CN102149526B - 废塑料粉碎物的制造方法及固体燃料或矿石还原材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种废塑料粉碎物的制造方法,其能够以低成本将废塑料进行细粉碎而得到粉碎物,且提高粉碎物的生产率。所使用的废塑料粉碎物的制造方法的特征在于,将废塑料在软化熔融温度以上且不生成可燃性分解气体的温度下熔融,同时以100(1/秒)以上的剪切速度进行混炼后,冷却、固化而制成固化体,粉碎该固化体。优选的是软化熔融温度为160℃,不生成可燃性分解气体的温度为270℃以下。另外,所使用的废塑料粉碎物的制造方法的特征在于,将废塑料在160~270℃下熔融,同时以100(1/秒)以上的剪切速度进行混炼后,冷却、固化而制成固化体,粉碎该固化体。优选的是使用挤出机进行熔融、混炼,尤其是优选使用双螺杆挤出机。
Description
技术领域
本发明涉及用于将废塑料再生处理而制造矿石还原材料、固体燃料等的废塑料粉碎物的制造方法。
背景技术
近几年,作为用于废塑料有效利用的一个解决手段,在探讨由废塑料制造矿石还原材料、固体燃料等的方法。这是因为若将塑料细粉化,则其燃烧性将得到飞跃提高,成为有用的燃料资源。
将塑料转化为固体燃料的以往的技术例如有直接将塑料用粉碎机细粉碎的方法(例如,参照非专利文献1)。但是,这种方法时,硬塑料只能被粉碎至1~2mm的粒度,而且,这种粉碎需要极多的时间和费用,并且纤维状、薄膜状的塑料很难被粉碎,因此必须另行熔融固化后再进行粉碎,存在工序变复杂等的问题。
另外,虽然已知若将废塑料细粉碎,则可使其成为发电用锅炉等燃烧炉可使用的燃料(例如,参照专利文献1),但是专利文献1中没有特别地记载粉碎方法,没有公开有关提高废塑料本身的可磨度的技术。
已知作为固体燃料粒径2000μm以下的塑料优异,可用干式粉碎法、湿式粉碎法制造(例如,参照专利文献2)。尤其是作为得到细粉末的方法虽然认为气流粉碎法、振动球磨法优选,但仍然未知有关提高废塑料本身的可磨度的技术。
另一方面,当使用例如从家庭等废弃的废塑料作为高炉用还原材料等的还原材料、燃料时,由于废塑料中混入有聚氯乙烯(以下记为PVC)等的含氯的塑料,所以直接使用则产生氯化氢等,存在腐蚀炉等的问题。因此,已知将含有PVC等含氯的塑料分离去除并实施造粒处理,从而得到粒状塑料成型体的技术(例如,参照专利文献3)。
另外,作为对含氯的废塑料实施脱氯处理后将废塑料细粉化的技术,已知将废塑料加热、脱氯处理、冷却固化后,进行细粉碎而投入炉中(例如,参照专利文献4、专利文献5)等技术。
专利文献
专利文献1:日本特开平7-119922号公报
专利文献2:日本特开平4-332792号公报
专利文献3:日本特开2002-67029号公报
专利文献4:日本特开平11-192469号公报
专利文献5:日本特开2006-241442号公报
非专利文献
非专利文献1:PLASTICAS,Vol.47,No.7,p60,1996
发明内容
一般来说塑料耐冲击性优异,因此直接进行粉碎是非常困难的,尤其是粉碎到0.5mm以下的粒径时,采用延长粉碎时间、多次重复投入于粉碎机等的方法。这种情况下,由于粉碎机的类型,塑料在粉碎中因剪切发热而成为加热状态,有时发生熔融,或粉碎品成为纤维状的现象。为防止这种现象,可考虑冷却粉碎机或者粉碎物,但这样会增加设备费用或运转成本。
作为塑料的细粉碎方法,所谓的冷冻粉碎也是有效的方法。即,在一般的塑料引起脆性破碎的温度区域,例如到零下数十度为止冷却塑料后,进行粉碎的方法。但是,这种方法事前必须要冷却塑料,因此增加设备费用或运转成本。
若根据以所述专利文献4、专利文献5中所述的方法为代表的所谓的废塑料的熔融脱氯法,则脱氯后的PVC碳质化而脆化,所以整体上能提高可磨度。但是,需要进行因脱氯处理而产生的含氯排气的处理,成本高。虽然可以回收来自排气的氯作为盐酸能够有效利用,但仍导致设备成本的增大。对于廉价地制造废塑料细粉碎物,重要的是降低设备成本且提高生产率。
因而,本发明的目的在于提供一种废塑料粉碎物的制造方法,其能解决上述以往技术的课题,能以低成本细粉碎废塑料而得到粉碎物,并且粉碎物的生产率也提高。
用于解决上述课题的本发明的特征如下:
(1)一种废塑料粉碎物的制造方法,其特征在于,将废塑料在软化熔融温度以上且不生成可燃性分解气体的温度下熔融,进而以100(1/秒)以上的剪切速度进行混炼后,冷却、固化而制成固化体,粉碎该固化体。
(2)根据(1)所述的废塑料粉碎物的制造方法,其特征在于,软化熔融温度为160℃,不生成可燃性分解气体的温度为270℃以下。
(3)一种废塑料粉碎物的制造方法,其特征在于,将废塑料在160~270℃下熔融,进而以100(1/秒)以上的剪切速度进行混炼后,冷却、固化而制成固化体,粉碎该固化体。
(4)根据(1)至(3)中的任意一项所述的废塑料粉碎物的制造方法,其特征在于,使用挤出机进行熔融、混炼。
(5)根据(4)中所述的废塑料粉碎物的制造方法,其特征在于,挤出机是双螺杆挤出机。
(6)根据(1)至(5)中的任意一项所述的废塑料粉碎物的制造方法,其特征在于,在废塑料的熔融、混炼前和/或熔融、混炼时,混合废塑料以外的固体粒状物,与废塑料一起进行混炼。
(7)根据(1)至(6)中的任意一项所述的废塑料粉碎物的制造方法,其特征在于,通过过筛而调整粉碎的固化体的粒度。
(8)一种矿石还原材料或固体燃料,是由(1)至(7)中任意一项的制造方法制造的粉碎物。
(9)根据(8)中所述的矿石还原材料或固体燃料,其特征在于,通过0.5mm筛目的筛子。
根据本发明,不设置处理来自废塑料的排气的设备,就能将废塑料作为原料,以低成本制造可燃性优异的固体燃料或者矿石还原材料等。废塑料粉碎物的生产率也提高。
另外,通过使用本发明废塑料的处理方法,能经济地实施废塑料的大量处理。
附图说明
图1是表示熔融废塑料的温度与塑料分解率的关系的曲线图。
图2是表示塑料的剪切速度与粘度关系的曲线图。
具体实施方式
本发明涉及将城市垃圾、产业废弃物、一般废弃物等中含有的废塑料、容器包装材料及在电器制品、汽车等的拆卸过程产生的废塑料等加热熔融、混炼后,冷却制成固化体,粉碎该固化体而制造固体燃料或矿石还原材料等的技术。如上所述,废塑料是多种类的塑料的混合物,熔融混炼多种类的塑料作为用于提高废塑料的可磨度而使其容易细粉化的方法很有效。大部分废塑料由于PVC等的混入而含有氯,因此,以往通过在产生氯气的高温下将废塑料熔融、混炼,从而生成含氯气体,由此进行从废塑料粉碎物去除氯成分的脱氯处理。
但是,为充分地进行脱氯,例如在300℃以上的温度处理,则进行脱氯化氢反应的同时,废塑料中含有的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、纸、木材(纤维素、半纤维素、木质素)等发生热分解、水解,产生可然性分解气体(可燃性有机物)。这些可燃性分解气体在常温下大部分是固体,而且一般都具有升华(Sublimation)性,因此,捕集装置的结构变得复杂且需要对其进行另行处理。而且,捕集物大多时含有百分之几左右的氯,难以成为燃料。
因此,在本发明中,为防止在加热废塑料进行熔融、混炼时产生的可燃性分解气体的产生,探讨了有关在比较低温进行熔融、混炼的方法。若在比较低温熔融,则存在从废塑料的氯去除不能充分地进行的问题,但使用氯含量低的废塑料,则不进行脱氯处理就能制造氯浓度低的废塑料固化体、粉碎物。因而,本发明中优选使用氯含量低的废塑料(例如,氯浓度在2mass%以下)。另外,探讨的结果表明存在允许含有一定程度的氯的情况,并不一定对于所有情况脱氯处理都是必要的。例如,发现将废塑料粉碎物作为高炉的矿石还原材料使用时,因存在于炉内的熔渣成分与氯反应而被固定化,所以可根据废塑料的含氯量省略脱氯处理。另外,即使在原料废塑料含氯浓度高,粉碎物的含氯浓度高的情况下,也并非不能作为矿石还原材料、固体燃料使用,通过根据含氯浓度而适当调整其单位时间当中的使用量而能够回避炉被腐蚀等问题的发生。因而,即使是不进行脱氯处理而制造的废塑料粉碎物,只要是被充分地细粉碎,则在实用上的没问题。
另一方面,由于在比较低温下进行熔融处理,所以得不到脱氯后的PVC等碳质化、脆化的效果,因此,出现制造的废塑料固化体的可磨度下降,生产率下降的问题。对此,发现通过充分提高废塑料熔融、混炼工序中的混炼的程度,可以将可磨度的下降抑制到没有问题的程度。同时,通过在低温进行熔融处理来防止可燃性分解气体的产生而能够将应作为可燃性分解气体而被去除的成分也作为废塑料粉碎物而取回,因此,还提高成品率,提高粉碎物整体上的生产率。
如上所述,通过在软化熔融温度以上且不生成可燃性分解气体的温度下进行废塑料的热处理,增加处理后的固体收率。此时,虽然处理后的固体中的残留氯浓度多少有些高,但例如作为高炉的还原材料使用时,与存在于高炉内的钙反应,所以即使氯多少有些高,也在设备上不引起特别大的故障。另外,若发生脱氯反应,则应认为固化体的放热量仅增加氯的部分,但由于作为副反应,有机物分解、脱离,处理后的固化体的放热量有变小的倾向。因而,通过在软化熔融温度以上且不生成可燃性分解气体的温度下进行废塑料的热处理而不使固化体的放热量下降。
将废塑料加热熔融、冷却、固化时的加热温度,例如根据专利文献4则以升温至用于去除原来就含有和/或通过热分解生成的低沸点化合物的温度为大前提,具体而言为150~450℃,更优选为200~400℃,再优选为250~380℃的温度范围。在这样的温度范围中,通过高温加热,与氯化氢一起产生可燃性分解气体。
另外,通常为了进行含氯塑料的脱氯处理,优选加热到300℃以上,此时,需要用于处理、回收产生的氯气的设备。
因而,在以废塑料脱氯处理为前提的将废塑料加热熔融后冷却制成固化体的设备中,需要废塑料加热熔融工序中产生的废塑料分解气体的燃烧炉和盐酸回收装置等氯处理设备。因为这样的设备成本高,所以为降低废塑料处理成本,发明人对于熔融、混炼后冷却固化而制成固化体时的生成可燃性分解气体的温度进行了研究,关于加热熔融废塑料的温度与塑料的分解率发现了图1所示的关系。其中,分解率是用处理中使用的废塑料的量(处理量、干基)与处理后的回收量的比,以(1-回收量/处理量)×100(mass%)来定义的。
根据图1,到270℃为止废塑料分解气体的产生非常少。因而,通过在这样的产生分解气体的温度以下,将废塑料加热熔融、混炼,冷却固化,可以不需要燃烧炉等分解气体处理设备,能以低成本处理废塑料,制造废塑料固化体。
废塑料中残留的氯若为低浓度,则在大多时作为矿石还原材料、固体燃料等使用时不会成为问题,以本发明处理的废塑料中优选使用氯浓度低的物质。例如,将氯浓度在2mass%以下的废塑料以本发明方法处理后,作为矿石还原材料在向高炉的吹入中完全可以利用。
虽然由于废塑料的种类,不生成可燃性分解气体的温度有些变动,但通常的情况下,根据图1的结果优选为270℃以下。进而,若在200℃以下,则能够更加可靠地防止可燃性气体的产生。将该情况的温度作为树脂中的最高温度。树脂中的最高温度可以通过在树脂中插入热电偶等的一般方法来进行测定。而且,不生成可燃性分解气体的温度是指通过加热从废塑料实质上不产生可燃性有机物的温度,不属于这种情况下的可燃性分解气体的对象的有如因废塑料中的杂质(例如一次性点火器中的液化气体)而产生的气体。
如后面所述,为了良好地进行废塑料的混炼,熔融温度的下限为废塑料软化熔融的温度。软化熔融温度虽然根据废塑料的种类而变动,但通常废塑料的主要成分是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP),所以优选软化熔融温度的下限为160℃。若是仅以PE为主体的废塑料,也可以为120℃。
而且,因被处理的废塑料是各种塑料的混合物,所以在不足160℃下实施熔融、混炼处理是不实际的。即,在不足160℃下进行熔融的塑料主要为仅PE,若强制地进行处理,则混炼需要的动力变极大,同时,有时在处理装置内发生堵塞,存在难以继续处理的情况。
将废塑料“熔融,进而混炼”是指将废塑料熔融的同时进行混炼,或者熔融后将废塑料以熔融状态进行混炼。在此,混炼至少要以100(1/秒)以上的剪切速度进行。通过充分进行混炼而使异种的塑料混合,高度分散,使塑料的异种界面增加,从而表现破碎的起点。塑料根据其种类而特性不同,若将这样的异种塑料熔融混炼后冷却固化,则高分子间以相互充分混合的状态直接进行固化,但其粘接界面不是化学性仅单纯地物理性接触;另一方面,异种塑料的成型收缩率因各种塑料而不同,在冷却的过程中,异种塑料以各自的成型收缩率进行收缩,离开粘接界面,因此,内部不得不成为真空(真空空隙),而未能形成空隙时在粘接界面残留“要分离又没有分离”的应力(残余应力)。通过充分混合而高度分散的异种塑料将变得粘接界面多,固化体必然具有很强的残余应力。因此,对固化体给予冲击时,在这些异种塑料粘接界面引起应力集中,比较容易地产生破碎的起点。另外,因为没有停止龟裂传播的因素,最终整体成为脆弱的结构,提高可磨度。成型收缩率之外,溶解参数等的差也影响可磨度的提高。
废塑料以外的固体粒状物大部分情况下也与塑料不相溶,因此,通过在熔融、混炼废塑料前,或熔融、混炼时,或熔融、混炼前和熔融、混炼时两者中,将废塑料以外的固体粒状物混合于废塑料,与废塑料一起混炼,从而冷却固化后变成固体粒状物发生破碎的起点,能够进一步提高固化体的可磨度。
作为熔融、混炼前的混合方法,例如使用滚筒等预先将废塑料和固体粒状物混合即可。作为熔融、混合时的混合方法,可以向熔融、混炼装置分别供给废塑料和固体粒状物并在装置内混合,也可以先供给其中任意一种后,再供给另外一种。在固体粒状物的熔点比废塑料的起始熔融温度高的情况下,优选先供给废塑料,达到一定程度的熔融状态后再添加粒状物。
作为固体粒状物,可列举煤、焦炭、沥青等化石燃料,纯塑料等合成高分子,淀粉、纤维素等天然高分子,铁、铝等金属及铁矿石、铝土矿等的它们的矿石,云母、滑石等无机物。另外,作为固体粒状物,优选使用稻壳、茶壳、咖啡壳(渣)等来自农作物的废弃物,木材、木炭、竹子等含木质素的植物等所谓的生命体固体。尤其是利用来自农作物的废弃物,间伐材、建筑废材等废木材,从地球环境保护的观点出发也有利。如上所述,废塑料以外的固体粒状物在大部分的情况下与塑料不相溶,因此,与熔融的废塑料混炼、冷却固化后成为破碎的起点,使可磨度提高,尤其是在生命体固体中含有灰分,容易成为破碎的起点,所以优选。而且,因为稻壳易成为细长形,并且在将熔融的废塑料混炼时会进一步被粉碎,所以可以作为破碎的起点有效地使用。此外,这种情况的固体粒状物的配合量优选为相对于100质量份废塑料,固体粒状物不足100质量份。因为固体粒状物为100质量份以上时,混炼处理后废塑料被粉化而难以进行处理。另外,相对于100质量份废塑料,优选固体粒状物为5质量份以上。这是因为可以更好地发挥固体粒状物的添加效果。这些固体粒状物只要是能够导入于处理装置的大小就可以使用。
废塑料的加热及熔融优选使用挤出机一边混炼一边进行。通过使用挤出机,可以在加热废塑料的同时,有效地进行100(1/秒)以上剪切速度的混炼。通过作为挤出机使用双螺杆挤出机而可以进一步提高混炼性。
通过粉碎制造的废塑料固化体而可以制造废塑料粉碎物,制造矿石还原材料、固体燃料。加热熔融后冷却固化的固化体的可磨度得到了提高,可以使用通常的粉碎机很容易地制造粒径2mm以下的细粉。粉碎的固化体优选通过过筛来调整粒度。通过适当地改变筛子的筛目而可以设定粉碎后的粒度。例如,通过使用本发明的方法,通过0.5mm筛目的筛子而可以得到粒径0.5mm以下的废塑料粉碎物的细粉。
以下,按照I.塑料、II.熔融、混炼工序、III.冷却固化工序、IV.粉碎工序的顺序,进一步详细地说明本发明的一个实施方式。
[I.塑料]作为本发明的对象的废塑料,即本发明中的原料塑料,可例示在城市垃圾、产业废弃物、一般废弃物等中含有的废塑料、容器包装材料,以及在电器制品、汽车等的拆卸过程中产生的废塑料等。
具体而言,聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、氯化聚乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯及尼龙、其他热可塑性树脂、热固性树脂等均可适用,是使用上述塑料中的任意两种以上混合的状态的物质。作为废弃物的废塑料在性质上通常是含有含一定程度的氯的塑料,但即使是不含有含氯的塑料的废塑料,也能够使用本发明。
应加热处理的塑料的形状尺寸,只要是粗粉碎的物质即可,大小为10cm见方左右就足够,对于一般的废塑料而言没有必要进行再粉碎,能以被回收时的原样状态进行处理,薄膜状、片状、纤维状的塑料也能以其原来的形状进行处理。当然也可以细粉碎,只是这部分的处理成本变高。
[II.熔融、混炼工序]作为熔融、混炼工序,例示下述的工序。即,将废塑料在反应器内或挤出机内等在160℃以上且不生产可燃性气体的温度进行熔融。不生成可燃性分解气体的温度虽然根据废塑料的组分而不同,但通常的情况下上限为270℃。在不生成可燃性分解气体的温度范围内,优选在更高温度下熔融,优选200℃以上,更优选在230℃以上的温度范围中进行熔融、混炼。
混炼至少以100(1/秒)以上的剪切速度进行。图2表示通过毛细管流变仪测定的各种低密度聚乙烯(MI:熔融指数(Melt Index)=7、50、200)的150℃时的剪切速度所对应的熔融粘度变化的测定结果。熔融塑料是非牛顿流体,如图2所示,在剪切速度小的区域,低密度聚乙烯(LDPE)的熔融粘度大致恒定。但是,具有任何MI的LDPE,在剪切速度为100(1/秒)以上的区域,其剪切速度增加的同时粘度下降。即,从混炼性的观点出发,在100(1/秒)以上的区域进行混炼对于混炼动力的降低、混炼效率的提高非常有效。
通过熔融进而进行混炼而能使塑料处理物的可磨度提高。据此,废塑料中的异种塑料虽然相互混合,但是它们基本上不融合,相互间没有相互作用,因此固化后很容易经很小的冲击就变碎,并且产生破碎的起点,因此整体上失去耐冲击性。熔融、混炼处理可以是间歇式,也可以是连续式。另外,也可以是分批切换等中间型。作为连续式处理装置优选为挤出机,从混炼性的观点出发优选双螺杆挤出机。
处理时间合适的为0.5分钟~30小时。处理时间不足0.5分钟时,反应器内温度控制难,并且难以将熔融的废塑料处理物充分地混炼。另外,处理时间超过30小时时,处理效率降低,不经济。
熔融、混炼处理时可以使载热体共存。
[III.冷却固化工序]通过用熔融塑料搬送装置将熔融处理后的废塑料,向带式冷却器定量供给熔融塑料,进行冷却固化。除热量是从加热处理后的温度与充分固化为止的温度之间的熵值以及处理速度算出的,例如含有容器包装废塑料的情况下,以冷却后的中心部温度成为110℃左右的方式控制即足够。
另外,使用连续式加热熔融处理装置时,可以在装置出口处切割或者不切割原样地进行空气冷却或者投入水中等的冷却。
[IV.粉碎工序]经过冷却固化工序的固化体,优选以成为规定的粒径的方式进行粉碎。经上述本发明的方法得到的冷却固化体,即塑料处理物的粉碎与未处理的塑料的粉碎相比能非常容易地进行。即,以本发明的方法得到的塑料处理物,可以用所有类型的粉碎机粉碎,作为粉碎机例如可以使用颚式粉碎机、滚筒粉碎机、球磨机,离心研磨机等。
粉碎后的粒径,根据塑料处理物的使用目来决定即可,以成为规定粒度的方式进行粒度调整,则例如可以作为铁矿石等矿石还原材料即高炉等制造铣铁的竖型炉的还原材料等的原燃料、转炉的还原材料,锅炉、窑等的燃烧用燃料,冲天炉的燃料,焦炉的原料使用。另外,所述用途以外,也可以作为固体燃料使用。
实施例1
下面,基于实施例进一步具体说明本发明。
[本发明例1]将一般废弃物类容器包装废塑料粉碎到1cm左右后,用双螺杆挤出机在180℃下进行了熔融,混炼。混炼时的剪切速度为243(1/秒)(螺杆直径31mm、螺杆和机筒的间隙0.2mm、螺杆转数30rpm、剪切速度π×31×30/60/0.2=243)。从挤出机的通风孔确认到了水分(水蒸气)的产生,但没有确认到可燃性分解气体。将其原样进行空气冷却,得到了约30mm左右的块状物(固化体)。
由此时的原料的下料量和固化体的回收量计算了固化体的收率。另外,测定了该固化体中的氯浓度(固化体残留氯浓度)和固化体的放热量。结果如表1所示。
表1
将该固化体用HORAI公司制的小型粉碎机(切磨机)进行粗粉碎,再通过9mm的筛子。
将该粗粉碎物用细川密克朗公司制的ACM粉碎机(锤式粉碎机)进行细粉碎后,用试验筛实施分级试验,测定粒度分布。结果如表2所示。
表2
从粒度分布算出了平均粒径。首先,将由分级试验得到的四级分各自的质量分数与筛目直径代入将下述(1)式(Rosin-Rammler-Bennet式)演变得到的下述(2)式中,利用最小二乘法求出下述式(2)的比例常数n、b。
R(Dp)=100·exp{-(Dp/De)n}…(1)
log{log[100/R(Dp)]}=n·logDp+log(b)…(2)
上述式(1)、(2)中,R(Dp)是筛目Dp的累计筛上质量%,De是粒度特性数值[R(Dp)是对应质量%的数值],n是均匀数值(评价粉粒体的粒度分布的均匀性的指数),b是常数,表示评价粉粒体的微细性的指数。
由求出的n、b计算D50(50%通过筛径),算出平均粒径。平均粒径一并示于表1。在180℃下进行熔融处理的本发明例1的废塑料粉碎物的平均粒径不足500μm,足够微细。
[本发明例2]将粉碎到1cm左右的70质量份的一般废弃物类容器包装废塑料和30质量份的稻壳混合,向双螺杆挤出机供给之外,进行与本发明例1同样的操作,从而制造了固化体及其粉碎物。固化体收率、固化体中残留氯浓度、固化体放热量的测定结果、平均粒径的计算结果和细粉碎后的粒度分布的测定结果一并示于表1、表2。
与本发明例1相比,固化体收率增加,固化体中残留氯浓度下降,固化体放热量稍微降低。这表示含约20mass%灰分的稻壳即使在处理后大部分仍留在固化体中。另外,粉碎后的平均粒径变小,确认到了由于添加稻壳而提高可磨度的效果。
[本发明例3]将粉碎到1cm左右的70质量份的一般废弃物类容器包装废塑料和30质量份煤(商标:兴隆庄)混合,向双螺杆挤出机供给之外,进行与本发明例1同样的操作,制造了固化体及其粉碎物。固化体收率、固化体中残留氯浓度、固化体放热量的测定结果、平均粒径的计算结果和细粉碎后的粒度分布的测定结果一并示于表1、表2。
与本发明例1相比,固化体的收率增加,固化体中残留氯浓度减少,固化体放热量稍微降低。这表示含约10mass%灰分的煤即使在处理后大部分仍留在固化体中。另外,粉碎后平均粒径变小,确认到了由于添加煤而提高可磨度的效果。与本发明例2相比,粉碎后的平均粒径也变得更小,这是由于添加的煤本身比稻壳更具有良好的可磨度。
[比较例1]将双螺杆挤出机的混炼温度设为335℃以外,进行与所述的发明例1相同的操作,制造了固化体及其粉碎物。确认到了从双螺杆挤出机的通风孔除水分外还排出由氯化氢气体、有机物形成的排气。从排气的成分中检测出了对苯二甲酸。固化体收率、固化体中残留氯浓度、固化体放热量的测定结果、平均粒径的计算结果和细粉碎后的粒度分布的测定结果一并示于表1、表2。
比较例1中充分降低了固化体中残留氯浓度。另外,平均粒径小,已被细粉化,其主要原因是75μm以下的超细粉的比例高。此外,该75μm以下的超细粉具有粉尘爆炸性等安全上的问题点,需要充入氮气等的应对设备费用。
[比较例2]将用双螺杆挤出机混炼时的剪切速度设为81(1/秒)(螺杆转数10rpm)以外,进行与上述本发明例1相同的操作,实施了分级试验。固化体收率、固化体中残留氯浓度、固化体放热量的测定结果、平均粒径的计算结果和细粉碎后的粒度分布的测定结果一并示于表1、表2。
与本发明例1相比,混炼时的剪切速度在本发明范围以外的比较例2中,明显平均粒径大,未被细粉化。
[比较例3]将利用双螺杆挤出机混炼的温度设为335℃以外,进行与上述本发明例2同样的操作,实施了分级试验。确认到了从双螺杆挤出机的通风孔除水分外还排出由氯化氢气体、有机物形成的排气。排气的成分中检测出了对苯二甲酸。固化体收率、固化体中残留氯浓度、固化体放热量的测定结果、平均粒径的计算结果和细粉碎后的粒度分布的测定结果一并示于表1、表2。
比较例3中平均粒径小,已被细粉化,其主要原因是75μm以下的超微细粉的比例高。此外,该75μm以下的超细粉具有粉尘爆炸性等安全上的问题点,需要充入氮气等的应对设备费用。
[比较例4]将利用双螺杆挤出机混炼时的处理温度设为140℃以外,尝试了与本发明例1同样的处理。但是,开始处理后约5分钟时螺杆发动机因超负荷而停止,未能继续处理。将双螺杆挤出机冷却后,拔出螺杆时,内部堵塞有未熔融的废塑料固体。
从以上结果可知,本发明例1~3中,尽管在低温进行熔融、混炼,但所有的粉碎物均被细粉碎到平均粒度500μm以下。通过添加稻壳、煤,进一步提高了可磨度。比较本发明例1与比较例1,则本发明例1中固化体中残留氯浓度未下降且固化体收率增加,同时固化体的放热量也增加。据此可明确提高了粉碎物的生产率。认为这是由于比较例1中在脱氯过程中作为燃烧成分的对苯二甲酸也进行脱离,而在本发明例中燃烧成分将残留。
另一方面,将比较例3,与比较例1进行比较,则虽然添加了稻壳,平均粒径仍变大,乍一看好像是可磨度在下降。但是,虽然比较例3中平均粒径少许变大,但是根据表2,比较例3较之比较例1其150~500μm、75~150μm粒径的比例高,粒度分度的幅度窄,可磨度得到了提高。因此,可确认到通过添加稻壳而起到“通过形成破碎的起点而表现更加良好的可磨度”的效果。
Claims (8)
1.一种废塑料粉碎物的制造方法,其特征在于,将混合有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、氯化聚乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、尼龙、其他热可塑性树脂以及热固性树脂中的任意两种以上的状态的容器包装废塑料在160℃~270℃下熔融,进而以100秒-1以上的剪切速度进行混炼后,冷却、固化而制成固化体,粉碎该固化体至粒径2mm以下。
2.根据权利要求1所述的废塑料粉碎物的制造方法,其特征在于,使用挤出机进行熔融、混炼。
3.根据权利要求2所述的废塑料粉碎物的制造方法,其特征在于,挤出机是双螺杆挤出机。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的废塑料粉碎物的制造方法,其特征在于,在容器包装废塑料熔融、混炼前和/或熔融、混炼时,混合废塑料以外的固体粒状物,与废塑料一起进行混炼。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的废塑料粉碎物的制造方法,其特征在于,通过过筛而调整粉碎的固化体的粒度。
6.根据权利要求4中任意一项所述的废塑料粉碎物的制造方法,其特征在于,通过过筛而调整粉碎的固化体的粒度。
7.一种矿石还原材料或固体燃料,是由权利要求1至6中任意一项的制造方法制造的粉碎物。
8.根据权利要求7所述的矿石还原材料或固体燃料,其特征在于,通过0.5mm筛目的筛子。
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