本發明涉及一種混合固體塑料的分離方法，屬于廢舊塑料回收技術領域。
背景技術：
塑料工業的迅速發展，塑料的大量消費以及塑料較短的使用周期使得塑料廢棄物的數量急劇增加。以往廢舊塑料的處理方式為焚燒和填埋，產生了嚴重的環境污染和資源的浪費。因此，對廢舊塑料的回收利用已得到高度重視。對廢舊塑料回收過程，需要對不同的塑料進行分離，目前塑料的分離是制約廢舊塑料回收過程的瓶頸環節。傳統的回收工藝均以人工分揀為主，手工分揀過程勞動強度大、工作環境惡劣、分離效率低，早已不適合當今行業的需求和未來的發展。
近段時間，近紅外分離和靜電分離等回收工藝有了很大的技術突破，但回收對象只針對密度小于1.080g/cm3的混合塑料，大于1.080g/cm3的混合塑料由于添加了不同比例的阻燃劑、增強纖維、無機填料、抗靜電劑等助劑，改變了塑料本身的荷電系數而導致靜電分離失效，但分離純度不足80％，致使分離后的回收塑料失去利用價值。而近紅外分離技術只能分選淺色系的混合塑料，深色系的塑料由于反射光源不足，導致儀器接收不到反饋信號而不能實施分選，且儀器非常昂貴，不適宜推廣應用。塑料回收利潤低以及廢舊塑料的多樣性也限制了塑料分離技術的開發。因此，開發低成本、適應性強、分離效率高的分離技術是本領域的重要問題。
技術實現要素：
為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種混合固體塑料的分離方法，該方法通過在混合固體塑料中的目的塑料上附著礦物質顆粒，使得目的塑料在浮選溶液中下沉，以達到分離的效果。實現本發明的目的可以通過采取如下技術方案達到：一種混合固體塑料的分離方法，包括以下步驟：
1)配制與目的塑料發生溶脹作用的溶劑；
2)將溶劑浸潤礦物質顆粒；
3)將經步驟2)處理的礦物質顆粒與混合固體塑料攪拌并混合，然后除去多余的礦物質顆粒；
4)經步驟3)處理的混合固體塑料利用浮選溶液進行浮選，收集下沉的目的塑料，完成分離。
作為優選，所述目的塑料為ABS；所述溶劑由丙酮、丁酮和甲苯組成；丙酮、丁酮和甲苯的質量之比為53:28:19。
作為優選，所述目的塑料為HIPS；所述溶劑由丙酮、甲苯和環己烷組成；丙酮、甲苯和環己烷的質量之比為11:63:26。
作為優選，述目的塑料為PC/ABS合金；所述溶劑由乙酸異丁酯、乙酸乙酯和環己烷組成；乙酸異丁酯、乙酸乙酯和環己烷的質量之比為39:18:43。
作為優選，所述目的塑料為PA；所述溶劑由乙酸異丁酯、2-乙基環己醇和乙醇組成；乙酸異丁酯、2-乙基環己醇和乙醇的質量之比為33:42:25。
作為優選，所述目的塑料為PP；所述溶劑由戊烷、甲苯和環己烷組成；戊烷、甲苯和環己烷的質量之比為60:20:20。
作為優選，步驟2)中，所述溶劑與礦物質顆粒的體積之比為1～2:10。
作為優選，所述礦物質顆粒包括石英顆粒、玻璃顆粒和金屬顆粒中的至少一種。
作為優選，所述混合固體塑料的密度為P，其中1≤P≤1.2g/cm3，每一塊固體塑料的表面積為1～3cm2。
作為優選，步驟4)中，所述浮選溶液包括氯化鈉溶液、氯化鈣溶液、硫酸鈉溶液和硝酸鈉溶液中的至少一種；所述浮選溶液的密度為1.2g/cm3。
本發明的作用原理：
根據目的塑料的溶解度參數，配制溶劑，使得目的塑料的表面發生溶脹，使表觀黏度增大產生粘性，從而粘附礦物質顆粒，增加了目的塑料的密度，溶劑只與目的塑料發生溶脹作用，而不與其他塑料反應，所以只有目的塑料粘附礦物質顆粒，從而密度增大，在浮選溶液中下沉，完成分離。
相比現有技術，本發明的有益效果在于：
1、本發明通過溶劑對礦物質顆粒進行預處理，使得溶劑附著在礦物質顆粒能夠附著在目標固定塑料表面，使得混合塑料在浮選溶液中下沉，以達到分離的效果，回收純度高；
2、本發明只針對塑料基體本身獨有的特性，不限制于塑料在改性過程中添加的任何助劑或顏料，也不限制于混合固體塑料中的組分，使本發明應用面更為廣泛，且方法簡單、效率高、成本低，可實現大規模工業化生產；
3、本發明可分選常見的工程塑料，大大提高廢舊混合塑料的再生價值；分離過程中無廢氣、廢水、廢物產生，滿足工業化應用。
具體實施方式
下面，結合具體實施方式，對本發明做進一步描述：
一種混合固體塑料的分離方法，包括以下步驟：
1)配制與目的塑料發生溶脹作用的溶劑；
2)將溶劑浸潤礦物質顆粒；
所述溶劑與礦物質顆粒的體積之比為1～2:10，溶劑添加量使得無機礦物質顆粒浸潤完全，保證反應的順利進行；所述礦物質顆粒包括石英顆粒、玻璃顆粒和金屬顆粒中的至少一種；礦物質顆粒不與其他溶劑和溶液發生化學反應，維持礦物質顆粒的穩定性，且密度均在2.5g/cm3以上，能夠大大提高目的塑料的密度，保證將目的塑料分離；
優選的方案為所述礦物質顆粒的直徑為1～2mm；該直徑的礦物質顆粒其粘附性好，能夠穩定粘附在固體塑料的表面；該直徑的礦物質顆粒粒徑合適，充分浸潤溶劑，并且分離目的塑料后，容易通過打磨而從目的塑料的表面除去；礦物質顆粒的太小難打磨，太大浸潤不完全；
優選的方案為溶劑的純度≥98％；
3)將經步驟2)處理的礦物質顆粒與混合固體塑料攪拌并混合，然后除去多余的礦物質顆粒；
所述混合固體塑料的密度為P，其中1≤P≤1.2g/cm3，每一塊固體塑料的表面積為1～3cm2；
密度P是指混合固體塑料中的每一塊固體塑料的密度；其中每一塊固體塑料的表面積為1～3cm2；在與礦物質顆粒混合前，可先將混合固體塑料進行破碎成塊狀或片狀，過篩收集大小相近的碎片；然后對混合固體塑料作浮選預處理，用密度為1.2g/cm3的溶液進行浮選，選取上浮混合固體塑料再進行目的塑料的分離；對密度和表面積的控制使得反應時間相對一致，礦物質顆粒充分附著，提高回收率；
4)經步驟3)處理的混合固體塑料利用浮選溶液進行浮選，收集下沉的目的塑料，完成分離；
混合固體塑料在分離前可先清洗去除表面油污和塵土等非塑料污染物；清洗的過程中可加入洗潔精或氫氧化鈉溶液以促進清洗效果；
所述浮選溶液包括氯化鈉溶液、氯化鈣溶液、硫酸鈉溶液和硝酸鈉溶液中的至少一種；所述浮選溶液的密度為1.2g/cm3；
優選的方案為浮選溶液的密度為1.2g/cm3，以保證非目的塑料不會下沉；而目的塑料由于附著有礦物質顆粒，密度可以至少提高50％以上，使得目的塑料的密度大于1.2g/cm3，在浮選溶液中下沉，收集下沉的目的塑料，完成分離。
具體實施方式中，所述目的塑料為ABS；所述溶劑由丙酮、丁酮和甲苯組成；丙酮、丁酮和甲苯的質量之比為53:28:19。
目的塑料為ABS，ABS分子鏈中有苯環和腈基，與其相似的官能團有酮基和苯類溶劑，再根據溶劑自身溶解度參數，選取溶解度最為接近的丙酮、丁酮和甲苯進行溶劑的調配。經過正交實驗得出最佳配比，分離純度通過紅外光譜掃描儀進行分析核對；正交實驗結果如表1所示，其中丙酮作為主導溶劑、丁酮和甲苯作為輔助溶劑：
表1 ABS分離的溶劑正交實驗數據
具體實施方式中，所述目的塑料為HIPS；所述溶劑由丙酮、甲苯和環己烷組成；丙酮、甲苯和環己烷的質量之比為11:63:26。
目的塑料為HIPS，HIPS分子鏈中有苯環和脂肪鏈結構，與其相似的官能團有脂肪族和苯類溶劑，再根據溶劑自身溶解度參數，選取溶解度最為接近的甲苯、環己烷和丙酮進行溶劑的調配。經過正交實驗得出最佳配比，分離純度通過紅外光譜掃描儀進行分析核對；正交實驗結果如表2所示，其中甲苯作為主導溶劑、環己烷和丙酮作為輔助溶劑：
表2 HIPS分離的溶劑正交實驗數據
具體實施方式中，所述目的塑料為PC/ABS合金；所述溶劑由乙酸異丁酯、乙酸乙酯和環己烷組成；乙酸異丁酯、乙酸乙酯和環己烷的質量之比為39:18:43。
目的塑料為PC/ABS合金，PC/ABS合金分子鏈中有酯鍵和脂肪鏈結構，與其相似的官能團有脂肪族和酯類溶劑，再根據溶劑自身溶解度參數，選取溶解度最為接近的乙酸異丁酯、乙酸乙酯和環己烷進行溶劑的調配。經過正交實驗得出最佳配比，分離純度通過紅外光譜掃描儀進行分析核對；正交實驗結果如表3所示，
表3 PC/ABS合金分離的溶劑正交實驗數據
具體實施方式中，所述目的塑料為PA；所述溶劑由乙酸異丁酯、2-乙基環己醇和乙醇組成；乙酸異丁酯、2-乙基環己醇和乙醇的質量之比為33:42:25。
當目的塑料為PA，PA分子鏈中有酰胺鍵和羰基結構，與其相似的官能團有羧羰基和酯類溶劑，再根據溶劑自身溶解度參數，選取溶解度最為接近的乙酸異丁酯、2-乙基環己醇和乙醇進行溶劑的調配。經過正交實驗得出最佳配比，分離純度通過紅外光譜掃描儀進行分析核對；正交實驗結果如表4所示：
表4 PA分離的溶劑正交實驗數據
具體實施方式中，所述目的塑料為PP；所述溶劑由戊烷、甲苯和環己烷組成；戊烷、甲苯和環己烷的質量之比為60:20:20。
當目的塑料為PP，PP分子鏈中有甲基和脂肪鏈結構，與其相似的官能團有側甲基和脂肪族溶劑，再根據溶劑自身溶解度參數，選取溶解度最為接近的戊烷、甲苯和環己烷進行溶劑的調配。經過正交實驗得出最佳配比，分離純度通過紅外光譜掃描儀進行分析核對；正交實驗結果如表5所示，
表5 PP分離的溶劑正交實驗數據
實施例1
一種混合固體塑料的分離方法，目的塑料為ABS樹脂，包括以下步驟：
1)配制溶劑，溶劑由丙酮、丁酮和甲苯組成；丙酮、丁酮和甲苯的質量之比為53:28:19；
2)將溶劑浸潤直徑為1mm的石英砂顆粒，溶劑與石英砂顆粒的體積之比為1：10；
3)將經步驟2)處理的石英砂顆粒與混合固體塑料以體積比1：4的比例攪拌并混合，過篩網將附著于混合固體塑料的多余石英砂顆粒除去；
4)經步驟3)處理的混合固體塑料利用氯化鈉溶液進行浮選，收集下沉的目的塑料，完成分離。
實施例2
一種混合固體塑料的分離方法，目的塑料為HIPS樹脂，包括以下步驟：
1)配制溶劑，溶劑由丙酮、甲苯和環己烷組成；丙酮、甲苯和環己烷的質量之比為11:63:26；
2)將溶劑浸潤直徑為1mm的石英砂顆粒，溶劑與石英砂顆粒的體積之比為1:10；
3)將經步驟2)處理的石英砂顆粒與混合固體塑料以體積比1:4的比例攪拌并混合，過篩網將附著于混合固體塑料的多余石英砂顆粒除去；
4)經步驟3)處理的混合固體塑料利用氯化鈉溶液進行浮選，收集下沉的目的塑料，完成分離。
實施例3
一種混合固體塑料的分離方法，目的塑料為PC/ABS合金，包括以下步驟：
1)配制溶劑，溶劑由溶劑由乙酸異丁酯、乙酸乙酯和環己烷組成；乙酸異丁酯、乙酸乙酯和環己烷的質量之比為39:18:43；
2)將溶劑浸潤直徑為1mm的玻璃顆粒，溶劑與玻璃顆粒的體積之比為1:10；
3)將經步驟2)處理的玻璃顆粒與混合固體塑料以體積比1:4的比例攪拌并混合，過篩網將附著于混合固體塑料的多余玻璃顆粒除去；
4)經步驟3)處理的混合固體塑料利用氯化鈣溶液進行浮選，收集下沉的目的塑料，完成分離。
實施例4
一種混合固體塑料的分離方法，目的塑料為PA樹脂，包括以下步驟：
1)配制溶劑，溶劑由乙酸異丁酯、2-乙基環己醇和乙醇組成；乙酸異丁酯、2-乙基環己醇和乙醇的質量之比為33:42:25；
2)溶劑浸潤直徑為2mm的玻璃顆粒，溶劑與玻璃顆粒的體積之比為2:10；
3)將經步驟2)處理的玻璃顆粒與混合固體塑料以體積比2:4的比例攪拌并混合，過篩網將附著于混合固體塑料的多余玻璃顆粒除去；
4)經步驟3)處理的混合固體塑料利用硫酸鈉溶液進行浮選，收集下沉的目的塑料，完成分離。
實施例5
一種混合固體塑料的分離方法，目的塑料為PP樹脂，包括以下步驟：
1)配制溶劑，溶劑由戊烷、甲苯和環己烷組成；戊烷、甲苯和環己烷的質量之比為60:20:20；
2)將溶劑浸潤直徑為2mm的不銹鋼顆粒，溶劑與不銹鋼顆粒的體積之比為2:10；
3)將經步驟2)處理的不銹鋼顆粒與混合固體塑料以體積比2:4的比例攪拌并混合，過篩網將附著于混合固體塑料的多余不銹鋼顆粒除去；
4)經步驟3)處理的混合固體塑料利用硝酸鈉溶液進行浮選，收集下沉的目的塑料，完成分離。
對實施例1～5得到的目的塑料進行檢測，結果如表6所示：
表6實施例1～5目的塑料的檢測數據
對于本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬于本發明權利要求的保護范圍之內。