废旧塑料回收再利用的研究现状

废旧塑料回收再利用的研究现状

摘要：废旧塑料难于自然降解，所造成的环境污染日趋严重，回收利用为处理废旧塑料垃圾开辟了减量化、无害化、资源化的道路。通过分析我国废弃塑料产生和回收再利用处理技术的现状，进一步探讨了符合我国国情的废旧塑料回收利用对策。

关键词：塑料；回收再利用；再生塑料

作为三大合成材料之一的塑料，给人类带来了巨大的物质文明，但随着塑料制品消费量不断增大，废弃塑料也不断增多。当今废旧塑料已对人类的生存环境造成了严重的污染和危害。我国已经存在的此类污染物已多达数十万t并还在以每年约600万t以上的速度增加；另一方面，塑料的原料为石油和天然气，都是不可再生的资源，近年来，石油的有效开采储量迅速下降，能源价格上升。［1］因此，废旧塑料的回收利用作为一项节约能源、保护环境的措施，普遍受到重视。近年来世界各国都在积极开展废旧塑料回收利用的研究工作，西欧国家废旧塑料回收率达9成。

1 塑料的分类与回收

1.1 塑料的分类

（1）按合成树脂的受热行为，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两类。热塑性塑料受热时可以塑化和软化，冷却时则凝固成形，温度改变时可以反复变形。如聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、有机玻璃（PMMA）、聚碳酸酯（PC）等。热固性塑料受热时塑化和软化，发生化学变化，并固化成形，冷却后如再加热时，不再发生塑化变形，如果温度继续升高就会发生分解。如酚醛塑料、脲醛塑料等。

（2）按塑料用途可分为通用塑料、工程塑料和功能塑料3类。通用塑料的来源丰富，产量大，应用面广，价格便宜，成型加工容易。如聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）。工程塑料的综合性能（如电性能、机械性能、耐高低温性能等）优良，可代替金属作为工程结构材料。如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）等。功能塑料具有某种突出的物理功能，如耐高温、耐腐蚀、耐辐射、导电、导磁等。如聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜（PSU）等。

1.2 废塑料的回收来源

废塑料产生基本上有两大来源：①来自塑料制品成型加工厂生产过程中产生的废品、残次品、边角料、下脚料、试验料、混合料等。这类废塑料污染较少，一般经过破碎即可利用。②来自各类塑料制品的使用和消费过程。从国内来看，

主要是农用塑料、包装用塑料、日用品三大领域。这类废弃塑料通常是两种或多种废塑料及其他物质（如金属、玻璃、纸、泥土、水份等）的一种混合体系，既给回收利用带来困难，又使再生制品质量下降。

2 我国废弃塑料主要处埋技术

2.1 卫生填埋

废旧塑料由于具有大分子结构，故废弃后长期不易分解腐烂，并且质量轻、体积大，暴露在空间可随风飘动或在水中漂浮。因此，人们对其进行卫生填埋。卫生填埋法具有建设投资少、运行费用低和可回收沼气等优点，已成为现在世界各国广泛采用的废塑料最终处理方法。但填埋处理同时也存在着严重弊端：①塑料废弃物由于密度小、体积大，因此占用空间面积较大，增加了土地资源压力；

②塑料废弃物难以降解，填埋后将成为永久垃圾，严重妨碍水的渗透和地下水流通；③塑料中的添加剂如增塑剂或色料溶出还会造成二次污染。［2］同时该法填埋了大量可利用的废塑料，这与可持续利用以及建立节约型社会背道而驰。

2.2 焚烧处置

焚烧回收热能是废旧塑料处理的另一主要方法。将废旧塑料进行焚烧的处理方法具有处理数量大、成本低、效率高等优点。其方式主要有3种：①使用专用焚烧炉焚烧废旧塑料回收利用热能，所用的焚烧炉有流动床式燃烧炉、浮游式燃烧炉、转炉式燃烧炉等；②将废塑料作为补充燃料与生产蒸汽的其他燃料掺混使用，这是一项可行而又比较先进的能量回收技术，如热电厂即可使用废塑料作为补充燃料；③通过氢化作用或无氧分解，使废塑料转化成可燃气体或其他形式的可燃物，再通过它们的燃烧回收热能。废塑料焚烧的主要产物是CO2和水，但随着塑料品种、焚烧条件的变化，也会产生多环芳香烃化合物、CO等有害物质，如PVC会产生HCl，腐蚀焚烧炉；聚丙烯腈会产生HCN；聚氨酯会产生氰化物等。另外，在废塑料中还含有Cd、Pb等重金属化合物，在焚烧过程中，这些重金属化合物会随烟尘、焚烧残渣一起排放，污染环境。因此，焚烧并不是最为理想的处理废弃塑料的办法，尽管它回收了能量，但却破坏了环境，增加了成本。

2.3 气化法

气化法种类繁多，但SA公司（瑞士洛迦诺市）将竞争导向了市场。其设在意大利诺巴巴亚的小规模厂每小时加工4.2 t未加分类的城市垃圾。该公司出售的一种处理能力为20 t/h的装置用1 t废塑料可生产出14641b合成气、4901b可用于混凝土的惰性无机残渣、501b金属汞剂、401b工业级盐及7031b可直接排放到城市污水系统的水。几乎不产生任何废气、灰分和滤粉尘。［3］

德国Espag公司的Schwarze Pumpe炼油厂每年可将1 700 t废塑料加工成城市煤气。西门子KWU公司（德国厄兰根市）也拥有一个对未分类的城市垃圾进行热处理的系统，这种系统被称为垃圾回收热加工。德国LB代理公司（庆普齐沃兹）的工厂里，RWE公司计划每年将22万t褐煤、10万t塑料垃圾和城镇石

油加工厂产生的石油矿泥进行汽化。德国Hoechst公司采用Uhde Gmb H的高温Winkler工艺将混合塑料气化，再转换成水煤气作为合成醇类的原料。

3 废弃塑料再利用的研究进展

3.1 废弃塑料在建材行业上的应用

随着化学工业的不断发展，将聚苯乙烯泡沫应用到建筑保

温材料上具有更加广阔的市场前景。把废弃的聚苯乙烯泡沫塑料经消泡处理后，加入一定量的发泡剂、催化剂、稳定剂等改性剂，经过加热可使聚苯乙烯珠粒预发泡，然后在模具中加热制得具有微细、密闭气孔的硬质聚苯乙烯泡沫塑料板。这种板既可以单独使用，也可以成型后再用薄铝板包敷做成铝塑板，其保温性能较好，经房屋屋顶的实际使用考验，结果无结霜和结露现象，且降低了工程的价格，施工起来也较方便。因此，采用该技术所生产的聚苯乙烯泡沫塑料保温板，具有广泛的用途和良好的发展前景。用废聚苯乙烯泡沫与聚丙烯腈废丝复合，可制作出弹性地板、路面装饰板、天花板和管道绝热保温材料；将废聚苯乙烯泡沫粉碎成直径为5～10 mm的颗粒，加入黏合剂和水，搅拌混合成浆状后，模压成型，干燥成构件，可制成绝热隔音材料，该产品可用作建筑材料或其他领域的绝热隔音材料。

3.2 废旧塑料在石油、化工等领域的再利用

日本昭和电工公司（SDK）在日本川崎市开发一项完全回收废塑料生产氨及其他化学品的项目。该项目每天可将195 t从家庭、工厂中收集到的包装材料和废塑料等通过气化，加工成175 t的液氨和其他化学品。该技术不需要从塑料废物中除去聚氯乙烯（PVC），最后得到的气体中所含的氯用碱中和，然后用于川崎的氯碱生产，硫被回收制成亚硫酸氢钠，金属杂质被回收作为还原金属并出售。这一新项目可使用于川崎氨生产中的传统原料（如石脑油、焦炉煤气和石油废气）的消耗量减半，生产能力每年大约为197千t。

4 结束语

21世纪乃至未来，环境保护和废弃资源的再生利用水平将是衡量一个国家科学技术水平最重要的标志之一。塑料工业发展越快，回收利用问题就越严重，因此借鉴国外对废塑料（城市垃圾）的管理法规和处理技术，积极开展国内废塑料的管理和回收利用是非常必要的，但在此过程中面对的不仅仅是技术上的难题，可能更多的是人们环境意识的淡薄和环境管理的不完善。希望在全社会呼唤消灭“白色污染”的呼声下，能不断提高人们环保意识，从而使越来越多的废弃物资走上再生利用的道路！

参考文献：

［1］刘玉婷，张洁心.废旧塑料再利用生产新材料的研究进展［M］.化工新型材料，2009（5）：3.