【环境课件】5章固体废物的资源化与综合利用 第5节 废旧物资的资源化

第五节 废旧物资的资源化,重点掌握废金属、废纸、废塑料、废橡胶的资源化利用方式。了解废电池、废电器的资源化利用。,一、废金属的资源化,（一）废钢铁的回收1.回收流程 废钢铁属于黑色金属，用磁选法分离回收。锤式破碎机破碎分离溜槽重的部分磁选压块金属。,2.金属分离综合流程,（二）废有色金属的回收,1.铝的回收（1）热振动分选破碎，去涂层热振动（620） 筛分不同铝,（2）铝的涡流分选将物体放在变化磁场中，则导体中产生感应电流。此感应电流所产生的磁场与外部磁场相互作用，又会在物体中产生电涡流，且使物体沿前进方向弹射出去。其弹射的程度随物质的电导率变化，使不同电导率的金属得以分离。,（3）回转熔化炉提铝利用金属的熔点不同分离、分选金属，锌等低熔点金属呈金属溶液方式靠近窑罐处流出并回收，而铁等高熔点金属则从端部排出。,2.铜的回收（1）废电料中铜的回收化学处理或破坏绝缘体机械分离法回收铜与绝缘体低温处理回收铜与绝缘体,废电线,给料,冷冻,破碎,分离,金属铜,绝缘体,气体,（2）混杂废物中铜的回收,收尘,废料,3.钛的回收,二、废纸的资源化,（一）废纸再生工序与设备1.制浆或解离（纤维分离）加化学药剂（强碱或表面活性物），并搅拌，使纸片很快破碎成纸浆。设备：水力碎浆机和蒸馏锅,2.筛选除去大于纤维的杂质，使合格料浆中尽量减少干扰物质的含量，是二次纤维生产过程中的关键步骤。压力筛：由一圆筒形筛鼓和转子组成。粗选常采用圆孔形筛选设备，孔径1.21.6mm，主要筛出扁平状和叶片状颗粒，如塑料。精选主要采用条缝形筛选设备，宽度0.10.25mm，主要筛出三维立体小颗粒。可合理组合。,3.除渣去除热熔性杂质、蜡、黏状物、泡沫聚苯乙烯和其他轻杂质。4.洗涤和浓缩洗涤是为了去除灰分、细小纤维以及小的油墨颗粒。通常采用逆流洗涤。,5.分散与搓揉在废纸处理过程中用机械方法使油墨和废纸分离后将油墨和其他杂质进一步碎解成肉眼看不见的大小范围，并使其均匀分布于废纸浆中，改善纸成品外观。分散系统有冷分散系统和热分散系统两种。搓揉机有单轴和双轴两种，主要靠高浓度（3040% ）纤维间产生的高摩擦力和因摩擦而产生的温度（4447）使油墨和污染物从纤维上脱落，从而减少油墨的残留和提高纸浆的白度。,6.脱墨（1）机械法或洗涤法: 通过机械作用将油墨颗粒分散为力度小于15m的微粒，然后通过二段或三段洗涤洗去油墨颗粒。（2）化学法或浮选脱墨法：通过机械碎浆后，加入脱墨剂，使油墨凝聚成大于15m的颗粒，然后通过浮选，使油墨颗粒从废纸浆中分离出来。脱墨剂：碱性溶液、洗涤剂、分散剂。,7. 漂白（1）氧化漂白：主要是氧化降解并脱除浆料中的残留木质素而提高白度，还具有一定的脱色功能。主要试剂是次氯酸盐、二氧化氯、过氧化氢、臭氧等。（2）还原漂白：主要用于脱色，即通过减少纤维本身的发色基团而提高白度，还能有效的脱去颜料的颜色。主要试剂有连二亚硫酸钠、二氧化硫脲（FAS）、亚硫酸钠等。,（二）废纸脱墨工艺,优点：节能、节省新鲜木材、成本低、排污负荷轻。1.短程废纸脱墨工艺,合适的表面活性剂的应用是关键。又称碎浆机脱墨法。,2.溶剂脱墨工艺（处理涂蜡废纸）,废纸,破碎,萃取锅,萃取,萃取后废纸,湿法处理,萃取物,溶剂,溶剂有三氯乙烯、己烷等,废纸,水力破碎,按密度分离,浓缩,共沸混合,湿纸浆板,热的脱墨剂,油墨、塑料、胶黏物,溶液回收,Mauvin溶剂脱墨法工艺流程,3.热熔物处理流程,混合废纸,破浆机,保护系统,料仓,孔筛,中间浆池,除渣器,浓缩机,浆池,筛分机,板机浆池,缝筛,中间浆池,热分散机,浆池,去纸机,短纤维,关键设备是热分散机,4.废纸浮选脱墨工艺包括高浓碎浆、预净化筛选、浮选脱墨、净化浓缩以及废水处理等过程。,（三）废纸处理新技术,1.供料技术向自动化发展2.碎浆技术向高浓连续化发展碎浆是为了使废纸中杂质（油墨、塑料等）尽可能不被破碎的情况下废纸分散为纸浆，以使大颗粒杂质在碎浆系统得到初步分离除去。3.粗选技术可由高浓连续碎浆系统组合完成4.浮选设备向多级整体型浮选装置发展5.脱墨将推广酶处理技术6.脱墨污泥向彻底利用发展,三、废塑料的资源化,（一）废塑料的种类与来源1.塑料的种类（1）按塑料受热所呈现的基本行为分为热塑性塑料：在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化。如PE、PP、PS、PVC、PET等，是回收的重点。热固性塑料：受热后能成为不熔性物质，受热时发生化学变化使线性分子结构的树脂转变为三维网状结构的高分子化合物，再次受热时就不再具有可塑性，不能通过热塑而再生利用。如酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂等。,（2）按塑料的物理-力学性能和使用特性分为通用塑料：产量大、价格低、性能一般。主要有PE、PP、PS、PVC、PF和氨基树脂等。工程塑料：可以作为结构材料，能在较广的温度范围内承受机械应力和较为苛刻的物理化学环境中使用的材料，如PA、POM、PC、PSF等功能塑料：人们用于特殊环境的具有特种功能的塑料。如医用塑料、光敏塑料。,2.主要来源（1）农业领域的废旧塑料制品聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂。农用膜占塑料制品的15% 。（2）商业部门的废弃塑料制品（3）家庭日用中的废旧塑料,（二）废塑料的分选,清除废塑料中夹杂的金属、橡胶、玻璃、织物、纸和泥沙，并把混杂在一起不同品种的塑料制品分开、归类。常用方法：手选、磁选、风选、静电分选、浮选、密度分选、低温分选等。,1.塑料和纸的分离（1）加热法：利用加热方法减小塑料薄膜的表面积，再利用空气分离器将塑料和纸分离。,（2）湿浆法,干燥式撕碎机,风力分选机,轻质材料,搅碎机,脱水器,风力分选机,纸、塑料混合物,重质材料,水,纸浆,各种塑料制品,2.混合废塑料的分离常采用破碎-分选方法进行分离。（1）浮-沉分选,（2）密度分选利用不同密度的介质实现密度相近废塑料的分离。,混合废塑料,预选,金属、织物、玻璃、泥沙等,破碎,水，=1.0g/cm3,LDPE、HDPE、PP,水/酒精， =0.93g/cm3,LDPE、PP,水/酒精， =0.91g/cm3,PVC、EPS,盐水， =1.2g/cm3,EPS,PVC,LDPE,PP,HDPE,（3）低温分选利用在低温下各种塑料的脆化温度不同的特点，分阶段的改变破碎温度，达到选择性粉碎、分选的目的。,（4）静电分选利用各种塑料摩擦带电能力的差异可分离混合废塑料。,（三）废塑料生产建筑材料,1.生产涂料,废塑料,分选、清洗,干燥、粉碎,溶解反应,改性,清漆,分散研磨,过滤,色漆产品,填料、颜料、助剂,改性剂,混合溶剂,2.塑料油膏是一种新型建筑防水嵌缝材料，可利用废PVC代替PVC树脂生产得到。3.胶黏剂,废PSF,清洗、粉碎、干燥,搅拌溶解,中间产品,水浴锅,溶剂,改性剂、增塑剂、填料,改性胶黏剂,4.生产板材（1）软质拼装型地板：废旧聚氯乙烯塑料为主要原料。（2）生产地板块：以废旧聚氯乙烯农膜和碳酸钙为主要原料。（3）木质塑料板材：用木粉和废旧聚氯乙烯塑料热塑成型的复合材料。（4）人造板材：利用麻黄草渣、葵花籽皮和废旧聚氯乙烯塑料为主要原料，经混合热压而成。5.生产塑料砖：用破碎的废塑料餐盒再普通少专用的粘土中烧制而成的一种建筑用砖。,（四）废塑料热解油化技术,1.简介：通过加热或加入一定的催化剂使废塑料分解，获得聚合单体、柴油、汽油和燃料气、地蜡等利用。PE、PP、PS在300400之间几乎全部分解；PVC在200300 和300400 分两段分解。2.产物：烃类气体（C1C5）、油品、石蜡和焦炭。,3.工艺热裂解：600900 催化裂解：常用Al2(SiO3)3为催化剂，300450 进行。一般工艺流程,废塑料,收集筛选,金属、泥砂、织物等,破碎,熔融,热分解,热解气,冷凝,未凝气,燃烧,脱HCL回收盐酸,残渣,回收油,废气,(400500 ),(230280 ),四、废橡胶的资源化,（一）废橡胶的高温热解热解的废橡胶主要是天然橡胶生产的废轮胎、废皮带和废胶管等。1.废橡胶热解产物气体占22% ，主要为甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、CO，还有水、 CO2、H2和丁二烯。液体占27% ，主要是苯、甲苯和其他芳香族化合物。炭灰占39% ；钢丝占12% 。2.废橡胶热解工艺称量破碎磁选除铁热解,（二）废橡胶生产胶粉,胶粉是通过机械粉碎废橡胶而得到的一种粉末状物质。1.胶粉的生产工艺常用冷冻粉碎和常温粉碎工艺。粉碎工艺过程包括：预处理、初步粉碎、分级处理、胶粉的改性2.胶粉的应用直接用于橡胶工业，也可用于废橡胶工业。,五、废电池的资源化,（一）废电池的种类与组成1.锌- 二氧化锰电池2.镍镉电池3.锌- 空气纽扣电池4.氧化银电池5.氧化汞电池6.铅酸蓄电池7.镍氢电池8.锂电池,（二）废电池中提取有价金属技术,废电池中含有大量的有用物质，如Zn、Mn、Ag、Cd、Hg、Ni、Fe等金属物质以及塑料等，同时含有大量的废碱、废酸等。应采取综合利用措施回收其中的有价金属，对不能利用的物质进行无害化处理，达到回收资源、保护环境的目的。,1.混合废电池的综合处理技术,2.废锌- 二氧化锰电池综合处理技术（1）湿法冶金：使锌- 锰干电池中的锌、二氧化锰与酸作用生成可溶性盐而进入溶液，溶液经过净化后电解生产金属锌和电解二氧化锰或生产化工产品、化肥等。包括焙烧-浸出法和直接浸出法两种。,（2）火法冶金：在高温下使废电池中的金属及其化合物氧化、还原、分解、挥发和冷凝的过程，分为传统常压冶金和真空冶金两类。常压冶金的方法：一是在较低温度下加热废电池，先使汞挥发，然后在较高温度下回收锌和其他重金属。另一种是将废电池在高温下焙烧，使其中易挥发的金属及其氧化物挥发，残留物作为冶金中间产物或另行处理。,3.废旧镍镉电池处理技术主要采用火法或火法-湿法联合技术。,废镍镉电池,破碎、筛分,煅烧,醋酸溶解,减压蒸馏,水浸,真空过滤,Fe(OH)3,含Ni、Cd滤液,TBP萃取,电解,金属Ni,Cd,氧化剂,醋酸,4.废铅酸蓄电池的回收利用主要回收废铅，也回收废酸和塑料壳体。回收率约8085% 。处理工艺主要是：拆散、活化处理、溶解、电解。,六、电子废物的资源化,（一）来源与组成1.来源：生活各领域和工业制造领域产生的电子电器废品或者报废品。按回收材料的类别，可分为电路板、金属部件、塑料、玻璃等几大类。2.组成：复杂，含数量较大的金属和含特殊添加剂的热固性塑料。,（二）电子废物的回收技术,电子废物一般拆成电路板、电缆电线、显像管等，并根据各自的组成特点分别进行处理，处理流程类似。常用的回收技术主要由机械处理（包括拆卸、破碎、分选等）、湿法冶金、火法冶金或几种技术联合的方法。1.废电路板的回收流程分为电子元器件的再利用和金属、塑料等