以利乐为代表多层复合包装的回收再利用

塑料回收再生第1媒体，第9009篇文章

多层复合包装的塑料，由塑料、纸张和金属多种材料组成，这些材料可能会导致塑料的循环里哟好难过。在这种情况下，为了避免环境污染，需要安全处理，回收前的预处理步骤可能至关重要。在气候变化和全球污染的时代，确保人类发展的可持续未来是决策者的优先事项。例如，欧盟的塑料战略规定，到2030年所有用的包装都应该是可重复使用或可回收的。

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利乐是一种多层包装，主要用于食品、医药、化工和日用品行业。利乐包通常由三种材料组成：纸板、铝和低密度聚乙烯。其组成如下: 71%的纸板，24%的塑料，5%的铝箔。

利乐包装复合层

纸板，塑料，铝箔构成了利乐包的六层。每一层都有一个特定的用途。但这不是绝对的。例如，某些保质期短的产品不需要铝层的保护。另一方面，当上述货架期需要延长时，可以用PP层代替LDPE层，为产品的进一步热处理提供了机会。HDPE、PET和PA也是替代LDPE层的可能选择。最后，聚氨酯和EMAA经常被用作层间的粘合剂，而利乐包也可能含有各种化学添加剂，如增塑剂、稳定剂、润滑剂、填料、发泡剂、着色剂、阻燃剂和抗静电剂。

利乐包装主要由纸张组成，纸板层的去除和回收是非常重要的。因此，有两种主要的处理路线：无水制浆和水力制浆再循环。初始程序将纸箱作为一个整体处理，而后者使用水力制浆技术，首先从Al-LDPE层压板中分离纤维。

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无水制浆回收

遵循这条路线的主要目的是能量回收或减少循环。能源回收是通过热解、气化或焚烧等方式与城市固体垃圾结合实现的。然而，这种方法有许多缺点。纸——利乐包装盒的主要成分，具有低热燃烧(16MJ/Kg)、高水分含量和显著的高灰分值。这使得整个流程效率低下，因此通常不被广泛使用。

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水力制浆回收

在进行这项选择之前，有必要简要地回顾一下水力制浆过程。当即将被回收的材料第一次到达回收装置时，水力碎浆机用旋转的叶片将纸张分开，使用高压水产生纤维浆。进一步的处理接着是离心清洁器，去除沉重的材料，如沙子，粘合剂，订书钉等。该工艺的最终结果是得到一种纤维素纤维浆，可作为木浆的替代品，用于生产牛皮纸和木浆板。剩下的过程是外部LDPE层和Al-LDPE层压板。然而，残余的纤维素纤维可以占到成品的5%。

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热解

这种方法的吸引力在于它的简单和成本效益。热解过程分为两个步骤:(a)纸的降解(200-400℃)和(b)LDPE的脱挥发(420-515℃)。应该注意的是，温度在最终产品的组成中起着重要的作用。例如，温度越高，焦碳的生成越少，而蜡的生成则相反。

接下来的固体产品是铝，由纸张降解引起的焦炭，由LDPE降解产生的蜡和 焦油 。形成大量气态产物，主要由CO2、CO、H2、CH4、C2-6碳氢化合物和挥发性物质组成。最后，还有一种水相，由水和酚组成。

这些提炼出的热解产物有许多用途。产生的气体可以用来维持热解过程本身，也可以完全用于其他地方。焦和焦油可以分别作为固体燃料和石油燃料进行开发，焦也可以作为碳基材料生产的主要资源。蜡和水相可以很容易地用作化学工业的原料。

墨西哥和西班牙的研究人员采用了一种新颖的方法，他们使用了热解过程中的焦碳和铝，让它们在水溶液中充当汞的吸附剂。通过反复试验和热力学分析，他们得出结论，在600℃热解3h得到的半焦，在21.0mg/g时显示出最有希望的汞吸附容量。焦炭吸附剂的领域仍在扩大，利乐派克热解焦有望在未来成为工业的主要吸附剂。

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热选择性溶解-沉淀过程

这种方法的基本原理是在特定的温度条件下，将Al-PE层压板浸泡在精心挑选的溶剂中，目的是将LDPE溶解在溶剂中。接下来是通过过滤添加剂和杂质的方法去除。最后加入反溶剂，溶解的聚合物随后沉淀。为了最大限度地回收LDPE和纯铝，SDP工艺重复三次。

生产的低密度聚乙烯质量与原产品相当，回收的铝也具有较高的纯度。与水力制浆工艺一起，这是利乐包装回收利用的一个非常有前途的选择。然而，这一过程也不是没有缺点：首先，因为分离溶剂-反溶剂混合物所需的成本效益高的能源消耗，其次，由于其高环境影响，该技术的经济可行性取决于溶剂-反溶剂混合物是否能被廉价地分离。

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酸碱度分层

这项技术是由中国的研究人员开发，主要是通过一种分离试剂，主要是有机酸水溶液，甚至是酸混合物，来分离LDPE和铝。该程序的工作原理是打破机械键，使层压在一起，这样就允许回收产品。

这个过程的产率在很大程度上取决于反应的条件。在这个过程中，一些铝会被酸溶解，酸也会被消耗掉，因此损失是难免的。然而，这取决于许多因素，如使用的酸，温度等。产品纯度也与这些因素相关。

经反复试验，发现甲烷酸是利乐包的最佳分离试剂。最后，分离速率、反应发生的温度和试剂的浓度之间似乎有很高的相关性。更具体地说，随着试剂浓度和温度的升高，反应时间减小。

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热回收和物料回收

由于Al-LDPE层的高热值(40 MJ/Kg)，它可以作为一个充分的燃料来源。这是一个先例，特别是在欧洲。虽然层压板可以在水力制浆过程后直接使用，但它通常与其他燃料来源一起使用。这种回收方式可以被认为是环保的，因为利乐公司的LDPE燃烧干净，不会产生含有硫、氮或卤素等元素的烟雾。

此外，在高温条件下，通过铝和水分的反应，在热解过程中产生的Al2O3在很大程度上被水泥工业利用，并将其作为生产水泥的理想成分。最后，可以选择将层压板直接用于屋面瓦的生产、注射和旋转成型、PE-Al结块和粉碎。

（本文由废塑料新观察翻译自《Current Topics in Plastic Recycling》，第一作者Maria Anna Charitopoulou）

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