復合軟包裝廢棄物的回收技術概述
復合軟包裝由于具有輕盈、柔軟、成本低等優點,近十幾年來在世界范圍內得到了迅猛發展。但與此同時,復合軟包裝廢棄物的數量與日俱增,所造成的環境污染問題逐漸引起公眾的關注。
復合軟包裝廢棄物主要來源于兩方面:一是生產過程中的廢膜、廢料及邊角料,二是使用完畢后廢棄的復合軟包裝。目前,國內外對單一的紙張、塑料、金屬等包裝材料的回收利用技術已經比較成熟,但由于復合軟包裝使用的原輔材料品種繁多,包括各種基材、黏合劑、溶劑和油墨等,并且不同產品的包裝結構千變萬化,這就造成了復合軟包裝廢棄物種類雜亂,篩選難度非常大,而且復合軟包裝各基材之間的黏結強度較高,采用一般的方法難以分離,因此復合軟包裝廢棄物的回收利用比較復雜,這也是目前復合軟包裝發展的瓶頸之一。
在此,筆者向大家簡要概述復合軟包裝廢棄物的常用處理方法,并介紹一些新的回收再利用技術,希望對國內軟包裝同行能有一定的借鑒意義。
復合軟包裝廢棄物的處理方法
復合軟包裝廢棄物的回收處理技術難度比較大,這是因為復合軟包裝不像塑料容器包裝那樣可以通過分選、清洗、消毒后重復使用,而必須在回收之前進行有效分離,回收處理的關鍵是要將不同材質的復合材料(如紙張、塑料和金屬)進行分離或剝離。隨著科技的發展,復合軟包裝廢棄物的處理技術也在不斷進步,概括而言,常用的復合軟包裝廢棄物處理方法有以下幾種。
(1)填埋法。這是一種最消極而又簡單的方法,是將復合軟包裝廢棄物直接填埋于遠郊的荒地或凹地里,使其分解,但所需的分解時間很長,即便是普通的PE、 PP等塑料成分,也要經過200~400年后方可完全分解。同時,被填埋的塑料廢棄物滯留在土壤中,還會破壞土壤的透氣性能,降低土壤的蓄水能力,影響農作物對水分、養料的吸收,導致農作物減產,而且積累多了會嚴重阻礙地下水的流通與滲漏。因此,隨著科技的發展和經濟的日益發達,這種處理方法將會很快被淘汰。
(2)焚燒法。焚燒法也是一種簡單方便的處理方法,它是將不能用于回收的混雜塑料及其與其他垃圾的混合物作為燃料,置于焚燒爐中焚化,然后充分利用燃燒產生的熱量的一種處理方法。這種處理方法最大的特點是將已經確定為廢物的物質轉化成為能源,燃燒后的殘渣體積小,密度大,填埋時占地極小也很方便,且比較穩定,又易解體于土壤之中。預計在今后相當長的一段時間內,這種處理方法還將繼續被采用。
(3)化學處理回收再生。將復合軟包裝廢棄物中的塑料經熱解或化學試劑的作用進行分解,其產物為單體、不同聚體的小分子、化合物、燃料等高價值的化工產品。采用這種回收處理方法分解生成的化工原料,在質量上與新的原料基本相同,可以與新料同等使用,形成再生資源,使自然資源的使用真正形成一個封閉的循環圈,達到治理污染的目的。現在,越來越多的技術傾向于使用化學處理方法對復合軟包裝廢棄物進行分離和回收,這也是值得我們大力開發的一種回收再利用技術。
復合軟包裝廢棄物的回收技術
復合軟包裝廢棄物的回收處理技術日趨進步,其發展趨勢在于能夠將廢棄的軟包裝材料進行分離,并進行回收再利用,如將紙張回收后重新制漿、造紙;將塑料回收后進行熔融再造粒;將金屬分離后重新利用或再次熔煉。變廢為寶是一切發展趨勢的目標和宗旨。
目前國內出現了多種復合軟包裝廢棄物的回收處理方法,例如以廢棄的紙塑復合材料為原料,將其放入盛有有機溶劑的溶解槽內,經過加熱、攪拌之后,將紙塑復合材料中的塑料層溶解,分離出紙單體和其他單體層,被分離出的紙單體即可進行打漿、造紙加工。
下面介紹幾種比較新的復合軟包裝廢棄物回收技術。
(1)熱分解回收技術。復合軟包裝廢棄物的熱分解回收技術主要分為四個方面:一是以產生熱量、蒸汽、電力為目的的燃燒技術,二是制造中低熱值燃料氣、燃料油和炭黑的熱解技術,三是制造中低熱值燃料氣或NH3、CH3OH等化學物質的氣化熱解技術,四是制造重油、煤油、汽油的氣化熱解技術。
(2)化學分離技術。目前國內已經發明了一種專門分離聚乙烯與鋁箔復合材料的方法,其操作原理是:利用醋酸和甲酸等有機弱酸分子能夠滲透聚乙烯塑料層和紙層,進而溶解黏結各層的鋁的氧化物而不會溶解單質鋁,將復合軟包裝中的鋁箔、聚乙烯和紙張分別完整分離。由于工業純醋酸和甲酸可以循環使用,回收成本較低,因此這種分離方法能夠同時實現良好的經濟效益和社會效益,但專用性強。
據報道,巴拉圭理工學院研制出了一種回收復合軟包裝材料的新技術。該學院采用一種特殊的化學溶劑來回收三層不同材料(紙張、鋁箔、塑料),其工藝是將紙鋁塑復合包裝的廢棄物浸入這種特殊的化學溶劑中約2.5min,三層材料即可分離,然后進行人工分選,再經高壓去除溶劑。
惠嘉電實業股份有限公司開發了一種紙鋁塑復合包裝材料的剝離劑,主要是利用含有硝酸的酸性溶液對紙鋁塑復合包裝進行浸泡滲透,并對鋁塑復合包裝接合處的鋁氧化層進行分離溶解侵蝕,達到讓紙鋁塑復合包裝中塑料層或紙張層與鋁箔層的分離,以方便分別回收鋁箔、塑料或紙張等各項有用物質并進行再利用。
這些化學處理方法的主要差別在于分離劑,關鍵技術也在于處理劑。國內還有人開發了以燒堿溶液為基礎的處理液,通過分離器精選分離。
(3)其他新技術的利用。與此同時,諸多復合軟包裝廢棄物的回收處理新技術不斷涌現,如日本利用廢塑料為原料進行工業垃圾發電;在高爐中用廢舊塑料產生碳化物作為煉鋼所需的成分;我國將廢棄聚合物運到市郊或農村作肥田處理。另外,比重鑒別溶劑分離法、風力篩選、靜電分選、低溫粉碎、溶解分離法、水力分離法、X射線熒光分離法、紅外線分離法等都成為廢棄聚合物分類回收再利用技術研究的新趨勢。
值得一提的是,利樂公司在回收復合軟包裝廢棄物方面開展了卓有成效的工作,開發了很多專門用于分離紙鋁塑包裝的技術,成功地進行包裝廢棄物的回收。
解決復合軟包裝廢棄物污染的根本途徑
嚴峻的現實決定了我國軟包裝行業必須大力開發和應用資源消耗少、無環境污染、可回收利用、能更有效地保護內裝物、便利性升級及擴展功能多元化的新型包裝材料。由于環境保護問題越來越受到公眾的關注,這也要求軟包裝行業采用新技術、新結構、新工藝、新材料,以達到減少塵埃、氣體和固體廢料的排放量,減少材料和能源消耗,重復使用、回收和再利用的目的,即所謂的4R(Reduce、Reuse、Recover、Recycle)原則。
從根本上講,減輕和解決環境污染的有效途徑在于不斷開發綠色包裝。綠色包裝既是一種包裝理念,也是一種理想包裝。歐美國家率先提出綠色包裝的概念,其主要內涵在于包裝材料的衛生安全、資源能源的有效利用和環境保護等關系人類生存與生活的切身問題。綠色包裝體系的建立則要求逐步解決包裝廢棄物的回收利用,并開發節省資源、可環境降解的材料。要按照減量化、可降解和循環再生使用的原則,積極推廣無毒、無害、輕量、薄壁的包裝產品和生產工藝,搞好包裝廢棄物的回收利用,提高包裝產品消費的安全保障系數,研究制定禁止過度包裝的法律法規,推動包裝工業實現節約發展、清潔發展、安全發展。
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