塑料分选机原理详解：从基础理论到前沿技术

1. 塑料分选技术概述

塑料分选是塑料回收产业链中最关键的环节之一。根据国际回收局(BIR)统计，高效分选技术可使塑料回收率提升40%以上。现代塑料分选机主要基于以下物理特性差异进行分选：

1. 光学特性（近红外反射率）
2. 密度差异
3. 电学特性
4. 表面特性
5. 形状尺寸

2. 近红外(NIR)分选技术详解

2.1 基本原理

近红外分选是目前应用最广泛的塑料分选技术，其核心原理是利用不同塑料在近红外波段(900-2500nm)具有不同的吸收和反射特性。

典型塑料的特征吸收峰：

• PET：1720nm
• PP：1200nm, 1400nm
• PVC：1190nm, 1420nm
• PS：1680nm

2.2 系统构成

完整的NIR分选系统包括：

1. 进料输送系统
2. 近红外光谱仪
3. 数据处理单元
4. 气动喷射分选装置
5. 成品收集系统

2.3 技术参数

• 检测速度：最高可达4m/s
• 分选精度：≥95%
• 处理能力：1-10吨/小时
• 最小识别尺寸：≥5mm

3. X射线分选技术

3.1 工作原理

X射线分选主要利用塑料中不同元素对X射线的吸收差异进行分选，特别适用于含卤素塑料(如PVC)的识别。

3.2 技术特点

• 可检测元素：Cl、Br、Cd等
• 检测限：50ppm
• 辐射剂量：<1μSv/次（安全标准）

3.3 应用场景

主要用于电子废弃物中的阻燃塑料分选，确保符合RoHS指令要求。

4. 静电分选技术

4.1 基本原理

利用不同塑料摩擦带电特性的差异，在高压静电场(50-100kV)中实现分离。

4.2 关键参数

• 电场强度：5-10kV/cm
• 分选效率：85-95%
• 适用材料：ABS/PS、PP/PE等

5. 密度分选技术

5.1 浮选法

利用不同塑料密度差异，通过调节液体密度实现分离：

• 水(1g/cm³)：分离PP/PE(0.9-0.96)和PVC(1.3-1.45)
• 盐水溶液：可调节密度至1.2g/cm³

5.2 气流分选

基于空气动力学特性差异，适用于薄膜类塑料分选。

6. 新兴分选技术

6.1 激光诱导击穿光谱(LIBS)

• 检测元素组成
• 识别精度高
• 可区分颜色相近的塑料

6.2 人工智能视觉分选

• 结合深度学习算法
• 识别精度达99%
• 可适应复杂物料

7. 技术对比分析

8. 实际应用案例

8.1 PET瓶片分选线

某大型回收企业采用TOMRA Autosort分选机：

• 处理能力：5吨/小时
• 分选精度：98.5%
• 投资回报期：1.8年

8.2 电子废弃物处理

组合分选方案：

1. 磁选除铁
2. 涡电流分选有色金属
3. NIR分选塑料
   总回收率提升至82%

9. 技术发展趋势

9.1 多技术融合

• NIR+X射线+LIBS联用
• 提高复杂物料分选精度

9.2 智能化升级

• 物联网远程监控
• 自适应分选算法
• 预测性维护系统

9.3 绿色分选

• 低能耗设计
• 无污染工艺
• 水资源循环利用

10. 选购指南

10.1 关键考量因素

1. 物料特性（种类、杂质含量）
2. 处理规模
3. 分选精度要求
4. 场地条件
5. 预算限制

10.2 维护要点

• 定期校准传感器
• 保持光学窗口清洁
• 检查气路系统密封性