循环经济

分选与预处理
再生粒料的质量在进挤出机之前就已决定

分选和清洗中漏掉的东西会进入每一粒再生料,而一旦熔融混合,大部分就再也去不掉了。本页按步骤介绍预处理线,从料包到干净碎片:每一步为什么重要,以及各类杂质对粒料和最终制品的影响。

ADVANCEDCHEM SOLUTIONS CO., LTD. 市场部 · 2026 年 10 月 22 日 · 阅读约 9 分钟

为什么预处理最关键

熔融是"合"的过程,不是"分"的过程。熔体过滤网只能拦住不熔的固体。另一种在同一温度下也会熔化的塑料,例如 PP 中混入的 PE,会混进熔体,在这一步没有办法分离。气味和水分可以通过真空排气减少一部分,但无法完全去除。

因此,再生粒料是否稳定(MFI、颜色、气味、韧性),大部分在分选和清洗阶段就已决定。配方和添加剂可以弥补一部分(见配方开发),但不能代替干净的原料。

简化的分选与清洗线:碎片在输送带上经过近红外传感器,喷气把种类不对的碎片吹进剔除箱;随后碎片进入水槽,PP 和 PE 浮在水面,PET 和 PVC 沉到槽底;再进入旋转的摩擦清洗机去除污物。底部列出整条线的一般顺序。 近红外分选(NIR) 浮沉分离 摩擦清洗 NIR 剔除 碎片输送带 喷气剔除错料 PP / PE 上浮 PET / PVC 下沉 水 ≈ 1.0 g/cm³ (friction washer) 去除胶、砂、食物残留 一般顺序:打包 → 拆包与人工预选 → 破碎 → 按材质和颜色分选 → 清洗 → 干燥 → 熔融前碎片检验
三个核心的分离与清洁步骤:近红外传感器识别塑料种类并由喷气剔除,水槽按密度分离,摩擦清洗机擦洗碎片(仅示意原理,未按比例,也不是任何特定工厂的布局)。

实际生产线的步骤顺序因原料而异:PET 瓶、HDPE 容器、PE 薄膜或 PP 制品各不相同。有的线在破碎前对整件物品做 NIR 分选,有的在破碎后分选碎片;浮沉分离通常在清洗段内。下面是用于说明原理的一般顺序。

预处理线的各个步骤

  1. 收集与打包 消费后回收料(PCR)往往要经过废品收购站和多级收集商才到回收商手中,并被压成料包运输。工业后回收料(PIR)通常在源头就已按种类分开。为什么重要:料包里的成分决定了整条线的质量上限。与卖方约定料包规格(材质、颜色、禁止混入的东西),比事后再分出来便宜得多。见 PIR 与 PCR 的区别。
  2. 拆包与预选 拆包机把料包打散,工人手工挑出材质不对的物品、大件以及装过危险化学品的容器。磁选去除铁类金属,涡电流分选去除铝等有色金属。为什么重要:金属会损坏破碎机刀片和螺杆;混进粒料则会堵塞滤网,或成为硬点,把薄壁制品顶出孔洞。
  3. 破碎(撕碎机 / 粉碎机) 低速撕碎机撕开大件,粉碎机用刀片切成碎片,碎片大小由筛网孔径决定。许多线采用湿式粉碎,以减少粉尘和刀片磨损,并同时开始清洗。为什么重要:碎片大小均匀,分选、清洗、干燥才能彻底,喂料才能稳定。过细的粉末(fines)难洗,也容易烧焦。
  4. 按材质分选 近红外分选机(NIR)读取每件物品或每片碎片的光谱,用喷气剔除错料。浮沉分离槽按在水中的密度分离:PP 和 PE 上浮,PET 和 PVC 下沉。为什么重要:不同塑料一旦熔在一起就无法再分开,这是分层和发脆的主要原因。
  5. 颜色分选 相机把透明或本色碎片与有色碎片分开,并按主要颜色分组。为什么重要:透明或本色碎片可以调成任何颜色,混色碎片只能做灰色或黑色。批次间的色差从这一步开始。
  6. 清洗 冷水或热水,按物料加入清洗剂或碱液。高速摩擦清洗机擦掉砂土、纸、标签胶和食物残留,再经过一道浮沉分离去除标签和异种塑料。为什么重要:洗不掉的东西会烧成黑点、堵塞滤网并产生气味。清洗耗水耗能,还需处理废水,是整条线中投入和维护要求最高的环节之一。
  7. 干燥 先机械脱水(离心干燥机或挤压脱水机),再用热风干燥。薄膜碎片很轻,许多线会先用团粒机或压实机增密,再进挤出机。为什么重要:残留水分在挤出机中变成蒸汽,使粒料出现气泡、制品出现银纹。对 PET 而言,水还会使分子链断裂(水解),特性粘度(IV)下降。
  8. 碎片质检 在送去熔融造粒之前,检测每批碎片的含水率、杂质含量、颜色和堆积密度。为什么重要:这是最后一个还能决定接收、混批还是剔除的节点。过了这一步,问题就留在粒料里了。

实拍示例:破碎后的废料

尺寸和形状均匀的破碎料喂料稳定;细粉过多容易烧焦,形成黑点。

手捧白色破碎料,下方是破碎料袋
尺寸均匀的白色破碎料,可直接喂料 · 实拍照片,非 AI 生成
掌心里的米色破碎料
米色破碎料,含少量细粉,应筛除或吸除 · 实拍照片,非 AI 生成
掌心里的透明薄片
来自片材或薄膜的透明薄片,堆积密度低,需要合适的喂料方式 · 实拍照片,非 AI 生成

按密度分离:什么浮、什么沉

浮沉分离用的是最简单的原理:比水轻的上浮,比水重的下沉。有些线使用水力旋流器,借助离心力使分离更快、更彻底。这个原理也有必须了解的局限。

塑料近似密度(g/cm³)在水中
PP0.90–0.91上浮
LDPE / LLDPE0.91–0.94上浮
HDPE0.94–0.97上浮
PS(实心)1.04–1.06下沉(EPS 泡沫上浮)
PET1.33–1.40下沉
硬质 PVC1.35–1.45下沉
填充滑石粉或 CaCO3 的 PP常高于 1.0,取决于填料含量可能随重组分下沉

教科书典型值,随牌号、结晶度和填料而变化。

  • PP 和 PE 都上浮,用水分不开。需用 NIR,或接受混合料并在配方中处理。
  • PET 和 PVC 都下沉,需用 NIR 或其他方法。这在 PET 瓶回收线上至关重要。
  • 附着在碎片上的气泡、发泡制品和填充塑料会使碎片浮沉到错误的组分中。
  • 普通 NIR 无法识别含炭黑的物品,因为炭黑会吸收这一波段的光;对多层物品也只能读取外层。

杂质及其对粒料的影响

不同杂质造成的问题不同,处理的环节也不同。可用下表制定来料验收标准,并在粒料出问题时追查根源。

杂质对粒料和制品的影响如何去除或控制
PET 中混入 PVC在 PET 的熔融温度下,PVC 分解并释放 HCl:出现黑点、粒料发黄,并加速 PET 降解。即使含量极少也会显现。对整件和碎片做 NIR 分选;注意 PVC 标签和套标;在碎片规格中规定 PVC 上限
PE 或 PP 中混入 PETPET 熔点约 250–260 °C,高于聚烯烃加工温度,因此以硬颗粒形式残留:堵塞滤网,薄膜出现斑点和孔洞浮沉分离(PET 下沉),以及足够细的熔体过滤
PP 中混入 PE,或 PE 中混入 PP形成两相,界面结合弱:分层、韧性下降、MFI 偏离预期水中无法分离;用 NIR 分选,用 DSC(ISO 11357)测比例,其余在配方中用相容剂处理
纸、标签、胶纤维烧成黑点并有焦味,堵塞滤网;胶使碎片粘连、粒料发黄摩擦清洗、热洗、破碎后风选;PET 瓶上的 PP/PE 标签可在浮沉分离中去除
金属损坏刀片和螺杆,堵塞滤网,制品出现斑点或孔洞磁选、涡电流分选、粉碎前的金属探测器,以及熔体过滤
砂、土、玻璃、石子设备快速磨损,灰分高,表面粗糙,薄膜出现斑点预洗、湿式粉碎、浮沉分离的沉降组分;检测灰分(ISO 3451)
水分粒料起泡、制品银纹;PET 因水解而粘度下降机械与热风干燥,逐批检测含水率,熔融时排气,干燥存放
原内容物(洗涤剂、油、食物)与气味粒料和制品带气味;油膜影响着色和印刷附着;部分物质渗入塑料内部尽早剔除化学品容器,用清洗剂热洗;已渗入内部的需在熔融时处理。见再生料有气味
印刷油墨与多层薄膜颜色偏差、晶点;多层膜中的 PET、PA 或铝层与 PE 不相容常规清洗去不掉印刷油墨;多层膜单独成堆,用于深色制品,并精细过滤
含填料的塑料(滑石粉、CaCO3)批次间密度和灰分波动;更硬但更脆逐批检测灰分,按来源分开存放,设计配方前先计入已有填料

熔融前的碎片检验

每批碎片在进挤出机前都应有一组最基本的检测结果,以决定接收、与其他批次混合,还是剔除。

检测项目原因常用方法
含水率气泡、银纹、PET 水解干燥前后称重(失重法),要求精度时用卡尔·费休法(Karl Fischer)
杂质黑点、滤网堵塞、分层从称量好的样品中挑出异物并称重;压制或挤出样板、样膜,计数斑点和晶点;用 DSC 查异种塑料;测灰分
颜色决定最终粒料可做的颜色对照参比样测 L*a*b*,或在标准光源箱中目视比对
堆积密度挤出机喂料和产量在已知容积的容器中称量碎片
碎片尺寸与细粉喂料稳定性;细粉易烧焦筛分后分别称量各粒径段

有些回收商还会测碎片的 MFI,以便混批前分组。检测结果应按批次记录,并保留碎片留样,以便日后出问题时比对。检测在合作实验室、外部实验室或客户的质检部门进行。

ACS 控制的环节

本页介绍的是行业的一般流程,并不表示每个步骤都在我们的工厂内完成。ACS 控制的是:

  • 与客户和供应商共同制定来料规格:材质、来源(PIR 或 PCR)、可接受的杂质、含水率和颜色
  • 在原料投产前制定批次验收标准和检测方法
  • 原料波动时多批混合取平均,并为每一批保留参比样
  • 设计能消化剩余波动的配方,见配方开发

循环(Circular)类产品在 ACS 自有工厂生产(每年不超过 3,000 吨,正在扩建)。我们的 PCR / rPP 改性料以 Pure Earth 品牌销售。使用再生料时常见的症状,见再生 PCR 有气味、质量不稳定。

FAQ

分选与清洗常见问题

为什么浮沉分离分不开 PP 和 PE?

两者都比水轻(PP 约 0.90–0.91,PE 约 0.91–0.97 g/cm³),会一起浮在水面。要么在破碎前或破碎后用近红外分选(NIR)分开,要么接受混合料,用 DSC 测出比例,再在配方中用相容剂处理。如果制品要求高韧性,在源头分选干净通常比靠配方补救更划算。

为什么黑色塑料不能用 NIR 分选?

用于着黑色的炭黑几乎吸收全部近红外光,普通 NIR 分选机得不到可用的光谱,无法识别塑料种类。因此回收商通常把黑色料单独成堆,或使用其他检测技术。黑色碎片适合本身就是黑色或深色的制品。

热洗和冷洗有什么区别?

热水加清洗剂或碱液,更能去除标签胶、油污和食物残留,对表面气味的去除也更好,但能耗更高,需要处理的废水也更多。PET 瓶清洗线一般采用热洗,而许多聚烯烃薄膜和容器清洗线采用冷水加摩擦清洗。应根据杂质和最终用途选择,并非一定要热洗。

碎片已经洗干净了,为什么粒料还有气味?

清洗只能去除表面的东西,而 PE、PP 等聚烯烃会把某些有机物(例如原内容物中的香精或油类)吸收进材料内部,塑料自身降解也会产生有气味的物质。这部分需要在熔融时通过真空排气和气味吸附剂处理。应与客户约定气味标准,并用气味评定小组(odour panel)进行评估。

技术提示

本页的添加比例(let-down ratio)及技术数据均为一般参考值,并非性能保证。正式生产前,请在您自己的工艺中通过试验确认。