废旧塑料浮选回收中气泡−颗粒粘附行为的研究

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本文以聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)三种塑料小球为研究对象,以研究气泡在球面的粘附行为为目标,在特制的塑料浮选实验装置上,选择十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)、茶皂素(Tea Saponin)三种不同类型表面活性剂,采用高速摄像技术与图像处理软件进行分析,详细考察研究表面活性剂浓度、塑料材质、表面活性剂类型等因素对单个气泡在塑料球面粘附行为的影响以及气泡群在不同材质塑料表面粘附率。本研究认识了塑料浮选相关的机理,并为塑料浮选的分离提供较优的条件。
　　单个气泡在塑料球面的粘附行为研究结果表明:①不同塑料材质对气泡粘附行为有一定的影响。气泡撞击不同球面的可视化过程基本是一致的,速度的变化趋势也是相同的,同时气泡撞击三种材质塑料球面后,Smax/Ddep值也是相同的。不同的是,材料不同撞击反弹速度不同,动能耗散也有所不同,最终发生三相接触的时间也不同;②表面活性剂的浓度对气泡粘附行为有着明显的影响。随着SDBS溶液浓度的增加,气泡碰撞速度和反弹速度逐渐减小,最大反弹距离也相应缩短,碰撞和反弹次数也随之减少,气泡动能耗散逐渐增加,当浓度增加到一定值时,气泡不再与PP塑料球面发生三相吸附;③表面活性剂类型对单个气泡粘附行为也有很大的影响。溶液类型不同,速度减小幅度不同。每种溶液中气泡的最大反弹距离与直径比不完全相同,SDBS溶液中,Smax/Ddep为1.25,而在茶皂素和CTMAB溶液中,Smax/Ddep为1左右。动量耗散也大不相同,三种表面活性剂溶液中,SDBS中动量耗散最大,CTMAB次之,茶皂素溶液中最小。因此, PE球面发生三相接触时间也有所不同。
　　气泡群在塑料球面的粘附率分析研究表明:①与纯水相比,在添加表面活性剂后, PP球面气泡群的粘附率有所提高。随着溶液浓度的增大,PP球面气泡群粘附呈现出先增大后减小的趋势,在浓度为某一特定值时,气泡群粘附率达到最大值,随着浓度持续增加,气泡群不与球面粘附,这说明浓度对粘附率有影响。通过单因素方差分析,再次证明表面活性剂的浓度对气泡粘附行为有着高度显著的影响,因此塑料浮选过程中,表面活性剂的浓度是影响塑料浮选效率的一个关键参数。②纯水溶液中,气泡群在PP和PE、PTFE球面粘附率分别约为13.37％、14.73%,5.15%;比较三种表面活性剂溶液中气泡群在 PE球面粘附效率,我们可知,在SDBS溶液中,气泡群的粘附率最大约为24.32%,CTMAB溶液中次之约为15.38%,茶皂素溶液中最小约为12.52%。同时经单因素方差分析论证,塑料材质的不同和表面活性剂类型的不同对气泡群粘附效率都是有显著的影响的。

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作者
姚婧婧;
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作者单位

长安大学;

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授予单位长安大学;
学科环境工程
授予学位硕士
导师姓名李彦鹏;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类固体废物的处理与利用;合成树脂与塑料工业;
关键词
表面活性剂; 废旧塑料; 浮选回收; 气泡; 三相接触; 粘附率;

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