废旧地毯回收技术

黄蕾 熊洁

摘 要：本文介绍了地毯的分类、废旧地毯的回收方法以及废旧地毯回收处理技术在国内外应用的现状。着重从化学回收这方面出发，探索一种经济的、环保的地毯回收方法和工艺。主要讲述了丙纶、尼龙、和含有少量羊毛的地毯的回收方法。通过加入酸碱溶液可对废旧地毯进行溶解，溶解后使用离心机进行分层处理，可以回收得到纤维。

关键词：地毯；化学回收；经济；环保

地毯是我国著名的传统手工艺品。中国地毯已有两千多年的历史。最初起御寒湿而有利于坐卧的作用。随着人们生活水平的提高和科学技术的不断发展，促使地毯功能的增加，特别是各种新型高分子材料的大规模使用和地毯编织工艺的改进，使得地毯的品种增加、价格降低。使用量越大，范围越广，相应的资源消耗和产生的环境污染就会越严重，因此寻找减少资源浪费，降低环境污染的方法就显得更加急迫和重要。

目前针对废旧地毯主要的回收处理方法有三种，分别是物理回收、能量回收和化学回收。

物理回收是指对废旧地毯进行物理机械加工后，就可以使其被重新利用， 或是得到一些初级原材料的回收再利用方法。通过熔融挤出法将废旧地毯中的化学纤维加工成树脂粒料，然后与新鲜的粒料复配制成新材料加以利用，用这种方法制成的产品通常只能用于对性能要求不高的场合，可制作模铸产品。

废旧地毯中的纤维为高分子聚合物，这些聚合物具有很高的热值，几乎和煤的热值相当，因此可以通过焚烧的方法来回收这些能量。对于那些不能再循环利用的废旧地毯可以采用能量回收方法。由于其成本相对较低。因此，在一定时期内能量回收方法在地毯回收再利用行业还将占有一定的空间。在美国，地毯燃烧以后，用作水泥或石灰窑，这样可以大量消耗处理生成物。

化学回收是指主要利用化学反应的方法将废旧地毯中的高分子聚合物解聚，直接得到单体进行回收的反方法。该法可以得到高质量的聚合物，还可以减少石油的消耗，缓解资源紧缺，减少废气的排放，因此回收必将以化学方法为主。

废旧尼龙地毯的组成主要为尼龙6（聚己内酰胺）纤维构成的绒面，聚丙烯衬层，填充了大量碳酸钙的丁苯胶乳胶黏剂。

通过机械分离的方式可以将尼龙纤维和聚丙烯衬层、胶黏剂分开。小工厂可以采用半人工的方式将衬层分离，然后将粘有部分胶黏剂和其他污染物的尼龙 纤维用开松和粉碎机械打松散，再进行筛分除去脱落的胶黏剂和沙土粒等赃物。大工厂通常将尼龙地毯破碎切割以后使用锤式粉碎机粉碎成短纤维毛，筛除胶乳、填料和土以后进行洗涤，之后采用沉降工艺根据聚丙烯和尼龙的密度差进行分离。单纯从技术角度，也可以利用化学溶剂有选择性的溶解尼龙6达到分离的目的。分离后的尼龙短纤维经过干燥，使用挤出机熔融造粒进行物理或机械回收。

其化学回收主要有酸碱解聚工艺、高压蒸汽水解、氨解工艺和真空解聚工艺，其目的都是将尼龙主链中的酰胺键打断使之生成单体。解聚之后的单体通过相应的精制工艺得到己内酰胺、己二酸、己二胺单体，可以重新用作聚合单体使用，或用于其它领域。有种生产流程的独到之处就是不再需要分离PA面料和非PA的底布工序，成包的地毯废料首先切碎进入解聚反应器，在反应器中解聚就完成了把PA变成己内酰胺，用过热蒸汽把己内酰胺送走并提纯，可达到新品的质量。把地毯中的PA转化成己内酰胺之后，底布上的熔胶从反应器取出冷却制成固定板材，可以破碎，这种回收的副产品主要是粉末，聚丙烯和SBR（合成丁苯橡胶），可以用来制水泥，聚合体的有机成份也可当成燃料，粉末也可再利用，几乎可以说无废弃物。

除了将PA解聚为单体完成回收之外，也可以通过裂解方式转变为燃料油加以利用。还可以通入蒸气进行废塑料的热裂解，结果表明，包含聚酰胺（PA6和PA66）在内的八种主要的塑料均能被高效率地热解成单体或燃料油加以回收利用。该系统由三个反应器串联组成：第一个为装有搅拌器的反应器，里面填充被加热的媒介粒子，以提高传热效率并保证蒸气与熔化的塑料良好接触；第二个为罐式反应器；第三个为装载催化剂的固定床式反应器，可以促使塑料裂解产物进一步分解以提高燃料油的收率。

丙纶地毯以及从尼龙地毯中分离出来的聚丙烯衬层纤维，目前主要是以物理或机械回收的方式进行再利用。最简单的方式是将其粉碎成适当长度的短纤维后，用作土壤稳定剂以降低土壤的密度和提高土壤的抗压强度，或者作为混凝土的添加剂以改善混凝土在固化过程中的收缩开裂。价值更高的再利用是通过破碎、脱胶、除杂、干燥工艺以后，将干净的丙纶短纤维熔融/掺混/塑化后制成汽车挡泥板、仿木材料等中低端产品，这也是目前主要的利用途径之一。

羊毛地毯毛纺厂所用羊毛是原毛经脱脂等处理后得到的。洗毛厂洗涤原毛时，可从废液中回收得到粗羊毛脂。回收的方法有酸分解法、离心分离法或泡沫分离法等。粗羊毛脂经过去除游离酸脱色、脱臭、脱水等精制处理后成为精制羊毛脂。

PVC地毯为了提高其柔软性和使用性能，通常添加了大量的增塑剂（如邻苯二甲酸酯、己二酸酯等）和其它助剂（如阻燃剂、防老化剂等），使其进行物理回收再利用的价值明显不足。

化学回收法是在高温、高压和氧气气氛下，用氢氧化钠催化氧化生成草酸、苯甲酸加以回收利用。也可以通过焚烧以回收氯化氢和能量，尽管还存在许多问题，但这项技术被认为是未来的处理方法。还可以通过热解法，其方法是在适当的温度和压力下（大约400℃和3.5 MPa），通入惰性气体加热分解地毯，破坏它们原有结构以得到低聚物，这种方法不同于常规破坏性方法，因为它的反应产物有附加价值，可用作燃料或某些石化工业的原材料。因此热解废旧地毯是一种将废旧材料转变成具有经济价值的碳氢化合物的重要废物处理方法 。

美国对在生产厂所产生的废弃屑、边角料和废旧地毯的回收再利用有两种途径。其一是从中回收聚酰胺6和聚酰胺66及聚丙烯、聚酯等聚合物；另一种是制成具有隔热、隔音、保温、充填等用途的板材、纤维、毛毡等。

在美国地毯纤维市场中尼龙纤维大约占63%左右。用旧地毯的纤维组分制造新的地毯纤维，是地毯业热切期望的一个主要目标。但这种回收工艺的生产成本一直居高不下，使大量旧地毯纤维无法进入这个闭合回收系统。经过美国地毯业的不断努力，终于由DSM公司开发出一个经济合算的闭合回收工艺。美国还有一些公司在把旧地毯修整翻新，然后作为廉价产品重新上市。Milliken地毯公司把用过的旧地毯进行清洗、剪切、重新上色或罩印，并把旧地毯的单色表面用有趣的彩色图案重新印染。其成本仅为同尺寸新地毯的一半。

国内对废弃地毯的处理大多采用卫生填埋和焚烧处置的方式。采用填埋和焚烧处理废旧地毯的方法。由于聚合物的热值很高，大体相当于煤的热值，通过焚烧回收能量不失为一种不错的选择。但是随着清洁能源的要求和燃烧难以完全避免的二次污染以及资源的枯竭，这种方法也必定会逐渐减少。当然，考虑到化学回收的分离成本问题，这种方法并不会完全淘汰。

合理的回收不仅会造成了资源的枯竭，同时造成了严重的环境污染。应使大量的废旧地毯通过技术进步又可重新回收和利用，最大限度地减少污染。最大限度的回收再生废弃物是保持经济可持续发展的。

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