CN116944209A - 一种废弃风电叶片切割粉尘的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及固废回收处理技术领域，具体涉及一种废弃风电叶片切割粉尘的处理方法。该方法包括：（1）将粒径≤40目的废弃风电叶片切割粉尘粉磨至粒径为100目以下；（2）将步骤（1）得到的物料置于含有氯离子的酸性溶液中浸泡，然后进行固液分离和烘干，接着研磨至粒径为100目以下；（3）将步骤（2）得的物料置于密度≥0.8g/cm3的溶液中浸泡，然后进行搅拌和静置，接着分别收集漂浮物和底部沉降物，步骤（3）中，搅拌的时间为10‑360min，静置的时间为30‑480min。通过该方法可以将废弃风电叶片切割粉尘有效地分选成两个组分，其中一个组分可以作为建筑等领域的填料，另一个组分可以作为燃料使用。
Description
技术领域
本发明涉及固废回收处理技术领域，具体涉及一种废弃风电叶片切割粉尘的处理方法。
背景技术
风力发电是重要的低碳发电方式，这些年发展迅速，风力发电占比也在逐年上升。然而风力发电机在经过一段时间运营后会发生退役，因退役而废弃的叶片占地面积大，面临着一系列的处置问题。叶片体积和质量巨大，不论废弃叶片如何处置，必不可少的环节就是切割。由于叶片质量庞大，切割过程中产生的粉尘量也会很大，如果处理不当势必引起一系列的环境问题。
切割粉尘粒度较小，本身不用充分进行粉碎，降低了粉碎的成本，同时粉尘与叶片有着一定的相似性和区别性，因此可以对其进行研究并考察其资源化途径。
发明内容
本发明的目的是为了解决风电叶片切割粉尘的处置问题，提供一种废弃风电叶片切割粉尘的处理方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种废弃风电叶片切割粉尘的处理方法，所述方法包括以下步骤：
（1）将粒径≤40目的废弃风电叶片切割粉尘粉磨至粒径为100目以下；
（2）将步骤（1）得到的物料置于盐酸盐水溶液中浸泡，然后进行固液分离和烘干，接着研磨至粒径为100目以下；
（3）将步骤（2）得的物料置于密度≥0.8g/cm3的溶液中进行浸泡，然后进行搅拌和静置，接着分别收集漂浮物和底部沉降物；
其中，步骤（3）中，搅拌的时间为10-360min，静置的时间为30-480min。
优选地，步骤（2）中，含有氯离子的酸性溶液中氢离子的浓度≥0.2mol/L。
优选地，步骤（2）中，含有氯离子的酸性溶液中氯离子的浓度为0.2-1mol/L。
优选地，步骤（2）中，浸泡的温度为50-80℃；和/或
浸泡的时间为2-6h。
优选地，步骤（2）中，浸泡时的液固比为20-40mL/g。
优选地，步骤（2）中，烘干的条件包括：温度为80-110℃，时间为10-24h。
优选地，步骤（3）中，浸泡时的液固比≥100mL/g。
优选地，步骤（3）中，浸泡的时间为2-8h。
优选地，步骤（3）中，搅拌的速率≥500r/min。
优选地，步骤（1）中，废弃风电叶片切割粉尘的灰分含量为45-65重量%。
本发明公开了一种对粒径≤40目的废弃风电叶片切割粉尘进行分选处理的方法，通过该方法的处理可以将废弃风电叶片切割粉尘有效地分选成两个组分，其中一个组分可以作为建筑等领域的填料，另一个组分可以作为燃料使用。该方法具有简便易操作的特点，无需使用大型设备和有毒试剂，有利于废弃风电叶片切割粉尘的进一步资源化利用。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供一种废弃风电叶片切割粉尘的处理方法，所述方法包括以下步骤：
（1）将粒径≤40目的废弃风电叶片切割粉尘粉磨至粒径为100目以下；
（2）将步骤（1）得到的物料置于盐酸盐水溶液中浸泡，然后进行固液分离和烘干，接着研磨至粒径为100目以下；
（3）将步骤（2）得的物料置于密度≥0.8g/cm3的溶液中浸泡，然后进行搅拌和静置，接着分别收集漂浮物和底部沉降物；
其中，步骤（3）中，搅拌的时间为10-360min，静置的时间为30-480min。
在本发明中公开了一种对粒径≤40目的废弃风电叶片切割粉尘进行处理的方法，通过步骤（1）-（3）对粒径≤40目的废弃风电叶片切割粉尘进行处理，得到漂浮物和底部沉降物。其中，漂浮物中灰分的含量较低，主要成分为树脂和芯材，可以作为燃料进行使用；底部沉降物中灰分的含量较高，主要为玻璃纤维，可以在建筑领域作为填料使用。
在优选的实施方式中，步骤（1）中，废弃风电叶片切割粉尘的灰分含量为45-65重量%；具体的，可以为45重量%、50重量%、55重量%、60重量%或65重量%。
在优选的实施方式中，废弃风电叶片为废弃的玻纤基复合材料叶片。
在优选的实施方式中，步骤（1）中，将粒径≤40目的废弃风电叶片切割粉尘粉磨至粒径为800目-100目。
在本发明所述的方法中，步骤（2）中，将步骤（1）得到的物料置于含有氯离子的酸性溶液中进行浸泡，酸性和氯离子渗透有利于打破物质之间的团聚，降低粉料的团聚。
在优选的实施方式中，步骤（2）中，含有氯离子的酸性溶液中氢离子的浓度≥0.2mol/L，进一步优选为0.5-3mol/L；具体的，可以为0.5mol/L、1mol/L、1.5mol/L、2mol/L、2.5mol/L或3mol/L。
在优选的实施方式中，步骤（2）中，含有氯离子的酸性溶液中氯离子的浓度为0.2-1mol/L；具体的，可以为0.2mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L、0.5mol/L、0.6mol/L、0.7mol/L、0.8mol/L、0.9mol/L或1mol/L。
在本发明中，所述含有氯离子的酸性溶液可以使用本领域常规的化合物与水混合配置得到，只要能够提供相应的氯离子和酸性条件即可。优选地，可以由盐酸水溶液提供，或者，由无机酸、可溶性盐酸盐和水混合得到。其中，所述无机酸可以为硫酸或硝酸，可溶性盐酸盐可以为氯化钠或氯化钾。
在优选的实施方式中，步骤（2）中，浸泡的温度为50-80℃，浸泡的时间为2-6h。具体的，浸泡的温度可以为50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃；浸泡的时间可以为2h、3h、4h、5h或6h。
在优选的实施方式中，步骤（2）中，浸泡时的液固比为20-40mL/g；具体的，可以为20mL/g、25mL/g、30mL/g、35mL/g或40mL/g。
在优选的实施方式中，步骤（2）中，所述固液分离的方式可以为离心。
在优选的实施方式中，步骤（2）中，对固液分离得到的固相部分进行烘干的条件包括：温度为80-110℃，时间为10-24h。具体的，烘干温度可以为80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃或110℃；烘干时间可以为10h、12h、14h、16h、18h、20h、2h或24h。
在步骤（2）中，将烘干后的物料研磨至粒径为100目以下，可以减少物料之间的团聚和粘连，有利于步骤（3）的进行。
在优选的实施方式中，步骤（3）中，浸泡时的液固比≥100mL/g。进一步优选为200-500mL/g；具体的，可以为200mL/g、250mL/g、300mL/g、350mL/g、400mL/g、450mL/g或500mL/g。
在优选的实施方式中，步骤（3）中，浸泡的时间为2-8h；具体的，可以为2h、3h、4h、5h、6h、7h或8h。
在优选的实施方式中，步骤（3）中，搅拌的速率≥500r/min，进一步优选为600-1000r/min；具体的，可以为600r/min、700r/min、800r/min、900r/min或1000r/min。
在优选的实施方式中，步骤（3）中，搅拌的时间为30-60min；具体的，可以为30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min。
在优选的实施方式中，步骤（3）中，静置的时间为40min-120min；具体的，可以为40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min或120min。
在本发明所述的方法中，对于步骤（3）中浸泡时的溶液的类型没有特殊的要求，只要密度≥0.8g/cm3即可。例如可以为纯水、含有离子的水溶液、有机溶剂或其混合液。
在本发明所述的方法中，可以通过先将静置后的物料中的漂浮物进行打捞，然后对剩余物料进行过滤的方式实现对静置后得到的漂浮物和底部沉降物的收集。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1
（1）收集某废弃风电叶片的粒径≤40目的切割粉尘（灰分含量为52.44重量%），然后将所述切割粉尘粉磨至粒径为100目-800目；
（2）将步骤（1）得到的物料置于含有氯离子的酸性溶液中浸泡（浸泡温度为60℃，浸泡时间为4h，浸泡的液固比为30mL/g），然后进行离心，接着在100℃下烘干12h，然后将烘干后的物料研磨至粒径为100目以下；其中，含有氯离子的酸性溶液由NaCl、硫酸和水混合得到，溶液中NaCl浓度为0.5mol/L（即氯离子浓度为0.5mol/L），溶液中硫酸浓度为1mol/L（即氢离子浓度为2mol/L）；
（3）将步骤（2）得到的物料粉尘置于去离子水（即密度为1g/cm3的溶液）中浸泡，浸泡时间为4h，浸泡的液固比为300mL/g，接着进行搅拌，搅拌速率为600r/min，搅拌时间为40min，然后静置40min；打捞漂浮物，然后进行过滤，得到漂浮物和底部沉降物。
实施例2
（1）收集某废弃风电叶片的粒径≤40目的切割粉尘（灰分含量为57.66重量%）然后将所述切割粉尘粉磨至粒径为100目-800目；
（2）将步骤（1）得到的物料置于含有氯离子的酸性溶液中浸泡（浸泡温度为55℃，浸泡时间为5h，浸泡的液固比为30mL/g），然后进行离心，接着在100℃下烘干12h，然后将烘干后的物料研磨至粒径为100目以下；其中，含有氯离子的酸性溶液由NaCl、硝酸和水混合得到，溶液中NaCl浓度为0.6mol/L（即氯离子浓度为0.6mol/L），溶液中硝酸浓度为1mol/L（即氢离子浓度为1mol/L）；
（3）将步骤（2）得到的物料粉尘置于去离子水（即密度为1g/cm3的溶液）中浸泡，浸泡时间为4h，浸泡的液固比为400mL/g，接着进行搅拌，搅拌速率为600r/min，搅拌时间为40min，然后静置60min；打捞漂浮物，然后进行过滤，得到漂浮物和底部沉降物。
实施例3
（1）收集某废弃风电叶片的粒径≤40目的切割粉尘（灰分含量为51.21重量%），然后将所述切割粉尘粉磨至粒径为200目-800目；
（2）将步骤（1）得到的物料置于含有氯离子的酸性溶液中浸泡（浸泡温度为55℃，浸泡时间为3h，浸泡的液固比为30mL/g），然后进行离心，接着在110℃下烘干12h，然后将烘干后的物料研磨至粒径为100目以下；其中，含有氯离子的酸性溶液由KCl、硝酸和水混合得到，溶液中KCl浓度为0.3mol/L（即氯离子浓度为0.3mol/L），溶液中硝酸浓度为2mol/L（即氢离子浓度为2mol/L）；
（3）将步骤（2）得到的物料粉尘置于去离子水（即密度为1g/cm3的溶液）中浸泡，浸泡时间为3h，浸泡的液固比为300mL/g，接着进行搅拌，搅拌速率为500r/min，搅拌时间为40min，然后静置30min；打捞漂浮物，然后进行过滤，得到漂浮物和底部沉降物。
实施例4
按照实施例1所述的方法进行实施，与之不同的是，步骤（3）中，浸泡使用的溶液为乙醇和水按照体积比为1:1混合得到的混合溶液，混合溶液的密度约为0.91g/cm3。
实施例5
按照实施例1所述的方法进行实施，与之不同的是，步骤（3）中，静置的时间为8h。
实施例6
按照实施例1所述的方法进行实施，与之不同的是，步骤（3）中，搅拌的时间为6h。
实施例7
按照实施例1所述的方法进行实施，与之不同的是，步骤（3）中，浸泡时的液固比为100mL/g。
对比例1
按照实施例1所述的方法进行实施，与之不同的是，步骤（3）中使用的溶液的密度为0.5g/cm3。
对比例2
按照实施例1所述的方法进行实施，与之不同的是，废弃风电叶片切割粉尘的粒径为10目-20目，灰分含量为62.44重量%。
对比例3
按照实施例1所述的方法进行实施，与之不同的是，步骤（2）中，搅拌的时间为24h，静置的时间为24h。
测试例
将实施例和对比例中收集的漂浮物和底部沉降物进行烘干，然后进行灰分含量测试，测试过程包括如下步骤：
1、称取待测样品1±0.1g，精度至0.0001g，将待测样品均匀摊平在预先灼烧至重量恒定的灰皿中，使其每立方厘米的重量不超过0.15g，然后将装有待测样品的灰皿放置在耐热瓷板上；
2、将马弗炉加热到850℃，打开炉门，将放有灰皿的耐热瓷板缓慢推入马弗炉中进行灼烧，待测样品不再冒烟后，每20min称量一次灰皿中剩余物料的重量，直到连续两次称量的重量变化不超过0.1mg为止；
3、以最后一次称量得到的重量M2为基准，计算灰分含量。灰分含量按照如下公式进行计算：
W=M2÷M1×100%；
其中，W表示灰分含量，M1为待测样品的重量。
测试结果如表1所示。
表1
由表1可知，本发明充分利用了风电叶片切割粉尘的理化性质，采用本发明所述的处理方法对废弃风电叶片切割粉尘进行处理，可以收集到漂浮物和底部沉降物。漂浮物中灰分的含量较低，可以作为燃料进行使用；底部沉降物中灰分的含量较高，可以在建筑领域作为填料使用。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种废弃风电叶片切割粉尘的处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）将粒径≤40目的废弃风电叶片切割粉尘粉磨至粒径为100目以下；
（2）将步骤（1）得到的物料置于含有氯离子的酸性溶液中浸泡，然后进行固液分离和烘干，接着研磨至粒径为100目以下；
（3）将步骤（2）得的物料置于密度≥0.8g/cm3的溶液中浸泡，然后进行搅拌和静置，接着分别收集漂浮物和底部沉降物；
其中，步骤（3）中，搅拌的时间为10-360min，静置的时间为30-480min。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，含有氯离子的酸性溶液中氢离子的浓度≥0.2mol/L。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，含有氯离子的酸性溶液中氯离子的浓度为0.2-1mol/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，浸泡的温度为50-80℃；和/或
浸泡的时间为2-6h。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，浸泡时的液固比为20-40mL/g。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，烘干的条件包括：温度为80-110℃，时间为10-24h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，浸泡时的液固比≥100mL/g。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，浸泡的时间为2-8h。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，搅拌的速率≥500r/min。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，废弃风电叶片切割粉尘的灰分含量为45-65重量%。
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