对废弃物进行分离回收的方法和效益
2006年美国塑料总产量为5 140 万吨（热性塑料4 100 万吨，热固性塑料400万吨，工程塑料1 2 0 万吨，其他5 2 0 万吨），这些塑料用于运输、家用电器、电子设备、建筑、家具和纺织品、医药等等。聚合物的产量和用量也在增长，预计这种增长还将继续，新型聚合物可能出现。
因为需求增长，来自矿石的金属产量也在增长。运输、家用电器、电子、建筑等工业消费了这些金属的大部分。金属占汽车重量的75% 以上，聚合物占7%。每年全世界有5 000 万辆以上的汽车报废。其中美国有1 500 万辆。95% 的报废汽车进入回收基础设施，包括零部件拆卸厂、再制造厂和废料回收厂（切碎厂）。现在，75% 以上的汽车材料可以通过零部件的再利用和再制造回收。
一、切碎和分离
汽车和家用电器的切碎目前都有很大的技术进步。美国的切碎操作产生一种含铁的切碎料，它支配着北美的弧炉炼钢厂的原料市场。美国约有200家切碎厂，在典型切碎操作中，50%~60%（重量）报废汽车的废料混合物和家用电器废料、建筑碎料、新废料、其他含金属废料相掺合。在干或湿切碎操作中原料进入锤碎机，锤碎后经格筛排出。废钢铁用磁铁从切碎废料中回收，然后将余下废料筛分， 大于 15mm 部分送入涡流分离器和金属检测排出系统，回收有色金属。一般回收的钢铁和有色金属是进入切碎机原料的 75%，余下的废料（在美国约为450 万吨/ 年）目前没有回收。
二、废料处理工业的原料来源
切碎厂一般是将一种混合物供给废料处理厂，混合物的组成为：50%~60% (重量)的汽车废料；其余为家用电器废料、电子废料、建筑碎料和其他含金属废料的混合物。过去几十年，家用电器包括冰箱、炉灶、烤箱、洗衣机、洗碟机、空调器等的生产持续增长。美国制造厂家每年生产家用电器5 000万台以上，平均使用寿命为10~16年，这些设备大部分最终被送入切碎设施中。
用于制造耐用品聚合物和金属含有的能量（直接能量+间接能量，包括在制造过程中所用的能量）是很高的，例如，汽车中所用聚合物含有的能量约为：尼龙209 800千焦/千克，橡胶153 400千焦/千克，聚丙烯120 900千焦/千克，聚乙烯和聚碳酸醋110 000千焦/千克，聚氨基甲酸醋108 200千焦/千克，丙烯腈- 丁二烯-苯乙烯（ABS）76 400千焦/千克。对金属来说，含有的能量为：铝 341 200 千焦/千克，铁和钢63 800千焦/千克，铅34 100千焦/千克。
从废品中回收这些物质可节约大量能源。假如燃烧聚合物以回收它们的热值，那么用于制造它们的能量将被浪费；假如以聚合物形式回收，那么用于制造它们的热值（大部分塑料和橡胶的热值在128 000千焦/千克和46 000千焦/千克之间）和能量将被保存。实际节约的能量将降低，因为从废物流中回收物料要消耗能量。能量的节约依赖于分离和回收各种废料所用的方法以及被回收物料的存在形式。废料混合物越复杂，分离混合物所需能量越高。净化回收的产品和除去回收物料中的污染物成本和能耗都比较高。与从矿石中生产金属相比，回收金属可节约能量如表1所示：
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一般来说，与金属相比，聚合物更难从废物流中分离，因为它们性质的差别比金属小。此外，大多数聚合物都彼此不兼容，因而必须分离。回收聚合物的能量节约依赖于在废物流中聚合物的类型的数量，所用的分离方法，不同聚合物之间的不兼容程度，在回收聚合物之前必须分离出磨损物质如金属和玻璃的存在，因为它们增加了对设备的磨损和损坏。例如，切碎家用电器和回收金属之后留下的废料可能含有6 种聚合物和一些残留金属；来自切碎汽车、家用电器和其他含金属废物的切碎厂废料含有24种以上的聚合物以及更多的残留金属、玻璃和其他非聚合物。
三、从废物流中分离聚合物
用于制造耐用品的聚合物不是单一成分的聚合物，而是在其中加入许多物质，包括增塑剂、阻燃剂、抗氧剂、改性剂和填充剂。用于制造耐用品的实际聚合物和纯态聚合物的部分性质相同，这使它们的分离更困难。例如，纯聚烯烃的比重在0.87~0.93，而在切碎机残渣中发现的聚烯烃，比重在＞1和＜1.1之间变化。此外，切碎和粉碎过程产生不同形状、大小和表面粗糙度的相同聚合物的颗料，这些差异影响到不同颗料的沉降速度。少量脏物不均匀地沉积到聚合物表面，可能引起聚合物颗粒比重和表面性质的显著变化。因此，改善用于不同废物流的分离方法非常必要。
通常分离塑料的方法是基于密度不同的沉浮技术，这种技术对分离含有几种组份的简单混合物可能是有效的，也可用这种技术洗涤塑料。但这种技术不可能从含有很多种聚合物的混合物流中生产优质塑料产品，产出率较低。用沉浮技术从切碎机残渣中分离的各聚合物部分必须进一步分离。
可应用的其他技术包括：人工拆卸，表面改性、泡沫浮选，选择性溶解，静电分离，选择性粘附，软化、离心；根据颜色分类，红外、紫外、X射线，激光识别、分离。能预识别聚合物的人工拆卸能得到较纯的产品和很少的副产品，但它是劳动密集型，成本很高。
四、从切碎机残渣中分离聚合物
阿尔贡国家实验室（A r g o n n e National Laboratory）开发了一种从报废耐用品中分离塑料的方法，该法由两部分组成：一是干式机械分离法，以聚合物浓集物形式分离废物流中的聚合物和非聚合物；二是湿式泡沫浮选，从混合的聚合物浓集物中分离不同塑料。干式机械分离法所用的设备有两种，一种用于分离很密实的物料，例如大块金属，以免这些物料损坏下游设备；另一种用于分离大块松散物料，例如可以单独回收的柔性聚氨基甲酸酯泡沫塑料；大块泡沫塑料能降低下游设备如粉碎设备的处理量；机械分离法也包括用切碎机和粉碎机粉碎废物流；用滚筒筛和格筛分离形状和大小不同的物料；用磁铁除去钢铁废料；用涡流分离机分离有色金属；用空气分级机从聚合物深集物中分离轻的织物和纤维。机械分离法生产聚合物浓集物、钢铁废料浓集物和有色金属浓集物。阿尔贡法对废物流中钢铁和有色金属的回收率达到95%，对实际切碎机残渣中聚合物的回收率达90%以上（以聚合物浓集物形式）。有色金属主要是铝，聚合物浓集物中80%以上是聚合物（塑料45%，橡胶约35%）。
湿式部分包括两步：第一步是基于密度不同的常规重力分离系统，根据需要将聚合物浓集物分离成几部分时才能使用；第二步是泡沫浮选设备，即用于分离相似或基本相同密度的物料的一系列浮选槽。分离是将混合物料置于有适当表面张力、比重和pH的溶液中而达到的、溶液性质要调节到能使指定塑料颗料选择性地沉或浮。
五、回收对节能和环保的影响
回收过程中所需能量取决于所需单元操作的数量、类型和规模，即依赖于废物流的组成和性质。1吨废物所需电能为35~50kWh，包括运输机和装卸设备所需电能。经过上述方法，从1吨切碎机残渣中能回收钢铁和有色金属 75 千克以上，聚烯烃约60 千克。为了生产合格的回收物料，从聚合物浓集物中分离塑料是必要的。例如，从聚合物浓集物中（聚丙烯和聚丙烯重量占切碎残渣重量6%）分离聚烯烃（聚丙烯和聚乙烯）需要湿式分离阶段。首先，将聚烯烃作为浓集物分离，这种浓集物含有木料和橡胶；然后分离木料和橡胶，留下含聚丙烯和聚乙烯95%以上，共存橡胶3%~4%的物料。运转回收聚烯烃的湿式分离系统所需电能约为5kWh/t 切碎机残渣，回收聚丙烯和聚乙稀相关的含有能量约为1 850kWh/t切碎机残渣，节能优势明显。
六、成本估算
回收聚合物和金属通常需要的设备包括：物料装卸设备，破碎设备，磁铁，涡流分离器，金属检测器，空气分级设备，沉浮槽，热水器或蒸汽锅炉，运输机。比较特殊的设备，如颜色分类器，静电分离器，红外扫描仪等，必要时也可应用。处理设备的成本可能在5 万 ~15 万美元/h·t（加料量）之间，这取决于废物流组成和所回收的物料。当选择一台设备时，必须考虑目前在该领域的技术上的先进性，如遥感，利用颜色分类，X射线和激光系统，红外线等。即使最初设备成本可能很高，但总的效益可能比用较常规的设备更好。
回收设施需要考虑有贮存空间，废物流本身或从其中分离出来的某些部分都要防风、防雨，因此必须建仓库，把物料保存在室内，土地必须修整到能控制废水排出，能便于废物和产品的运输。土地和建筑的总成本可能与设备成本相当或更高。
劳动力的需要量随回收方法和最终产品而变化。假如最终产品是有严格标准和纯度的球料，就需要有聚合物化学家和工程师，还必须有人了解法规和代码的应用，密切监视收到的物料、产品和副产品，避免使处理成本增加的有毒废物产生。
回收产品的市场波动将对生产的利润产生重要影响。假如市场的波动可以预测，则产品合理的市场价格将被用于经济分析中。因此在开始回收操作之前，必须完成详细的经济分析，包括预测市场波动影响的敏感性分析。
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