3. Переробка відходів виробництв пластичних мас та виробів на їх основі

Аналогічно гумовим тверді відходи пластичних мас поділяють на відходи виробництва та відходи споживання.

Виробництво пластмасової сировини супроводжується утворенням твердих технологічних відходів у вигляді різних злитків, брил, брако­ваних волокон і ін. Виробничі відходи різних процесів формування виробів із пластмас утворюються у вигляді літників, бракованих ви­робів, обрізків тощо. Використання технологічних відходів доцільне насамперед на обробних підприємствах, тому що вони звичайно не вимагають облагороджування і спеціального устаткування для пере­робки у вироби. Такі відходи переробляють переважно у двох на­прямках:

1. з метою виробництва того продукту, у процесі виготовлення якого утворився даний вид відходів, чи продукту аналогічної ре­цептури;

2. для виготовлення виробів менш відповідального призначення.

При переробці за першим напрямком відходи звичайно викорис­товують безпосередньо після їх утворення на окремих установках. У ряді випадків їх збирають автоматично і подають у пристрої для здрібнювання, після чого змішують з основною сировиною і направ­ляють у прийомні пристрої екструдерів і різних формувальних уста­новок. Вміст відходів у сировині звичайно становить 5-10 %, але може досягати 20 % і більше. Другий напрямок переробки різного виду технологічних відходів полягає в їхньому сортуванні (відділення сто­ронніх домішок і розбраковування), подрібненні, гранулюванні з на­ступним виготовленням на їх основі виробів широкого вжитку (тари, підстилок, сувенірів, іграшок тощо). У цілому переробка технологічних відходів виробництва пластмасових виробів полегшена концентрацією їх у рамках окремих виробництв і можливістю запобігання забруд­ненню.

Набагато більшою проблемою є знешкодження та використання відходів споживання пластмас, що збільшуються щорічно в зв’язку з бурхливим зростанням виробництва полімерних матеріалів: починаючи з 60-х років виробництво полімерів, основну частину яких становлять пластмаси, подвоюється кожні 5 років. Особливої гостроти цій проб­лемі додає виняткова стійкість відходів пластмас у природних умовах, що приводить до істотного забруднення навколишнього середовища. Так, по закордонним даним, у 1980 р. в Англії у відходи потрапляло близько 1,35 млн т пластмас при виробництві 2,145 млн т, у США - близько 2,5 млн т при виробництві 17,5 млн т.

З відходами пластмас губиться велика кількість коштовних орга­нічних продуктів, повторне використання яких дозволило б, зокрема, скоротити споживання природної сировини (нафти і газу) і зменшити забруднення навколишнього середовища. Неабияку роль відіграє й економічний бік питання: собівартість вторинних полівінілхлориду, поліетилену, полістиролу в 2,5-6 разів нижча, ніж тих самих первинних матеріалів, собівартість вторинного капрону в 12 разів менша, ніж первинного [39].

Збір, пакування, збереження і ряд інших операцій, пов’язаних з утилізацією найбільш розповсюджених видів відходів пластмас, обу­мовлені і регламентовані в нашій країні вимогами затверджених Держ- комітетом з матеріально-технічного постачанню стандартів, що охоп­люють вторинні поліетиленові, полістирольні, капронові і полівініл- хлоридні термопласти.

Переробці відходів пластичних мас у вироби передують їх збір і сортування, очищення від сторонніх домішок і ущільнення, а також гранулювання. Збір, заготівлю і постачання такої сировини на пере­робні підприємства здійснюють підрозділи Головвторинсировини. Ме­тоди переробки відходів пластмас залежать в основному від ступеня чистоти, геометричних розмірів, зовнішнього вигляду, характеру і вмісту в пластмасах сторонніх домішок і ряду інших факторів.

Найважливішими методами переробки таких відходів є здрібню­вання, екструзія, наповнення, деполімеризація, розчинення, хімічне модифікування.

Відходи побутового споживання пластмас перед їхнім повторним використанням зазвичай відділяють від інших побутових відходів. Для цього, як правило, використовують різні способи, що включають обробку відходів з використанням процесів здрібнювання, просівання, розсівання та змішування в поєднанні з різними видами сепарації (повітряної, вакуумної, магнітної, електростатичної, гідравлічної), екстракції, флотації, й інші способи. Аналогічні способи викорис­товують і для поділу сепарованих з маси розкиданих сумішей полі­мерних матеріалів на окремі компоненти (класи), що збільшує ефек­тивність подальшої переробки пластмас [39].

Досить повне уявлення про номенклатуру зазначених способів і послідовність їхнього використання дає схема регенерації пластмас з відходів споживання, що функціонує в Японії (рис. 14.6).

Рис. 14.6. Схема регенерації пластмасових відходів:

1 - конвеєр для подачі мішків; 2 - дробарки;

З - повітряний класифікатор;

4 - магнітний сепаратор; 5 - промивач; 6 - конвеєр; 7 - центробіжна сушарка; 8 - млин; 9 - екструдер; 10 - таблеткуючий пристрій; 11 - бункер

На переробку надходять пластмасові відходи з домішками каучуку (до 10 %), металу, скла й інших матеріалів, завантажені в мішки. Транспортером їх направляють у дробарку. Здрібнену суміш про­мивають і пневмотранспортом направляють у повітряний класифі­катор, у якому сепарують 3 % важких відходів. Потім відходи піддають додатковому здрібнюванню в дробарці другого ступеня та потоком повітря транспортують через магнітний сепаратор з метою видалення металів, які залишилися. Пройшовши таку обробку, відходи знову промивають водою з поверхнево-активними речовинами які сушать у відцентровій сушарці. Висушені відходи перемішують у турбінному млині для запобігання грудкування і направляють у екструдер, у якому за допомогою таблеткуючого пристрою перетворюють пластмасові відходи в таблетки.

Схеми переробки виробничих відходів пластмас зазвичай простіші через відсутність необхідності їхньої сепарації, класифікації за видами, відмивання та сушіння. Серед перерахованої вище сукупності способів повітряну сепарацію, зокрема, можна використовувати і для відділення термопластичних мас від тканинної основи. У такому процесі здрібнені відходи листових термопластів на тканинній основі (полімерна тріска, лінь, рубана тканина, тканинний пил) розділяють струменем повітря в циклонному сепараторі і вихровій лійці. Суміш тріски та рубаної тканини подають у гравітаційний повітряний сепаратор, де більш легка тканина потоком повітря відокремлюється від тріски і виводиться в трубопровід, де змішується з тканинним пилом.

При використанні флотації змінюють поверхневий натяг на межі повітря - полімер - вода, підбираючи визначені концентрації різних змочувальних речовин; при цьому одні види здрібнених пластмас спливають під дією пухирців повітря, що прилипають до них, а інші разом з домішками осідають на дно. Як змочувальні речовини викорис­товують лігносульфат натрію, танінову кислоту, желатин, катіоно- й аніоноактивні, а також неіоногенні речовини. У практиці обробки відходів полімерних матеріалів використовують технології, що мають на меті або перетворення їх у вторинні продукти (виріб) без зміни хімічного складу вихідних чи полімерів, шляхом хімічної або термічної деструкції, або їх ліквідацію.