Métodos y tecnologías de reciclaje de cloruro de polivinilo
El PVC es muy utilizado en la industria de la construcción. Si los productos de desecho se pueden reciclar, la contaminación ambiental del PVC se puede reducir considerablemente.
Reciclaje de plástico para construir la fachada del “Cubo de Rubik” de la Expo
De hecho, los residuos de PVC suelen mezclarse con otros materiales plásticos. Generalmente, los plásticos deben clasificarse primero y luego utilizarse de manera integral mediante medios físicos o químicos.
Clasificación del cloruro de polivinilo
La clasificación es un punto difícil en el proceso de tratamiento de residuos plásticos y también es uno de los factores clave que determinan el efecto del tratamiento.
Los plásticos comunes incluyen cloruro de polivinilo, poliestireno, polipropileno, polietileno de baja (alta) densidad, poliamina, poliuretano, etc. La clasificación manual tiene muchas desventajas: baja eficiencia; los trabajadores se encuentran en un entorno perjudicial; los errores de clasificación de materiales son grandes, etc.
Los sistemas de clasificación automática se han utilizado mayoritariamente en la producción industrial, existiendo también numerosos estudios en países desarrollados de todo el mundo. Una asociación alemana de ciencia y tecnología química inventó una vez la tecnología de utilizar rayos infrarrojos para proteger el PVC de los plásticos de desecho, pero el objetivo sólo se limita a las botellas transparentes, y existen problemas con la baja precisión de la detección y el alto costo.
Recientemente, Japón ha desarrollado con éxito una tecnología para el cribado de alta precisión de resina de cloruro de polivinilo (PVC) a partir de residuos plásticos. Esta tecnología utiliza la diferencia en las características de calentamiento (dentro de 50 °C) y las características de carga entre el PVC y otros plásticos para la detección. El PVC detectado está marcado con una luz roja, lo que facilita la identificación de los operadores. Este método es más preciso que la tecnología de infrarrojo cercano y cuesta sólo la mitad.
El Centro de Reciclaje del Caucho (CPRR) ha desarrollado un método para separar las botellas de PVC del resto de envases desechados. La clave para este proceso es el uso de detectores de fluorescencia de rayos X desarrollados por Asoma Instruments. Los investigadores del CPRR desarrollaron un sistema informático. Utiliza rayos X de isótopos radiactivos para excitar todos los electrones del compuesto. Cuando se irradian moléculas que contienen cloro, emiten una imagen de reflexión de rayos X que se muestra fácilmente en un analizador de fluorescencia de rayos X. El trabajo de separación se completa mediante un conjunto de dispositivos mecánicos. No solo puede eliminar todas las botellas que contienen átomos de cloro a través de la cinta transportadora, sino que también puede eliminar las botellas que no contienen átomos de cloro.
Tecnología de reciclaje de cloruro de polivinilo
Actualmente existen tres tecnologías principales para reciclar PVC: una es el reciclaje físico; la otra es la utilización integral de métodos de reciclaje químico; la tercera es el reciclaje mediante quema; Materiales de PVC Aprovechar la energía. Entre ellos, es encomiable la utilización integral de métodos físicos y químicos. Pueden reciclar productos de desecho y sacar lo mejor de los materiales.
Método de recuperación física
La recuperación física se refiere al proceso de reciclaje de residuos de PVC únicamente mediante tratamiento mecánico, principalmente mediante trituración, cribado, molienda y otros procedimientos, y finalmente se obtienen películas, polvos, Pellets u otras formas de reciclado. Estos materiales reciclados se pueden utilizar para producir bolsas de embalaje resistentes, tuberías de agua para granjas y suelas de zapatos.
Los productos de plástico PVC se dividen en productos blandos y productos duros. Los productos blandos incluyen principalmente películas, fundas de cables, zapatos de plástico y productos duros que incluyen principalmente botellas, tubos, perfiles, placas, etc.
Entre los productos blandos, los filmes agrícolas son los más utilizados. La película agrícola está hecha de PVC, PE, EVA y otros materiales. Al reciclar, primero hay que distinguir las películas de PVC de las películas hechas de otros materiales. La película agrícola a menudo contiene tierra, arena, raíces y clavos. Estas impurezas deben eliminarse y limpiarse, luego secarse y cortarse en fragmentos o partículas, y luego convertirse en películas para embalaje de productos agrícolas, tuberías de agua recicladas agrícolas, suelas de zapatos, etc. La película de PVC agrícola de desecho reciclado inevitablemente sufrirá una degradación parcial y reducirá su resistencia debido al procesamiento repetido de calentamiento y la acción mecánica. Para garantizar la calidad del producto, es necesario agregar alguna resina de PVC nueva y los aditivos correspondientes. Si los materiales reciclados se convierten en películas plásticas secundarias mediante mezcla interna, bobinado de dos y cuatro rodillos, y se agregan diferentes pigmentos durante el proceso de mezcla interna, las películas calandradas producidas también mostrarán diferentes colores. Además, alrededor del 30% del plastificante residual (principalmente DOP) en las películas de cloruro de polivinilo agrícolas de desecho se puede reciclar y reutilizar después de ser refinado.
Las botellas de PVC entre los productos rígidos también son un tipo de producto muy utilizado, pudiendo transformar sus residuos en materiales moldeados, tuberías, placas plegables, etc. En las plantas de procesamiento de plástico, primero se limpian los fragmentos de PVC, se quitan las tapas y las etiquetas de las botellas, luego se secan y luego se trituran en trozos pequeños de menos de 0,5 mm. BF Goodrich, uno de los principales fabricantes de PVC de Estados Unidos, realizó un experimento con este material. El PVC nuevo y el PVC reciclado se extruyen mejor. Los resultados muestran que el PVC reciclado conserva las excelentes propiedades de los nuevos materiales y puede utilizarse en situaciones donde los requisitos de rendimiento no son elevados.
Para el método de reciclaje físico, la calidad de los materiales reciclados de PVC tiene una gran relación con el grado de contaminación y la composición de los materiales seleccionados. La calidad del material reciclado determina hasta qué punto el material reciclado puede sustituir al material virgen: el material reciclado de "alta calidad" puede reutilizarse en el mismo tipo de aplicación que el PVC, mientras que el material reciclado de "baja calidad" procedente de residuos mixtos sólo puede "reciclado de baja calidad" ”en productos típicamente fabricados con otros materiales.
Por supuesto, la calidad del producto final también es inseparable del propio equipo de reciclaje. Actualmente, los equipos y la tecnología alemanes para el reciclaje y procesamiento de residuos de PVC han alcanzado un nivel muy alto.
El contenido de contaminantes es inferior al 1% y el material triturado secundario de PVC obtenido se puede procesar en una variedad de productos mediante diversos métodos. La Asociación de PVC de la Asociación Estadounidense de la Industria del Plástico también fomenta firmemente el reciclaje de PVC y planea promover el reciclaje de otros productos de PVC a partir del reciclaje de botellas de PVC.
Métodos de reciclaje químico
El reciclaje químico se refiere al uso de las propiedades químicas de los polímeros para convertirlos en compuestos de moléculas pequeñas o compuestos simples. El método de descomposición química tiene una alta tasa de utilización de recursos, pero el proceso es complejo y el costo alto, lo que afecta el reciclaje de productos plásticos.
En el caso del PVC, no sólo se trituran las cadenas de polímero, sino que los átomos de cloro unidos a las cadenas también se liberan en forma de HCl. El cloruro de hidrógeno se purifica y se reutiliza, o se debe neutralizar para formar diferentes productos, algunos de los cuales pueden reutilizarse y otros deben eliminarse, dependiendo de la tecnología utilizada en el proceso. Países de todo el mundo han intensificado la investigación en esta área.
La tecnología de reciclaje de residuos de plástico desarrollada en nuestro país puede reciclar residuos de películas de mantillo de PVC y películas de cobertizo y luego producir aceite, parafina y materiales de construcción. En condiciones de producción continua, los equipos que utilizan esta tecnología tienen una fuerte capacidad de procesamiento diario de residuos de película agrícola, una tasa de producción de petróleo de hasta el 40% al 80%, una alta tasa de conversión de gasolina y diésel y cumplen con los estándares de emisiones ambientales y de combustible para vehículos. Además, dado que la película de PVC contiene entre un 30 % y un 37 % de ftalato de dioctilo, el DOP se puede extraer con disolvente a temperatura ambiente y el disolvente se puede recuperar por debajo de 800 °C. El DOP es un plastificante ampliamente utilizado. El precio de mercado actual oscila entre 7.000 y 8.000 yuanes por tonelada. Reciclar 1 tonelada de película de PVC de desecho puede generar ganancias de más de 2.000 yuanes y eliminar la contaminación ambiental.
También existen dos procesos avanzados de recuperación de disolventes de PVC en Europa. La empresa belga Solvi invirtió 6,5438 millones de euros para construir en Italia el primer dispositivo de reciclaje de resina de PVC blando del mundo. El dispositivo utiliza tecnología intermitente Vinylon y puede regenerar 8.500 toneladas de PVC a partir de 6.543.800 toneladas de residuos plásticos (en su mayoría compuestos de PVC) cada año. Esta tecnología utiliza una mezcla de metiletilcetona como disolvente para disolver selectivamente el PVC y los aditivos bajo una presión de 100 °C a 140 °C. La solución se precipita para obtener PVC blando que contiene aditivos. El coste de reciclar PVC mediante este proceso es equivalente al coste de producir PVC nuevo, y el PVC resultante contiene aditivos, por lo que el precio de la resina es mayor. El proceso Vinylon puede reducir el impacto medioambiental del PVC, especialmente del PVC blando. En 2004 se pondrá en marcha en Francia una segunda planta de etileno que se diseñará para reciclar linóleo y tejidos recubiertos de PVC.
Otro nuevo proceso de recuperación de PVC a base de disolventes en Europa consiste en recuperar PVC de toda la placa de circuito del automóvil. El proceso fue desarrollado conjuntamente por los fabricantes de automóviles de Wuppertal y Delphi, Alemania, y la Universidad de Wuppertal. Hace tres años, Wiefek GmbH, una empresa de reciclaje de autopartes en Neufelden-Fessen, Alemania, lo industrializó. El coste de reciclar el PVC mediante este proceso es casi un 20% menor que el precio del PVC nuevo. En este proceso se utilizan ésteres y cetonas como disolventes, pero la cantidad de disolvente utilizada es mucho menor que en el proceso de anillo de vinilo. El disolvente no disuelve completamente el PVC residual, solo lo ablanda para que pueda separarse fácilmente del alambre de cobre. El alambre de cobre resultante se puede utilizar para pagar el costo del reciclaje del PVC. Wiefek inventó y patentó un proceso para la separación centrífuga de plásticos y disolventes. La línea de producción de reciclaje de PVC establecida por la empresa puede reciclar 225 toneladas de PVC reutilizable al año.
Método de recuperación de calor
Actualmente, la obtención de energía mediante la quema de productos de PVC es también una de las formas de reutilizar el PVC. Sin embargo, este método tiende a quedar obsoleto.
Durante el proceso de incineración de residuos de PVC se producirá ácido clorhídrico (cloruro de hidrógeno), que se liberará con los gases de combustión. Estos gases deben ser neutralizados. El método consiste en añadir sustancias neutralizantes, normalmente piedra caliza, al incinerador para neutralizar los componentes ácidos del gas de incineración. Dado que el cloro liberado cuando se quema el PVC tiene un fuerte poder corrosivo y destructivo y es el principal culpable de las dioxinas, los grupos ambientalistas de varios países se oponen firmemente al uso de la incineración para recuperar energía térmica.
El reciclaje de plástico de cloruro de polivinilo generalmente se refiere a la trituración, limpieza, secado, calentamiento y plastificación, estiramiento, enfriamiento, granulación y procesamiento del cloruro de polivinilo residual en cloruro de polivinilo granular, que puede usarse en la Fabricación de productos relacionados con el PVC, especialmente como materia prima. Dado que el PVC se utiliza ampliamente en tuberías y recipientes y sólo puede utilizarse una vez por razones de higiene, los equipos para reciclar PVC siempre han atraído la atención de la gente. El PE y el PP generalmente se separan del PVC y también se pueden reciclar y granular de forma centralizada (el granulador de reciclaje DY se utiliza para PP, PE, ABS, etc. El reciclaje de diversos plásticos de desecho ha recibido amplia atención). En términos generales, es común en las trituradoras de plástico y otros equipos son los mismos que los equipos de reciclaje de PVC. Dependiendo de la configuración del equipo, la calidad del plástico reciclado también es diferente. La clave es la calidad de la limpieza y la granulación.
El proceso general de reciclaje de plástico es:
Plástico PVC → Plástico PVC → limpieza automática → plastificación → trefilado y granulación → embalaje de inspección de calidad.
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