一种废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统的分离方法与流程

技术领域

本发明涉及属于废旧纸塑复合材料处理技术领域，尤其涉及一种废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统的分离方法。

背景技术：

我国的经济高速发展，大部分包装材料都在纸箱上附加各类塑料薄膜，彩印压膜而成，采用的是纸塑复合材料，这种材料经济实用、可防霉防潮防渗水，所以大量应用于食品包装，被利用后产生的废弃物再次利用一直是难以处理的大麻烦，牛奶盒包装纸、淋膜纸、PP袋标签等覆纸覆塑材料在生产中或使用后就必须把纸和塑料完全分开，不然无法再回收利用。

废旧纸塑复合材料的回收再利用是资源再生的一种重要途径，但由于纸塑的不同性能，此种材料不能直接处理回收：其原因一是纸袋可以降解，但塑料不能降解；其原因二是塑料可以再生造粒，但纸袋不能再生造粒。若不处理，两者都会造成环境的污染，且浪费了资源。要进行回收，必须先将纸塑进行分离，再分别处理。目前，市场的纸塑分离有采用直接加热，再人工拿出撕扯开的方式。这种方法存在灼伤的危险，且分离不彻底，使利用此方法回收材料再生产的产品性能大大降低，劳动强度大，效率低下。此前的湿式处理法，主要是依靠水的冲击力和湿度分离，纸浆无法收集，而且占地面积大；传统的碎浆机为了实现塑料皮和木浆纤维的分离，大多采用长时间充分浸泡的办法，但容易造成水资源的浪费和污染，而且效率也不高。

目前也有进口发达国家的纸塑分离系统，众所周知，发达国家对垃圾分类细化程度较高，而这种发达国家的纸塑分离系统是根据不同的细分垃圾选择不同的分离系统进行处理。国内的垃圾分类还比较粗放，大部分城市仅仅使用了二元式分类，能够循环利用的废旧纸塑复合材料往往掺杂着其它材料，致使进口的发达国家的纸塑分离系统对国内分类的废旧纸塑复合材料的处理有水土不服的情况：一是由于进料口小，生产效率低；二是由于废旧纸塑复合材料内其它杂质较多，经常导致其停车；造成很多垃圾处理厂家花高额外汇购买的进口纸塑分离系统大批量闲置。

中国专利申请号：201020605314.1，公开日：2012.01.04的专利文献公开了一种环保型纸塑分离系统装置，由绞碎机、输送带、圆筒筛、第一水洗浆池、振动筛、输送管道、第二水洗浆池、振动斜筛按顺序连接组成，振动斜筛还分别连接挤浆机和打包机，采用绞碎、浸泡、筛选等程序，使废弃的纸塑复合材料有效剥离，并将剥离后的纸转化还原为纸浆，将剥离后集中回收的塑料可直接造粒，既将废旧的纸塑材料变废为宝，又解决了环保问题。但该实用新型用了两次洗浆池，需要大量的水来完成，容易造成水资源的浪费，为了充分浸泡，洗浆时间也较长，生产效率有待提高。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中废旧纸塑复合材料纸塑分离效率低、进口纸塑分离系统不适应国内分类的废旧纸塑复合材料、现有纸塑分离系统水资源浪费大的问题，本发明提供了一种废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统的分离方法。它可以实现提高生产效率、适用于国内分类的任何废旧纸塑复合材料的纸塑分离且水资源循环利用的目的。

2.技术方案

本项发明主要的工作原理就是通过水为介质，高速摩擦把纸和塑料分离开，彻底解决覆膜废纸作为造纸原料的应用难题，分离出来的塑料作为塑化原料，经挤塑机改性后作为汽车底盘护板、工程板、铝塑板填充料、花盆等，在各项应用中发挥出最大的经济效益。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统，包括纸塑分离装置和纸塑分离后纸浆处理装置，纸塑分离装置包括进料口、物料推送机构、挤料器和摩擦机构；纸塑分离后纸浆处理装置包括纸浆除杂机构和纸浆挤压机构，其中：物料推送机构和摩擦机构均为桶体结构，进料口设置在物料推送机构的一端并与其相通，挤料器可拆卸安装在物料推送机构的另一端；摩擦机构和挤料器的出料端相连；进水口设置在摩擦机构的左端上方位置；摩擦机构包括进水口、立角筛、出浆口、出塑口和电机A；立角筛及其电机A呈立角筛在内、电机A在右端固定设置在摩擦机构轴线上，立角筛呈桶筛状；出浆口和出塑口从左至右分别设置在摩擦机构的底部，出塑口靠近立角筛的右端出口处；纸浆除杂机构包括进料管、暂存箱、电机B、纸浆池、杂质收集箱和滚桶筛；进料管一端和纸浆原料池相通，另一端和暂存箱相通；暂存箱和滚桶筛通过连接管相通；滚桶筛正下方设置纸浆池；滚桶筛左端固定连接在固定支架上，其中轴右端和电机B传动连接，左端杂质出口和杂质收集箱相通；纸浆挤压机构包括引料槽、引料板、集料箱、动力设备、支架、集水池和挤压设备；引料槽与纸浆池相通，并通过引料板与挤压设备配合连接；挤压设备固定在框形结构的支架上，集水池设置在挤压设备底部；集料箱设置在挤压设备出口处。

优选的方案，挤料器为十字刀结构；物料推送机构为螺旋推进式结构。

优选的方案，滚桶筛呈右端下倾式结构；挤压设备包括引料辊、上挤压辊和下挤压辊，三辊呈“品”字形结构、上挤压辊在上固定连接在支架上，引料板的前端和引料辊圆面相切，宽度和引料辊的长度一致。

优选的方案，立角筛为六角筛；电机A为高速电机；滚桶筛为N个，均匀分布在暂存箱的右侧，其内壁均匀设置有挡条；动力设备包括减速机和电机C，电机C和减速机传动式连接，减速机和引料辊、上挤压辊和下挤压辊的中轴通过轴承传动式连接。

优选的方案，滚桶筛数量为3个，倾角为5～30度；引料槽和引料板相连通处设置有滤网；沿立角筛内网壁均匀设置摩擦块。

优选的方案，立角筛右侧呈收口状，出塑口靠近立角筛的收口处；滚桶筛转数为1～2转/秒，其筛网目数为20～50目；挡条呈螺旋状分布；引料辊、上挤压辊和下挤压辊材质为橡胶辊。

优选的方案，摩擦机构内水的体积为总容量的60％～80％。

一种废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统的纸塑分离方法，其步骤为：

A、纸塑分离：启动纸塑分离装置，废旧纸塑包装材料从进料口进入系统，在物料推送机构推送作用下，经过挤料器的分割，分解成废旧纸塑片后进入摩擦机构；进水口开始注入系统的循环水，电机A带动立角筛高速旋转，在水的作用下形成高强度涡流揉搓循环摩擦作用，使废旧纸塑片在全方位高强度受到冲击和纸塑的摩擦分离，把纸浆充分疏解为纤维，在水的润胀作用下，避免了纸浆纤维的切断，纸浆从立角筛筛板底下的出浆口流出，而分离后的塑片从出塑口排出；

B、纸浆除杂：出浆口流出的纸浆通过泵送至纸浆除杂机构的进料管，并顺流至暂存箱，在暂存箱的分配作用下，纸浆通过连接管流入每个滚桶筛；在电机B带动下，滚桶筛均速旋转，除杂后的纸浆通过筛网网眼，在重力作用下，垂直落入纸浆池；没有通过筛网网眼的杂质，比如金属、塑片、铝箔等，通过滚桶筛侧端的杂质出口落入杂质收集箱；

C、纸浆静置沉淀：纸浆池内纸浆静置1～5小时后，上清液通过泵送至进水口循环使用；

D、纸浆挤压：纸浆池内沉淀后的纸浆泵送至引料槽，并顺着引料板流入挤压设备；纸浆通过挤压设备的挤压脱水后，产生的纸浆饼掉入集料箱；挤压出来的水落入集水池，也通过泵送至进水口循环使用；

E、塑片压缩包装：步骤A中分离后的塑片从出塑口排出后，通过皮带运输至压缩包装机压缩包装或直接转入后续工序处理。

进一步的处理方案，步骤B后进行多级纸浆脱水装置，纸浆池内纸浆先过5毫米网筛，将大于与5毫米的纸浆第一步分离，然后过800目直立漏网，再经高速泵抽入网质传送带，经压榨机压榨成条状；小于5毫米的纸浆在多极压滤机进一步分离，压滤机出来的水便为无杂质清水，返回进水口循环使用。

进一步的处理方案，步骤D中，纸浆池内沉淀后的纸浆通过网质皮带机输送至引料槽。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统，通过物料推送机构和挤料器配合作用，将各种废旧纸箱处理成碎片，再通过摩擦机构中水和立角筛的协同作用产生高强度涡流揉搓循环，将碎片中的纸塑摩擦分离；分离后纸浆通过暂存箱的引导和滚桶筛的旋转作用，实现了纸塑分离后纸浆除杂效率高的目的，而且是流水线作业，工人劳动强度低，大量过滤后的水还能够循环利用，水资源浪费少；除杂后的纸浆，在引料槽、引料板的配合作用进入挤压机构后，出料厚薄均匀一致；挤压出的水在集水池收集后，还能循环在生产中利用；实现了提高生产效率、适用于国内分类的任何废旧纸塑复合材料且水资源循环利用的目的；

(2)本发明的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统，十字刀结构和螺旋推进式物料推送机构的配合作用，使各类废纸箱的碎片化更加容易；

(3)本发明的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统，滚桶筛右端下倾式结构，为纸浆的流动提供动力；引料辊、上挤压辊和下挤压辊的协同作用，即保证了挤压后厚薄均匀，又保证了纸浆挤压除水后的含水率适于后续加工；

(4)本发明的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统，六角筛和高速电机的协同作用，增强了纸塑分离效果，生产效率更高；滚桶筛可以设置多个，提高除杂效率；挡条的使用，可缓冲纸浆的流速，除杂彻底，还可以引导杂质向出口运动；挤压机构中电机C和减速机的配合作用，可以调节三辊的适宜的转速，以适应于加工参数的需要；

(5)本发明的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统，滚桶筛设置3个，是正常生产所需要数量；倾角为5～30度的设置，是发明人长期生产实践得到的最适宜的倾角范围，过大流速过快，影响除杂效果，过低则流速过慢，影响效率；纸浆挤压机构中引料槽和引料板相连通处滤网的设置，有利于防止其它杂质进入挤压后的纸浆；摩擦块的使用，增加涡流揉搓强度，提高纸塑分离的效率；

(6)本发明的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统，立角筛右侧呈收口状，方便分离后塑料片的收集；纸浆除杂机构中挡条呈螺旋状分布，生产效果最好，除杂更彻底还不影响物料的流动；滚桶筛转数为1～2转/秒，其筛网目数为20～50目，是发明人根据废旧纸箱纸塑分离后的纸浆特点总结出的最佳工艺参数范围；纸浆挤压机构中橡胶辊的设置，对纸浆缓冲式挤压，有效防止过度挤压而使其含水率不适于后续加工；

(7)本发明的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统，摩擦机构内水的体积为总容量的60％～80％，是发明人经过长时间实践得出的最佳容量范围，即实现了纸塑分离的最大效果，又不至于对电机增加过多负载；

(8)本发明的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统的纸塑分离方法，经过纸塑分离→纸浆除杂→纸浆静置沉淀→纸浆挤压→塑片压缩包装等步骤，步骤易于操作和监控，适用于各种废旧塑皮纸箱等各种包材的处理，适用范围广；

(9)本发明的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统的纸塑分离方法，多级纸浆脱水装置的使用，便于对纸浆进行进一步的分类，大于与5毫米的纸浆，返回造纸厂造成高强度瓦楞纸，是纸箱中间受力层最好的材料；小于5毫米的纸浆，是新闻纸、牛皮纸的原材料，提高纸浆的利用效果和其价值的最大化应用；

(10)本发明的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统的纸塑分离方法，网质皮带机的应用，使纸浆在输送过程中就进行过滤，提高生产效率；

(11)本发明的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统及其分离方法，有效解决了覆膜废料不容易作为造纸原料的难题；拓宽了再生纸生产的原料领域；生产过程中无二次污染产生，真正做到了再生资源的合理利用，实现效益最大化，减轻了固体废弃物的处理负担，保护了环境。

附图说明

图1为本发明的纸塑分离装置结构示意图；

图2为本发明的纸塑分离后纸浆处理装置结构示意图；

图3为本发明的纸浆除杂机构左视图；

图4为本发明的纸浆挤压机构左视图；

图5为本发明的纸塑分离方法工艺流程图。

示意图中的标号说明：1、进料口；2、物料推送机构；3、挤料器；4、摩擦机构；5、纸浆除杂机构；6、纸浆挤压机构；41、进水口；42、立角筛；43、摩擦块；44、出浆口；45、出塑口；46、电机A；51、进料管；52、暂存箱；53、滚桶筛；54、连接管；55、电机B；56、纸浆池；57、杂质收集箱；58、挡条；59、隔板；61、引料槽；62、引料板；63、引料辊；64、上挤压辊；65、下挤压辊；66、集料箱；67、动力机构；68、支架；69、集水池；451、挡片。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例的一种废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统，包括纸塑分离装置和纸塑分离后纸浆处理装置，纸塑分离装置包括进料口1、物料推送机构2、挤料器3和摩擦机构4；纸塑分离后纸浆处理装置包括纸浆除杂机构5和纸浆挤压机构6，其中：物料推送机构2和摩擦机构4均为桶体结构，进料口1设置在物料推送机构2的一端并与其相通，挤料器3可拆卸安装在物料推送机构2的另一端；摩擦机构4和挤料器3的出料端相连；进水口41设置在摩擦机构4的左端上方位置；摩擦机构4包括进水口41、立角筛42、出浆口44、出塑口45和电机A46；立角筛42及其电机A46呈立角筛42在内、电机A46在右端固定设置在摩擦机构4轴线上，立角筛42呈桶筛状；出浆口44和出塑口45从左至右分别设置在摩擦机构4的底部，出塑口45靠近立角筛42的右端出口处；纸浆除杂机构5包括进料管51、暂存箱52、电机B55、纸浆池56、杂质收集箱57和滚桶筛53；进料管51一端和纸浆原料池相通，另一端和暂存箱52相通；暂存箱52和滚桶筛53通过连接管54相通；滚桶筛53正下方设置纸浆池56；滚桶筛53左端固定连接在固定支架上，其中轴右端和电机B55传动连接，左端杂质出口和杂质收集箱57相通；滚桶筛53筛网目数为20目，转数为2转/秒，倾角为5度；如图2和图4所示，纸浆挤压机构6包括引料槽61、引料板62、集料箱66、动力设备67、支架68、集水池69和挤压设备；引料槽61与纸浆池相通，并通过引料板62与挤压设备配合连接；挤压设备固定在框形结构的支架68上，集水池69设置在挤压设备底部；集料箱66设置在挤压设备出口处。

如图5所示，本实施例的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统的纸塑分离方法，其步骤为：

A、纸塑分离：启动纸塑分离装置，废旧纸塑包装材料从进料口1进入系统，在物料推送机构2推送作用下，经过挤料器3的分割，分解成废旧纸塑片后进入摩擦机构4；进水口41开始注入系统的循环水，电机A46带动立角筛42高速旋转，在水的作用下形成高强度涡流揉搓循环摩擦作用，使废旧纸塑片在全方位高强度受到冲击和纸塑的摩擦分离，把纸浆充分疏解为纤维，在水的润胀作用下，避免了纸浆纤维的切断，纸浆从立角筛42筛板底下的出浆口44流出，而分离后的塑片从出塑口45排出；

B、纸浆除杂：出浆口44流出的纸浆通过泵送至纸浆除杂机构5的进料管51，并顺流至暂存箱52，在暂存箱52的分配作用下，纸浆通过连接管54流入每个滚桶筛53；在电机B55带动下，滚桶筛53均速旋转，除杂后的纸浆通过筛网网眼，在重力作用下，垂直落入纸浆池56；没有通过筛网网眼的杂质，比如金属、塑片、铝箔等，通过滚桶筛53侧端的杂质出口落入杂质收集箱57；

C、纸浆静置沉淀：纸浆池56内纸浆静置1～5小时后，上清液通过泵送至进水口41循环使用；

D、纸浆挤压：纸浆池56内沉淀后的纸浆泵送至引料槽61，并顺着引料板62流入挤压设备；纸浆通过挤压设备的挤压脱水后，产生的纸浆饼掉入集料箱66；挤压出来的水落入集水池69，也通过泵送至进水口41循环使用；

E、塑片压缩包装：步骤A中分离后的塑片从出塑口45排出后，通过皮带运输至压缩包装机压缩包装或直接转入后续工序处理。

本实施例的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统及其纸塑分离方法，通过物料推送机构和2挤料器3配合作用，将各种废旧纸箱处理成碎片，再通过摩擦机构4中水和立角筛42的协同作用产生高强度涡流揉搓循环，将碎片中的纸塑摩擦分离；分离后纸浆通过暂存箱52的引导和滚桶筛53的旋转作用，实现了纸塑分离后纸浆除杂效率高的目的，而且是流水线作业，工人劳动强度低，大量过滤后的水还能够循环利用，水资源浪费少；除杂后的纸浆，在引料槽61、引料板62的配合作用进入纸浆挤压机构6后，出料厚薄均匀一致；挤压出的水在集水池收集后，还能循环在生产中利用；实现了提高生产效率、适用于国内分类的任何废旧纸塑复合材料且水资源循环利用的目的。

实施例2

本实施例的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统，基本结构同实施例1，不同之处在于：挤料器3为十字刀结构；物料推送机构2为螺旋推进式结构；滚桶筛53呈右端下倾式结构；挤压设备包括引料辊63、上挤压辊64和下挤压辊65，三辊呈“品”字形结构、上挤压辊64在上固定连接在支架68上，引料板62的前端和引料辊63圆面相切，宽度和引料辊63的长度一致；立角筛42为六角筛；电机A46为高速电机；动力设备67包括减速机和电机C，电机C和减速机传动式连接，减速机和引料辊63、上挤压辊64和下挤压辊65的中轴通过轴承传动式连接；滚桶筛53数量为3个，倾角为15度，如图3所示，其内壁均匀设置有挡条58；引料槽61和引料板62相连通处设置有滤网；沿立角筛42内网壁均匀设置摩擦块43；立角筛42右侧呈收口状，出塑口45靠近立角筛42的收口处；滚桶筛53转数为1转/秒，其筛网目数为20目；挡条58呈螺旋状分布；引料辊63、上挤压辊64和下挤压辊65材质为橡胶辊；摩擦机构4内水的体积为总容量的60％。

本实施例的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统的纸塑分离方法，其基本步骤同实施例1，不同之处在于：步骤B后进行多级纸浆脱水装置，纸浆池56内纸浆先过5毫米网筛，将大于与5毫米的纸浆第一步分离，然后过800目直立漏网，再经高速泵抽入网质传送带，经压榨机压榨成条状；小于5毫米的纸浆在多极压滤机进一步分离。

本实施例的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统及其纸塑分离方法，十字刀结构和螺旋推进式物料推送机构2的配合作用，使各类废纸箱的碎片化更加容易；滚桶筛53右端下倾式结构，为纸浆的流动提供动力；引料辊63、上挤压辊64和下挤压辊65的协同作用，即保证了挤压后厚薄均匀，又保证了纸浆挤压除水后的含水率适于后续加工；六角筛和高速电机的协同作用，增强了纸塑分离效果，生产效率更高；纸浆挤压机构中电机C和减速机的配合作用，可以调节三辊的适宜的转速，以适应于加工参数的需要；滚桶筛53设置3个，是正常生产所需要数量，挡条58的使用，可缓冲纸浆的流速，除杂彻底，还可以引导杂质向出口运动；纸浆挤压机构6中引料槽61和引料板62相连通处滤网的设置，有利于防止其它杂质进入挤压后的纸浆；摩擦块43的使用，增加涡流揉搓强度，提高纸塑分离的效率；纸浆挤压机构中橡胶辊的设置，对纸浆缓冲式挤压，有效防止过度挤压而使其含水率不适于后续加工；多级纸浆脱水装置的使用，便于对纸浆进行进一步的分类，大于与5毫米的纸浆，返回造纸厂造成高强度瓦楞纸，是纸箱中间受力层最好的材料；小于5毫米的纸浆，是新闻纸、牛皮纸的原材料，提高纸浆的利用效果和其价值的最大化应用。

实施例3

本实施例的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统，基本结构同实施例2，不同之处在于：在出塑口45上方、摩擦机构右端内部、六角筛下方设置一挡片451，便于塑料片的收集，防止其流入出浆口44。在摩擦块42表面，设置刀片，提高高速旋转过程中碎片分离的分离效果，使纸质浆化更彻底。暂存箱52内，在每两个滚桶筛53之间设置隔板59，能够根据需要调整使用滚桶筛53的数量，暂存箱52的底面呈和滚桶筛53一致的倾角，可有效防止纸浆在暂存箱52内长时间暂存；滚桶筛53筛网目数为50目，转数为2转/秒，倾角为30度。引料槽61的底平面呈向引料板62倾斜的斜面式结构。电机C用变频电机。摩擦机构4内水的体积为总容量的80％。

本实施例的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统的纸塑分离方法，其基本步骤同实施例1，不同之处在于：步骤D中，纸浆池56内沉淀后的纸浆通过网质皮带机输送至引料槽61。

本实施例的废旧纸塑复合材料纸塑分离生产系统，适用于碎片化处理适中、细度适中的纸浆；隔板59的使用，提高了整个装置的通用性；引料槽61斜面式结构便于纸浆的流动不留死角，防止长时间不流动的纸浆腐败变质而影响产品品质，变频电机的使用，随着纸浆的减少而降低转速，能够节能降耗。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容己经全部记载在权利要求书中。