CN218308540U - 一种塑料浮选装置 - Google Patents

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CN218308540U CN202221971048.3U CN202221971048U CN218308540U CN 218308540 U CN218308540 U CN 218308540U CN 202221971048 U CN202221971048 U CN 202221971048U CN 218308540 U CN218308540 U CN 218308540U
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陈川
宋华伟
郭庆
许开华
夏甜
季强东
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Jingmen Greenmei Scrap Vehicle Recycling Co ltd
GEM Wuhan Urban Mining Industry Group Co Ltd
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GEM Wuhan Urban Mining Industry Group Co Ltd
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Abstract

本实用新型提供了一种塑料浮选装置，所述塑料浮选装置包括溶气浮选液部分与浮选分离部分，而所述浮选分离部分包括自上而下依次连接的分离筒、连接筒与混合筒，通过连接筒内部的阀门来控制分离筒与混合筒之间的连通，所述溶气浮选液部分的溶气罐的下部与所述混合筒的下部通过管道相连接。在塑料浮选分离过程中，一开始关闭连接筒内部的阀门，将浮选液从溶气罐内通入混合筒中，对位于混合筒底部的待分离塑料样品进行润湿，随后打开连接筒内部的阀门，利用逐渐增多的浮选液带动上浮料进入分离筒，而下沉料留在混合筒内，再次关闭连接筒内部的阀门，可以同时对分离筒内的上浮料与混合筒内的下沉料进行收集，可以有效提高分离效率。

Description

一种塑料浮选装置
技术领域
本实用新型属于塑料回收技术领域，涉及塑料浮选分离，具体涉及一种塑料浮选装置。
背景技术
塑料具有质轻、比强度高且耐化学腐蚀等优点，已成为汽车轻量化、环保化的首选材料。报废汽车中的钢材、塑料等具再生利用潜力，如今已经成为城市矿产中的重要组成部分之一。如果以每辆汽车平均塑料用量为60kg计算，年均500×104辆报废汽车所产生的塑料将高达30×104t，具有较高的回收利用价值。由于报废汽车中的塑料制品很多，如果不经过分选而直接再生造粒，则其制品质量和性能指标较差，因此，需要经过分选得到较高纯度的单一塑料，改性造粒之后得到再生塑料产品。
国内外塑料分选技术研究已经有20余年的历史，目前主要有手工分选、红外分选、静电分选等分选技术。其中，手工分选技术效率较低：红外分选对设备要求高、处理量小，难以实现工业化应用；静电分选很难分选出电荷相差很小的混合塑料、分选的塑料种类少。浮选法是通过物理化学方法调节或改变塑料表面的物理化学性质，利用塑料颗粒的可浮选性差异，可以实现密度和电荷性质相差较小的混合塑料分离，浮法成本低、分选精度和效率均较高，已成为废塑料分选技术研究的热点。
CN109849225A公开了一种废弃塑料回收浮选装置，包括浮选液罐、浮选处理罐和自动加料器，所述浮选液罐内充有浮选液，浮选液罐上设置有注水泵和空压机，所述注水泵和空压机分别连接浮选液罐，所述浮选液罐通过管道连接到浮选处理罐，所述自动加料器设置在浮选处理罐上方，用于向浮选处理罐中加入待浮选的塑料原料，所述浮选液罐为封闭结构，所述浮选处理罐上方和底部分别设置有浮选料上出口和浮选料下出口，所述浮选料上出口设置在浮选处理罐上方一侧，浮选料上出口和浮选处理罐之间设置有出料通道，所述浮选料下出口和浮选处理罐之间设置有活动门。该浮选装置整体结构布局简单，操作方便，可实现对不同种类塑料的分类分离操作。
CN110773331A公开了一种分离环境土壤及沉积物中微塑料的富集装置，该装置包括浮选装置，离心装置，再浮选装置和微塑料分离富集装置，所述浮选装置包括搅拌器、样品瓶、溢流装置、一号储液罐和二号储液罐；所述再浮选装置包括反应瓶、三号储液灌、四号储液罐，所述反应瓶中从下往上依次设置有斜板、离心管支架和漏液装置，所述微塑料分离富集装置包括布氏漏斗、抽滤瓶、真空泵和培养皿。该富集装置提高了富集浓缩能力，解决了传统微塑料分离浮选方法操作繁琐，分离不干净，回收率低等不足。
CN106426645A公开了一种废塑料浮选装置，包括破碎浮选机、第一刮板输送机、二重浮选机、第二刮板输送机、三重浮选机、好氧接触氧化池和清水池。破碎浮选机设有破碎浮选机外壁、破碎浮选机进料口、破碎装置、筛分装置、破碎浮选机喷淋装置、破碎浮选机浮料区、破碎浮选机进料区、破碎浮选机曝气区和破碎浮选机沉料区。二重浮选机设有二重浮选机外壁、二重浮选机进料口、二重浮选机喷淋装置。三重浮选机设有三重浮选机外壁、三重浮选机进料口、三重浮选机喷淋装置、三重浮选机浮料区、三重浮选机进料区、三重浮选机曝气区和三重浮选机沉料区。
然而，现有技术中公开的塑料浮选装置仅仅将用于浮选的容器设计成单纯的一体式结构，一方面，由于塑料亲水性不强，需要在浮选分离前利用浮选液进行润湿处理，另一方面，在浮选分离完成后，需要先将上浮料收集完成后，再将浮选液排空收集下沉料，分离效率较低。因此，目前需要开发一种新型的塑料浮选装置。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种塑料浮选装置，重点将浮选分离部分设计成自上而下依次连接的分离筒、连接筒与混合筒，通过连接筒内部的阀门来控制分离筒与混合筒之间的连通。在塑料浮选分离过程中，一开始关闭连接筒内部的阀门，将浮选液从溶气罐内通入混合筒中，对位于混合筒底部的待分离塑料样品进行润湿，随后打开连接筒内部的阀门，利用逐渐增多的浮选液带动上浮料进入分离筒，而下沉料留在混合筒内，再次关闭连接筒内部的阀门，可以同时对分离筒内的上浮料与混合筒内的下沉料进行收集，可以有效提高分离效率；而且该塑料浮选装置具有装置简便，易于组装、拆卸和清洗等优点。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种塑料浮选装置，所述塑料浮选装置包括溶气浮选液部分与浮选分离部分；
所述溶气浮选液部分包括溶气罐，在所述溶气罐的上部分别连接空压机和注水泵；
所述浮选分离部分包括自上而下依次连接的分离筒、连接筒与混合筒；在所述分离筒的上部分别开设进料口与上浮料出口；在所述连接筒内部设置阀门，用于控制所述分离筒与所述混合筒的连通状态；在所述混合筒的下部开设下沉料出口；
所述溶气罐的下部与所述混合筒的下部通过管道相连接。
本实用新型所述塑料浮选装置，重点将浮选分离部分设计成自上而下依次连接的分离筒、连接筒与混合筒，通过连接筒内部的阀门来控制分离筒与混合筒之间的连通。在塑料浮选分离过程中，一开始关闭连接筒内部的阀门，将浮选液从溶气罐内通入混合筒中，对位于混合筒底部的待分离塑料样品进行润湿，随后打开连接筒内部的阀门，利用逐渐增多的浮选液带动上浮料进入分离筒，而下沉料留在混合筒内，再次关闭连接筒内部的阀门，可以同时对分离筒内的上浮料与混合筒内的下沉料进行收集，可以有效提高分离效率；而且该塑料浮选装置具有装置简便，易于组装、拆卸和清洗等优点。
作为本实用新型优选的技术方案，在所述空压机的出口处设置压力控制阀，通过压力控制阀来有效控制溶气罐内浮选液的溶气量。
作为本实用新型优选的技术方案，在所述溶气罐的顶部连接压力表。
作为本实用新型优选的技术方案，在所述管道上分别设置流量控制阀与液体流量计。
作为本实用新型优选的技术方案，在所述分离筒的顶部设置可拆卸连接的顶盖。
值得说明的是，对于上浮料中尺寸较大的颗粒，通过上浮料出口不方便收集的，可以直接打开顶盖进行收集；而且，在对分离筒进行清洗的过程中，打开顶盖直接进行冲洗等操作更加方便快捷。
作为本实用新型优选的技术方案，所述阀门为球阀或蝶阀。
作为本实用新型优选的技术方案，在所述混合筒的底部设置可拆卸连接的底盖。
作为本实用新型优选的技术方案，在所述混合筒的内部设置筛网，所述筛网位于所述下沉料出口的下方。
值得说明的是，对于下沉料中尺寸较大的颗粒，通过下沉料出口不方便收集的，可以直接打开底盖进行收集，尤其是在所述混合筒的内部设置筛网的情况下，当通过下沉料出口收集筛网上方的下沉料后，再打开底盖收集筛网下方的泥沙等杂质；而且，在对混合筒进行清洗的过程中，打开底盖更容易清洗筒内污垢以及残余的浮选液。
作为本实用新型优选的技术方案，所述分离筒与所述连接筒之间以及所述连接筒与所述混合筒之间均为可拆卸连接。
作为本实用新型优选的技术方案，所述分离筒与所述连接筒之间以及所述连接筒与所述混合筒之间分别通过螺纹连接或法兰连接实现可拆卸连接。
利用本实用新型所述塑料浮选装置的塑料分离方法包括如下步骤：
(1)打开分离筒的进料口、连接筒内部的阀门，关闭混合筒的下沉料出口，将待分离塑料样品通过进料口加入并落入混合筒内；
(2)关闭连接筒内部的阀门，通过位于溶气罐的下部与混合筒的下部之间的管道，将溶气处理后的浮选液通入混合筒内，对待分离塑料样品进行润湿处理；
(3)打开连接筒内部的阀门，继续通过位于溶气罐的下部与混合筒的下部之间的管道，将溶气处理后的浮选液通入混合筒内，直至液位进入分离筒且低于分离筒的上浮料出口；
(4)关闭连接筒内部的阀门，打开上浮料出口来收集上浮料，同时打开下沉料出口来收集下沉料；
(5)根据分离需求，将步骤(4)所述上浮料或下沉料作为新的待分离塑料样品，更换新的浮选液注入溶气罐内，重复步骤(1)-(4)。
值得说明的是，在溶气罐内，压缩空气会通过扩散、迁移等传质过程溶入浮选液形成溶气浮选液，溶气浮选液在进入混合筒内，由于压力减小，使得溶解在溶气浮选液中的空气释放出来形成微气泡，进而充分带动上浮料向上浮动，实现上浮料与下沉料的分离。
因此，在塑料浮选分离过程中，可通过对溶气罐压力和浮选液流量大小的调节，对塑料分离效果进行有效控制。
优选地，所述待分离塑料样品汽车废旧塑料，包括ABS、PP、PC与PVC中的至少两种；而且，所述待分离塑料样品的粒度为1-4mm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型提供了一种塑料浮选装置，所述塑料浮选装置包括溶气浮选液部分与浮选分离部分，而所述浮选分离部分包括自上而下依次连接的分离筒、连接筒与混合筒，通过连接筒内部的阀门来控制分离筒与混合筒之间的连通，所述溶气浮选液部分的溶气罐的下部与所述混合筒的下部通过管道相连接。在塑料浮选分离过程中，一开始关闭连接筒内部的阀门，将浮选液从溶气罐内通入混合筒中，对位于混合筒底部的待分离塑料样品进行润湿，随后打开连接筒内部的阀门，利用逐渐增多的浮选液带动上浮料进入分离筒，而下沉料留在混合筒内，再次关闭连接筒内部的阀门，可以同时对分离筒内的上浮料与混合筒内的下沉料进行收集，可以有效提高分离效率；而且该塑料浮选装置具有装置简便，易于组装、拆卸和清洗等优点。
附图说明
图1为本实用新型实施例1所述塑料浮选装置的结构示意图；
其中，1-空压机，2-压力控制阀，3-压力表，4-注水泵，5-溶气罐，6-流量控制阀，7-液体流量计，8-分离筒，9-顶盖，10-进料口，11-上浮料出口，12-连接筒，13-阀门，14-混合筒，15-筛网，16-下沉料出口，17-底盖。
具体实施方式
为使本实用新型的技术方案、目的和优点更加清楚，下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。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实用新型，并不用于限制本实用新型。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于电和通信领域而言，可以是有线连接，也可以是无线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例1
本实施例提供了一种塑料浮选装置，如图1所示，所述塑料浮选装置包括溶气浮选液部分与浮选分离部分；
所述溶气浮选液部分包括溶气罐5，在所述溶气罐5的上部分别连接空压机1和注水泵4；在所述空压机1的出口处设置压力控制阀2；在所述溶气罐5的顶部连接压力表3；
所述浮选分离部分包括自上而下依次连接的分离筒8、连接筒12与混合筒14；在所述分离筒8的上部分别开设进料口10与上浮料出口11；在所述连接筒12内部设置阀门13，用于控制所述分离筒8与所述混合筒14的连通状态；在所述混合筒14的下部开设下沉料出口16；所述阀门13为球阀；在所述混合筒14的内部设置筛网15，所述筛网15位于所述下沉料出口16的下方，且所述筛网15的孔洞尺寸为1mm；所述分离筒8与所述连接筒12之间以及所述连接筒12与所述混合筒14之间分别通过螺纹连接实现可拆卸连接；在所述分离筒8的顶部设置可拆卸连接的顶盖9，在所述混合筒14的底部设置可拆卸连接的底盖17；
所述溶气罐5的下部与所述混合筒14的下部通过管道相连接，在所述管道上分别设置流量控制阀6与液体流量计7。
应用例1
本应用例提供了一种利用实施例1所述塑料浮选装置的塑料分离方法，分别取粒度均为1-4mm的ABS、PP、PC和PVC四种塑料各5g，制成混合塑料作为待分离塑料样品，所述四种塑料的特征信息见表1；
表1
塑料名称 缩写 密度(g/cm<sup>3</sup>) 粒度(mm)
聚丙烯 PP 0.85-0.92 1-4
丁二烯苯乙烯 ABS 1.01-1.08 1-4
聚碳酸酯 PC 1.2 1-4
聚氯乙烯 PVC 1.38 1-4
所述塑料分离方法包括如下步骤：
(1)打开分离筒8的进料口10、连接筒12内部的阀门13(球阀)，关闭混合筒14的下沉料出口16，将待分离塑料样品通过进料口10加入并落入混合筒14内；
(2)关闭连接筒12内部的阀门13(球阀)，选用蒸馏水作为浮选液，并通过注水泵4加入溶气罐5内，调控空压机1出口处的压力控制阀2对蒸馏水进行溶气处理，直至压力表3示数为0.15MPa，即，控制溶气罐5内的压力为0.15MPa，通过位于溶气罐5的下部与混合筒14的下部之间的管道，将溶气处理后的蒸馏水通入混合筒14内，利用流量控制阀6与液体流量计7控制浮选液流量为5L/min，对待分离塑料样品进行润湿处理；
(3)打开连接筒12内部的阀门13(球阀)，继续通过位于溶气罐5的下部与混合筒14的下部之间的管道，将溶气处理后的蒸馏水通入混合筒14内，利用流量控制阀6与液体流量计7控制浮选液流量为5L/min，直至液位进入分离筒8且低于分离筒8的上浮料出口11；
(4)关闭连接筒12内部的阀门13(球阀)，打开上浮料出口11来收集上浮料，同时打开下沉料出口16来收集下沉料，完成第一阶段的塑料浮选分离；
(5)将步骤(4)所得下沉料作为新的待分离塑料样品，更换浮选液为饱和氯化钠溶液(1.2g/cm3)，重复上述步骤(1)-(4)，控制溶气罐5内的压力为0.15MPa，浮选液流量为6L/min，打开上浮料出口11来收集上浮料，同时打开下沉料出口16来收集下沉料，完成第二阶段的塑料浮选分离；
(6)将步骤(5)所得下沉料作为新的待分离塑料样品，更换浮选液为10mmol/L的癸二酸二丁酯水溶液，重复上述步骤(1)-(4)，控制溶气罐5内的压力为0.2MPa，浮选液流量为10L/min，打开上浮料出口11来收集上浮料，同时打开下沉料出口16来收集下沉料，完成第三阶段的塑料浮选分离。
将收集得到的上浮料与下沉料分别烘干、称量后，按照如下公式计算上浮率与下沉率：
Pi＝Mi/MiSUM×100％
Si＝100％-Pi
式中：Pi为i组分塑料的上浮率，wt％；Si为i组分塑料的下沉率，wt％；Mi为塑料上浮料中i组分塑料的质量，g；MiSUM为混合塑料中i组分塑料的总质量，g。
通过计算得到的上浮率与下沉率来表征塑料分离效果。
将应用例1所述三个阶段计算得到的上浮率与下沉率汇总在表2中。
表2
Figure BDA0003770975960000101
注：“/”表示没有进行相应计算。
综上所述，本实用新型提供了一种塑料浮选装置，所述塑料浮选装置包括溶气浮选液部分与浮选分离部分，而所述浮选分离部分包括自上而下依次连接的分离筒、连接筒与混合筒，通过连接筒内部的阀门来控制分离筒与混合筒之间的连通，所述溶气浮选液部分的溶气罐的下部与所述混合筒的下部通过管道相连接。在塑料浮选分离过程中，一开始关闭连接筒内部的阀门，将浮选液从溶气罐内通入混合筒中，对位于混合筒底部的待分离塑料样品进行润湿，随后打开连接筒内部的阀门，利用逐渐增多的浮选液带动上浮料进入分离筒，而下沉料留在混合筒内，再次关闭连接筒内部的阀门，可以同时对分离筒内的上浮料与混合筒内的下沉料进行收集，可以有效提高分离效率；而且该塑料浮选装置具有装置简便，易于组装、拆卸和清洗等优点。
以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种塑料浮选装置，其特征在于，所述塑料浮选装置包括溶气浮选液部分与浮选分离部分；
所述溶气浮选液部分包括溶气罐，在所述溶气罐的上部分别连接空压机和注水泵；
所述浮选分离部分包括自上而下依次连接的分离筒、连接筒与混合筒；在所述分离筒的上部分别开设进料口与上浮料出口；在所述连接筒内部设置阀门，用于控制所述分离筒与所述混合筒的连通状态；在所述混合筒的下部开设下沉料出口；
所述溶气罐的下部与所述混合筒的下部通过管道相连接。
2.根据权利要求1所述的塑料浮选装置，其特征在于，在所述空压机的出口处设置压力控制阀。
3.根据权利要求1所述的塑料浮选装置，其特征在于，在所述溶气罐的顶部连接压力表。
4.根据权利要求1所述的塑料浮选装置，其特征在于，在所述管道上分别设置流量控制阀与液体流量计。
5.根据权利要求1所述的塑料浮选装置，其特征在于，在所述分离筒的顶部设置可拆卸连接的顶盖。
6.根据权利要求1所述的塑料浮选装置，其特征在于，所述阀门为球阀或蝶阀。
7.根据权利要求1所述的塑料浮选装置，其特征在于，在所述混合筒的底部设置可拆卸连接的底盖。
8.根据权利要求1所述的塑料浮选装置，其特征在于，在所述混合筒的内部设置筛网，所述筛网位于所述下沉料出口的下方。
9.根据权利要求1所述的塑料浮选装置，其特征在于，所述分离筒与所述连接筒之间以及所述连接筒与所述混合筒之间均为可拆卸连接。
10.根据权利要求9所述的塑料浮选装置，其特征在于，所述分离筒与所述连接筒之间以及所述连接筒与所述混合筒之间分别通过螺纹连接或法兰连接实现可拆卸连接。
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