專利名稱：一種鋁塑包裝廢物資源化利用為硅酸鹽水泥鋁質(zhì)校正劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁塑包裝廢物資源化利用為硅酸鹽水泥鋁質(zhì)校正劑的方法，具體涉及鋁塑包裝廢物的資源化利用方法，屬于固體廢物處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋁箔在包裝中占有重要地位，2007年，我國(guó)鋁箔年產(chǎn)量100萬(wàn)噸，居世界第一位，中國(guó)每年消費(fèi)約16. 13萬(wàn)噸鋁箔，其中卷煙、食品、乳制品和日化品包裝用鋁箔分別占34. 5%、18. 2%、8. 2%和4. 5% ;其他占9. 1%。目前，包裝業(yè)用鋁占鋁加工材消費(fèi)量的21%。鋁塑包裝是招箔應(yīng)用的主要途徑，由招、聚乙烯(Polyethylene, PE)及紙質(zhì)構(gòu)成,具有回收價(jià)值高、產(chǎn)生量大的特點(diǎn)。我國(guó)每年待回收的鋁箔紙約10-20萬(wàn)噸。按6:3:1 (紙漿鋁其他)的比例，約含紙漿6-12萬(wàn)噸，鋁3-6萬(wàn)噸。因此，鋁的復(fù)合包裝具有可觀的回收再利用 價(jià)值。開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)有效的鋁塑復(fù)合包裝回收利用技術(shù)，是促進(jìn)鋁塑復(fù)合包裝行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。鋁塑復(fù)合包裝由于其熱壓合成型工藝使得鋁和塑料緊密結(jié)合，難以通過(guò)普通的物理化學(xué)方法進(jìn)行有效分離。目前的鋁塑復(fù)合材料的回收技術(shù)不能夠一次性解決材料完全分離，而存在著其他物質(zhì)殘留、催化劑用量大而增加生產(chǎn)成本以及原材料損耗等諸多問(wèn)題。雖然熱處理方法可以回收鋁，但是塑料在熱化學(xué)過(guò)程中容易引起二次污染，因此如何實(shí)現(xiàn)鋁塑復(fù)合包裝的資源化利用并有效避免二次污染，是亟待解決的科技難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的鋁塑復(fù)合包裝廢物處理技術(shù)存在鋁的分離、純化效果差，熱處理過(guò)程塑料產(chǎn)生二次污染的技術(shù)問(wèn)題，而提供一種簡(jiǎn)潔、高效、低能耗、低污染的鋁塑復(fù)合包裝廢物的資源化利用方法。本發(fā)明提供鋁塑包裝廢物資源化利用為硅酸鹽水泥鋁質(zhì)校正劑的方法，該方法是通過(guò)下述步驟實(shí)現(xiàn)的先將鋁塑復(fù)合包裝廢物進(jìn)行破碎處理，然后與硅酸鹽水泥生料(生料為生產(chǎn)水泥的原料)均勻混合，經(jīng)過(guò)預(yù)分解窯，進(jìn)入干法硅酸鹽水泥窯，燃燒得到的固體產(chǎn)物直接作為硅酸鹽水泥的鋁質(zhì)校正劑，實(shí)現(xiàn)資源化利用。同時(shí)塑料可以替代部分水泥窯燃料，實(shí)現(xiàn)水泥窯的節(jié)能。本發(fā)明所采用的水泥窯環(huán)境必須為帶有預(yù)熱爐的新型干法水泥窯。煅燒采用直接加熱方式，所述直接加熱方式的熱源為熱煙氣。熟料率值是控制水泥質(zhì)量的重要指標(biāo)，主要包括石灰飽和系數(shù)(KH)、硅率(SM)、鋁率(AM)三個(gè)率值。硅率表示水泥熟料中SiO2與Al2O3和Fe2O3之和的比值，常用SM表示。
cSi(l、SM =-=-
A/X), + FeXl
Z JI j鋁率表示熟料中Al2O3和Fe2O3之比，用AM表示。
權(quán)利要求
1.一種鋁塑包裝廢物資源化利用為硅酸鹽水泥鋁質(zhì)校正劑的方法，該方法是通過(guò)下述步驟實(shí)現(xiàn)的先將鋁塑復(fù)合包裝廢物進(jìn)行破碎處理，然后與硅酸鹽水泥生料均勻混合，經(jīng)過(guò)預(yù)分解窯，進(jìn)入干法硅酸鹽水泥窯，燃燒得到的固體產(chǎn)物直接作為硅酸鹽水泥的鋁質(zhì)校正劑。
2.如權(quán)利要求I所述的一種鋁塑包裝廢物資源化利用為硅酸鹽水泥鋁質(zhì)校正劑的方法，該方法是通過(guò)下述步驟實(shí)現(xiàn)的首先對(duì)鋁塑復(fù)合包裝進(jìn)行成分分析，明確鋁和塑料的各自百分含量，將鋁塑復(fù)合包裝進(jìn)行破碎至粒徑小于0. 5cm,破碎處理后的包裝廢物與硅酸鹽水泥生料均勻混合，熟料率值滿足飽和比KH=O. 89±0. 02，硅率SM = 2. 5±0. 1，鋁率AM = I. 6±0. 1，混合后生料先經(jīng)過(guò)預(yù)分解窯，然后進(jìn)入干法水泥窯內(nèi)煅燒，煅燒溫度為13000C -1450°C。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種鋁塑包裝廢物資源化利用為硅酸鹽水泥鋁質(zhì)校正劑的方法，對(duì)藥品泡罩包裝進(jìn)行成分分析，鋁和塑料含量的質(zhì)量百分比分別為10%和90%，原料先經(jīng)過(guò)破碎至粒徑小于0. 2cm，藥品泡罩包裝替代生料中鋁質(zhì)成分的5%，然后與硅酸鹽水泥生料進(jìn)行混合，并在行星研磨儀上混合均勻，飽和比KH = 0. 9，硅率SM = 2. 6，鋁率AM =I.5。加水壓制成(j5 20mmX15mm生料片，105°C烘干24h后在升降電爐中以20°C /min的升溫速率升高到1450°C并鍛燒lh，空氣中急冷，冷卻后將熟料塊在行星研磨儀上磨成0. 08mm篩余小于10%的細(xì)粉，將煅燒后熟料與去離子水以L/S=0. 3ml/g的比例均勻混合，置于塑料瓶中，密封后置于干燥器內(nèi)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間分別為ld、3d和28d，達(dá)到指定的養(yǎng)護(hù)周期后，采用1:1的甲醇-丙酮混合液終止水化，具體為采用混合液洗滌樣品5min，然后采用該混合液漂洗3次，漂洗后的樣品在馬弗爐內(nèi)于60±5°C下烘干2h，對(duì)經(jīng)過(guò)煅燒后硅酸鹽水泥熟料進(jìn)行檢測(cè)，C3S, C2S, C3A和C4AF的含量分別為59. 5%,23. 2%、8. 2%和9. 0，Id抗壓強(qiáng)度達(dá)到14MPa，3d抗壓強(qiáng)度為29MPa，28d抗壓強(qiáng)度達(dá)到59MPa，初凝時(shí)間85min，終凝時(shí)間131min。
4.如權(quán)利要求I或2所述的一種鋁塑包裝廢物資源化利用為硅酸鹽水泥鋁質(zhì)校正劑的方法，對(duì)鋁塑復(fù)合包裝進(jìn)行成分分析，鋁含量為35%，原料先經(jīng)過(guò)破碎至粒徑小于0. 2cm，然后與硅酸鹽水泥生料進(jìn)行混合，行星研磨儀上混合均勻，鋁塑包裝替代生料中鋁質(zhì)成分的7.5%,飽和比KH = 0. 89，硅率SM = 2. 55，鋁率AM = I. 55，加水壓制成IOOmmX 15mm生料片，105°C烘干24h后在升降電爐中以20°C /min的升溫速率升高到1450°C并鍛燒lh，空氣中急冷，冷卻后將熟料塊在行星研磨儀上磨成0. 08mm篩余小于10%的細(xì)粉，將煅燒后硅酸鹽水泥熟料與去離子水以L/S=0. 3ml/g的比例均勻混合，置于塑料瓶中，密封后置于干燥器內(nèi)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為ld、3d和28d，達(dá)到指定的養(yǎng)護(hù)周期后，采用體積比1:1的甲醇-丙酮混合液終止水化，具體為采用混合液洗滌樣品5min，然后采用該混合液漂洗3次，漂洗后的樣品在馬弗爐內(nèi)于60±5°C下烘干2h，對(duì)經(jīng)過(guò)煅燒后硅酸鹽水泥熟料進(jìn)行檢測(cè)，C3S、C2S、C3A和C4AF的含量分別為53. 5%,23. 1%、7. 8%和9. 2，Id抗壓強(qiáng)度達(dá)到12MPa，3d抗壓強(qiáng)度為22MPa，28d抗壓強(qiáng)度達(dá)到56MPa，初凝時(shí)間79min，終凝時(shí)間125min。
5.如權(quán)利要求I或2所述的一種鋁塑包裝廢物資源化利用為硅酸鹽水泥鋁質(zhì)校正劑的方法，紙、鋁和塑料的含量為45%、34%和21%，采用機(jī)械方式將原料撕裂破碎，去除大部分紙，剩下的部分粒徑小于0. 2cm與硅酸鹽水泥生料進(jìn)行混合，行星研磨儀上混合均勻，鋁塑包裝替代生料中鋁質(zhì)成分的10%，飽和比KH=O. 88，硅率SM=2. 5，鋁率AM=L 65，加水壓制成小IOOmmX 12mm生料片，105°C烘干24h后在升降電爐中以20°C /min的升溫速率升高到1450°C并鍛燒lh，空氣中急冷，冷卻后將熟料塊在行星研磨儀上磨成0. 08mm篩余小于10%的細(xì)粉，將煅燒后水泥熟料與去離子水以L/S=0. 3ml/g的比例均勻混合，置于塑料瓶中，密封后置于干燥器內(nèi)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為ld、3d和28d。達(dá)到指定的養(yǎng)護(hù)周期后，采用1:1的甲醇-丙酮混合液終止水化，具體為采用混合液洗滌樣品5min，然后采用該混合液漂洗3次，漂洗后的樣品在馬弗爐內(nèi)于60±5°C下烘干2h，對(duì)經(jīng)過(guò)煅燒后硅酸鹽水泥熟料進(jìn)行檢測(cè)， C3SX2SX3A和C4AF的含量分別為56%、21%、7. 9%和9. 5，Id抗壓強(qiáng)度為14. 5MPa，3d抗壓強(qiáng)度為26MPa，28d抗壓強(qiáng)度達(dá)到54MPa。
全文摘要
一種鋁塑包裝廢物資源化利用為硅酸鹽水泥鋁質(zhì)校正劑的方法，主要是針對(duì)現(xiàn)有的鋁塑復(fù)合包裝廢物處理技術(shù)存在鋁的分離、純化效果差，熱處理過(guò)程塑料產(chǎn)生二次污染的技術(shù)問(wèn)題。該方法是通過(guò)下述步驟實(shí)現(xiàn)的先將鋁塑復(fù)合包裝廢物進(jìn)行破碎處理，然后與硅酸鹽水泥生料均勻混合，經(jīng)過(guò)預(yù)分解窯，進(jìn)入干法硅酸鹽水泥窯，燃燒得到的固體產(chǎn)物直接作為硅酸鹽水泥的鋁質(zhì)校正劑，實(shí)現(xiàn)資源化利用。同時(shí)塑料可以替代部分水泥窯燃料，實(shí)現(xiàn)水泥窯的節(jié)能。本發(fā)明所采用的水泥窯環(huán)境必須為帶有預(yù)熱爐的新型干法水泥窯。煅燒采用直接加熱方式，所述直接加熱方式的熱源為熱煙氣。本發(fā)明簡(jiǎn)潔、高效、低能耗、低污染。
文檔編號(hào)C04B7/42GK102730995SQ20121023404
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者劉耀鑫, 徐杰, 李彥龍, 李潤(rùn)東, 楊天華, 王雷, 魏礫宏 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)航空航天大學(xué)