CN110561652B - 一种铝塑复合膜的分离装置及碱法分离的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种铝塑复合膜的分离装置，包括罐体，罐体的顶部设有铝塑复合膜的进料口和反应液体的进液口，罐体的中间装有搅拌刀具，搅拌刀具由安装于罐体外的电机带动旋转，罐体侧面的下部设有出料口，靠近出料口处设置有闸阀，闸阀用于封闭或开启所述出料口，在罐体内表面上装有多个定刀，定刀的刀口朝向所述搅拌刀具，铝塑复合膜在搅拌刀具带动下进行翻滚时，所述定刀对铝塑复合膜的表面进行刮划。进一步，所述搅拌刀具包括由电机带动的转轴，转轴上设有螺旋刀片，螺旋刀片的边缘为锯齿形。本发明能有效提高脱铝效率，使铝塑分离较为彻底，确保再生塑料品质。本发明还进一步公开一种利用上述分离装置进行碱法分离的工艺，以方便实现工厂化生产。
Description
技术领域
本发明涉及铝塑复合材料回收再生技术领域，尤其是一种铝塑复合膜的分离装置及碱法分离的工艺。
背景技术
纸铝塑复合包装盒(俗称利乐包)作为良好的食品常温包装容器，在生活中广泛用于各种饮料、牛奶的包装。纸铝塑复合包装盒通常包含纸板、聚乙烯塑料和铝箔，这种纸铝塑复合包装盒在回收再生处理工艺中通常先脱去大部分纸浆然后剩下铝塑复合膜，这种铝塑复合膜因为含有少量铝，无法直接再生利用，需要进一步进行脱铝处理。
目前进行铝塑分离的工艺通常包括酸法脱铝和碱法泡铝两种工艺，酸法脱铝工艺旨在通过酸腐蚀分离开铝塑，先回收其中的铝箔，剩余塑料再进一步加工；碱法泡铝工艺是将铝用碱液浸泡转化为铝盐再清洗掉，不回收铝只回收聚乙烯塑料。由于这种铝塑复合膜中铝的成分含量少，采用酸法脱铝处理工艺从成本计算不合算。因此目前采用碱法泡铝处理工艺较为可行。但是现有的碱法泡铝分离工艺中，是把成捆或成堆的铝塑复合膜长时间浸泡在一定浓度的碱液中，等铝转化为铝盐后再沥干碱液后清洗获得塑料。这种工艺虽然简单易行，但在实际运用时，存在以下缺点：1)缺乏效率：完好的铝塑复合膜单纯依靠闷或泡在碱液中，等渗透反应完成，用时往往要3-5天，而且占用较多的空间，难以实现工业化大规模流水线持续生产；2)得到的塑料制品颜色不透：这是因为纸铝塑复合包装盒包装上有油墨印刷，靠简单浸泡难以去除干净，残留的油墨增加了塑料的色度；3)得到的塑料制品杂质多，另外，纸铝塑复合包装盒为了食品保质，在铝塑复合包装盒灌装前对缝合部位采取了反渗透粘合设计，因此反应液体难以自然进入，而且碱液浸泡时反应提升温度，堆叠的铝塑复合膜之间更容易粘结，造成浸泡不干净，残留较多铝和纸纤维难以在后段清洗脱除，增加了再生塑料制品的杂质杂点，降低了再生塑料的品质。
另一方面，传统执行上述两种处理工艺的分离设备是采用反应釜，把反应液体先放入反应釜中，然后把铝塑复合膜投入反应釜中进行浸泡反应脱铝，这种传统分离设备效率低，且脱铝不彻底。因此人们开始加入搅拌装置以提高脱铝效率。如2011年09月14日就公开一项专利号为ZL201020676388.4、名称为“一种铝塑分离反应器”的中国发明专利，其包括一圆锥状顶部敞口的罐体，罐体上端设有罐盖，在罐体内有一垂直方向的搅拌轴，搅拌轴上均匀设有三层搅拌叶片，搅拌轴顶端连接传动轴和轴封装置，罐体内部设有一层向上活动的内盖；在罐体外设置夹套，在夹套设置有电热棒插管，所述罐体、罐盖均采用两层复合结构，内层材质为钛合金，外层材质为316L钢。这样铝塑分离反应器通过搅拌和加温，可以较好提高铝塑分离反应的效率，提升脱铝速度。但是这种装置如用于上述铝塑复合膜的铝塑分离，由于铝塑之间的粘连强度和表面杂质的存在，铝塑分离还不彻底，需要的反应时间还比较长。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种铝塑复合膜的分离装置，其能有效提高脱铝效率，使铝塑分离较为彻底，确保再生塑料的品质。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种铝塑复合膜的分离装置，包括罐体，罐体的顶部设有铝塑复合膜的进料口和反应液体的进液口，罐体的中间装有搅拌刀具，搅拌刀具由安装于罐体外的电机带动旋转，罐体侧面的下部设有出料口，靠近出料口处设置有闸阀，闸阀用于封闭或开启所述出料口，在罐体内表面上装有多个定刀，定刀的刀口朝向所述搅拌刀具，铝塑复合膜在搅拌刀具带动下进行翻滚时，所述定刀对铝塑复合膜的表面进行刮划。
进一步改进，所述定刀的刀口为锯齿形。提高对铝塑复合膜的表面的刮划效果。
优选所述罐体包括桶体和上盖，上盖和桶体通过多个螺栓固连，所述进料口和所述进液口设置在上盖上，电机安装在桶体的下面，多个所述定刀装在桶体内表面上，所述出料口设置在桶体侧面下部。
进一步改进，所述桶体上设有液位观察管。以方便观察反应液体的液位。
进一步改进，所述桶体内表面间隔固设有沿竖向布置的多个安装座，每个安装座上锁接一个定刀。这样方便定刀的安装。
再进一步，每个所述安装座自上而下设有多个安装孔，每个定刀上对应设有多个通孔，每个安装孔沿桶体的径向延伸成长条形，每个安装孔和一个所述通孔穿有一个螺栓，螺栓再与螺母相配合使得定刀锁紧在安装座上。这样定刀的位置可调整，可根据物料情况改变定刀与搅拌刀具的相对距离和角度，提高刮划效果。
进一步改进，所述进液口通过进液管连接一个液泵出口，液泵的进口通过吸液管连通反应液存放桶；所述进液管上设有流量计，流量计连接一控制器，控制器通过流量计输送的信号控制液泵的送液量；所述控制器还能控制电机的运转方向和运行时间。这样方便实现自动添加反应液体和控制搅拌时间及搅拌方向。
进一步改进，所述搅拌刀具包括由电机带动的转轴，转轴上设有螺旋刀片，螺旋刀片的边缘为锯齿形；铝塑复合膜在搅拌刀具带动下进行翻滚时，所述螺旋刀片也对铝塑复合膜的表面进行刮划。这样利用定刀和螺旋刀片的协同作用，可以更快更大面积刮划铝塑复合膜的表面，提高反应效率，使铝塑分离更为彻底。
本发明由于在罐体内表面上装有多个定刀，铝塑复合膜在搅拌刀具带动下进行翻滚时，所述定刀对铝塑复合膜的表面进行刮划。这样由于铝塑复合膜的表面被定刀刮划，反应液可以更好渗透入铝塑复合膜进行脱铝，可有效提高脱铝效率，使铝塑分离较为彻底。这样分离出来的塑料纯度更好，确保再生后塑料的品质。
本发明还提供利用上述分离装置进行碱法分离的工艺，包括以下步骤：
步骤一：对铝塑复合膜进行破碎，破碎后碎片的长度小于8cm；
步骤二：把质量为A的铝塑复合膜碎片从所述进料口投入罐体内；把质量为B的2％～5％氢氧化钠溶液从所述进液口投入罐体内，A和B的比例为1:2.5～3；
步骤三：对罐体内的物料进行搅拌，在铝塑复合膜进行翻滚过程中利用刀具对铝塑复合膜表面进行刮划，使得氢氧化钠溶液与铝塑复合膜的铝充分反应脱铝；搅拌至设定时间后停止搅拌；
步骤四：打开所述闸阀出料。
进一步，在步骤四打开所述闸阀出料前，先按设定时间静置，然后再打开所述闸阀出料，同时启动所述搅拌刀具辅助出料。这样可以让反应液的反应更为彻底，且便于出料。
进一步，所述罐体内最低点所处的水平面与所述罐体内最高点所处的水平面之间的间距为H，步骤二投入罐体内的铝塑复合膜和氢氧化钠溶液所形成混合物料的液面距离所述罐体内最低点所处水平面的高度为0.7H～0.8H；步骤三搅拌的设定时间为0.5小时～1小时。通过合理控制混合物料液面位置和搅拌时间，既能使得脱铝彻底，又有效率。
本碱法分离工艺通过搅拌和对铝塑复合膜表面的机械刮划，使氢氧化钠溶液更容易渗透入铝塑复合膜里面，使得脱铝反应更彻底，脱铝效率更高，通过刀具对铝塑复合膜表面的刮划，还进一步解决铝塑复合包装盒缝合部位反渗透粘合设计反应液难于进入的问题；既提高反应效率，也提升了分离后塑料的纯净度，确保再生塑料品质。
本碱法分离工艺便于实现工厂化生产，促进废弃铝塑复合膜的回收再生利用。
附图说明
图1是本发明主体图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本发明俯视图；
图4是图3的B-B剖视图；
图5是图4的C处放大图；
图6是图4的D处放大图；
图7是定刀的主视图；
图8是本发明与液泵和控制器连接原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1至图8所示，一种铝塑复合膜的分离装置，包括罐体100，罐体100的中间装有搅拌刀具10，罐体100包括桶体1和上盖2，桶体1和上盖2均采用304不锈钢制作，上盖2和桶体1通过多个螺栓和密封垫片固连在一起，上盖2上设有铝塑复合膜的进料口21和反应液体的进液口22，搅拌刀具10由安装于罐体100外的电机3带动旋转，电机3安装在桶体1的下面，桶体1侧面下部设有出料口11，靠近出料口11处设置有闸阀4，闸阀4用于封闭或开启所述出料口11，所述闸阀4为电磁闸阀。
桶体1内表面上装有多个定刀5，具体安装方式为：所述桶体1内表面上间隔固设有沿竖向布置的多个安装座51，每个安装座51上锁接一个定刀5。定刀5也沿竖向布置，定刀5的刀口为锯齿形。定刀5的刀口朝向搅拌刀具10。铝塑复合膜在搅拌刀具10带动下进行翻滚时，所述定刀5对铝塑复合膜的表面进行刮划。
每个所述安装座51自上而下设有多个安装孔511，每个定刀5上对应设有多个通孔5a，每个安装孔511沿桶体1的径向延伸成长条形，每个安装孔511和一个所述通孔5a穿有一个螺栓52，螺栓52再与螺母相配合使得定刀5锁紧在安装座51上。这样定刀5的位置可调整。便于在不同工况情况下进行位置调整。
所述搅拌刀具10包括由电机3带动的转轴10a，转轴10a上设有螺旋刀片10b，螺旋刀片10b的边缘101b为锯齿形；铝塑复合膜在搅拌刀具10带动下进行翻滚时，所述螺旋刀片10b也对铝塑复合膜的表面进行刮划。
转轴10a与电机3驱动轴的连接方式可以有多种，如；电机3驱动轴通过减速器6与转轴10a连接，或转轴10a的下端穿过桶体1的底部，然后电机3驱动轴通过皮带和皮带轮传动机构与转轴10a的下端连接。
这样当铝塑复合膜在搅拌刀具10带动下进行翻滚时，所述定刀5和螺旋刀片10b协同作用对铝塑复合膜的表面进行刮划，大大提高反应液的渗透效果，使铝塑分离更为彻底。
所述桶体1上设有液位观察管7。
图8进一步所示，所述进液口22通过进液管81连接一个液泵8出口，液泵8的进口通过吸液管82连通反应液存放桶83。
所述进液管81上设有流量计84，流量计84连接一控制器9，控制器9通过流量计84输送的信号控制液泵8的送液量。
所述控制器9还能控制电机3的运转方向和运行时间。
所述控制器9还能控制所述闸阀4的开和闭。
本实施例使用时，先在反应液存放桶83调制好相应浓度的反应液，如氢氧化钠溶液，然后根据制定工艺，把铝塑复合膜与反应液按照确定的质量比分别从进料口21和进液口22投入罐体100内，然后启动电机3，电机3带动搅拌刀具10对物料进行搅拌，使得铝塑复合膜更快接触反应液，同时铝塑复合膜在翻滚过程中，其表面受到罐体100内四周定刀5和螺旋刀片10b的刮划；反应液可以更好渗透入铝塑复合膜进行脱铝，可有效提高脱铝效率，使铝塑分离较为彻底，确保再生后的塑料的品质。进一步解决了铝塑复合包装盒缝合部位反渗透粘合设计反应液难于进入的问题。
利用本实施例进行碱法分离的工艺，其具体步骤如下：
步骤一：对铝塑复合膜进行破碎，破碎后碎片的长度小于8cm；
步骤二：设定上述罐体100内的容积为10立方米，可把质量为1800kg的铝塑复合膜碎片从所述进料口21投入罐体100内；把质量为4500kg的3.5％氢氧化钠溶液从所述进液口22投入罐体内；这样，以所述罐体内最低点所处的水平面与所述罐体内最高点所处的水平面之间的间距为H，投入罐体内的铝塑复合膜和氢氧化钠溶液所形成混合物料的液面距离所述罐体内最低点所处水平面的高度大体为0.7H～0.8H之间；
步骤三：对罐体100内的物料进行搅拌，在铝塑复合膜进行翻滚过程中利用所述定刀5和所述螺旋刀片10b两种刀具协同作用对铝塑复合膜表面进行刮划，使得氢氧化钠溶液与铝塑复合膜的铝充分反应脱铝；搅拌0.5小时后停止搅拌；
步骤四：静置反应0.5小时；
步骤五：所述闸阀4打开出料，同时启动所述搅拌刀具10辅助出料，通过启动所述搅拌刀具辅助出料，使得出料既快又比较彻底。
通过闸阀4出料后，这些物料再通过静置或压缩回收剩余反应液体后，物料后续进行简单水洗，铝盐、油墨、纸纤维都可以轻松去除。再经过熔融拉丝造粒，即可得到高透明无杂质的高品质再生塑料颗粒。
以上仅是本发明一个较佳的实施例，本领域的技术人员按权利要求作等同的改变都落入本案的保护范围。
Claims (8)
1.一种铝塑复合膜的分离装置，包括罐体，罐体的顶部设有铝塑复合膜的进料口和反应液体的进液口，罐体的中间装有搅拌刀具，搅拌刀具由安装于罐体外的电机带动旋转，其特征在于：罐体侧面的下部设有出料口，靠近出料口处设置有闸阀，闸阀用于封闭或开启所述出料口，在罐体内表面上装有多个定刀，定刀的刀口朝向所述搅拌刀具，铝塑复合膜在搅拌刀具带动下进行翻滚时，所述定刀对铝塑复合膜的表面进行刮划；
所述定刀为长条状，所述定刀的刀口为锯齿形；
所述搅拌刀具包括由电机带动的转轴，转轴上设有螺旋刀片，螺旋刀片的边缘为锯齿形；铝塑复合膜在搅拌刀具带动下进行翻滚时，所述螺旋刀片也对铝塑复合膜的表面进行刮划。
2.根据权利要求1所述的一种铝塑复合膜的分离装置，其特征在于：所述罐体包括桶体和上盖，上盖和桶体通过多个螺栓固连，所述进料口和所述进液口设置在上盖上，电机安装在桶体的下面，多个所述定刀装在桶体内表面上，所述出料口设置在桶体侧面下部。
3.根据权利要求2所述的一种铝塑复合膜的分离装置，其特征在于：所述桶体内表面间隔固设有沿竖向布置的多个安装座，每个安装座上锁接一个定刀。
4.根据权利要求3所述的一种铝塑复合膜的分离装置，其特征在于：每个所述安装座自上而下设有多个安装孔，每个定刀上对应设有多个通孔，每个安装孔沿桶体的径向延伸成长条形，每个安装孔和一个所述通孔穿有一个螺栓，螺栓再与螺母相配合使得定刀锁紧在安装座上。
5.根据权利要求1所述的一种铝塑复合膜的分离装置，其特征在于：所述进液口通过进液管连接一个液泵出口，液泵的进口通过吸液管连通反应液存放桶；所述进液管上设有流量计，流量计连接一控制器，控制器通过流量计输送的信号控制液泵的送液量；所述控制器还能控制电机的运转方向和运行时间。
6.一种利用权利要求1至5任一项所述分离装置进行碱法分离的工艺，包括以下步骤：
步骤一：对铝塑复合膜进行破碎，破碎后碎片的长度小于8cm；
步骤二：把质量为A的铝塑复合膜碎片从所述进料口投入罐体内；把质量为B的2％～5％氢氧化钠溶液从所述进液口投入罐体内，A和B的比例为1:2.5～3；
步骤三：对罐体内的物料进行搅拌，在铝塑复合膜进行翻滚过程中利用刀具对铝塑复合膜表面进行刮划，使得氢氧化钠溶液与铝塑复合膜的铝充分反应脱铝；搅拌至设定时间后停止搅拌；
步骤四：打开所述闸阀出料。
7.根据权利要求6所述碱法分离的工艺，其特征在于：在步骤四打开所述闸阀出料前，先按设定时间静置，然后再打开所述闸阀出料，同时启动所述搅拌刀具辅助出料。
8.根据权利要求6所述碱法分离的工艺，其特征在于：所述罐体内最低点所处的水平面与所述罐体内最高点所处的水平面之间的间距为H，步骤二投入罐体内的铝塑复合膜和氢氧化钠溶液所形成混合物料的液面距离所述罐体内最低点所处水平面的高度为0.7H～0.8H；步骤三搅拌的设定时间为0.5小时～1小时。
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