廢舊地毯回收技術(shù)

黃蕾 熊潔

摘 要：本文介紹了地毯的分類、廢舊地毯的回收方法以及廢舊地毯回收處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的現(xiàn)狀。著重從化學(xué)回收這方面出發(fā)，探索一種經(jīng)濟(jì)的、環(huán)保的地毯回收方法和工藝。主要講述了丙綸、尼龍、和含有少量羊毛的地毯的回收方法。通過加入酸堿溶液可對(duì)廢舊地毯進(jìn)行溶解，溶解后使用離心機(jī)進(jìn)行分層處理，可以回收得到纖維。

關(guān)鍵詞：地毯；化學(xué)回收；經(jīng)濟(jì)；環(huán)保

地毯是我國(guó)著名的傳統(tǒng)手工藝品。中國(guó)地毯已有兩千多年的歷史。最初起御寒濕而有利于坐臥的作用。隨著人們生活水平的提高和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，促使地毯功能的增加，特別是各種新型高分子材料的大規(guī)模使用和地毯編織工藝的改進(jìn)，使得地毯的品種增加、價(jià)格降低。使用量越大，范圍越廣，相應(yīng)的資源消耗和產(chǎn)生的環(huán)境污染就會(huì)越嚴(yán)重，因此尋找減少資源浪費(fèi)，降低環(huán)境污染的方法就顯得更加急迫和重要。

目前針對(duì)廢舊地毯主要的回收處理方法有三種，分別是物理回收、能量回收和化學(xué)回收。

物理回收是指對(duì)廢舊地毯進(jìn)行物理機(jī)械加工后，就可以使其被重新利用， 或是得到一些初級(jí)原材料的回收再利用方法。通過熔融擠出法將廢舊地毯中的化學(xué)纖維加工成樹脂粒料，然后與新鮮的粒料復(fù)配制成新材料加以利用，用這種方法制成的產(chǎn)品通常只能用于對(duì)性能要求不高的場(chǎng)合，可制作模鑄產(chǎn)品。

廢舊地毯中的纖維為高分子聚合物，這些聚合物具有很高的熱值，幾乎和煤的熱值相當(dāng)，因此可以通過焚燒的方法來回收這些能量。對(duì)于那些不能再循環(huán)利用的廢舊地毯可以采用能量回收方法。由于其成本相對(duì)較低。因此，在一定時(shí)期內(nèi)能量回收方法在地毯回收再利用行業(yè)還將占有一定的空間。在美國(guó)，地毯燃燒以后，用作水泥或石灰窯，這樣可以大量消耗處理生成物。

化學(xué)回收是指主要利用化學(xué)反應(yīng)的方法將廢舊地毯中的高分子聚合物解聚，直接得到單體進(jìn)行回收的反方法。該法可以得到高質(zhì)量的聚合物，還可以減少石油的消耗，緩解資源緊缺，減少?gòu)U氣的排放，因此回收必將以化學(xué)方法為主。

廢舊尼龍地毯的組成主要為尼龍6（聚己內(nèi)酰胺）纖維構(gòu)成的絨面，聚丙烯襯層，填充了大量碳酸鈣的丁苯膠乳膠黏劑。

通過機(jī)械分離的方式可以將尼龍纖維和聚丙烯襯層、膠黏劑分開。小工廠可以采用半人工的方式將襯層分離，然后將粘有部分膠黏劑和其他污染物的尼龍 纖維用開松和粉碎機(jī)械打松散，再進(jìn)行篩分除去脫落的膠黏劑和沙土粒等贓物。大工廠通常將尼龍地毯破碎切割以后使用錘式粉碎機(jī)粉碎成短纖維毛，篩除膠乳、填料和土以后進(jìn)行洗滌，之后采用沉降工藝根據(jù)聚丙烯和尼龍的密度差進(jìn)行分離。單純從技術(shù)角度，也可以利用化學(xué)溶劑有選擇性的溶解尼龍6達(dá)到分離的目的。分離后的尼龍短纖維經(jīng)過干燥，使用擠出機(jī)熔融造粒進(jìn)行物理或機(jī)械回收。

其化學(xué)回收主要有酸堿解聚工藝、高壓蒸汽水解、氨解工藝和真空解聚工藝，其目的都是將尼龍主鏈中的酰胺鍵打斷使之生成單體。解聚之后的單體通過相應(yīng)的精制工藝得到己內(nèi)酰胺、己二酸、己二胺單體，可以重新用作聚合單體使用，或用于其它領(lǐng)域。有種生產(chǎn)流程的獨(dú)到之處就是不再需要分離PA面料和非PA的底布工序，成包的地毯廢料首先切碎進(jìn)入解聚反應(yīng)器，在反應(yīng)器中解聚就完成了把PA變成己內(nèi)酰胺，用過熱蒸汽把己內(nèi)酰胺送走并提純，可達(dá)到新品的質(zhì)量。把地毯中的PA轉(zhuǎn)化成己內(nèi)酰胺之后，底布上的熔膠從反應(yīng)器取出冷卻制成固定板材，可以破碎，這種回收的副產(chǎn)品主要是粉末，聚丙烯和SBR（合成丁苯橡膠），可以用來制水泥，聚合體的有機(jī)成份也可當(dāng)成燃料，粉末也可再利用，幾乎可以說無廢棄物。

除了將PA解聚為單體完成回收之外，也可以通過裂解方式轉(zhuǎn)變?yōu)槿剂嫌图右岳谩＿€可以通入蒸氣進(jìn)行廢塑料的熱裂解，結(jié)果表明，包含聚酰胺（PA6和PA66）在內(nèi)的八種主要的塑料均能被高效率地?zé)峤獬蓡误w或燃料油加以回收利用。該系統(tǒng)由三個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)組成：第一個(gè)為裝有攪拌器的反應(yīng)器，里面填充被加熱的媒介粒子，以提高傳熱效率并保證蒸氣與熔化的塑料良好接觸；第二個(gè)為罐式反應(yīng)器；第三個(gè)為裝載催化劑的固定床式反應(yīng)器，可以促使塑料裂解產(chǎn)物進(jìn)一步分解以提高燃料油的收率。

丙綸地毯以及從尼龍地毯中分離出來的聚丙烯襯層纖維，目前主要是以物理或機(jī)械回收的方式進(jìn)行再利用。最簡(jiǎn)單的方式是將其粉碎成適當(dāng)長(zhǎng)度的短纖維后，用作土壤穩(wěn)定劑以降低土壤的密度和提高土壤的抗壓強(qiáng)度，或者作為混凝土的添加劑以改善混凝土在固化過程中的收縮開裂。價(jià)值更高的再利用是通過破碎、脫膠、除雜、干燥工藝以后，將干凈的丙綸短纖維熔融/摻混/塑化后制成汽車擋泥板、仿木材料等中低端產(chǎn)品，這也是目前主要的利用途徑之一。

羊毛地毯毛紡廠所用羊毛是原毛經(jīng)脫脂等處理后得到的。洗毛廠洗滌原毛時(shí)，可從廢液中回收得到粗羊毛脂。回收的方法有酸分解法、離心分離法或泡沫分離法等。粗羊毛脂經(jīng)過去除游離酸脫色、脫臭、脫水等精制處理后成為精制羊毛脂。

PVC地毯為了提高其柔軟性和使用性能，通常添加了大量的增塑劑（如鄰苯二甲酸酯、己二酸酯等）和其它助劑（如阻燃劑、防老化劑等），使其進(jìn)行物理回收再利用的價(jià)值明顯不足。

化學(xué)回收法是在高溫、高壓和氧氣氣氛下，用氫氧化鈉催化氧化生成草酸、苯甲酸加以回收利用。也可以通過焚燒以回收氯化氫和能量，盡管還存在許多問題，但這項(xiàng)技術(shù)被認(rèn)為是未來的處理方法。還可以通過熱解法，其方法是在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫ο拢ù蠹s400℃和3.5 MPa），通入惰性氣體加熱分解地毯，破壞它們?cè)薪Y(jié)構(gòu)以得到低聚物，這種方法不同于常規(guī)破壞性方法，因?yàn)樗姆磻?yīng)產(chǎn)物有附加價(jià)值，可用作燃料或某些石化工業(yè)的原材料。因此熱解廢舊地毯是一種將廢舊材料轉(zhuǎn)變成具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的碳?xì)浠衔锏闹匾獜U物處理方法 。

美國(guó)對(duì)在生產(chǎn)廠所產(chǎn)生的廢棄屑、邊角料和廢舊地毯的回收再利用有兩種途徑。其一是從中回收聚酰胺6和聚酰胺66及聚丙烯、聚酯等聚合物；另一種是制成具有隔熱、隔音、保溫、充填等用途的板材、纖維、毛氈等。

在美國(guó)地毯纖維市場(chǎng)中尼龍纖維大約占63%左右。用舊地毯的纖維組分制造新的地毯纖維，是地毯業(yè)熱切期望的一個(gè)主要目標(biāo)。但這種回收工藝的生產(chǎn)成本一直居高不下，使大量舊地毯纖維無法進(jìn)入這個(gè)閉合回收系統(tǒng)。經(jīng)過美國(guó)地毯業(yè)的不斷努力，終于由DSM公司開發(fā)出一個(gè)經(jīng)濟(jì)合算的閉合回收工藝。美國(guó)還有一些公司在把舊地毯修整翻新，然后作為廉價(jià)產(chǎn)品重新上市。Milliken地毯公司把用過的舊地毯進(jìn)行清洗、剪切、重新上色或罩印，并把舊地毯的單色表面用有趣的彩色圖案重新印染。其成本僅為同尺寸新地毯的一半。

國(guó)內(nèi)對(duì)廢棄地毯的處理大多采用衛(wèi)生填埋和焚燒處置的方式。采用填埋和焚燒處理廢舊地毯的方法。由于聚合物的熱值很高，大體相當(dāng)于煤的熱值，通過焚燒回收能量不失為一種不錯(cuò)的選擇。但是隨著清潔能源的要求和燃燒難以完全避免的二次污染以及資源的枯竭，這種方法也必定會(huì)逐漸減少。當(dāng)然，考慮到化學(xué)回收的分離成本問題，這種方法并不會(huì)完全淘汰。

合理的回收不僅會(huì)造成了資源的枯竭，同時(shí)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。應(yīng)使大量的廢舊地毯通過技術(shù)進(jìn)步又可重新回收和利用，最大限度地減少污染。最大限度的回收再生廢棄物是保持經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的。

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