Пластмассовые отходы считаются наиболее экологически опасными. При относительно небольшой массе абсолютное количество пластмассовых отходов составляет довольно большой объём (в некоторых странах до 5 млн. т в год). В связи с этим такие преимущества, как долговечность, механическая прочность и устойчивость к внешним воздействиям в значи­тельной степени утрачивают своё значение.

В естественных условиях на использованную упаковку действуют одновременно несколько факторов. Под влиянием солнечной радиации и температурных перепадов она вначале приобретает повышенную хрупкость, затем разделяется на бо­лее мелкие частицы, которые легче подвергаются последующему действию микроорганизмов и воды.

Отходы сферы производства, образующиеся непосредственно на предприятиях, производящих полимерную упаковку, называются технологическими. Возвратные технологические отходы — источники полноценных сырьевых ресурсов.

Количество отходов, получаемых при различных способах переработки пластмасс, колеблется в широких пределах [% (масс.), от исходного сырья]: получение изделий из пенопластов — 14,4; термоформование — 13,6; сварка — 7,3; прессование — 4,5; экструзия — 4,2; экструзия с раздувом — 4,1; литьё под давлением — 3,0; каландрование — 2,0; прочие методы — 1,2.

Процесс подготовки возвратных технологических отходов термопластов состоит из следующих стадий: сортировка и разделение, очистка, предварительное измельчение (если требуется), дробление, грануляция (в случае необходимости), фа­совка, смешение со свежим сырьём или красителями (если требуется), возврат на повторную переработку.

Основными процессами, предопределяющими качество подготовки отходов к повторной переработке, являются из­мельчение и дробление. При этом крупногабаритную и плёночную упаковку, вырубку при термоформовании предваритель­но разрезают на более мелкие элементы, применяя ленточные или дисковые пилы, ножи, рубящие устройства, после чего их направляют на дробление.

Наибольшее распространение для дробления отходов термопластов получили ножевые роторные дробилки (измельчи­тели), а для измельчения отходов реактопластов — ножевые, молотковые и зубчатые дробилки.

После дробления рекомендуется магнитная сепарация отходов или другие способы улавливания и удаления возможных металлических включений.

Дробленные отходы большинства термопластов можно сразу же направлять на повторную переработку в чистом виде или в смеси с первичным сырьём.

Количество отходов, добавляемых в первичное сырьё, можно рассчитать по эмпирической формуле:

K = Сп/1 + Сп; Сп = А — 1,

Где K — массовая доля отходов в смеси с исходным сырьём (изменяется от 0 до 1); А — коэффициент прохождения, который может быть различным и зависит от типа полимерного материала (для ПВХ А = 4, для ПЭ А = 6).

Мягкие плёночные материалы и другие изделия из мягких пластмасс (например, пластикатов, эластомеров), плохо под­дающиеся дроблению, измельчают при низкой температуре (криогенное измельчение), применяя сухой лед (температура минус 83 °С) или жидкий азот (температура минус 196 °С). В последнем случае материал дополнительно защищают от окис­ления. Для эффективного измельчения мягких материалов достаточно, чтобы температура переработки была на 20.30 °С ниже температуры их стеклования.

После дробления отходы термопластов можно практически повторно перерабатывать, но более качественная подготов­ка отходов заключается в их последующей грануляции, при которой можно одновременно проводить окраску, если отходы имеют разный оттенок. Эта операция может проводиться на червячных экструдерах-грануляторах, но наиболее качественно грануляцию и окрашивание дробленых отходов проводят на базе дисковых экструдеров.

При переработке реактопластов следует учитывать, что измельченные отходы не могут быть самостоятельно использо­ваны, так как обладают незначительной способностью размягчаться под действием температуры. Поэтому порошкообразные отходы смешивают с первичными пресс-порошками в массовом соотношении 10.40 %, затем смесь таблетируют и прессу­ют. Активность измельченных отходов повышается с увеличением дисперсности, так как увеличивается их удельная по­верхность.

Процесс переработки возвратных отходов может быть индивидуальным (околомашинным), когда около отдельного аг­регата или группы агрегатов устанавливают дробилку, измельчающую отходы и возвращающую их обратно на переработку. Такие комплексы, называемые иногда агрегатами замкнутого цикла, применяют в процессе литья, выдувного формования и термоформования. Применяют также централизованную переработку, когда в цехе или на производстве организуется специ­альное отделение по переработке отходов от всех имеющихся агрегатов, однако в этом случае потери сырья несколько выше (на 8.10 %), чем при околомашинной переработке с агрегатами замкнутого цикла.

Переработка отходов поливинилхлорида (ПВХ) имеет свои особенности. При переработке ПВХ образуется значитель­ное количество отходов (до 50 %), которое существенно зависит от способа переработки, применяемого оборудования и, что не менее важно, от культуры производства (например, при производстве бутылок оно составляет 20.30 %, плёнок до 40 % и т. д.).

Если при переработке промышленных отходов практически не возникает серьёзных трудностей, особенно на стадии выделения и идентификации отдельных видов пластмасс, то при вторичной переработке вышедших из употребления мате­риалов, в виде плёнок, ниток, жгутов, обрезков тканных и ковровых материалов и т. д., имеется много проблем. Как правило, приходится иметь дело со смесью различных полимерных материалов, часто загрязненных.

Поэтому одной из проблем вторичной переработки полимерных отходов является разделение разнородных отходов. На первой стадии производится отделение полимеров от металлов и других примесей. На второй стадии целесообразно разде­ление отходов на четыре группы: полиолефаны, хлорированные пластмассы (ПВХ, ПВДХ), полистирольные пластики, смесь других полимерных продуктов. Для этого существует большое число способов, описанных в табл. 16.

При повторном использовании отходов вторым по важности процессом является процесс их отмывки и просушки.

При жидкосто-циклонном, флотационном разделении одновременно происходит промывка. В других случаях на прак­тике для промывки применяют специальные ванны с добавлением, например, моющих средств или используют дробилки мокрого измельчения, барабанные машины. После промывки влагу удаляют центрифугированием с последующей подсуш­кой тёплым воздухом или инфракрасными излучателями.

Разделённые, измельчённые, отмытые и высушенные отходы в зависимости от степени чистоты можно использовать в производстве полноценной упаковки (например, полиэтиленовой плёночной) или для изготовления строительных пластмас­совых изделий, в сельском хозяйстве, дорожном строительстве и других отраслях народного хозяйства.

После разделения, измельчения и отмывки, целесообразно проводить усреднение отходов по выбранному параметру, например по показателю текучести расплава, времени термостабильности, константе Фикенчера, и т. п.

При переработке вторичного сырья необходимо учитывать природу рециклизуемого продукта, особенности исходного материала и технологии его переработки. Некоторые особенности различных полимеров, которые необходимо учитывать, приведены в табл. 17.

Однако следует всегда помнить, что качество вторичного сырья никогда не будет равноценным качеству технологиче­ских отходов и тем более первичного сырья. По этим причинам определённые виды вторичного сырья из пластмасс следует считать не заменителями первичных полимерных материалов, а только дополнительной сырьевой базой, использование ко­торой наряду с прямым народнохозяйственным эффектом будет способствовать решению экологических проблем.

На вторичную переработку поступает меньшая часть имеющихся пластмассовых отходов. Несортированные и неочи­щенные отходы уничтожают.

Различные пути решения проблемы сокращения количества и утилизации отходов, которые представлены в табл. 18.

ТАРА И ЕЁ ПРОИЗВОДСТВО

Производство и утилизация тары

В предложенном учебном пособии авторы попытались рассмотреть все вопросы, предусмотренные программой дисциплины «Тара и ее произ­водство», которая входит в цикл дисциплин СД. Во второй части планиру­ется рассмотреть вопросы производства, испытаний, использования и ути­лизации тары из полимерных материалов и металлов. Одним из критериев при написании данного пособия было по возможности наиболее кратко из­ложить максимум материала. Поэтому […]

УТИЛИЗАЦИЯ СТЕКЛЯННОЙ ТАРЫ

Утилизация стеклянной тары может производиться по трем направле­ниям: использование в качестве вторичного сырья при производстве стек­лянной тары, использование в качестве одного из компонентов-наполни­телей в различных производствах, твердые бытовые отходы. Основным направлением применения стеклобоя во всем мире является производство тары (банок, бутылок), так как это наиболее массовое производство, имею­щее менее жесткие требования к постоянству химического состава […]

СРОКИ И УСЛОВИЯ ХРАНЕНИЯ СТЕКЛЯННОЙ ТАРЫ

При производстве и использовании стеклянной тары следует обращать внимание на недопустимость длительного хранения порожней тары на складах, так как в этом случае даже достаточно высокая химическая устой­чивость стекла не в состоянии защитить его поверхность от разрушения и коррозии. Максимальный срок хранения не должен превышать двух меся­цев. В условиях повышенной влажности этот срок сокращается примерно в […]