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综述与专论 刘君峰 等·废杂塑料识别与分选技术的研究进展

识别相比，对样品预处理要求不高，且不受塑料颜色
的影响 [20] 。
Liu 等 [21] 综合利用偏最小二乘判别分析方法和
基于连续小波变换的光谱窗口选择输入变量，实现
PET、HDPE、PP 三种混合塑料的最高分选效率达
到 0.0021s、分选准确率达到 93.93%。Junjuri 等 [22]
图 4 近红外光谱与磁流体密度技术联合分选装置示意图 [18]
综合利用化 学计量学和比率分 析方法对 HIP、PP、
燃剂的塑料制品。因为电器塑料制品大多含有阻燃 LDPE 、 ABS 、 PS 、 HDPE 、 PET 、 SIHET 、 PC 、
剂，因此 X 光在家电废塑料制品分选中应用广泛 [2] 。 PPCP 等十种塑料的 LIBS 光谱进行分析，最高分类识
Guzzonato 等 [19] 综合利用激光烧蚀电感耦合等离子体 别效率达到 93%。这种方法对不同种类塑料识别准确
质谱法和气相色谱质谱法提高手持式 X 射线荧光光谱 率差别较大，还需进一步研究。
仪对阻燃剂的检测精度。 但是，上述研究开展实验前大多需对样本进行较
3.4 激光诱导击穿光谱识别与分选 为彻底的清洁 [17] ，与实际不符。所述方法或成本低但
激光诱导击穿光谱技术通过激光聚焦，在样品表 不精确，或精确但成本高昂，实际工业生产中大规模
面形成等离子体，对等离子体发射光谱进行分析，可 应用较为困难。不同塑料分选技术原理及优缺点如表
以实现多元素同时分析、检测速度快。与近红外光谱 2 所示。

表 2 不同塑料分选技术原理及优缺点
塑料分选技术 原理 优缺点
密度分选 密度差异 操作简单，但不精确
浮选 新疏水性差异 流程简单，但需合理选择处理溶液及表面活性剂
电磁分选 导电性及介电常数差异 设备简单、无二次污染，但对塑料表面清洁度及操作环境要求较高
可见光分选 可见光波段进行颜色识别 可对常见塑料进行分类，但不能区分塑料材质，且淡蓝色塑料较难准确识别
红外光分选 红外光波段进行材质识别 可进行材质识别，常用近红外光谱，但不能识别黑色和深色塑料
X 光分选 X 光波段进行元素识别 主要用于含阻然剂的家电塑料制品识别，应用范围不广，成本高昂，难以大规模应用
激光诱导击穿光谱分选 多元素同时分析 目前研究相对较少，成本高昂，难以大规模应用

目前废杂塑料识别及分选存在以下问题 ： 和浮选法目前应用较多但精确度低，电磁分选尤其是
（1）塑料本身 ：混杂塑料种类多样、颜色各异 ； 静电分选需两种塑料的导电性和介电常数差异较大，
整瓶分选时瓶盖及标签去除率不高，塑料中含有各类 光电识别与分选应用前景广阔，但对识别模型的准确
添加剂，对塑料识别造成一定干扰。 性、稳定性要求较高，应通过优化算法以提高识别速
（2）识别、分选技术及装备 ：如何保证塑料识别 度，进一步降低成本，增大产能。
准确率及效率是工业生产中至关重要的问题。科研领 （3）智能化装备生产线的推广应用。基于设备协
域更多关注准确率而忽视效率及成本，导致科学研究 同、大数据采集与共享建立工业化大规模塑料分选设
不能真正服务于社会生产。而且设备缺乏智能化应用， 备生产线。大幅降低塑料分选的劳动强度和生产成本、
难以实现大规模工业化生产。 提高社会生产力，促进塑料 分选行业发展，构建资源
节约型社会。
4 总结与展望
针对塑料识别与分选存在的问题，笔者认为可从 参考文献 :
[1] 商务部发布《中国再生资源回收 行业发展报告 (2018)》[J].
以下几方面提升塑料分选能力和实现产业化应用。
资源再生 . 2018(6):42~51.
（1）建立合理塑料分选流程，必要时可将多种分 [2] Singh N, Hui D, Singh R, et al. Recycling of plastic solid
选技术综合利用。单一设备单次分选多种塑料在工业 waste:A state of art review and future applications[J].
Composites Part B:Engineering. 2017, 115:409~422.
生产中并不适用，可建立多级逐步分选流程及生产线，
[3] Wang C, Wang H, Fu J, et al. Flotation separation of
实现分离多种塑料的目标。 polyvinyl chloride and polyethylene terephthalate plastics
（2）广泛开展光电分选技术研究。基于密度分选 combined with surface modification for recycling[J]. Waste
Management. 2015, 45:112~117.

年
2019 第 45 卷 ·17·