一种废旧塑料高效脱卤的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种废弃塑料的无害化处理、资源化利用的方法，尤其设及一种含面 素废旧塑料脱面的装置及方法。
【背景技术】
[0002] 塑料制品约占废弃物含量的30%~40%，而大多数塑料制品中通常添加有不同 用量和不同类型的面素W满足不同的用途。例如，为降低生产成本，提高产品的燃点，往往 会在PVC制品中添加氯。另一方面，为使塑料产品具有阻燃的效果，几乎所有电子电器的塑 料产品添加漠。面素在不同类型的塑料制品中起着独特的作用，但与此同时，面素的存在也 给废旧塑料处理处置W及资源化利用带来很大难题。
[0003] 含面废旧塑料的处理通常有深埋、焚烧、再利用等=种方式。然而，每种方式都有 自身的缺点，如深埋虽然投资少、操作简单，但面素的存在使得低水平的填埋方案不可行， 且浪费±地资源。焚烧可省去废旧塑料的前期分离工作，但设备投资大，成本高，且若控制 不当，焚烧过程中会排放剧毒的二嗯英及多氯联苯类致癌物质。由于废旧塑料中往往有多 种材料杂质混在一起，组分复杂，识别分离困难，其再利用也受到限制。当前，塑料裂解由于 可W产生煤油、柴油和汽油等液体燃料或气体产物而受到青睐，但运种处理方法也面临着 脱面的难题。因此，含面塑料的处理已成为环境保护和资源利用的国际性问题，脱面在废旧 塑料资源化利用中具有关键性的作用，并成为国内外研究的热点。
[0004] 由于废旧塑料的复杂性和面素的多样性，各种脱面技术仍处于初级的理论研究阶 段，离工业技术的应用还有很大的差距，开发高效清洁、工艺简单的废旧塑料脱面技术有着 重要的现实意义和理论价值。
【发明内容】
[0005] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种废旧塑料高效脱面 的方法，能耗低、降解快，并且降低了塑料焚烧中可能出现的氯腐蚀和二嗯英污染的问题。 阳006]技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0007]一种废旧塑料高效脱面的方法，具体操作步骤如下： 阳00引a)调质：在废旧塑料中添加碱性化工原料，再加含Ni2+的化工原料/废料的溶液 揽拌，混合均匀；
[0009] b)水热处理：将步骤a)中的混合物将配制好的废旧塑料水热处理；
[0010] C)脱水：将步骤b)对水热处理后的混合物进行固液分离，得到固体产物，即可回 收的改性塑料或水热煤。 W11] 本发明更进一步的改进方案，所述碱性化工原料为生石灰、Ca(OH)2、CaC〇3、化0H、 胞肥〇3、化2(：〇3、1(0山1(肥〇3或1(2〇)3，所述碱性化工原料的投加量为废旧塑料质量的1~5%。 [0012] 本发明更进一步的改进方案，步骤a)中混合溶液中Ni2+的化工原料/废料的浓度 为 0.Ol~0. 2mol/L。
[0013] 本发明更进一步的改进方案，水热处理采用的溫度为200~240°C，时间为10~ 60分钟。
[0014] 本发明更进一步的改进方案，为充分实现废物的循环、资源化利用，含Ni2+的化工 原料/废料的溶液可直接用化工行业的含儀废水。
[0015] 有益效果：本发明的构思在于利用水热中水发生的质子催化、亲核反应、氨氧根离 子催化、自由基反应，W及特定条件下水所起的酸碱催化剂作用使废旧塑料中的有机面素 发生热水解，通过添加Ni2+增加活性基团的数量和活跃度，提高反应速率，在调节剂、水热 解及Ni2+的S重作用下实现有机面素向无机面素的迅速转化。
[0016] 与现有技术相比，本发明的废旧塑料脱面装置和工艺方法简单，具有高度的集 成性，有效地降低了操作难度，解决了W往工艺中因塑料种类繁多而难于分选的问题。 CN201410833951. 7公开了一种基于蒸汽流分散吹脱废塑料脱氯的方法和系统，该系统采用 化OH为调节剂，然而由于其技术原理还是基于热解，采用的溫度高为300~330°C，系统包 括干燥、脱氯反应器、热解反应器、洗涂器、瓦斯罐、净化器等，反应溫度高且系统复杂，溫度 高腐蚀严重（可由附图1看出）。一些W水热技术为基础的废旧塑料脱氯技术采用的溫度 高，添加的吸收剂（化0H、K0H)等的添加比例大，高达PVC(含氯56.8% )量的40%，增加了 脱氯成本，且不利于塑料的后续利用。发明201180063722. 6公开了一种铜-儀催化剂用于 氯氣化物脱面素的用途，两者有极大的差异。首先本发明方法针对的是高分子含面聚合物 的面素脱除，解决含面聚合物脱面和利用过程中的二次污染问题，而201180063722. 6针对 的是氯氣化物，适用范围仅仅是3-氯-1，1，1，2, 2-五氣丙烷等氯氣化合物，与高分子含面 聚合物相比此外，性质上存在着本质的差异，且本发明是首次掲示Ni2+在高分子含面化合 物脱面中的作用，两个发明在应用背景上完全不一样。其次，本发明属于废物再利用，为循 环经济的概念，而对比文件中Ni需经过浸溃、般烧等工艺制成催化剂，消耗的时间长，而本 发明可用含儀废水。此外，本发明方法中Ni2+不仅加快反应速率，还参与面素脱除过程中的 取代反应，对比发明中仅为催化剂，不参与反应，且在反应中还需要借助&的还原反应，氨 气流起着至关重要的作用，反应条件苛刻，溫度高达375°C。本发明方法反应溫度低，相应 降低了对设备的要求，同时也缓解了其他基于热解技术的塑料脱氯中设备的腐蚀问题，从 而可W大大降低设备运行投资成本。此外，本发明方法工艺简单，对儀无特定要求，反应系 统高度集成化，设备简单易加工，大大降低了工艺操作难度，提高了工艺的可靠性。对于电 子垃圾，该方法在实现废旧塑料脱面的同时有效实现了金属和塑料的分离，产生的肥1可 作为浸出贵金属的酸，大大减少了贵金属回收中废水处理的难题，显著降低贵金属回收成 本，大大提高了废旧塑料资源化利用的价值。对于一些有毒、有害、含致病菌的废旧塑料，高 溫高压的水热环境完全可将其中的各种致病菌杀死，生产出无污染、无病害的脱面产品，因 而，该方法具有很好的应用前景。
【附图说明】
[0017] 附图1为高溫环境下腐蚀严重的证明图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0019] 一种废旧塑料高效脱面的方法，具体操作步骤如下：
[0020] a)调质：在废旧塑料中添加碱性化工原料，再加含Ni2+的化工原料/废料的溶液 揽拌，混合均匀；
[0021] b)水热处理：将步骤a)中的混合物将配制好的废旧塑料在200~240°C下水热处 理10~60分钟；
[0022] C)脱水：将步骤b)对水热处理后的混合物进行固液分离，得到固体产物，即可回 收的改性塑料或是水热炭。
[0023] 在上述步骤a)中所述碱性化工原料可W是生石灰、Ca(OH)2、CaO)3、化0H、Na肥化、 Na2C〇3、KOH、KHC〇3、K2C〇3等，投加量为废旧塑料质量的1~5%。混合溶液中Ni2+的化工原 料/废料的浓度为0.Ol~0. 2mol/L。
[0024] 此外，为充分实现废物的循环、资源化利用，上述步骤a)中的含化2+的化工原料/ 废料的溶液可直接用化工行业的含儀废水代替。 阳〇2引具体实施例：
[0026] 实施例一：氯化聚氯乙締为例：
[0027] 步骤一：某厂家生产的氯化聚氯乙締，含氯量62. 5%，不加碱性化工原料，不添加 Ni2+,将PVC与去离子水按质量比1:15混合揽拌；
[0028] 步骤二：将步骤一种的混合物在220°C下水热处理45分钟；
[0029] 步骤=:将步骤二中的混合物脱水，得固相产品中有机氯的含量降至53. 75%，有 机氯的去除率仅为12.48%。
[0030] 相同条件下，添加硝酸儀使溶液中Ni2+浓度为0.Olmol/l，有机氯的脱除率达 79. 51%。
[0031] 实施例二：W工业聚氯乙締PVC为例
[0032] 步骤一：聚氯乙締PVC的氯含量为56. 8%，添加6%的化0,加入水，再添加一定量 的硝酸儀，使溶液中Ni2+的浓度为0. 01111〇1/1，混合揽拌均匀；
[0033] 步骤二：将步骤一中的混合物在200°C下水热处理30分钟；
[0034] 步骤将步骤二中的反应后的混合物脱水，烘干，测定固体中的氯含量，计算得 出氯的脱除重为68. 14%。
[0035] 实施例S:W工业聚氯乙締PVC为例
[0036] 步骤一：聚氯乙締PVC的氯含量为56. 8%，添加5%的NaOH,加入水，再添加一定 量的硝酸儀，使溶液中Ni2+的浓度为0. 2〇111〇1/1，混合揽拌均匀；
[0037] 步骤二：将步骤一中的混合物在240°C下水热处理60分钟；
[0038] 步骤将步骤二中的反应后的混合物脱水，烘干，测定固体中的氯含量，计算得 出氯的脱除重为99. 42 %。
[0039] 表1塑料脱氯效果
[0040]
[0041]W上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，运些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种废旧塑料高效脱卤的方法，其特征在于，具体操作步骤如下： a) 调质：在废旧塑料中添加碱性化工原料，再加含Ni2+的化工原料/废料的溶液搅拌， 混合均匀； b) 水热处理：将步骤a)中的混合物将配制好的废旧塑料水热处理； c) 脱水：将步骤b)对水热处理后的混合物进行固液分离，得到固体产物，即可回收的 改性塑料或水热煤。2. 根据权利要求1所述一种废旧塑料高效脱卤的方法，其特征在于：所述碱性化工原 料为生石灰、Ca(0H) 2、CaC03、NaOH、NaHC03、Na2C03、KOH、腿0)3或K2C03，所述碱性化工原料的 投加量为废旧塑料质量的1~5%。3. 根据权利要求1所述一种废旧塑料高效脱卤的方法，其特征在于：步骤a)中混合溶 液中Ni2+的化工原料/废料的浓度为0. 01~0. 2mol/L。4. 根据权利要求1所述一种废旧塑料高效脱卤的方法，其特征在于：水热处理采用的 温度为200~240°C，时间为10~60分钟。5. 根据权利要求1所述一种废旧塑料高效脱卤的方法，其特征在于：含Ni2+的化工原 料/废料的溶液可直接用化工行业的含镍废水。
【专利摘要】本发明公开了一种废旧塑料高效脱卤的方法，包括调质、水热处理和脱水三个步骤：1、调质，废旧塑料中添加碱性化工原料，再加含Ni2+的化工原料/废料的溶液搅拌，混合均匀。2、水热处理，将配制好的废旧塑料在200～240℃下水热处理10～60分钟。3、脱水，对水热处理后的混合物进行固液分离，得到焦炭。本发明首次证实了Ni2+在塑料脱卤中的作用，其特点在于碱性化工原料的添加比例极少，成本低，工艺简单，卤素的脱除效率高。反应温度低，时间短，废旧塑料的含卤率由56.8％～74％降低到0左右，不会造成二次污染。分离后的不含卤塑料及一些化工原料可回收利用，回避了含卤塑料焚烧中出现的氯腐蚀和二噁英污染的问题，为含卤塑料的无害化处理和回收利用提供了有益条件。
【IPC分类】C08J11/14, C08J11/16
【公开号】CN105295088
【申请号】CN201510884980
【发明人】赵培涛, 李照志, 李田, 李响
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年12月5日