简析复合材料回收技术

    复合材料由于今年发展迅速,产量增长迅速且应用广泛,其废弃物量也随之增长,因此引起行业广泛关注。今天,废弃的复合材料通常是且随后进行垃圾掩埋火焚烧。许多机构都在努力开发其他可行的替代方案。
    复合材料废弃物来源主要有制造过程产生的废弃物;使用后报废的产品。其中,叶片行业的迅速扩大,给回收利用带来新的困难:
    制造过程产生的废弃物量大(约700K/片)
    产品重、体积大、强度高,破碎等处理不方便;
    行业快速、迅猛发展,意味着将来将集中退役,大量退役叶片的处理,对回收利用技术将是一个很大的挑战。


                       目前应用的三类回收方式对比
    目前国内的处理方式主要为填埋和简单焚烧的处理方法。这样却有一系列的问题,如:占用土地资源;二次污染严重;资源未得到充分应用;存在潜在的、未知的危险。  
    在工业发达,特别是在欧洲,热固性复合材料回收利用技术日益受人关注。各有关大公司共同投资、联合建厂,政府资助。回收加工厂多以粉碎和热解法技术为主,已具备一定的规模,技术日趋成熟。其主要研究方向大致分为两个方面,一是研究非再生热固性复合材料废弃物的处理新技术;二是开发可再生、可降解的新材料。回收方法有以下三种主要方法。
    1 能量回收(焚烧法) 
    利用废弃物作燃料进行焚烧,以获取能量;能量回收技术有液体床技术/旋转炉技术和材料燃烧技术等。热塑性玻璃钢能量含量较高,适用于这一方法。但热固性玻璃钢中例如汽车中用量多的smc,其有机物含量和能含量较低,而灰分含量很高。灰分中高含量的氧化钙对新smc的熟化反应有不良影响,因此不能用作填料。灰分通常采用填埋的方法处理。
    2 化学回收(热解法) 
    热解法是将一种物质在无氧的情况下利用高温(不燃烧)变成一种或多种物质的方法。用高温分解的方法来回收利用热固性复合材料制品有较大的难度,费用较高。但回收利用的效果较好。热解法适用于处理被污染的废弃物,例如处理经油漆、粘接或混杂材料的热固性复合材料部件。

    在无氧的情况下,高温分解使热固性复合材料废弃物分解成燃气、燃油和固体三种回收物。其中每一种回收物都可以进一步回收利用。工艺设备由原料处理及喂料系统、高温分解反应器、提纯和洗涤系统、控制系统和出料系统组成。回收的燃气用来满足热分解的需要。多余的燃气通过管道可供锅炉及内燃机混合使用。固体副产物能用作smc、bmc、zmc和热塑性塑料的填料。它已成功地应用于a级表面的smc制品。
    3 物理回收(粉碎法) 
    物理回收是直接利用热固性复合材料废弃物并不改变化学性质的方法。一种方法是将废弃物破碎及碾磨成细粉。另一种方法是适当切碎和粉碎再生是选的回收方法。回收设备主要是由废料输送机、成粒粉碎机、鼓风机漩风分离器、定量供料箱、分级设备和集尘机等组成。粉碎后碾磨成的细粉含有一定量的玻璃纤维。它的分散性很好,可制得具有高附加值的增强型材料。用细粉取代caco2填料和玻璃纤维制得的bmc制品结构特性为标准材料制得bmc制品的70%,而充模性能提高50-100%。密度下降10-15%。 
    物理回收是直接利用热固性复合材料废弃物并不改变化学性质的方法。回收设备主要是由废料输送机、成粒粉碎机、鼓风机旋风分离器、定量供料箱、分级设备和集尘机等组成。粉碎后碾磨成的细粉含有一定量的玻璃纤维。它的分散性很好,可制得具有高附加值的增强型材料。用细粉取代CaCO2填料和玻璃纤维制得的BMC制品结构特性为标准材料制得BMC制品的70%,而充模性能提高50%~100%,密度下降10%~15%。
    总结   
    物理回收法无论从技术可行性还是实用性来讲,为可取。可回收的热固性复合材料废弃物品种较多,对用一般方法难以回收的热固性复合材料废弃物(如BMC废弃物)也能较好的回收,且不会对环境造成污染,是解决热固性复合材料废弃物污染的一个重要发展方向。  
    目前国内外主要采用的方式是,美国以化学回收方法为主;日本以物理回收方法为主,通过产学研建立集中处理的工厂;国内以掩埋为主,部分地区研究尝试采用物理回收方式,如北玻院、枣强县等。  
    未来国内复合材料回收再利用的发展方向是,借鉴国外的经验,建立集中的工厂,分区域统一处理,与水泥、电厂联合起来,以市场化的方式,由行业组织牵头,充分发挥产学研的作用,联合有实力的企业,利用提供的政策支持,系统解决回收再利用,促进行业的可持续发展。
    我国需要对复合材料的回收再利用需要高度重视。国内复合材料回收再利用的重要时期在2010年以后,要加快复合材料回收再利用产业化建设,复合材料回收利用技术必然会迎来大发展。