摘要：塑料具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐磨性好、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn)，因而在生產(chǎn)、生活中得到了廣泛的應(yīng)用。但塑料使用后會(huì)產(chǎn)生大量廢舊塑料污染環(huán)境。文中分析了廢舊塑料資源化的技術(shù)實(shí)施方法，提出解決廢塑料問(wèn)題的主要途徑是回收利用，既解決環(huán)境污染問(wèn)題，又使資源得到充分利用。

關(guān)鍵詞：廢塑料；再生利用；資源化

由于塑料具有質(zhì)輕、價(jià)廉、強(qiáng)度高和容易加工等優(yōu)良性能，在生產(chǎn)和生活中得到了非常廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)，廢塑料造成的環(huán)境污染已成為全球性問(wèn)題。塑料垃圾質(zhì)輕又體積龐大，它們被填埋后不分解，造成土地板結(jié)，妨礙作物呼吸和吸收養(yǎng)分，使之減產(chǎn)；殘膜中的有毒添加劑和聚氯乙烯會(huì)富集于蔬菜和糧食及動(dòng)物體；在紫外線作用和燃燒時(shí)，它們排放出的CO、氯乙烯單體（VCM）、HCl、甲烷、NOx、SO2、烴類、芳烴、堿性及含油污泥、粉塵等污染水體和空氣，含氯塑料焚燒釋放二惡英等有害物質(zhì)[1，2]。

對(duì)廢塑料的處理越來(lái)越顯得迫切和必要。解決廢塑料問(wèn)題的主要途徑是回收利用，包括回收和再生利用2種方法?；厥罩饕笍U塑料的集中、運(yùn)輸、分類、洗滌、干燥等處理過(guò)程，只有先回收，才能再生或利用。再生利用的具體過(guò)程：制品→廢棄物→回收→再生制品→再?gòu)U棄物→回收→再生制品。

此外，推廣應(yīng)用可降解塑料也是一項(xiàng)有效的方法?？山到馑芰鲜墙陙?lái)開(kāi)發(fā)研制出來(lái)的。降解塑料是在普通塑料中加入填充物質(zhì)，增加其在自然環(huán)境中的降解能力。根據(jù)其降解方法不同，降解材料主要有光降解材料和生物降解材料2種。但是降解材料目前在某些性能方面不如普通塑料。此外，某些降解材料由于添加了其它物質(zhì)而不利于塑料的再生利用。

1塑料的種類

按塑料受熱所呈現(xiàn)的基本行為，塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料2大類。熱塑性塑料是指在特定溫度范圍內(nèi)，能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料。如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯丙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）等。

按塑料的物理—力學(xué)性能和使用特性，分為通用塑料、工程塑料及功能塑料。

通用塑料的產(chǎn)量大、價(jià)格低、性能一般，是目前塑料垃圾的主要組成部分。它主要有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯丙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、酚醛樹(shù)脂（PF）和氨基樹(shù)脂等。

工程塑料一般是指可以作為結(jié)構(gòu)材料，能在較廣的溫度范圍內(nèi)承受機(jī)械應(yīng)力和較為苛刻的化學(xué)物理環(huán)境中使用的材料，如聚酰胺（PA）、聚甲醛（POM）、聚碳酸酯（PC）、聚砜（PSF）等。

功能塑料是指人們用于特種環(huán)境的具有特種功能的塑料。如醫(yī)用塑料、光敏塑料等。

2廢舊塑料的物理回收與利用

塑料是由石油化工衍生的原料制成，目前它的產(chǎn)量以體積計(jì)已超過(guò)金屬材料的產(chǎn)量。除極少數(shù)塑料管、板材以外，90%的塑料制品使用壽命只有1～2a，造成廢塑料數(shù)量的急劇增加。對(duì)廢塑料的污染治理應(yīng)側(cè)重于回收、再生和綜合利用。

現(xiàn)階段，我國(guó)廢塑料回收技術(shù)仍然以物理回收為主，回收利用工序主要為收集、分類分離、清洗、干燥、破碎或造粒，經(jīng)過(guò)改性再加工制成適合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品或與新料混合使用[3]。廢舊塑料回收再利用情況見(jiàn)表1。

表1廢舊塑料物理回收再利用的一些典型用途

3廢舊塑料熱解油化技術(shù)

生活廢塑料通常采用熱解油化技術(shù)加以回收，即通過(guò)加熱或加入一定的催化劑使廢塑料分解，獲得聚合單體、柴油、汽油和燃料氣、地蠟等產(chǎn)品。廢塑料的熱解油化技術(shù)不僅對(duì)環(huán)境無(wú)污染，又能將原先用石油制成的塑料還原成石油制品，能最有效地回收資源。因此，廢塑料熱解油化就是以石油為原料的石油化學(xué)工業(yè)制造塑料制品的逆過(guò)程。

廢塑料熱解的產(chǎn)物：主要為C1～C14的燃料氣、燃料油和固體殘?jiān)?/p>

熱解溫度及難易程度：PE、PP、PS、PVC等熱塑性塑料當(dāng)加熱到300～500℃時(shí)，大部分分解成低分子碳?xì)浠衔?，其中，PVC加熱到約200℃時(shí)發(fā)生脫氯反應(yīng)，進(jìn)一步加熱發(fā)生斷鏈反應(yīng)。

酚醛樹(shù)脂，脲醛樹(shù)脂等熱固性塑料則不適合作為熱解原料；PEP、ABS樹(shù)脂含有氮、氯等元素，熱解時(shí)會(huì)產(chǎn)生有害氣體或腐蝕性氣體，也不適宜做熱解原料；PE、PP、PS只含有C和H，熱解不會(huì)產(chǎn)生有害氣體，它們是熱解油化的主要原料。如PE熱解所的原料油的熱值和C、H、N含量與成品油基本相同。

4廢塑料的熱能利用技術(shù)

熱能利用技術(shù)是對(duì)難以進(jìn)行材料再生或化學(xué)再生的廢塑料通過(guò)焚燒，利用其熱能。對(duì)于沒(méi)有進(jìn)行分類收集和分選的混合塑料，進(jìn)行焚燒回收熱能是最為實(shí)用的方法之一。焚燒廢塑料可有2種方法[4]。

（1）直接燃燒利用其熱能，燃燒廢塑料時(shí)，發(fā)熱量高達(dá)33.6～42MJ/kg，比煤高、相當(dāng)于重油。據(jù)估算，燃燒120kt的塑料相當(dāng)于2400kt木材或相當(dāng)于100kt煤焦油的發(fā)熱量；而且，在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的硫只有煤炭的1/20和重油的1/40，灰分也較少；但產(chǎn)生的氯是燃燒煤的3倍和重油的19倍，并有產(chǎn)生二惡英的危險(xiǎn)。此外，還需要專門的焚燒裝置，并且對(duì)于中小城市，收集足夠的廢塑料和設(shè)置高效焚燒設(shè)備均有困難（因高溫腐蝕和排氣處理不易解決）。所以除了個(gè)別回轉(zhuǎn)窯、高爐等，直接燃燒不應(yīng)提倡。

（2）制造垃圾固體燃料，簡(jiǎn)稱RDF，是將難以再生利用的廢塑料粉碎，并與生石灰為主的添加劑混合、干燥、加壓、固化成直徑為20～50mm顆粒的方法。

無(wú)論哪種再生方法或循環(huán)利用技術(shù)最終歸結(jié)到如何進(jìn)行無(wú)污染處理和有效利用的問(wèn)題上來(lái)。材料再生利用是有效利用資源、解決廢塑料材料來(lái)源、緩解環(huán)境污染、降低新制品成本的最有效途徑，而作熱能利用則往往是最終利用處理。

焚燒技術(shù)是將塑料與混合垃圾一起作為燃料，替代煤燃燒供熱的技術(shù)。該方法可有效地克服填埋占有大量土地的缺點(diǎn)（可減容90%），受到一些發(fā)達(dá)國(guó)家的重視。廢塑料的熱值與燃油相當(dāng)，是垃圾焚燒的重要熱能來(lái)源。

5廢舊塑料用作高爐中的還原劑

人們正在注意用磨碎的廢塑料代替焦炭和粉煤從生產(chǎn)鐵水的高爐底部進(jìn)料，用作礦石還原劑的方法[4]。這種方法在德國(guó)已經(jīng)得到了應(yīng)用。不萊梅鋼鐵廠從1995年開(kāi)始試噴，現(xiàn)在已達(dá)90kt/a。在2010年節(jié)能、減廢企業(yè)自主行動(dòng)規(guī)劃中規(guī)定，全行業(yè)2010年噴吹1000kt，約合鋼鐵能耗的2%。

日本NKK公司于1998年發(fā)展了農(nóng)用薄膜噴吹并新建30kt/a的造粒裝置，1999年又在福山廠新建含氯廢塑料的脫氯和造粒裝置，繼之新日鐵公司實(shí)施了廢塑料焦?fàn)t原料化。廢塑料經(jīng)分類、破碎和壓縮成塊后與煤混合，可取代1%的原煤。在該過(guò)程中廢塑料進(jìn)行熱分解反應(yīng)，發(fā)生碳化，生成焦炭、焦油和焦?fàn)t煤氣。

該方法的主要優(yōu)點(diǎn)在于廢塑料可以用于以高爐為基礎(chǔ)的現(xiàn)行鋼材制造設(shè)施。作為預(yù)處理，廢塑料只需要加工到能將其進(jìn)料投到高爐中即可。該法已發(fā)展為100%循環(huán)再生廢塑料的技術(shù)。廢塑料與煤混合后，經(jīng)1200℃高溫干餾，可分別得到20%的焦炭（用作高爐還原劑）、40%的油化產(chǎn)品（包括焦油和柴油，用作化工原料）及40%的焦?fàn)t煤氣（用作發(fā)電等）。目前，這種方法適用于聚氯乙烯之外的混合塑料，現(xiàn)在正在進(jìn)行研究與開(kāi)發(fā)應(yīng)用于所有廢塑料的技術(shù)。

此外，還可以利用廢塑料中的氫作為補(bǔ)充的氫源與煤進(jìn)行共液化。當(dāng)溫度升到400℃以上時(shí)，煤和廢塑料都會(huì)發(fā)生熱分解，有大分子裂解為許多自由基小分子，由于塑料的H/C原子比較高，這樣，在煤的小分子基團(tuán)、塑料的小分子基團(tuán)互相結(jié)合或與外界的活化氫原子相結(jié)合時(shí)，就會(huì)生成H/C原子比較高的液體產(chǎn)品。該項(xiàng)技術(shù)為煤的潔凈利用以及廢塑料中氫資源的回收利用提供了新途徑。

6催化裂解技術(shù)

廢塑料的催化裂解是在催化劑存在下進(jìn)行的熱解反應(yīng)。催化裂解反應(yīng)的產(chǎn)物為汽油、柴油和焦炭。其應(yīng)用范圍主要是聚烯烴類塑料。由于廢塑料中可能存在的Cl和N的毒化，以及無(wú)機(jī)填充劑和雜質(zhì)的毒化作用，需要先進(jìn)行預(yù)處理。催化劑是反應(yīng)的關(guān)鍵，常用的催化劑包括ZMS-5沸石催化劑、H-Y沸石催化劑、REY沸石催化劑和Ni-REY催化劑等，催化劑的活性點(diǎn)強(qiáng)度和濃度、比表面積、平均孔徑、孔徑的尺寸分布等都影響反應(yīng)速度和對(duì)產(chǎn)物的選擇性。

7結(jié)束語(yǔ)

防治由廢舊塑料產(chǎn)生的“白色污染”問(wèn)題，各國(guó)政府的有關(guān)部門作了大量工作。實(shí)踐表明：廢舊塑料的資源化利用技術(shù)已趨于成熟，解決廢舊塑料引起的環(huán)境污染問(wèn)題從技術(shù)角度來(lái)看不存在問(wèn)題，關(guān)鍵是通過(guò)立法采取強(qiáng)制回收利用，并加強(qiáng)管理的措施才能有效根治“白色污染”問(wèn)題，不然會(huì)進(jìn)一步出現(xiàn)“放錯(cuò)地方的資源，而沒(méi)有得到利用”的局面。

參考文獻(xiàn)：

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[2]孫亞明.廢舊塑料回收利用的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].云南化工，2008，35（2）：36-40.

[3]錢伯章.廢舊塑料回收利用及技術(shù)進(jìn)展[J].橡塑資源利用，2007（2）：12-17.

[4]卓玉國(guó)，李青山，王新偉，等.廢舊塑料的回收利用進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào)，2006，20（4）：389-391.

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