡剂筛选数据库的建立，有利于塑料浮选过程中相关信息的资源共享，实用性强。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种塑料浮选起泡剂的筛选方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、确定起泡剂的筛选指标：确定起泡剂的筛选指标，起泡剂的筛选指标包括起泡剂的直链小分子结构、起泡剂IFOA值和起泡剂的泡沫消散时间；
步骤二、判断起泡剂是否属于直链小分子构型：判断起泡剂是否属于直链小分子构型，如果起泡剂属于直链小分子构型，得到多个待选择起泡剂，则执行步骤三，如果起泡剂不属于直链小分子构型，则停止判断；
步骤三、判断待选择起泡剂IFOA值，IFOA值为待选择起泡剂对待浮选塑料的浮选效率影响指标值：将步骤二中得到的多个待选择起泡剂进一步筛选，具体过程如下：
步骤301、待选择起泡剂IFOA值的计算：采用所述数据处理设备调用起泡剂IFOA值计算模块将步骤二中得到的多个待选择起泡剂分别经过处理，得到各个待选择起泡剂IFOA值；其中，对多个待选择起泡剂中任一待选择起泡剂，采用所述数据处理设备且根据公式得到待选择起泡剂IFOA值，σW为去离子水的表面张力，且σW＝72.95mN/m，θaW为去离子水和待浮选塑料的接触角，σFOA为起泡剂溶液的表面张力，θaFOA为起泡剂溶液和待浮选塑料的接触角；
步骤302、最小待选择起泡剂IFOA值和次小待选择起泡剂IFOA值的获取：将步骤301中得到的各个待选择起泡剂IFOA值由小到大进行排列，获取最小待选择起泡剂IFOA值和次小待选择起泡剂IFOA值，其中，最小待选择起泡剂IFOA值表示为IFOA1，次小待选择起泡剂IFOA值表示为IFOA2，最小待选择起泡剂IFOA值对应的待选择起泡剂称为第一起泡剂，次小待选择起泡剂IFOA值对应的待选择起泡剂称为第二起泡剂；然后采用所述数据处理设备且根据公式|IFOA1-IFOA2|＞0.02进行判断，如果公式|IFOA1-IFOA2|＞0.02不成立，则执行步骤四；如果公式|IFOA1-IFOA2|＞0.02成立，则采用所述数据处理设备确定出第一起泡剂为筛选的起泡剂；
步骤四、判断起泡剂的泡沫消散时间：首先，将待浮选塑料放入单槽浮选机中，再向所述单槽浮选机的分别添加第一起泡剂溶液或者第二起泡剂溶液后静置6min～12min，然后在所述单槽浮选机的充气流量为100L/h～200L/h和所述单槽浮选机的叶轮转速为1000rpm～2600rpm的条件下进行浮选，得到上浮产物；其中，当向所述单槽浮选机的添加第一起泡剂溶液，记录所述单槽浮选机停止充气时间t0和所述单槽浮选机的泡沫完全消散时间t1，采用所述数据处理设备且根据公式tDIS＝t1-t0，得到第一起泡剂的泡沫消散时间tDIS；当向所述单槽浮选机的添加第二起泡剂溶液，记录所述单槽浮选机停止充气时间t0和所述单槽浮选机的泡沫完全消散时间t1′，采用所述数据处理设备且根据公式tDIS′＝t1′-t0，得到第二起泡剂的泡沫消散时间tDIS′；
然后采用所述数据处理设备将第一起泡剂的泡沫消散时间tDIS和第二起泡剂的泡沫消散时间tDIS′进行比较，如果第一起泡剂的泡沫消散时间tDIS小于第二起泡剂的泡沫消散时间tDIS′，则第二起泡剂为筛选的起泡剂。
上述的一种塑料浮选起泡剂的筛选方法，其特征在于：步骤301中去离子水和待浮选塑料的接触角θaW以及起泡剂溶液和待浮选塑料的接触角θaFOA均采用接触角测量仪检测，起泡剂溶液的表面张力σFOA采用表面张力仪检测。
上述的一种塑料浮选起泡剂的筛选方法，其特征在于：步骤四中所述单槽浮选机的泡沫完全消散时间t1和t1′，以及所述单槽浮选机停止充气时间t0均采用定时器进行检测。
上述的一种塑料浮选起泡剂的筛选方法，其特征在于：步骤三中待选择起泡剂IFOA值的范围为0～0.98。
上述的一种塑料浮选起泡剂的筛选方法，其特征在于：步骤二中所述直链小分子构型的相对分子量小于5000。
上述的一种塑料浮选起泡剂的筛选方法，其特征在于：步骤四中第一起泡剂溶液和第二起泡剂溶液的浓度以及步骤301中起泡剂溶液的浓度均为5mg/L～15mg/L。
上述的一种塑料浮选起泡剂的筛选方法，其特征在于：所述待浮选塑料为高密度聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或者聚苯乙烯丁二烯共聚物，且所述待浮选塑料的颗粒粒度小于4.0mm。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明方法步骤简单、投入成本低且实现方便。
2、本发明方法提供了一种针对不同待浮选塑料筛选起泡剂的方法，起泡剂的筛选指标包括起泡剂的直链小分子结构、起泡剂IFOA值和起泡剂的泡沫消散时间，筛选效率及准确性高。
3、本发明方法起泡剂筛选过程简单且待浮选塑料的回收率高，首先，判断起泡剂是否属于直链小分子构型，如果起泡剂属于直链小分子构型，得到多个待选择起泡剂；再采用所述数据处理设备调用起泡剂IFOA值计算模块将多个待选择起泡剂分别经过计算，得到各个待选择起泡剂IFOA值，将各个待选择起泡剂IFOA值由小到大进行排列，获取最小待选择起泡剂IFOA值和次小待选择起泡剂IFOA值，采用数据处理设备将得到的最小待选择起泡剂IFOA值和次小待选择起泡剂IFOA值进行判断，如果两者之间的差值大于0.02，确定出筛选的起泡剂；如果两者之间的差值不大于0.02，则采用泡沫消散时间进行进一步判断，则判断泡沫消散时间大的起泡剂为筛选的起泡剂，本发明通过起泡剂的直链小分子结构、起泡剂IFOA值和起泡剂的泡沫消散时间三种指标进行合理筛选，提高筛选结果的准确性，且筛选工作量小，减少了人力物力，从而避免仅从分子结构角度筛选起泡剂造成的筛选效果差。
4、本发明方法大大缩小了起泡剂的寻找范围，获取适应于待浮选塑料的最佳起泡剂，避免了不必要的浮选实验验证，节约物力及人力资源，同时筛选指标值可量化，测量及计算简单，便于后期起泡剂筛选数据库的建立，有利于塑料浮选过程中相关信息的资源共享，实用性强。
5、本发明方法筛选的起泡剂和待浮选塑料进行浮选，浮选分离效果好，回收率高，在塑料废弃物资源再利用中具有广阔的前景。
综上所述，本发明方法步骤简单、投入成本低且使用效果好，筛选效率及准确性高，大大缩小了起泡剂的寻找范围，获取适应于待浮选塑料的最佳起泡剂，避免了不必要的浮选实验验证，节约物力及人力资源，同时筛选指标值可量化，便于后期起泡剂筛选数据库的建立，有利于塑料浮选过程中相关信息的资源共享，实用性强。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的方法流程框图。
具体实施方式
如图1所示，本发明塑料浮选起泡剂的筛选方法通过实施例1～实施例3进行描述：
实施例1
本实施例中，待浮选塑料为聚丙烯，从松醇油、甲基异丁基甲醇、聚乙二醇和茶皂素起泡剂中筛选出最佳起泡剂，具体包括以下步骤：
步骤一、确定起泡剂的筛选指标：确定起泡剂的筛选指标，起泡剂的筛选指标包括起泡剂的直链小分子结构、起泡剂IFOA值和起泡剂的泡沫消散时间；
本实施例中，确定起泡剂的三个指标包括起泡剂的直链小分子结构、起泡剂IFOA值和起泡剂的tDIS值三中指标进行合理筛选，筛选效率及准确性高，大大缩小了起泡剂的寻找范围，获取适应于待浮选塑料的最佳起泡剂，避免了不必要的浮选实验验证，节约物力及人力资源。
步骤二、判断起泡剂是否属于直链小分子构型：判断松醇油、甲基异丁基甲醇、聚乙二醇和茶皂素是否属于直链小分子构型，松醇油、甲基异丁基甲醇和聚乙二醇属于直链小分子构型，茶皂素属于大分子构型，得到多个待选择起泡剂，则执行步骤三；其中，多个待选择起泡剂为松醇油、甲基异丁基甲醇和聚乙二醇；
本实施例中，步骤二中所述直链小分子构型的相对分子量小于5000。
本实施例中，首先判断起泡剂是否属于直链小分子构型，且所述直链小分子构型的相对分子量小于5000，是因为相对分子量小于5000的起泡剂分子结构较小，便于起泡剂在气、液两相的分布，尤其是容易在气泡表面形成致密覆盖的膜结构，使气泡稳定性显著增强，浮选效率高，然而相对分子量大于5000的起泡剂分子结构较大，会出现团聚等现象，在气、液两相的分布能力差，在气泡表面形成的膜结构较为松散，气泡的稳定性差，浮选效率低。
步骤三、判断待选择起泡剂IFOA值，IFOA值为待选择起泡剂对待浮选塑料的浮选效率影响指标值：将步骤二中得到的多个待选择起泡剂进一步筛选，具体过程如下：
步骤301、待选择起泡剂IFOA值的计算：采用所述数据处理设备调用起泡剂IFOA值计算模块将步骤二中得到的待选择起泡剂松醇油、甲基异丁基甲醇和聚乙二醇分别经过处理，得到松醇油待选择起泡剂IFOA值、甲基异丁基甲醇待选择起泡剂IFOA值和聚乙二醇待选择起泡剂IFOA值，其中，对多个待选择起泡剂中任一待选择起泡剂，采用所述数据处理设备且根据公式得到待选择起泡剂IFOA值，σW为去离子水的表面张力，且σW＝72.95mN/m，θaW为去离子水和待浮选塑料聚丙烯的接触角，σFOA为起泡剂溶液的表面张力(单位为mN/m)，θaFOA为起泡剂溶液和待浮选塑料聚丙烯的接触角；起泡剂溶液(浓度为5mg/L)的表面张力如表1所示，去离子水和待浮选塑料聚丙烯以及起泡剂溶液和待浮选塑料聚丙烯的接触角如表2所示。待浮选塑料为聚丙烯时待选择起泡剂IFOA值如表3所示。
表1起泡剂溶液(浓度为5mg/L)的表面张力
待选择起泡剂 松醇油 甲基异丁基甲醇 聚乙二醇
72.25 57.13 52.10
表2去离子水和待浮选塑料聚丙烯以及起泡剂溶液和待浮选塑料聚丙烯的接触角
表3待浮选塑料为聚丙烯时待选择起泡剂IFOA值
本实施例中，步骤301中去离子水和待浮选塑料的接触角θaW以及起泡剂溶液和待浮选塑料的接触角θaFOA均采用接触角测量仪检测，起泡剂溶液的表面张力σFOA采用表面张力仪检测。
本实施例中，步骤301中起泡剂溶液的浓度为5mg/L。如果起泡剂溶液的浓度较小，起泡剂溶液张力改变不明显，不利于起泡剂IFOA值的计算；如果起泡剂溶液的浓度较大，脱离实际浮选过程中起泡剂的需求，增加实验过程成本，因此，所述起泡剂溶液的浓度可根据具体需求在5mg/L～15mg/L的范围内进行调节，当然，保证待选择起泡剂的实验保持相同的浓度即可。
本实施例中，步骤三中待选择起泡剂IFOA值的范围为0～0.98，是因为待选择起泡剂IFOA值的范围大于0.98，表示起泡剂没有起泡效果，不能进行浮选。
步骤302、最小待选择起泡剂IFOA值和次小待选择起泡剂IFOA值的获取：将步骤301中得到的松醇油待选择起泡剂IFOA值、甲基异丁基甲醇待选择起泡剂IFOA值和聚乙二醇待选择起泡剂IFOA值由小到大进行排列，获取最小待选择起泡剂IFOA值和次小待选择起泡剂IFOA值，其中，最小待选择起泡剂IFOA值表示为IFOA1，次小待选择起泡剂IFOA值表示为IFOA2，最小待选择起泡剂IFOA1值对应的待选择起泡剂为聚乙二醇起泡剂，次小待选择起泡剂IFOA值对应的待选择起泡剂为甲基异丁基甲醇起泡剂；然后采用所述数据处理设备且根据公式|IFOA1-IFOA2|＞0.02进行判断，公式|IFOA1-IFOA2|＞0.02成立，则采用所述数据处理设备确定出聚乙二醇待选择起泡剂为筛选的起泡剂，则筛选的起泡剂为适应于待浮选塑料的最佳起泡剂。
实际使用过程中，如果两种待选择起泡剂的IFOA值的差值小于等于0.02，则认为这两种起泡剂经由IFOA值判断不存在显著差异，还需用获取这两种起泡剂的泡沫消散时间来进一步筛选。如果两种待选择起泡剂的IFOA值的差值大于0.02，则最小待选择起泡剂IFOA值对应的待选择起泡剂为筛选的起泡剂。
本实施例，通过浮选试验进一步验证：将待浮选塑料聚丙烯放入单槽浮选机，再向所述单槽浮选机中分别添加待选择起泡剂溶液，且待选择起泡剂的浓度均为5mg/L，在所述单槽浮选机的充气流量为100L/h和所述单槽浮选机的叶轮转速为1000rpm的条件下进行浮选10min，得到上浮产物。
其中，待浮选塑料聚丙烯的回收率的计算方法为：待浮选塑料聚丙烯的回收率＝(上浮产物中聚丙烯质量/待浮选塑料聚丙烯质量)×100％，结果如表4所示。
表4不同待选择起泡剂下待浮选塑料聚丙烯的回收率
从表4可知，对于待浮选塑料聚丙烯，三种待选择起泡剂作用下待浮选塑料聚丙烯的回收率从高至低依次是聚乙二醇＞甲基异丁基甲醇＞松醇油，表明三种待选择起泡剂选择的优先顺序为聚乙二醇＞甲基异丁基甲醇＞松醇油，则聚乙二醇为适应于待浮选塑料聚丙烯的最佳起泡剂，这与由本发明筛选方法得到判定结果一致，筛选效率及准确性高。
实施例2
本实施例中，所述待浮选塑料为聚苯乙烯丁二烯共聚物，从松醇油、甲基异丁基甲醇、聚乙二醇和茶皂素起泡剂中筛选出最佳起泡剂，具体包括以下步骤：
步骤一、确定起泡剂的筛选指标：根据待浮选塑料组分，确定起泡剂的筛选指标，其中，起泡剂的筛选指标包括起泡剂的直链小分子结构、起泡剂IFOA值和起泡剂的tDIS值；
步骤二、判断起泡剂是否属于直链小分子构型：判断松醇油、甲基异丁基甲醇、聚乙二醇和茶皂素是否属于直链小分子构型，松醇油、甲基异丁基甲醇和聚乙二醇属于直链小分子构型，茶皂素属于大分子构型，得到多个待选择起泡剂，则执行步骤三；其中，多个待选择起泡剂为松醇油、甲基异丁基甲醇和聚乙二醇；
步骤三、判断待选择起泡剂IFOA值，IFOA值为待选择起泡剂对待浮选塑料的浮选效率影响指标值：将步骤二中得到的多个待选择起泡剂进一步筛选，具体过程如下：
步骤301、待选择起泡剂IFOA值的计算：采用所述数据处理设备调用起泡剂IFOA值计算模块将步骤二中得到的待选择起泡剂松醇油、甲基异丁基甲醇和聚乙二醇分别经过处理，得到松醇油待选择起泡剂IFOA值、甲基异丁基甲醇待选择起泡剂IFOA值和聚乙二醇待选择起泡剂IFOA值，其中，对待选择起泡剂中任一待选择起泡剂，采用所述数据处理设备且根据公式得到待选择起泡剂IFOA值，σW为去离子水的表面张力，且σW＝72.95mN/m，θaW为去离子水和待浮选塑料聚苯乙烯丁二烯共聚物的接触角，σFOA为起泡剂溶液的表面张力(单位为mN/m)，θaFOA为起泡剂溶液和待浮选塑料聚苯乙烯丁二烯共聚物的接触角；起泡剂溶液(浓度为15mg/L)的表面张力如表5所示，去离子水和待浮选塑料聚苯乙烯丁二烯共聚物以及起泡剂溶液和待浮选塑料聚苯乙烯丁二烯共聚物的接触角如表6所示。待浮选塑料为聚苯乙烯丁二烯共聚物时待选择起泡剂IFOA值如表7所示。
表5起泡剂溶液(浓度为15mg/L)的表面张力
表6去离子水和待浮选塑料聚苯乙烯丁二烯共聚物以及起泡剂溶液和待浮选塑料聚苯乙烯丁二烯共聚物的接触角
表7待浮选塑料为聚苯乙烯丁二烯共聚物时待选择起泡剂IFOA值
本实施例中，步骤301中起泡剂溶液的浓度为15mg/L。
步骤302、最小待选择起泡剂IFOA值和次小待选择起泡剂IFOA值的获取：将步骤301中得到的松醇油待选择起泡剂IFOA值、甲基异丁基甲醇待选择起泡剂IFOA值和聚乙二醇待选择起泡剂IFOA值由小到大进行排列，获取最小待选择起泡剂IFOA值和次小待选择起泡剂IFOA值，其中，最小待选择起泡剂IFOA值表示为IFOA1，次小待选择起泡剂IFOA值表示为IFOA2，最小待选择起泡剂IFOA值对应的待选择起泡剂称为甲基异丁基甲醇起泡剂，次小待选择起泡剂IFOA值对应的待选择起泡剂称为聚乙二醇起泡剂；然后采用所述数据处理设备且根据公式|IFOA1-IFOA2|＞0.02进行判断，公式|IFOA1-IFOA2|＞0.02不成立，则执行步骤四；
步骤四、判断起泡剂的泡沫消散时间：首先，将待浮选塑料放入单槽浮选机中，再向所述单槽浮选机的分别添加聚乙二醇起泡剂或者甲基异丁基甲醇起泡剂后静置6min，然后在所述单槽浮选机的充气流量为100L/h和所述单槽浮选机的叶轮转速为1000rpm的条件下进行浮选，得到上浮产物；其中，当向所述单槽浮选机的添加聚乙二醇起泡剂，记录所述单槽浮选机停止充气时间t0和所述单槽浮选机的泡沫完全消散时间t1，采用所述数据处理设备且根据公式tDIS＝t1-t0，得到聚乙二醇起泡剂的泡沫消散时间tDIS；当向所述单槽浮选机的添加甲基异丁基甲醇起泡剂，记录所述单槽浮选机停止充气时间t0和所述单槽浮选机的泡沫完全消散时间t1′，采用所述数据处理设备且根据公式tDIS′＝t1′-t0，得到甲基异丁基甲醇起泡剂的泡沫消散时间tDIS′，如表8所示；
然后采用所述数据处理设备将聚乙二醇起泡剂的泡沫消散时间tDIS和甲基异丁基甲醇起泡剂的泡沫消散时间tDIS′进行比较，聚乙二醇起泡剂的泡沫消散时间tDIS大于甲基异丁基甲醇起泡剂的泡沫消散时间tDIS′，则聚乙二醇起泡剂为筛选的起泡剂。
表8起泡剂的泡沫消散时间(单位：ms)
起泡剂 甲基异丁基甲醇 聚乙二醇
泡沫消散时间 713 799
需要说明的是，检测聚乙二醇起泡剂的泡沫消散时间tDIS和甲基异丁基甲醇起泡剂的泡沫消散时间tDIS′时，聚乙二醇起泡剂和甲基异丁基甲醇起泡剂的检测条件均保持相同。
本实施例中，步骤四中所述单槽浮选机的泡沫完全消散时间t1和t1′，以及所述单槽浮选机停止充气时间t0均采用定时器进行检测。
本实施例中，第一起泡剂溶液为甲基异丁基甲醇起泡剂溶液，第二起泡剂溶液为聚乙二醇起泡剂溶液。步骤四中第一起泡剂溶液和第二起泡剂溶液的浓度均为15mg/L。如果第一起泡剂溶液和第二起泡剂溶液的浓度均过少，泡沫稳定性差，消散时间过快，不利于准确计时；若第一起泡剂溶液和第二起泡剂溶液的浓度均过多，脱离实际浮选过程中起泡剂的需求量，增加实验过程成本。因此，第一起泡剂溶液和第二起泡剂溶液的浓度均可根据具体需求在5mg/L～15mg/L的范围内进行调节，当然，实验保证第一起泡剂溶液和第二起泡剂溶液的浓度与步骤301中起泡剂溶液的浓度保持相同即可。
实际使用过程中，若充气流量过小，形成的气泡较少，不利于准确计时，若充气流量过大，脱离实际浮选过程中充气流量的需求，气泡体积增大容易破裂，同时易形成紊流，增加实验过程成本。因此，所述单槽浮选机的充气流量在100L/h～200L/h的范围内进行调节，当然，保证第一起泡剂溶液和第二起泡剂溶液的实验保持相同的充气流量即可。
实际使用过程中，向所述单槽浮选机的分别添加第一起泡剂溶液或者第二起泡剂溶液后静置的时间，可根据具体需求在6min～12min的时间范围内进行调整；所述单槽浮选机的叶轮转速，可根据具体需求在1000rpm～2600rpm范围内进行调整。当然，保证第一起泡剂溶液和第二起泡剂溶液的实验保持相同的静置时间和相同的叶轮转速即可。
实际使用过程中，当两种起泡剂IFOA值不存在显著差异，通过步骤四判断起泡剂的泡沫消散时间来进一步筛选，选择泡沫消散时间大的起泡剂为筛选的起泡剂，保证筛选准确性。
本实施例，通过浮选试验进一步验证：将待浮选塑料聚苯乙烯丁二烯共聚物放入单槽浮选机，再向所述单槽浮选机中分别待选择起泡剂溶液，且待选择起泡剂溶液的浓度均为15mg/L，在所述单槽浮选机的充气流量为200L/h和所述单槽浮选机的叶轮转速为2600rpm的条件下进行浮选10min，得到上浮产物。其中，待浮选塑料聚苯乙烯丁二烯共聚物的回收率的计算方法为：待浮选塑料聚苯乙烯丁二烯共聚物的回收率＝(上浮产物中聚苯乙烯丁二烯共聚物质量/待浮选塑料聚苯乙烯丁二烯共聚物质量)×100％，结果如表9所示。
表9不同待选择起泡剂下待浮选塑料聚苯乙烯丁二烯共聚物的回收率
从表9可知，对于待浮选塑料聚苯乙烯丁二烯共聚物，不同待选择起泡剂作用下待浮选塑料聚苯乙烯丁二烯共聚物的回收率从高至低依次是聚乙二醇＞甲基异丁基甲醇＞松醇油，表明三种待选择起泡剂选择的优先顺序为聚乙二醇＞甲基异丁基甲醇＞松醇油，其中，聚乙二醇为适应于待浮选塑料聚苯乙烯丁二烯共聚物的最佳起泡剂，这与由本发明筛选方法得到判定结果一致，筛选效率及准确性高。
实施例3
本实施例中，与实施例1不同的是：所述待浮选塑料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。步骤301中起泡剂溶液的浓度为8mg/L，起泡剂溶液(浓度为8mg/L)的表面张力如表10所示，步骤302中去离子水和待浮选塑料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物以及起泡剂溶液和待浮选塑料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的接触角如表11所示。待浮选塑料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物时待选择起泡剂IFOA值如表12所示。
表10起泡剂溶液(浓度为8mg/L)的表面张力
待选择起泡剂 松醇油 甲基异丁基甲醇 聚乙二醇
71.62 55.92 51.83
表11去离子水和待浮选塑料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物以及起泡剂溶液和待浮选塑料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的接触角
表12待浮选塑料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物时待选择起泡剂IFOA值
本实施例中，其余步骤和工艺参数均与实施例1相同。
本实施例，通过浮选试验进一步验证：待选择起泡剂溶液的浓度为8mg/L，在所述单槽浮选机的充气流量为150L/h和所述单槽浮选机的叶轮转速为1800rpm。待浮选塑料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的回收率的计算方法为：待浮选塑料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的回收率＝(上浮产物中丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物质量/待浮选塑料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物质量)×100％，结果如表13所示。
表13不同起泡剂下待浮选塑料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的回收率
从表13可知，对于待浮选塑料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，不同待选择起泡剂作用下待浮选塑料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的回收率从高至低依次是甲基异丁基甲醇＞松醇油＞聚乙二醇，表明三种起泡剂选择的优先顺序为甲基异丁基甲醇＞松醇油＞聚乙二醇，其中，甲基异丁基甲醇为适应于待浮选塑料聚苯乙烯丁二烯共聚物的最佳起泡剂，这与由本发明筛选方法得到判定结果一致，筛选效率及准确性高。
从表2和表3、表12和表13可以得出：对于同一待浮选塑料，起泡剂IFOA值越小，起泡剂对待浮选塑料浮选效率影响越大，待浮选塑料回收率越高。
从表7、表8和表9可以得出：当起泡剂IFOA值差异不显著时，对于同一待浮选塑料，泡沫消散时间越大，起泡剂产生的泡沫稳定性越强，待浮选塑料回收率越高。
综上所述，利用本方法进行筛选起泡剂，步骤简单、投入成本低且使用效果好，待浮选塑料的回收率不低于85％，筛选效率及准确性高。本方法大大缩小了起泡剂的寻找范围，获取适应于待浮选塑料的最佳起泡剂，避免了不必要的浮选实验验证，节约物力及人力资源，同时筛选指标值可量化，便于后期起泡剂筛选数据库的建立，有利于塑料浮选过程中相关信息的资源共享，实用性强。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种塑料浮选起泡剂的筛选方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤：
步骤一、确定起泡剂的筛选指标：确定起泡剂的筛选指标，起泡剂的筛选指标包括起泡剂的直链小分子结构、起泡剂IFOA值和起泡剂的泡沫消散时间；
步骤二、判断起泡剂是否属于直链小分子构型：判断起泡剂是否属于直链小分子构型，如果起泡剂属于直链小分子构型，得到多个待选择起泡剂，则执行步骤三，如果起泡剂不属于直链小分子构型，则停止判断；
步骤三、判断待选择起泡剂IFOA值，IFOA值为待选择起泡剂对待浮选塑料的浮选效率影响指标值：将步骤二中得到的多个待选择起泡剂进一步筛选，具体过程如下：
步骤301、待选择起泡剂IFOA值的计算：采用所述数据处理设备调用起泡剂IFOA值计算模块将步骤二中得到的多个待选择起泡剂分别经过处理，得到各个待选择起泡剂IFOA值；其中，对多个待选择起泡剂中任一待选择起泡剂，采用所述数据处理设备且根据公式得到待选择起泡剂IFOA值，σW为去离子水的表面张力，且σW＝72.95mN/m，θaW为去离子水和待浮选塑料的接触角，σFOA为起泡剂溶液的表面张力，θaFOA为起泡剂溶液和待浮选塑料的接触角；
步骤302、最小待选择起泡剂IFOA值和次小待选择起泡剂IFOA值的获取：将步骤301中得到的各个待选择起泡剂IFOA值由小到大进行排列，获取最小待选择起泡剂IFOA值和次小待选择起泡剂IFOA值，其中，最小待选择起泡剂IFOA值表示为IFOA1，次小待选择起泡剂IFOA值表示为IFOA2，最小待选择起泡剂IFOA值对应的待选择起泡剂称为第一起泡剂，次小待选择起泡剂IFOA值对应的待选择起泡剂称为第二起泡剂；然后采用所述数据处理设备且根据公式|IFOA1-IFOA2|>0.02进行判断，如果公式|IFOA1-IFOA2|>0.02不成立，则执行步骤四；如果公式|IFOA1-IFOA2|>0.02成立，则采用所述数据处理设备确定出第一起泡剂为筛选的起泡剂；
步骤四、判断起泡剂的泡沫消散时间：首先，将待浮选塑料放入单槽浮选机中，再向所述单槽浮选机中分别添加第一起泡剂溶液或者第二起泡剂溶液后静置6min～12min，然后在所述单槽浮选机的充气流量为100L/h～200L/h和所述单槽浮选机的叶轮转速为1000rpm～2600rpm的条件下进行浮选，得到上浮产物；其中，当向所述单槽浮选机中添加第一起泡剂溶液，记录所述单槽浮选机停止充气时间t0和所述单槽浮选机中泡沫完全消散时间t1，采用所述数据处理设备且根据公式tDIS＝t1-t0，得到第一起泡剂的泡沫消散时间tDIS；当向所述单槽浮选机中添加第二起泡剂溶液，记录所述单槽浮选机停止充气时间t0和所述单槽浮选机中泡沫完全消散时间t1′，采用所述数据处理设备且根据公式tDIS′＝t1′-t0，得到第二起泡剂的泡沫消散时间tDIS′；
然后采用所述数据处理设备将第一起泡剂的泡沫消散时间tDIS和第二起泡剂的泡沫消散时间tDIS′进行比较，如果第一起泡剂的泡沫消散时间tDIS小于第二起泡剂的泡沫消散时间tDIS′，则第二起泡剂为筛选的起泡剂。
2.按照权利要求1所述的一种塑料浮选起泡剂的筛选方法，其特征在于：步骤301中去离子水和待浮选塑料的接触角θaW以及起泡剂溶液和待浮选塑料的接触角θaFOA均采用接触角测量仪检测，起泡剂溶液的表面张力σFOA采用表面张力仪检测。
3.按照权利要求1或2所述的一种塑料浮选起泡剂的筛选方法，其特征在于：步骤四中所述单槽浮选机中泡沫完全消散时间t1和t1′，以及所述单槽浮选机停止充气时间t0均采用定时器进行检测。
4.按照权利要求1或2所述的一种塑料浮选起泡剂的筛选方法，其特征在于：步骤三中待选择起泡剂IFOA值的范围为0～0.98。
5.按照权利要求1或2所述的一种塑料浮选起泡剂的筛选方法，其特征在于：步骤二中所述直链小分子构型的相对分子量小于5000。
6.按照权利要求1或2所述的一种塑料浮选起泡剂的筛选方法，其特征在于：步骤四中第一起泡剂溶液和第二起泡剂溶液的浓度以及步骤301中起泡剂溶液的浓度均为5mg/L～15mg/L。
7.按照权利要求1或2所述的一种塑料浮选起泡剂的筛选方法，其特征在于：所述待浮选塑料为高密度聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或者聚苯乙烯丁二烯共聚物，且所述待浮选塑料的颗粒粒度小于4.0mm。
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