يُعدّ البولي فينيل كلوريد (PVC) مادة أساسية في البنية التحتية الحديثة، بدءًا من الأنابيب تحت الأرض وصولًا إلى قطاعات النوافذ. ومع ذلك، فإن تركيبته المعقدة - التي غالبًا ما تشمل مواد مثبتة وملدنة ومثبطات للهب - تجعله أحد أكثر البوليمرات صعوبة في إعادة التدوير.
بالنسبة لمتخصصي إدارة النفايات وإعادة التدوير، فإن الخيار بين إعادة التدوير الميكانيكي (إعادة المعالجة الفيزيائية) و إعادة تدوير المواد الخام يُحدد التحلل الكيميائي الجدوى الاقتصادية والأثر البيئي للعملية. تُحلل هذه المقالة كلا النهجين لمساعدتك في اختيار التقنية المناسبة لنوع النفايات لديك.
ملخصات سريعة
- تكون عملية إعادة التدوير الميكانيكية أكثر فعالية عندما يكون البولي فينيل كلوريد (PVC) نظيفًا ومصنفًا جيدًا؛ وتُعد مكافحة التلوث هي المهمة الرئيسية.
- عادةً ما يتم النظر في أساليب المواد الأولية عندما يكون التيار مختلطًا جدًا أو ملوثًا جدًا أو مركبًا جدًا بحيث لا يسمح بإنتاج ميكانيكي مستقر.
- يُنشئ محتوى الكلور في مادة PVC متطلبات للتحكم في التآكل والانبعاثات في العمليات الحرارية؛ تعامل مع هذا كقيد هندسي، وليس كحاشية.
المراجع ذات الصلة بـ Energycle: – شرح إعادة تدوير مادة PVC – دليل اختيار معدات إعادة تدوير PVC – إحصاءات إنتاج وتخلص العالم من مادة البولي فينيل كلوريد (PVC)
إعادة التدوير الميكانيكي: المعيار الصناعي
تُعدّ إعادة التدوير الميكانيكية الطريقة السائدة لمعالجة نفايات البولي فينيل كلوريد النظيفة والمصنفة. وهي مناسبة تمامًا للخردة الصناعية (مثل قصاصات الأنابيب) وبعض أنواع النفايات الاستهلاكية، إذ تحافظ على التركيب الكيميائي للبوليمر.
العملية
- فرز: يجب فصل مادة PVC عن المواد البلاستيكية الأخرى (مثل PET أو PE) باستخدام أجهزة الفرز البصرية أو الفواصل الكهروستاتيكية.
- تقليل الحجم: تتم معالجة العناصر الكبيرة من خلال كسارة أنابيب PVC شديدة التحمل أو آلة تمزيق.
- التجزئة الميكرونية: بالنسبة للبولي فينيل كلوريد الصلب (uPVC)، غالبًا ما يتم طحن المواد المعاد تدويرها إلى مسحوق ناعم (<800 ميكرون) باستخدام آلة طحن PVC.
- البثق: يتم خلط المسحوق مع الراتنج الخام (عادةً ما يكون مزيجًا من الراتنج المعاد تدويره 30% / الراتنج الخام 70%) ويتم بثقه بشكل مشترك في منتجات جديدة.
الإيجابيات والسلبيات
- المميزات:
- تتميز هذه الطرق عادةً باستهلاك طاقة أقل وعمليات أبسط من طرق المعالجة الكيميائية.
- يمكن أن يحتفظ بخصائص مفيدة عند التحكم في تاريخ درجة الحرارة والتلوث.
- تكنولوجيا متطورة مع آلات متوفرة بسهولة.
- القيود:
- حساسية: حساسة للغاية للتلوث. كمية صغيرة من مادة PVC في تيار PET تدمر دفعة PET (مسببة الأحماض)، والعكس صحيح.
- إعادة التدوير من الدرجة الثانية: “"المواد المضافة القديمة" (مثل المثبتات القائمة على الرصاص أو الكادميوم المستخدمة في الأنابيب القديمة) تقيد أماكن استخدام المواد المعاد تدويرها اليوم بسبب لوائح REACH.
إعادة تدوير المواد الخام (الكيميائية): حل مشكلة التلوث
تُفكك عملية إعادة تدوير المواد الخام سلاسل البوليمر إلى مكوناتها الكيميائية. وهذا هو الحل الأمثل لنفايات البولي فينيل كلوريد المعقدة أو المركبة أو شديدة التلوث التي لا تستطيع الطرق الميكانيكية معالجتها.
مشكلة الكلور
على عكس العديد من أنواع البلاستيك الأخرى، يحتوي البولي فينيل كلوريد (PVC) على نسبة عالية من الكلور. قد يؤدي التكسير الحراري التقليدي إلى إطلاق غاز كلوريد الهيدروجين (HCl) المسبب للتآكل، مما يستدعي استخدام مواد مقاومة للتآكل، ومعالجة الغازات، والتحكم في الانبعاثات. وعادةً ما تتطلب هذه العملية استراتيجيات متخصصة لإزالة الكلور.
الأساليب التشغيلية
- عملية Vinyloop® (القائمة على المذيبات): تُذاب مادة PVC الراتنجية في مذيب، مما يفصلها عن الألياف المقوية أو الحشوات المعدنية أو المواد البلاستيكية الأخرى. ثم يُبخر المذيب، فيُستخلص مركب PVC النقي.
- التكسير الحراري / الانحلال الحراري: يقوم بتسخين مادة PVC لتفكيكها إلى حمض الهيدروكلوريك (الذي يمكن جمعه وإعادة استخدامه في الصناعات الكيميائية)، والغاز التخليقي، والزيوت.
الإيجابيات والسلبيات
- المميزات:
- يتعامل مع النفايات "غير القابلة لإعادة التدوير" (مثل الأقمشة المطلية بمادة PVC، وأغطية لوحة القيادة للسيارات، وعبوات الفقاعات).
- يفصل النفايات عن الإضافات القديمة (تبقى المعادن الثقيلة في البقايا).
- القيود:
- تكلفة عالية: يتطلب استثماراً رأسمالياً ضخماً ويعمل كمصنع كيميائي بدلاً من منشأة لإعادة التدوير.
- كثافة الطاقة: بصمة كربونية أعلى بكثير لكل طن مقارنة بإعادة التدوير الميكانيكية.
دليل اتخاذ القرارات المقارنة
| ميزة | إعادة التدوير الميكانيكي | إعادة تدوير المواد الخام |
|---|---|---|
| تارجت ويست | تنظيف الأنابيب، النوافذ، الملفات الشخصية | أقمشة مطلية، بلاستيك مختلط، أرضيات |
| تكلفة رأس المال | منخفض / متوسط | عالية جدًا |
| المنتج النهائي | مسحوق معاد طحنه / مسحوق دقيق | المواد الكيميائية الأساسية / الزيوت الثقيلة |
| المخاطر الأساسية | التلوث (البوليمر المتشابك) | تعقيد العملية (التآكل) |
التعليمات
متى يجب عليّ اختيار إعادة تدوير مادة PVC الميكانيكية بدلاً من إعادة تدوير المواد الخام؟
اختر إعادة التدوير الميكانيكية عندما يمكنك الحفاظ على التدفق مادة PVC المهيمنة والمتسقة (التحكم في المصدر، الفرز، التلوث المتوقع). عادةً ما تتفوق الطرق الميكانيكية من حيث التكلفة والبساطة عندما تكون جودة المدخلات مستقرة.
هل مادة PVC مناسبة لعمليات التحلل الحراري أو عمليات "تحويل البلاستيك إلى وقود"؟
تكمن المشكلة في محتوى الكلور في مادة PVC: إذ يجب أن تتحكم العمليات الحرارية في حمض الهيدروكلوريك والتآكل، وأن تستوفي متطلبات الانبعاثات. إذا كان تيارك يحتوي على كمية كبيرة من PVC، فاعتبر إزالة الكلور ومعالجة الغازات من العناصر الأساسية للتصميم، وليست إضافات اختيارية.
لماذا يقوم بعض مُعاد تدوير مادة PVC بصنع مسحوق بدلاً من حبيبات؟
تستخدم العديد من تطبيقات البولي فينيل كلوريد الصلب الخلطات الجافة والمساحيق في تركيبات الأنابيب. كما يساعد استخدام المساحيق على تجنب عمليات الصهر المتكررة في بعض عمليات التصنيع، ولكنه يضيف متطلبات التبريد والتصنيف والتحكم في الغبار.
ما هي أسرع طريقة لفقدان القيمة في تدفق PVC؟
التلوث الناتج عن البوليمرات المتشابكة وتاريخ التسخين غير المنضبط. إذا كنت ترغب في الحصول على منتج ذي قيمة أعلى، فاستثمر أولاً في الفصل/الفرز + التحكم في درجة الحرارة + حجم جسيمات متناسق.
خاتمة
بالنسبة للعديد من عمليات إعادة التدوير القياسية،, إعادة التدوير الميكانيكي يبقى هذا هو المسار الأكثر عملية. الاستثمار في الفرز و معدات طحن البولي فينيل كلوريد يمكن أن يساعد ذلك في تحويل مخلفات البناء إلى مواد خام قابلة للاستخدام في تطبيقات الأنابيب والقطاعات. ويمكن أن تدعم إعادة تدوير المواد الخام تدفقات محلية من المواد المركبة التي يصعب إعادة تدويرها، ولكنها عادة ما تكون من اختصاص شركات البتروكيماويات الكبيرة.
