CN109016233A - 一种废弃铝塑资源循环利用装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铝塑分离循环利用技术领域，公开了一种废弃铝塑资源循环利用装置及方法，该方法包括以下步骤：S1、分类分拣；S2、粉碎；S3、洗料；S4、浸泡分离：向浸泡分离装置中加入氢氧化钠和未饱和的铝酸钠溶液浸泡，铝箔层与氢氧化钠反应，使得塑料分离出来；或者向浸泡分离装置中加入盐酸进行反应，制得氯化铝，使塑料分离出来；S5、塑料清洗；S6、塑料分离。本发明通过无机溶液浸泡法和密闭式无害化处理，生产过程中产生的废水、废气达到自动化循环处理、从废弃铝塑资源变成可用于治理工业废水和废气污染的药剂、还得到大量高品质的塑料，达到对废弃铝塑资源循环处理的零排放，实现“以废治废”和“变废为宝”的目的。

Description

一种废弃铝塑资源循环利用装置及方法
技术领域
本发明属于铝塑分离循环利用技术领域，具体涉及一种废弃铝塑资源循环利用装置及方法。
背景技术
废弃铝塑资源也称为有机高分子材料，由于该资源热塑性好，坚实耐用，具有优良的阻光、保温性，被广泛应用于工业生产和人们生活中，据相关统计全球每年塑料废弃物超过3000万吨，不仅给环境造成污染，还损失大量的铝和塑料资源，而且还给垃圾处理造成一定的困难，近年来废弃铝塑资源又被称为“白色污染”因此把废弃铝塑资源循环利用变得十分重要。
目前废弃铝塑资源来源有铝模类、机加工废料、工业边角料等，铝模类分为三层：上层为PET、夹层铝箔、下层PE或者上层为PA、夹层铝箔、下层PE等，机加工废料有：机铝、铝灰、机械加工铝等，工业边角料有：废铝屑、废铝板、废铝丝等。
目前国内处理废弃铝塑资源多数采用高温烧蚀、熔炼的办法去除塑料，得到少量的铝箔，烧蚀过程中会产生大量的有害气体，不但严重地污染空气，还浪费高品质的塑料。
由此可见国内对废弃铝塑资源处理技能还非常简略和落后，即便在大型的再生铝厂，对废弃铝塑资源的完全无污染处理也没有比较先进的技术。就种类单一废铝的收回再生使用处置办法而言，种类单一或根本不含其它杂质的废弃铝塑资源，仅仅按废料的种类进行分类堆放和高温烧蚀、熔炼等简单的处理。由于各类设备不齐全，技术处理不当，致使工艺技术落后和污染环境，阻碍了废弃铝塑资源深层次发展，导致资源利用效率低，也从侧面反应了废弃铝塑资源循环利用理念的推广力度严重不足，迫切需要一种耗能源低、循环利用率高和无污染的资源循环利用技术。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种废弃铝塑资源循环利用装置及方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种废弃铝塑资源循环利用装置，包括依次连接的将铝塑粉碎成颗粒物的粉碎机、清洗颗粒物的洗料池、用于浸泡分离反应的浸泡分离装置和清洗塑料的沉降池，所述浸泡分离装置包括进料管、反应管和出料管，反应管上部的两侧分别连接进料管和出料管，反应管内部上下两端均设有旋转滤管，反应管的上管壁开设有出气口，反应管下管壁靠近出料管的一侧设置有用于放液的闸门。
优选地，所述进料管内设置有第一螺旋杆，第一螺旋杆连接第一电机，所述出料管内设置有第二螺旋杆，第二螺旋杆连接第二电机，所述的反应管内设置有第三螺旋杆，第三螺旋杆连接第三电机。
优选地，所述进料管开设有加药口和进料口，加药口和进料口分别位于进料管侧壁的两边，所述的出料管开设有出料口，出料口位于出料管侧壁的一边。
优选地，所述出气口通过管道连接有气体净化装置，所述出气口和反应管上部的旋转滤管之间设有一排清洗喷头，所述闸门通过管道连接有抽药泵。
优选地，所述反应管上端设置有数字化控制器，第一电机、第二电机、第三电机、旋转滤管、清洗喷头、闸门和抽药泵均与数字化控制器电性连接。
优选地，所述的洗料池连接有第一循环再利用池，所述的沉降池连接有第二循环再利用池。
一种废弃铝塑资源循环利用方法，采用上述废弃铝塑资源循环利用装置，并包括以下步骤：
S1、分类分拣：先按塑料成分分类，再按废弃铝塑的形状去除废弃铝塑资源中杂物；
S2、粉碎：将分类分拣后的铝塑粉碎成颗粒物；
S3、洗料；对颗粒物进行搅拌清洗，去除铝塑颗粒物的表面杂物；
S4、浸泡分离：向浸泡分离装置中加入氢氧化钠和未饱和的铝酸钠溶液浸泡，铝箔层与氢氧化钠反应得热饱和铝酸钠溶液，使塑料分离出来；
或者向浸泡分离装置中加入盐酸进行反应，制得氯化铝，使塑料分离出来，用盐酸反应时的装置全部都是由防腐蚀材料制成；
S5、塑料清洗：塑料分离出来后经搅拌清洗，将残留药剂抽出分离后静置沉降；
S6、塑料分离：沉降完成后，上层为一部分塑料，中层为清水，下层为另一部分塑料，先将上层塑料捞起，再将中层和下层部分一起进行脱水处理。
S6步骤后，对塑料进行干燥操作可得到上层的优品质塑料以及下层的低品质塑料，可对两种塑料分别进行造粒、注塑处理，注塑成市场需要的环保性塑料产品。
优选地，废弃铝塑资源循环利用方法还包括铝资源处理步骤，所述铝资源处理步骤分为两部分，一部分为将S4步骤中产生的热饱和铝酸钠溶液抽出，并向抽出的热饱和铝酸钠溶液中，加入氯化铝溶液中和，恒温熟化聚合得PAC；另一部分为向S5步骤中抽出的残留药剂中加入盐酸制得PAC。
优选地，所述步骤S4中铝塑颗粒在第一螺旋杆和第三螺旋杆缓慢搅拌作用下从进料管进入到反应管末段，在此过程中铝塑颗粒与氢氧化钠发生反应共17min，并通过反应自身放热慢慢升温至70℃-80℃，待铝塑颗粒物被搅拌到出料管处，铝和塑料彻底分离。
优选地，所述步骤S2中颗粒物的直径为0.6cm-0.8cm，所述步骤S5中塑料静置沉降时间为6min-8min。
废弃的铝塑资源经分类分拣后可使废弃铝塑资源得到最大化循化利用，破碎成颗粒物再经洗料清洗后进入到浸泡分离装置中，在浸泡分离装置中通过加入氢氧化钠和未饱和的铝酸钠溶液浸泡、搅拌、反应使得铝转化为饱和的铝酸钠溶液与塑料分离。
分离出来的塑料通过清洗沉降后会分层，上层为优品质的塑料，下层为低品质的塑料，上层塑料打捞起来后造粒、注塑成塑料制品，下层塑料连同清水一起进行脱水处理后造粒、注塑成塑料产品。
S4步骤中产生的热饱和铝酸钠溶液抽出，抽出的热饱和铝酸钠溶液，加入氯化铝溶液中和，恒温熟化聚合得PAC；向S5步骤中抽出的残留药剂中滴加盐酸制得PAC，分两部分对铝塑分离出来的铝资源进行处理，提高了铝资源的利用率。
PAC可作为净水剂出售，同时制得的PAC可部分加入到第一循环再利用池和第二循环再利用池中，第一循环再利用池可净化清洗铝塑颗粒物产生的废水，使得第一循环再利用池的废水可再次利用来进行洗料，第二循环再利用池可净化处理塑料过程中产生的废水，使得第二循环再利用池的废水可再次利用来进行清洗塑料。
本发明的有益效果为：本发明通过无机溶液浸泡法和密闭式无害化处理、全自动生产技术、全自动监控及监测、生产过程中产生的废水、废气达到自动化循环处理、从废弃铝塑资源变成可用于治理工业废水和废气污染的药剂、还得到大量高品质的塑料，达到对废弃铝塑资源循环处理的零排放，实现“以废治废”和“变废为宝”的目的，符合环保要求，也为促进循环经济发展开创了新的技术。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明浸泡分离装置的结构示意图。
图中：1-进料管；2-出料管；3-反应管；4-第一螺旋杆；5-第一电机；6-第二螺旋杆；7-第二电机；8-数字化控制器；9-加药口；10-进料口；11-旋转滤管；12-出料口；13-出气口；14-气体净化装置；15-闸门；16-抽药泵；17-第三螺旋杆；18-第三电机；19-清洗喷头。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
实施例1：
本实施例提供的废弃铝塑资源循环利用装置，包括依次连接的将铝塑粉碎成颗粒物的粉碎机、清洗颗粒物的洗料池、用于浸泡分离反应的浸泡分离装置和清洗塑料的沉降池，洗料池连接有第一循环再利用池，沉降池连接第二循环再利用池。
浸泡分离装置整体正视呈U形，俯视呈L形，包括进料管1、反应管3和出料管2，反应管3上部的两侧分别连接进料管1和出料管2，进料管1开设有加药口9和进料口10，加药口9和进料口10分别位于进料管1侧壁的两边，出料管2开设有出料口12，出料口12位于出料管2侧壁的一边。
进料管1内设置有第一螺旋杆4，第一螺旋杆4连接第一电机5，出料管2内设置有第二螺旋杆6，第二螺旋杆6连接第二电机7，反应管3内设置有第三螺旋杆17，第三螺旋杆17连接第三电机18。
反应管3内部上下两端均设有旋转滤管11，反应管3的上管壁开设有出气口13，出气口13通过管道连接有气体净化装置14，出气口13和反应管3上部的旋转滤管11之间设有一排清洗喷头19。
反应管3下管壁靠近出料管2的一侧设置有用于放液的闸门15,闸门15通过管道连接有抽药泵16。
反应管3上端设置有数字化控制器8，第一电机5、第二电机7、第三电机18、旋转滤管11、清洗喷头19、闸门15和抽药泵16均与数字化控制器8电性连接。
废弃铝塑资源循环利用方法，包括以下步骤：
S1、分类分拣：按废弃塑料的形状(如铝膜、机加工废料、工业边角料、新废料等)和按其塑料成分(如PP、PET、PA、PVC等)分类，去除废弃铝塑资源中的夹杂物、其他金属杂质、轻质物料等，使其中的废弃铝塑资源得到最大化循化利用；
S2、粉碎：将分类分拣好的废弃铝塑放入低噪声粉碎机进料口，通过粉碎机将其打成0.6cm-0.8cm的颗粒物后送入洗料池入口；
S3、洗料：利用洗料池上设置的自动搅拌器进行搅拌，去除颗粒物表面的杂物，如灰尘、油污、其它残留物等；
S4、浸泡分离：向洗料后的颗粒物中加入氢氧化钠和未饱和的铝酸钠溶液浸泡，铝箔层与氢氧化钠反应，使得塑料分离出来；
清洗后的铝塑颗粒从进料口10进入浸泡反应装置，同时从加药口9加入氢氧化钠和未饱和的铝酸钠溶液，铝塑颗粒在第一螺旋杆4和第三螺旋杆17缓慢搅拌作用下从进料管1进入到反应管3末段，在这个过程中铝塑颗粒物中的铝与氢氧化钠完全反应生成铝酸钠，并通过反应自身放热慢慢升温至70℃-80℃，形成热饱和铝酸钠溶液，待铝塑颗粒物被搅拌到出料管2处，铝和塑料彻底分离，此反应过程中共17min，塑料分离后在第二螺旋杆6的作用下从出料口12排出。
在反应管3的螺旋搅拌作用下，塑料同时也会在管内搅动，反应管内上下两端设置的旋转滤管11可阻挡塑料，防止堵塞出气口13或闸门15影响装置的正常运行，同时清洗喷头19可对旋转滤管11进行清洗。
完全反应后，打开闸门15，并利用抽药泵16将热饱和的铝酸钠抽出进行后续处理，反应产生的氢气经出气口13在气体净化装置14中进行处理后排出。
浸泡分离装置采用数字化控制器8进行全程的自动化处理，第一螺旋杆4、第二螺旋杆6以及第三螺旋杆17的搅拌速度、旋转滤管的启停、闸口15的开合、抽药泵16的启停和清洗喷头19的开启均由数字化控制器8通过编程好的程序进行控制，使得铝塑颗粒物的分离得到了精细化的控制。
或者一些铝塑资源可用盐酸反应制得氯化铝，氯化铝可用来后续生产PAC，用盐酸反应时的装置全部都是由防腐蚀材料制成。
S5、塑料清洗：塑料分离出来后经自动搅拌清洗，将残留药剂抽出分离后静置沉降6min-8min；
S6、塑料分离：沉降完成后，上层为一部分塑料，中层为清水，下层为另一部分塑料，上层为优品质的塑料，下层为低品质的塑料，先将上层塑料通过打捞机捞起，再将中层和下层部分一起进行脱水处理得到下层塑料；
S7、铝资源处理：将S4步骤中产生的热饱和铝酸钠溶液抽出，抽出的热饱和铝酸钠溶液，加入氯化铝溶液中和，恒温熟化聚合得PAC；向S5步骤中抽出的残留药剂中加入盐酸制得PAC；
分两部分对铝塑分离出来的铝资源进行处理，提高了铝资源的利用率，经铝资源处理步骤后，铝资源转化生产为PAC，PAC可作为净水剂出售，同时制得的PAC可部分加入到第一循环再利用池和第二循环再利用池中，第一循环再利用池可净化清洗铝塑颗粒物产生的废水，使得第一循环再利用池的废水可再次利用来进行洗料，第二循环再利用池可净化处理塑料过程中产生的废水，使得第二循环再利用池的废水可再次利用来进行清洗塑料。
S8、塑料处理：对上层塑料和下层塑料进行干燥，分别通过造粒机挤压冷却切粒后，送入注塑机进料口，注塑成市场需要的环保性塑料产品，如环保墙纸、环保管材塑料金属复合管等。
本发明通过无机溶液浸泡法和密闭式无害化处理、全自动生产技术、全自动监控及监测、生产过程中产生的废水、废气达到自动化循环处理、从废弃铝塑资源变成可用于治理工业废水和废气污染的药剂、还得到大量高品质的塑料，达到对废弃铝塑资源循环处理的零排放，实现“以废治废”和“变废为宝”的目的，符合环保要求，也为促进循环经济发展开创了新的技术。
本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种废弃铝塑资源循环利用装置，其特征在于：包括依次连接的将铝塑粉碎成颗粒物的粉碎机、清洗颗粒物的洗料池、用于浸泡分离反应的浸泡分离装置和清洗塑料的沉降池，所述浸泡分离装置包括进料管(1)、反应管(3)和出料管(2)，反应管(3)上部的两侧分别连接进料管(1)和出料管(2)，反应管(3)内部上下两端均设有旋转滤管(11)，反应管(3)的上管壁开设有出气口(13)，反应管(3)下管壁靠近出料管(2)的一侧设置有用于放液的闸门(15)。
2.根据权利要求1所述的一种废弃铝塑资源循环利用装置，其特征在于：所述进料管(1)内设置有第一螺旋杆(4)，第一螺旋杆(4)连接第一电机(5)，所述出料管(2)内设置有第二螺旋杆(6)，第二螺旋杆(6)连接第二电机(7)，所述的反应管(3)内设置有第三螺旋杆(17)，第三螺旋杆(17)连接第三电机(18)。
3.根据权利要求1所述的一种废弃铝塑资源循环利用装置，其特征在于：所述进料管(1)开设有加药口(9)和进料口(10)，加药口(9)和进料口(10)分别位于进料管(1)侧壁的两边，所述的出料管(2)开设有出料口(12)，出料口(12)位于出料管(2)侧壁的一边。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种废弃铝塑资源循环利用装置，其特征在于：所述出气口(13)通过管道连接有气体净化装置(14)，所述出气口(13)和反应管(3)上部的旋转滤管(11)之间设有一排清洗喷头(19)，所述闸门(15)通过管道连接有抽药泵(16)。
5.根据权利要求4所述的一种废弃铝塑资源循环利用装置，其特征在于：所述反应管(3)上端设置有数字化控制器(8)，第一电机(5)、第二电机(7)、第三电机(18)、旋转滤管(11)、清洗喷头(19)、闸门(15)和抽药泵(16)均与数字化控制器(8)电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种废弃铝塑资源循环利用装置，其特征在于：所述的洗料池连接有第一循环再利用池，所述的沉降池连接有第二循环再利用池。
7.一种废弃铝塑资源循环利用方法，其特征在于：采用权利要求1-6任一所述的一种废弃铝塑资源循环利用装置，并包括以下步骤：
S1、分类分拣；S2、粉碎：将铝塑粉碎为颗粒物；S3、洗料；
S4、浸泡分离：向浸泡分离装置中加入氢氧化钠和未饱和的铝酸钠溶液浸泡，颗粒物的铝箔层与氢氧化钠反应得热饱和铝酸钠溶液，使塑料分离出来；
或者向浸泡分离装置中加入盐酸进行反应，制得氯化铝，使塑料分离出来；
S5、塑料清洗：塑料分离出来后经搅拌清洗，将残留药剂抽出分离后静置沉降；
S6、塑料分离：沉降完成后，上层为一部分塑料，中层为清水，下层为另一部分塑料，先将上层塑料捞起，再将中层和下层部分一起进行脱水处理。
8.根据权利要求7所述的一种废弃铝塑资源循环利用方法，其特征在于：还包括铝资源处理步骤，所述铝资源处理步骤分为两部分，一部分为将S4步骤中产生的热饱和铝酸钠溶液抽出，并向抽出的热饱和铝酸钠溶液中，加入氯化铝溶液中和，恒温熟化聚合12h得PAC；另一部分为向S5步骤中抽出的残留药剂中加入盐酸制得PAC。
9.根据权利要求7或8所述的一种废弃铝塑资源循环利用方法，其特征在于：所述步骤S4中铝塑颗粒在第一螺旋杆(4)和第三螺旋杆(17)缓慢搅拌作用下从进料管(1)进入到反应管(3)末段，在此过程中铝塑颗粒与氢氧化钠发生反应共17min，并通过反应自身放热慢慢升温至70℃-80℃，待铝塑颗粒物被搅拌到出料管(2)处，铝和塑料彻底分离。
10.根据权利要求9所述的一种废弃铝塑资源循环利用方法，其特征在于：所述步骤S2中颗粒物的直径为0.6cm-0.8cm，所述步骤S5中塑料静置沉降时间为6min-8min。
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