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文档简介

材料回收利用以汽车为例第1页/共89页一、环保法规要求和标准介绍国家环保部国家认监委国家工信部第2页/共89页一、环保法规要求和标准介绍可再利用率(Rcyc)和可回收利用率(Rcov)第3页/共89页一、环保法规要求和标准介绍■工信部2015年38号文

《汽车有害物质和可回收利用率管理要求》规定:

1、汽车产品有害物质和可回收利用率纳入产品公告管理,新产品2016年1月1日实施,在产产品2018年1月1日实施。

2、对豁免范围内的零部件需填报《有害物质信息表》及《RRR佐证材料》进行备案。产品获得公告后6个月内向车辆拆解企业提供《车辆拆解指导手册》。

3、两个依据标准:GB/T30512《汽车禁用物质要求》和GB/T19515-2015《道路车辆可再利用率和可回收利用率计算方法》第4页/共89页

汽车有害物质标准要求(GB/T30512-2014)一、环保法规要求和标准介绍有害物质标准限值铅(Pb)及其化合物1000mg/kg汞(Hg)及其化合物1000mg/kg镉(Cd)及其化合物100mg/kg六价铬(Cr)基材1000mg/kg金属镀层0.02mg/kg(或0.02μg/cm2)多溴联苯(PBBs)1000mg/kg多溴二苯醚(PBDEs)1000mg/kg第5页/共89页

有害物质的检测一、环保法规要求和标准介绍检测单元的分类:a)构成汽车零部件的均质材料;b)汽车零部件的金属镀层;c)现有条件下难以进一步拆分的非均质材料。

检测单元的拆分参照GB/Z20288-2006电子电器中有害物质检测样品拆分通用要求。第6页/共89页

有害物质的检测标准:一、环保法规要求和标准介绍—QC/T941-2013汽车材料中汞的检测方法;—QC/T942-2013汽车材料中六价铬的检测方法;—QC/T943-2013汽车材料中铅、镉的检测方法;—QC/T944-2013汽车材料中多溴联苯(PBBs)和多溴二苯醚(PBDEs)的检测方法;—GB/T23263-2009制品中石棉含量测定方法。第7页/共89页

有害物质合格判定分为定性判定和定量判定,定量判定按下表:一、环保法规要求和标准介绍测试项目仪器管控限值(mg/kg)铅(Pb)ICP-OES900汞(Hg)ICP-OES900镉(Cd)ICP-OES90六价铬(Cr)基材UV-VIS900金属镀层0.02多溴联苯(PBBs)GC-MS900多溴二苯醚(PBDEs)GC-MS900注:管控限值高于标准限值因为考虑了测量误差,在对定量的检测报告进行判定时要以此为依据。第8页/共89页

可再利用率和可回收利用率有关术语(GB/T26989-2011)

再利用—经过对报废车辆零部件的再加工处理,使之能够满足其原来使用要求或者用于其他用途,不包括使其产生能量的处理过程。

回收利用—经过对报废车辆零部件及废弃物的再加工处理,使之能够满足其原来的使用要求或者用于其他用途,包括使其产生能量的处理过程。一、环保法规要求和标准介绍第9页/共89页

可再利用率和可回收利用率有关术语(GB/T26989-2011)

能量回收—通过焚烧、热解等方式处理废弃物以回收能量的方式。

可再利用率—新车中能够被再利用和/或再使用部分的质量占车辆整车整备质量的百分比。可回收利用率—新车中能够被回收利用和/或再使用部分的质量占车辆整车整备质量的百分比。一、环保法规要求和标准介绍第10页/共89页

可再利用率和可回收利用率的计算(GB/T19515-2015)

质量变量符号和定义一、环保法规要求和标准介绍符号定义mp在预处理阶段考虑的材料质量mD在拆解阶段考虑的材料质量mM在金属分离阶段考虑的金属的质量mTr非金属残余物处理阶段被认为是可再利用材料的质量mTe非金属残余物处理阶段被认为是可进行能量回收的材料的质量mV车辆整备质量第11页/共89页

可再利用率和可回收利用率的计算(GB/T19515-2015)

计算的四个阶段一、环保法规要求和标准介绍预处理计算出mp拆解计算出mD金属分离计算出mM非金属残余物处理计算出mTr和mTe第12页/共89页

可再利用率和可回收利用率的计算(GB/T19515-2015)

材料的分类:

a)金属

b)聚合物,不包括橡胶

c)橡胶

d)玻璃

e)液体

f)经过改良的有机天然材料(如皮革、纸板、棉毛织物)

g)其他(不能进行详细分类的零部件和/或材料)一、环保法规要求和标准介绍人造革(PU)、化纤织物等应该归到聚合物类。第13页/共89页

可再利用率和可回收利用率的计算(GB/T19515-2015)

可再利用率计算:一、环保法规要求和标准介绍可回收利用率计算:

第14页/共89页

二、中国汽车产品回收利用体系第15页/共89页2010年7月15日,长春成立中国机械工业联合会,上海汽车工业(集团)总公司、中国第一汽车集团公司、北京汽车工业控股有限责任公司、长安汽车(集团)有限责任公司、东风汽车公司、广州汽车工业集团有限公司等六大汽车集团在内的20家单位成员单位以市场导向的共性技术研究为目标、产学研用为基础的技术创新合作平台组织机构的设置即考虑产业化、市场化、共性化的产业技术创新方向联盟下设理事会、技术委员会、产业化委员会同时也是“绿色制造技术创新联盟”专业联盟中国机械工业联合会张小虞副会长担任联盟理事长汽车产品回收利用产业技术创新战略联盟第16页/共89页战略性新兴产业

战略性新兴产业:2010年9月19日通过《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,节能环保等七大产业入选

“‘战略性’是针对结构调整而言的,‘新兴’主要在于技术的创新和商业模式的创新。”

减排目标:2020年中国单位GDPCO2排放比2005年下降40%~45%“大力发展绿色经济,积极发展低碳经济和循环经济,研发和推广气候友好技术”第17页/共89页绿色制造(又叫清洁生产、面向环境的制造)指在保证产品的功能、质量、成本的前提下,综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。它使产品从设计、制造、使用到报废整个产品生命周期中不产生环境污染或使环境污染最小化,符合环境保护要求,节约资源和能源,使资源利用率最高,能源消耗最低,并使企业经济效益和社会生态效益协调最优化。可持续发展背景下的制造模式中国科学院院长路甬祥

“纵观先进制造技术的演进趋势,‘绿色’和‘智能’将成为主要发展方向”“至2030年,机电、汽车产品回收再造技术得到普及”

《中国至2050年先进制造技术发展路线图》AdvancedManufacturingTechnologyinChina:ARoadmapto2050

第18页/共89页产品生命周期中的生产者延伸责任产品生命周期量产前准备市场分析调查产品概念设计样机确认零件确认采购制造生产销售使用及售后回收利用拆解处置清洁生产

绿色消费回收利用与处置责任减量化责任

信息披露责任

绿色设计

中华人民共和国循环经济促进法(2009年1月1日正式实施),明确建立以生产者为主的延伸责任制度“汽车产品回收利用技术政策”要求“加强汽车生产者责任的管理,在汽车生产、使用、报废回收等环节建立起以汽车生产企业为主导的完善的管理体系”第19页/共89页汽车回收利用产业的现状,机遇与挑战现状:汽车产销量世界第一,报废汽车数量巨大报废汽车回收拆解企业498家,技术水平和规模差异很大,二次污染较为严重我国劳动力资源丰富,“机械化工具+手工拆解”的深度拆解作业方式,可以保证达到较高的实际回收利用率机遇与挑战:低能耗、低污染、低排放的低碳发展:提高资源利用率是重要途径环保达标作为产业发展的第一要素:控制报废汽车拆解过程的污染问题探索新的产业发展模式和关键支撑技术:发展退役汽车产品的高附加值再利用

手工拆解工艺可以保证达到较高的回收利用率

国家标准GB22128-2008第20页/共89页我国报废汽车回收利用产业规模预测

拥有量新增量报废量报废率ELV年处理量再制造再使用车用材料再利用压缩、剪切打包破碎分选ASR填埋处置年产值

万辆万辆万辆%万吨万吨万吨万吨万吨万吨万吨万吨亿元2015953814916446.71000(5%)(5%)(15%)(55%)(0%)(0%)(20%)300~34050501505500020020171127216917786.91200(10%)(5%)(15%)(55%)(0%)(0%)(15%)360~400120601806600018020201410320059957.11500(10%)(10%)(15%)(54%)(4.8%)(1.2%)(5%)450~500150150225810721875报废汽车

100%2020年

995万辆1500万吨填埋处置5%75万吨拆解企业600家(规模1~3万吨)破碎分选企业230家,其中:-压缩打包工艺:218家(规模3万吨)-破碎分选工艺:12家(规模5万吨)ASR处理:3家(规模3~6万吨)汽车粉碎残余物零部件再制造企业150家再使用/再制造20%零部件再制造10%150万吨零部件再使用10%150万吨回收利用75%零部件车用材料再利用15%225万吨材料机械化压缩剪切、打包再利用54%810万吨材料机械化破碎机械化分选再利用4.8%72万吨ASR再利用回收利用1.2%18万吨(2015~2020)第21页/共89页我国汽车产品回收利用产业体系(2015~2020)汽车回收利用产业完全有潜力能成为“掌握关键核心技术,具有市场需求前景,具备资源能耗低、带动系数大、就业机会多、综合效益好”的战略性新兴产业第22页/共89页报废汽车回收利用产业政策的决策模型市场驱动原则(政策支持/市场准入制/政策性贷款)报废汽车回收拆解、破碎/金属再利用/零部件再使用与再制造/车用塑料再利用管制行动原则(生产者延伸责任原则,生产者/生产者责任组织/政府部门,财政预算)废弃物环保处置/禁用物质零部件处置/ASR处置协议行动原则(政策支持/财政补贴/政策性贷款)轮胎、橡胶再利用/蓄电池再利用/车用电子产品再利用自愿行动原则(政策支持/政府奖励/财政补贴)减量化与信息公开责任/车用玻璃/热塑性弹性体/天然改性材料再利用第23页/共89页汽车产品(2020)汽车产品(2010)汽车产品回收利用产业技术创新的意义第24页/共89页汽车产品回收利用产业技术路线图2020年2015年2010年建立中国报废汽车零部件再制造和高附加值再利用技术应用体系战略目标技术重点报废汽车绿色深度拆解技术退役零部件再制造和高附加值再利用技术车用非金属材料机械化分选和再利用技术报废汽车大型机械化拆解、破碎、材料分选技术ASR回收利用技术车用难回收材料和危险废弃物处置技术国家需求实现禁用物质管控(Pb、Hg、Cd、Cr+6、PBB、PBDE)形成对我国汽车产品回收利用产业的技术支撑建立汽车产品绿色设计和绿色制造技术应用体系汽车产品可回收利用率达95%报废汽车实际回收利用率达80%报废汽车实际回收利用率达90~95%建立中国汽车产品回收利用技术性贸易壁垒汽车产品可拆解性、可回收性设计技术车用材料禁用物质替代技术汽车产品绿色供应链信息管理技术第25页/共89页研究重点乘用车环保预处理和深度拆解技术与装备研究,降低和控制报废汽车拆解过程的环境污染,实现内外饰件的深度拆解,从而为提高乘用车实际回收利用率打好基础退役汽车车控电子部件的高附加值再利用技术与装备研究,解决车控电子部件的高附加值再利用技术难题,从而为提高乘用车实际回收利用率提供技术支撑退役汽车内外饰件的非金属材料高效率识别、分离、再利用技术与装备研究,解决非金属外饰件高附加值再利用、内饰件非金属材料大规模识别分离等技术问题,从而为提高乘用车非金属材料的实际再利用率提供技术支撑第26页/共89页三、汽车非金属材料及制品第27页/共89页引言:材料的多样性燃油箱的材料发展铝合金钢板

塑料(聚乙烯)材料的多样性为产品设计开发提供了更多的选择

材料为产品服务:成本、重量、客户需求

第28页/共89页欧洲轿车国内轿车国内商用车标致307富康雅阁飞度QQ东方之子1型2型塑料用量Kg

143.4130110131113.79615854.2112.6整车重量Kg1275123910501422106012551440600510695塑料用量比率%11.310.110.59.210.77.611.00.91.0不同车型塑料使用量对比(一)汽车用非金属材料用量情况第29页/共89页(二)汽车用非金属材料分类非金属材料热固性复合材料橡胶胶粘剂其它塑料热塑性织物皮革玻璃木材涂料油料通用塑料与特种塑料五大常用塑料聚丙烯ABS聚氨酯聚氯乙烯聚乙烯

天然橡胶与合成塑料三种常用橡胶天然橡胶三元乙丙橡胶丁腈橡胶

焊装用胶涂装用胶内饰件用胶装配工艺用胶SMCGMT第30页/共89页密度低成型方便塑性变形大橡胶弹性好(三)用非金属材料应用意义第31页/共89页金属特性非金属特性密度高、刚性高、硬度大密度低、弹性好、刚性低、硬度小,比强度高导电、导热电绝缘性和隔热性能好易受化学药品腐蚀耐化学药品性强耐热性好耐热性能较差,有一定的耐热范围不易燃烧部分材料易燃烧长期使用性能好长期使用性能受环境因数影响,易老化非金属材料与金属材料的比较(四)非金属材料的性能PA66+40%玻纤镁合金铝合金密度g/cm31.49约1.8约2.7拉伸强度MPa208118-255220第32页/共89页汽车非金属材料发展方向浅析节能安全经济经济性节能舒适性环保安全(五)汽车及非金属材料技术的发展方向第33页/共89页气门室罩盖SMC:减重25-30%低密度SMC:减重35-40%PE:减重30-40%PPA:减重40-45%1以塑代钢

节能(轻量化)油底壳PP:减重50%工作台燃油箱工具箱空滤器变速箱顶盖汽车及非金属材料技术的发展方向第34页/共89页汽车污染物排放控制Text低成本车内VOC空气污染物控制禁限用重金属和多溴联苯醚1用热塑性弹性体替代橡胶2材料统合1塑料件阻燃剂替代技术2橡胶组份无铅化设计1控制零部件挥发物含量2低VOC聚丙烯的开发1采用低渗透燃油管环保提高可回收利用率环保汽车及非金属材料技术的发展方向第35页/共89页■国内商用车NBR/CR燃油管,燃油渗透量大材料种类试样厚度mm暴露面积m2渗透率(g-mm/m2day)PA113.050.0031727.6PA123.1529.3HDPE3.4057.9ETFE0.105.4NBR2.199960HNBR2.257100FKM2.1429.7非金属材料耐燃油渗透性试验结果

(东风试验室数据)2层构造PA12ETFE手段:材料采用PA和氟塑料结构采用双层复合低渗透燃油管替代传统橡胶管环保汽车及非金属材料技术的发展方向第36页/共89页环保新材料(2):低VOC聚丙烯的开发存在的问题:

1)降解法合成PP

残留且受热分解较多的低沸点挥发性物质

2)添加剂分解产物联合开发:工艺研究所中山大学聚赛龙公司石化公司广州分公司技术方案:1)加氢法合成PP2)无机纳米光催化-抗静电复配技术低VOC材料增韧技术低VOC的工艺控制技术试验项目单位试验标准技术指标MFR(230℃,2.16kg)g/10minISO113320弯曲模量MPaISO1782000IZOD缺口冲击强度KJ/m2ISO180/1A25HDT(0.45MPa)℃ISO75105气味NESM0160最低值VOCugC/gVDA<50项目预期主要技术指标汽车及非金属材料技术的发展方向第37页/共89页1、氟塑管替代橡胶管(1)现用氟橡胶管低温硬化(2)长期高温工作,管体容易老化破裂(3)价格高经济每年经济效益:

380万元(1)氟塑料替代氟橡胶(2)产品波纹化结构设计提高柔韧性(3)管接头衬芯结构保证密封性21元/件排气制动软管149元/件氟橡胶氟塑料119元/件75元/件打气高温软管氟橡胶氟塑料空压机至干燥器联接高温软管

排气制动高温软管

解决措施存在的问题汽车及非金属材料技术的发展方向第38页/共89页

经济2、EPDM替代硅胶管EPDM中冷器胶管的开发及应用替代硅橡胶EPDM存在的问题

硅橡胶管用于工作温度低于100℃的中冷器出气端口,显得性能过剩,以致成本居高不下。解决措施1、采用耐候性优良的EPDM橡胶替代硅橡胶2、配方进行耐热性硫化体系改进3、结构增强层由5层减少为2层经济效益单件价格降低85%

年经济效益230万汽车及非金属材料技术的发展方向三元乙丙橡胶第39页/共89页减重40-50%经济收益120万08年CPB12驾驶室应用D530(城乡用车)塑料踏步新材料(3):长玻纤增强聚丙烯材料优势:玻纤长度约10mm,大大提高了PP材料的强度和冲击韧性,接近PA材料,且吸水率低,有较好的价格优势。可在仪表板骨架、门护板骨架、座椅骨架等方面应用。工艺风险:目前国内常用的注塑机螺杆需改进经济汽车及非金属材料技术的发展方向第40页/共89页安全安全Text安全高性能材料的开发

1、满足产品的质量要求

2、提高材料的功能性要求

3、提升总成、系统的品质汽车及非金属材料技术的发展方向第41页/共89页材料高性能化:稀土改性塑料ItemsPP纯料稀土改性PPMFR16.010.6拉伸强度20.019.3弯曲强度28.224.5弯曲模量1156978冲击强度15.645.6热变形温度81.2116.6稀土改性聚丙烯

采用稀土化合物进行塑料熔融共混改性,开发高抗冲聚丙烯材料及高耐磨尼龙材料。应用方向:

1、提高材料耐磨性应用目标件:耐磨部件如衬套、球节

2、提高材料强度及韧性应用目标件:发动机周边耐高温部件如风扇叶片ItemsMC尼龙稀土改性尼龙拉伸强度7578.46断裂伸长率17.858.24冲击强度7.813.70热变形温度120>190摩擦系数(对45钢)0.170.08吸水性1.20.3稀土改性尼龙安全汽车及非金属材料技术的发展方向第42页/共89页减震、降噪、隔热舒适表层:丁苯橡胶中间:PU泡沫底层:丁苯橡胶地毯阻尼钢板钢板+粘弹体+钢板粘弹体:氯丁橡胶聚氨酯橡胶多向受力兼顾刚度、减震和疲劳寿命橡胶支撑座丁基橡胶代替沥青橡胶阻尼胶板舒适系统软连接驾驶舱NVH技术发动机降噪汽车及非金属材料技术的发展方向第43页/共89页四、复合材料废弃物回收利用技术第44页/共89页一、背景复合材料应用广泛,产量增长迅速中国复合材料产量增长情况FRSP(热固性玻璃钢)FRTP(热塑性玻璃钢)CCL(GF/EPR玻纤/环氧树脂覆铜板)第45页/共89页伴随着复合材料的飞速发展,复合材料废弃物的数量不断增加。复合材料废弃物来源:

制造过程产生的废弃物;使用后退役的产品。复合材料废弃物量随之增长、引起行业广泛关注第46页/共89页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700Kg/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。

第47页/共89页

需要回收的风机叶片材料数量预测(来源:f-kwinf,HochschuleBremerhaven)第48页/共89页

目前,我国对复合材料废弃物的处理仍主要采取

填埋或简单焚烧的处理方法。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。目前国内的主要处理方式第49页/共89页二、国外复合材料回收技术

复合材料废弃物的方法不尽相同,但总的来说,可以大致分为以下三种路线:化学回收物理回收能量回收第50页/共89页复合材料的回收技术

1.热固性聚合物基复合材料的回收2.热塑性聚合物基复合材料的回收3.金属基复合材料的回收第51页/共89页

不管采用那一种回收方法,复合材料废弃物必须首先切碎成可用的块状。

复合材料废弃物切碎造粒和研磨化学回收能量回收物理回收造粒复合材料废弃物回收流程第52页/共89页类型方法适用范围回收产物用途化学回收

热解包括被污染的复合材料废弃物热解气、热解油、固体副产物用作燃料和新复合材料等的填料和其他用途。物理回收粉碎只适用于未被污染的废弃物粉料用于新复合材料、填料、铺路材料等能量回收焚烧绝大多数复合材料废弃物热量发电、热源各种复合材料废弃物回收方法对比第53页/共89页2.1化学回收利用化学改性或分解的方法使废弃物成为可以回收利用的其他物质(如燃气、燃油等)的一种方法。该方法技术难度大,对回收设备要求高,回收费用较高。一般在400~500℃以回收热解油为主,在600~700℃以回收热解气为主。复合材料废弃物中的玻纤在热解的高温下力学性能下降,进一步研磨后,可与其他固体副产物研磨粉料一起用作填料。第54页/共89页(1)热裂解法

裂解法可以得到低分子量的烷烃、烯烃和CO、H2等气体以及类似原油的液体,固体残渣为破碎的纤维、填料和焦炭。裂解开始需要引入天然气或丙烷作为加热反应器的原料,一旦有气体裂解即可切换,将产物改作燃料。据报道,这种工艺在经济上是可取的,其裂解的液态产物组分与石油相近但价格较便宜,可作为燃料使用。固体残留物经过粉碎筛选作为填料使用,其成本并不比直接机械粉碎高,而且增强效果很好。第55页/共89页聚合物基复合材料的回收装置及产物复合材料废料切碎机反应室气体分配器气体贮槽液化石油气化学品冷凝器气液分离器碳氢化合物贮槽

精制装置取暖燃料化学原料液化石油气汽化器燃料煤油柴油固体废渣纤维贮存器填料制备复合材料第56页/共89页(2)反相氧化法

反相氧化法也称气相法,是一种氧化分解的方法,在氧的作用下复合材料中的聚合物基体分解为低分子碳氢化合物和CO和H2,使之与增强体分离。此法对碳纤维增强环氧体系最为有效。它除回收燃油和燃气外,还较好的回收了纤维。纤维的结构并未破坏,仅在表面上残留了10%的树脂,用来制造新的块状模塑料及增强水泥,均得到满意的效果。如果将复合材料碎片用水浸湿则有助于提高回收率。因为水使氧气流的短路通道堵塞,提高氧化效率,同时水还有催化氧化的作用。第57页/共89页(3)催化裂解法

催化裂解法是利用催化剂将聚合物降聚成气态或液态分子,从而易与增强体分离,得到的碳氢低分子则经过分离或精馏,成为各种化学原料或燃料。例如,碳纤维增强环氧复合材料碎片与解聚催化剂混合置入解聚反应室,在200℃下反应5min即可使环氧变成粘稠状液体。用抽滤法与增强体分离,增强体可以再使用。第58页/共89页种类含量/%发热量(燃烧热)成分用途热解气148939kcal/Nm3与天然气接近供热解以能量,用作燃料热解油149240kcal/kg以芳香成分为主,与重油成分接近。进一步分馏、改性,作燃料固体副产物72CaCO3

、玻纤、炭黑等用作SMC、BMC、塑料等的填料,铺路材料复合材料废弃物热解产物表第59页/共89页美国汽车协会和通用公司共同努力,在1988年和1989年进行了数十吨SMC废弃物热解试验,将复合材料废弃物在无氧情况下,加热分解成为热解气和热解油,以及以CaCO3

、玻纤为主的固体副产物。在通用A级汽车SMC用料中,其替代量高达CaCO3

填料的30%(混合物的12%)时,对加工和力学性能无不良影响。第60页/共89页力学性能4%热解副产物8%热解副产物12%热解副产物16%热解副产物纯SMC材料弯曲强度176178180165178弯曲模量11.111.711.010.311.0拉伸强度7171797067缺口Izod冲击强度/N1058112110159081068无缺口冲击强度/N11381335133512821232粘合实验搭接切变负载(25℃)/kg229335209229203Loria指数8776828484含有研磨热解副产物的SMC性能对比表第61页/共89页ReFiber公司对叶片采用的高温热解回收工艺,其回收的材料主要用作绝缘材料在叶片产品上的应用试验第62页/共89页高温热解前后的风机叶片第63页/共89页金属基复合材料的回收(1)熔融盐处理法金属基复合材料中的无机非金属增强体通过加熔融无机盐而形成渣,通过排渣可将熔融的金属分离回收。例如晶须(SiCw)增强6061铝合金复合材料,用NaF、Li和KF等无机盐均能使SiCw进入盐渣。其中以NaF10%的效果较好。碳化硅晶须第64页/共89页金属基复合材料的回收(2)电磁分离法对处于熔融状态下复合材料基体施加一单方向的电磁场,因增强体和基体对磁场的作用极性不同,两者产生相对方向的运动,从而分离。一般增强体沉在底部,然后除去。第65页/共89页金属基复合材料的回收(3)化学溶解法

将复合材料置于强酸或强碱中,金属基体溶解而与增强体分离,通过化学方法使金属盐从溶液中析出,过滤干燥后,或以化学原料形式回收,或者经还原而成金属。第66页/共89页2.2物理回收将废弃物粉碎或熔融作为材料的原材料使用。生产成本较低、处理方法简单,但是对废弃物的选择性大、处理量有限度。作为添加物使用时,由于可能会导致材料性能的降低和成本的提高,所以添加数量和应用领域受到限制。第67页/共89页粒子尺寸应用领域>25×25mm建材,如废纸制造的纸板、轻型水泥板、农用地面覆盖材料和隔音材料等3.2~9.5mm屋顶沥青、BMC、混凝土等的填料,铺路材料补强剂、填料等<60μm(200目)SMC、BMC和热塑性塑料填料等粉碎法回收粒料尺寸及应用范围第68页/共89页

热塑性聚合物基复合材料的再生流程示意图连续纤维增强的高性能复合材料,采用缠绕、拉拔等工艺作为承力结构用于航天航空和要求高的场合,强度500MPa以上第一次再生机械破碎较长不连续纤维增强复合材料(约25mm),采用模压成型工艺作为汽车次承力件或其他装饰件,强度约250MPa第二次再生机械粉碎短纤维增强复合材料(约5mm),用注射成型、模压成型工艺日用家具、门窗框、头盔等,强度小于200MPa第三次再生机械粉碎粉状填料增强复合材料,用注射成型、模压成型等工艺包装箱、机箱等低承力制品,强度小于100MPa热塑性聚合物基复合材料第69页/共89页热塑性聚合物基复合材料溶剂法回收流程图复合材料切碎物溶解物溶剂过滤纤维(含有少量残余聚合物)回收品滤出物清洗聚合物溶液滤液聚合物沉淀沉淀物聚合物回收品分离干燥第70页/共89页美国GE将GMT(玻璃纤维增强型热塑性塑料)制作的废弃的汽车保险杠经过粉碎机粉碎后与GMT新料按20:80的比例掺混再复合成新的片材,其性能无明显下降。大日本油墨化学工业株式会社以BMC(即团状模塑料。国内常称作不饱和聚酯团状模塑料。其主要原料由GF(短切玻璃纤维)、UP(不饱和树脂)、MD(填料)以及各种添加剂经充分混合而成的料团状预浸料)制品的废弃物为对象开发了新型人行道铺路材料。把废BMC制品的破碎物作为人行道的下层,再生橡胶作为上层。第71页/共89页2.3能量回收将废弃物通过焚烧等处理,其中的有机物通过燃烧转化为热能或其它能量方式加以应用的方法。该方法生产成本较低、处理方法简单,但是废弃物焚烧过程容易释放出有毒气体,焚烧后的灰分需要填埋,容易对环境造成二次污染。另一个问题是复合材料中有机物的燃点较高,需要用油、煤等引燃和助燃。第72页/共89页复合材料及烯烃类聚合物的燃烧热量制品名称发热量(Kcal/Kg)树脂7010~7360手糊成型制品4690~4930SMC制品2660~2810PE10290~1107

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