一种废聚对苯二甲酸乙二醇酯料的梯度脱标、湿式破碎一体化方法与流程

本发明涉及废料回收，尤其涉及高分子聚酯材料，具体是一种对聚对苯二甲酸乙二醇酯废料的梯度脱标、湿式破碎的一体化方法。

背景技术：

1、聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）具有优异的力学性能、透明性、阻隔性和化学稳定性，被广泛用于饮料瓶、食用油瓶、日化包装等容器，是目前消费量最大的热塑性聚酯品种。随着资源循环利用和环境保护要求的不断提高，废pet的回收再利用受到广泛关注、废pet经分选、脱标、破碎、清洗后可制得再生瓶片，进而用于再生聚酯切片、再生短纤维、再生片材及打包带等的生产，是塑料循环经济的重要组成部分。

2、废pet料，尤其是废pet瓶，表面通常粘附有多种材质的标签，例如纸质标签、聚丙烯（pp）/聚乙烯（pe）膜标签、取向聚苯乙烯（ops）或聚氯乙烯（pvc）热收缩套标以及不干胶胶黏标签等。各类标签的材质、粘结方式和耐热、耐化学性能差异较大，是再生pet的主要污染源。若标签脱除不彻底，标签碎片（密度大多小于或接近1 g/cm3，而pet的密度约为1.33-1.38 g/cm3）会残留在pet碎片中，导致再生pet纯度下降、色泽变差、熔体过滤压力过高，严重时影响后续造粒和纺丝加工的稳定运行。

3、现有技术中，废pet的标签脱除与破碎通常采用以下方式：cn105126984a公开了一种pet饮料瓶高效回收脱标方法，其采用自动脱标机对标签进行处理后破碎，再一次经漂洗分离瓶盖、热洗、摩擦搓洗、二次分离瓶盖、脱水和烘干回收，其标签的脱除主要依靠单一机械脱标设备完成；cn104708730b公开了一种pet瓶的回收工艺，其在筛选阶段依靠人工去除标签等杂质后，采用湿式粉碎机破碎，再经重力漂洗、热碱清洗、水冲洗、离心脱水和漂洗处理；cn113119344a公开了一种pet废塑料瓶破碎清洗回收方法，其先将塑料瓶上的标签剥离得到裸瓶，再将裸瓶破碎并分离瓶盖片与瓶身片后进行热洗，标签剥离与破碎为相互独立的两道工序；us5148993a公开了一种塑料成型品废弃物的回收处理方法，其将废弃物浸入70-100℃热水中搅拌以去除异种塑料底座，以蒸汽喷射剥离纸标签，经破碎、风选和飞选分离后超声清洗，该方法的标签脱除同样依靠热水浸泡和蒸汽喷射两种单一手段。

4、上述现有技术至少存在以下不足：标签脱除手段单一，仅依靠机械撕脱、热洗或蒸汽喷射中的一种，难以同时高效去除纸质标签、热收缩套标和胶黏标签等多种标签，而热收缩套标在受热后还会进一步收缩并紧贴瓶体，采用单一热洗方式反而更难脱落，导致标签脱除率有限、再生pet纯度不高；标签脱除与破碎多为相互独立的两段式工序，先脱标再破碎，或先破碎再通过热洗、风选、浮选分离标签，物料需多段转运，工艺流程长、设备占地面积大，且破碎后标签与pet碎片相互掺混，需再设置独立的分选工序，分离效率低；采用干式破碎时，破碎过程粉尘大、能耗高，且刀盘摩擦生热易使pet局部过热降解发黄，影响再生料品质。

5、因此，本领域还需要一种能够针对不同材质标签实施差异化脱除、并将脱标与破碎、分离有机整合的处理办法。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种废聚对苯二甲酸乙二醇酯料的梯度脱标、湿式破碎一体化方法。

2、本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：

3、一种废聚对苯二甲酸乙二醇酯料的梯度脱标、湿式破碎一体化方法，包括以下步骤：

4、s1：将废聚对苯二甲酸乙二醇酯料进行分选，去除金属、砂石及其他材质塑料杂质，得预处理料；

5、s2：对所述预处理料进行机械破表脱标，采用带切割刀齿的脱标机沿瓶体表面划破或撕开整周包裹的薄膜标签以破坏其环套结构，并利用气流分离去除松散的纸质标签、已划破脱落的标签及轻质杂质，得一级脱标料；

6、s3：将所述以及脱标料置于70-95℃热水或蒸汽中保温处理1-5 min，利用热收缩标签与聚对苯二甲酸乙二醇酯瓶体的热收缩率差异，使热收缩标签收缩、卷曲而脱落，同时使得粘结标签的胶黏剂受热软化脱开，得二级脱标料；

7、s4：将所述二级脱标料置于40-70℃的水介质中，以60-200 r/min的转速摩擦搓洗3-10 min，去除残余胶黏标签及其胶层，得三级脱标料；

8、s5：将所述三级脱标料在带水环境下送入湿式破碎机，控制固液比为1:(2-5)，破碎至片径为8-16 mm；所述湿式破碎的破碎介质与脱标工段共用同一水循环系统，并利用聚对苯二甲酸乙二醇酯与标签碎片的密度差，使标签碎片上浮、聚对苯二甲酸乙二醇酯碎片下沉，在破碎的同时同步进行浮选分离；

9、s6：收集下沉的聚对苯二甲酸乙二醇酯，经清洗、脱水、干燥，得高纯聚对苯二甲酸乙二醇酯回收碎片。

10、在本发明中，s2中所述脱标机的切割刀齿沿瓶体轴向设置，所述干式风选的气流速度为6-15 m/s。

11、在本发明中，s3中所述热水或蒸汽的温度为80-90℃，保温处理时间为2-3 min。

12、在本发明中，s4中所述水介质中还含有质量分数0.1-1.0%的表面活性剂，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的至少一种。

13、在本发明中，s5中所述湿式破碎机内的破碎温度为20-50℃，破碎至片径为10-14mm。

14、在本发明中，s3使用后的热水经降温后作为s4和s5的水源，实现热能梯度利用。

15、在本发明中，所述方法还包括废水处理回用步骤s7，s2-s6中产生的废水经絮凝、沉淀、过滤处理后回用于s4和s5中。

16、在本发明中，s6处理后获得的回收碎片，含水量≤0.5%，标签脱除率≥99%，纯度≥99.5%。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

18、（1）本发明针对废pet料上不同材质标签的粘接特性、固定方式和耐热、耐化学性能差异，设置了由机械破标脱标、热收缩脱标到湿式摩擦脱标的三级梯度脱标工序，脱除强度和作用机理逐级递进：第一梯度以切割刀齿划破整周包裹薄膜标签的环套结构、并以气流分离去除松散纸标签和轻质杂质，避免其进入后续工序；第二梯度利用热收缩标签与pet瓶体热收缩率的差异使套标收缩，卷曲脱落，同时使环绕式薄膜标签首尾搭接处的胶黏剂受热软化、接缝脱开；第三梯度在水介质中借助机械摩擦与表面活性剂的渗透作用剥离残余胶黏标签及其胶层。三级梯度相互配合、逐级递进，对多种材质的标签均能高效脱除。

19、（2）本发明将脱标与湿式破碎一体化衔接，脱标工段与破碎工段共用同一水循环系统，破碎介质同时作为分离介质，利用pet与标签碎片的密度差在破碎的同时同步实现浮选分离，省去了独立的标签分选工序，实现了脱标、破碎、分离的一体化连续生产，缩短了工艺流程，降低了设备投资和占地面积。

20、（3）本发明采用湿式破碎替代干式破碎，破碎过程在带水环境下进行，基本无粉尘外溢，改善了作业环境；水介质的冷却作用避免了破碎生热导致的pet局部降解发黄，再生pet色泽好、特性粘度保持率高。

21、（4）本发明中第二梯度脱标使用后的热水降温后作为第三梯度脱标及湿式破碎段的水源，实现热能梯级利用，配合废水的处理回用，降低了生产过程的能耗和水耗。