[發明專利]廢舊紡織品及洗衣廢水中棉和微塑料分離的方法及應用

在審

• 申請號: 201911410735.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN113119349A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 張曉程;宋廣杰;張軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: B29B17/02
• 分類號: B29B17/02;C02F1/48
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 梁田;黃越

本發明公開了一種廢舊紡織品及洗衣廢水中棉和微塑料分離的方法及應用，該分離方法是將待分離物置于具有梯度的磁場中進行分離回收。本發明首次提出采用梯度磁場對廢舊紡織品及洗衣廢水中的棉類和微塑料進行分離，利用同一梯度磁場中棉類和微塑料順磁性或抗磁性的磁化率(或者是磁化強度)差別導致磁力大小不同，從而可以將其中的微塑料捕獲，分離回收。該方法簡單操作方便，不需要大型儀器設備，只需要將含有待分離物質的管路放入梯度磁場中就可實現兩種組分的分離。無論是順磁性還是抗磁性，采用本發明的方法可以快速地對廢舊紡織品中棉滌組分或洗衣廢水中微塑料分離回收。

技術領域

本發明屬于分離回收技術領域，具體而言，涉及一種廢舊紡織品及洗衣廢水中棉和微塑料分離的方法及應用。

背景技術

廢舊紡織品的回收主要有兩類方法，化學法是將紡織品中的聚合物解聚成單體進行回收；物理法是將高分子溶解后進行再生回收。對于含棉纖維(纖維素)的廢舊紡織品，目前占主導地位的是黏膠再生法。黏膠再生法從1904年到今天已經有100多年的歷史。但是，大多數的廢舊紡織品并不是由單一纖維組分組成的，這就需要在回收過程中對紡織品中的各種混紡纖維組分進行分離。對于在紡織品中最常見的棉纖維/聚酯混紡紡織品而言，若回收棉纖維素，最常用的方法是采用黏膠法先將纖維素溶解，再將不溶物濾除。也有研究嘗試利用N-甲基嗎啉-N-氧化物(NMMO)溶解分離纖維素和聚酯。利用聚酯在NaOH中的選擇性水解和纖維素在NMMO中的選擇性溶解，將兩種組分分離回收。然而這些體系存在著很多問題，比如：纖維素和聚酯的回收率低，并且在回收過程中會消耗大量化學品。回收聚酯時，往往采用高濃度的磷酸或者硫酸作為溶劑，溶解條件苛刻，而且酸溶劑會促使纖維素中的糖苷鍵發生水解作用，導致纖維素降解。也有研究提出了利用水解發酵技術制備纖維素乙醇，但是這類反應成本非常高，反應條件也很苛刻。傳統的分離和再生方法會對環境造成污染，同時也增加了對廢舊紡織品進行回收再利用的成本。因此，使用清潔高效的分離回收方法將是未來發展趨勢。

2013年，Sun等人利用N-甲基咪唑硫酸氫鹽([Hmim]HSO₄)作為纖維素乙酰化的催化劑，將廢舊紡織品中的纖維素轉化為可溶于丙酮的醋酸纖維素，成功對廢舊纖維素/聚酯混紡紡織品進行了分離。2019年，張軍等人[ZL201510183951.1]利用離子液體的選擇性溶解，實現了廢舊紡織品的綠色高效回收再利用。

除了需要對廢舊紡織品進行分離回收，在洗衣廢水中也會產生很多顆粒較小的棉纖維及微塑料，而目前的分離方法僅僅是利用過濾的方式，由于過濾的方法無法實現不同組分的分離回收，而且過濾裝置孔徑較大時，雖然不會影響流速，但顆粒較小的微塑料無法截留；而當過濾裝置孔徑較小時，需要很大的壓力才可以保持水流，大大限制了分離效率。因此目前也迫切需要出現一種快速高效的分離方法，以實現廢舊紡織品和洗衣廢水中棉類纖維和顆粒與微塑料的截留及分離回收。

發明內容

本發明旨在提供一種廢舊紡織品及洗衣廢水中棉類纖維或顆粒與微塑料分離的方法及應用，將待分離物置于具有梯度的磁場中進行分離回收。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種廢舊紡織品及洗衣廢水中棉和微塑料分離的方法，包括將待分離物置于具有梯度的磁場中進行分離回收。

進一步地，分離的方法包括如下步驟：對廢舊紡織品進行粉碎預處理，之后分散在液態介質中，形成液態混合物，將液態混合物通入待分離管路中，將待分離管路部分或全部置于梯度磁場中；或者向所述待分離管路中通入液態介質溶液，之后再通入洗衣廢水，將待分離管路部分或全部置于梯度磁場中。

進一步地，分離的方法包括如下步驟：向待分離管路中通入液態介質，對廢舊紡織品進行粉碎預處理，將粉碎預處理后的廢舊紡織品置于待分離管路中；以及將待分離管路部分或全部置于梯度磁場中。

進一步地，所述梯度磁場為永磁鐵磁場或電磁鐵磁場或超導磁體。