为了环保,含卤废旧塑料回收必须除卤,这些技术需要了解

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随着塑料工业的迅速发展，塑料产品也广泛应用于汽车、电子电气、建筑和包装等行业，其中大多产品都对阻燃等级做了要求。因此，卤系阻燃剂就广泛应用在了塑料中。

然而，就是因为卤素的存在，恰恰就增加了这些废旧塑料的回收难度。因为在处理过程中，卤素很容易形成有毒有害的含卤化合物，如卤化氢、卤代酚、二噁英和呋喃类等.

这些含卤化合物一方面污染环境，腐蚀处理设备，增加处理成本；另一方面含卤有机物进入液体和气体产品中还会造成这些产品的再利用困难。

塑料中的卤素主要来源除了含卤阻燃剂外就是聚氯乙烯。从废旧塑料中消除卤素是一个非常困难的过程，多年来塑料脱卤一直是困扰废旧塑料回收的难题。

近年来，随着电子电器废弃物中含卤塑料的大量回收，环保要求的进一步提高。含卤废旧塑料脱卤成为回收再生中的必要环节。下面对目前的一些脱卤技术做下简单介绍。

热分解脱卤是提出最早、应用时间最长的脱卤技术，但是由于效率较低，并涉及到复杂的化学反应过程，应用限制较多。

由于废塑料的复杂组成，其所含有的添加剂和稳定剂都会影响HCL生成，只能根据单种塑料预测设定混合物的最佳脱氯温度和时间，误差较大。

目前研究方向是两端多段法，吸附法，催化剂法。

超临界萃取技术脱卤是近期研究的热点，它应用于添加性阻燃塑料，现在比较成熟的技术是超临界水和CO2的脱卤技术。

超临界CO2法和超临界水萃取法相比，除了超临界CO2具有极好的渗透性和溶解性外，还可以在几乎不引起塑料分解的条件下脱卤，并基本没有有毒有害物质产生，是较为环保的技术。

该方法要求反应条件复杂，对温度和压力要求高，而且并不是对所有的阻燃剂都有效，这些问题限制了该方法的应用范围。

化学还原法已成功用于PCBs、农药和制冷剂的脱卤处理。该方法利用碱金属溶于液氨形成溶剂化电子溶液的极强还原性，可以在不破坏材料结构的条件下置换出其中的卤素，特别适用于超临界萃取无法处理的反应型阻燃塑料。

该方法对介质中的杂质离子，主要是比较敏感，价格昂贵且不稳定、不适合大批量生产。该方法的发展方向是进一步开发廉价稳定的替代溶剂来解决成本问题。

机械化学是指通过剪切、磨擦、冲击、挤压等手段，对固体、液体等凝聚态物质施加机械能，诱导其结构及物理化学性质发生变化，并诱发化学反应。

机械化学反应的动力是机械能而非热能,相对于传统脱卤工艺高温、高压等苛刻反应条件和成套反应设备，化学机械脱卤在一般反应条件和催化剂的作用下即可完成。

目前，机械化学方法现已发展成为物质化学合成、材料制备与改性的一种标准工艺。现在关注的焦点是球磨法和化学挤出法。其微观的反应机理现在还不明确，有待进一步研究。

通常采用行星式高能球磨机，其原理是在旋转转盘的大圆周上，装有2-4个即随转盘公转又做高速自转的球磨罐。在公转加高速自转的作用下，球磨罐内的研磨球在惯性力的作用下对物料形成很大的高频率冲击和摩擦力，对粉料进行强烈的碾压和摩擦来诱发化学反应。

利用挤出机，通过特殊的加料工艺及螺杆造型，使废塑料在共混挤出的过程中，一步或几步完成脱卤、共混、挤出成型或裂解。

作为一种最近几年才兴起的新方法，其脱卤的连续性，高效，低污染使其迅速成为关注的焦点，但现在该技术尚在试验阶段，可参考的数据不多，还有很多问题亟待解决。

日本东芝公司自行研发了TEM37型实验用连续裂解挤出机，具体如1图所示。将废塑料原料经过预处理后，与脱卤溶剂和添加剂一同加入挤出机，在螺杆的挤压，混合加热过程中，含卤废塑料被裂解处理，废气（卤化氢）从出口排出。

图1 新型连续挤出机示意图

在相同的温度下，这种新型连续挤出的工艺在6分钟以内就可以完全分解卤化物，而传统的方法一般最短也需要45分钟，最长要3个小时以上，生成物主要是部分未分解的废塑料中间产物和一些低分子量的有机物，粘度低，透明度好，可作为化工原料。

图2所示，由日本松下公司发明的新型阻燃剂脱除工艺，该方法利用多进料逆流共混挤出机，在塑料物理改性的同时用溶剂法完成对混合物的阻燃剂去除。

图2 松下公司去除阻燃剂的新型挤出机设计示意图

该种方法使多个工序在挤出机上同时完成，能进行长时间的连续化处理，同时还能分离阻燃剂作其他应用，适用于大规模连续生产。

但由于涉及到多个进料口和出料口，且螺杆设计复杂，技术含量较高，此挤出机的螺纹原件造型，逆向流动的实现机理和阻尼原件的设计都可以作为研究的对象。

目前大多数塑料脱卤研究仍在试验阶段；已工业应用的脱卤技术仍存在脱卤效果不理想、不能完全避免卤化氢对设备的腐蚀问题。

由于限制含卤阻燃塑料制品的生产和销售将成为环保的新政策，因此，脱卤对含卤塑料的物理再生也是必不可少的。在脱卤的同时，也要考虑卤素的回收问题，阻燃塑料中的溴含量比海水、卤水高好几百倍，是宝贵资源，选择合适的卤素回收途径可大大降低塑料脱卤的经济成本。