كيف يتم إعادة تدوير أقمشة البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) إلى ألياف وحبيبات عالية القيمة

إعادة تدوير زجاجات PET أصبحت صناعة ناضجة بالفعل. ومع ذلك، فإن إعادة تدوير أقمشة PET تمثل تحدياً هندسياً مختلفاً تماماً.

لا تتصرف بقايا مصانع الملابس، والملابس البوليستر المستعملة، ونفايات المنسوجات المنزلية، وبقايا الألياف الصناعية مثل المواد البلاستيكية الصلبة. فهي ناعمة، ومتشابكة، ومصبوغة، وممزوجة بألياف أخرى، وغالباً ما تكون ملوثة بالزيوت والملصقات والمعادن والمواد الكيميائية النهائية. إذا تم تطبيق نفس منطق إعادة التدوير المستخدم للزجاجات على الأقمشة، فسوف ينسد خط الإنتاج بسرعة، ولن تكون عملية الغسيل فعالة، وستنهار اللزوجة الجوهرية (IV) لـ PET أثناء الصهر.

ولهذا السبب تطورت إعادة تدوير منسوجات PET تدريجياً لتصبح تخصصاً في إعادة التدوير له منطق معالجة خاص به، وتكوين معدات، وفلسفة تحكم فريدة.

في المصانع الحديثة، لا يزال الحل السائد هو إعادة التدوير المادي، الذي يركز على إنتاج ألياف البوليستر المعاد تدويرها والحبيبات المخصصة للألياف، بينما يتم تخصيص إعادة التدوير الكيميائي للتطبيقات المتطورة.

لماذا يعد فرز أقمشة PET أكثر تعقيداً بكثير من إعادة تدوير الزجاجات

تشمل المواد الخام بشكل أساسي:

بقايا بوليستر الملابس

ملابس البوليستر المستعملة

نفايات المنسوجات المنزلية

بقايا ألياف PET الصناعية

على عكس الزجاجات، تحتوي الأقمشة على:

مزيج من القطن، والإسباندكس، والنايلون

سحابات وأزرار معدنية

ملصقات وخيوط خياطة من البولي بروبيلين/البولي إيثيلين (PP/PE)

بقع الزيت، والأصباغ، وعوامل التشطيب

تلوث كثيف بالغبار

قبل دخول خط الإنتاج، يجب أن تمر المواد عبر:

الفرز اليدوي الأولي للشوائب الكبيرة

إزالة المعادن عبر فواصل التيار الدوامي

الفرز البصري بالأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) للتحكم في المواد والألوان (نقاء ≥98%)

الفصل الكثافي باستخدام الطفو في المياه المالحة بناءً على كثافة PET البالغة 1.38 جم/سم³

الفرز الصحيح لا يتعلق بالنظافة فحسب، بل يحدد بشكل مباشر مدى صعوبة مرحلة الغسيل ومدى استقرار اللزوجة الجوهرية (IV) التي يمكن الحفاظ عليها لاحقاً.

الجوهر الحقيقي: جعل الأقمشة “قابلة للغسل”

أكبر مشكلة في المنسوجات هي التشابك. فالألياف الطويلة تلتف حول الأعمدة، وتقاوم الغسيل، وتحبس الملوثات في الداخل.

لذلك، لا تتعلق المراحل الأولى بتقليل الحجم، بل بتفكيك الهيكل.

التمزيق الأولي لمنع التشابك

تقوم آلة تمزيق أحادية العمود ذات سرعة منخفضة وعزم دوران عالٍ بتقطيع الأقمشة إلى شرائح بحجم 50-100 مم. وهذا يمنع الالتفاف ويضمن تغذية مستقرة.

السحق وفتح الألياف - الخطوة التي تحدد النجاح

بعد السحق الخشن إلى قطع بحجم 10-30 مم، يقوم جهاز فتح الألياف (آلة التمشيط) بتحويل الشظايا المدمجة إلى ألياف منفوشة ومنفصلة.

هذه الخطوة فريدة من نوعها في إعادة تدوير المنسوجات.

غالباً ما يتم تطبيق معالجة قلوية أولية (5-10% هيدروكسيد الصوديوم عند 45-55 درجة مئوية) هنا من أجل:

إزالة الأصباغ وزيوت التشطيب

كسر تماسك الألياف

تجهيز المواد للغسيل العميق

في هذه المرحلة، تصبح المادة أخيراً قابلة للغسل.

الغسيل متعدد المراحل: حيث يتم تحديد الجودة النهائية

بمجرد فتح الألياف، يصبح الغسيل الفعال ممكناً.

الغسيل بالاحتكاك في درجة حرارة الغرفة يزيل الغبار

الغسيل الساخن عند درجة حرارة 80–95 درجة مئوية باستخدام هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) والمواد الخافضة للتوتر السطحي يزيل الزيوت والأصباغ والمواد الكيميائية

توفر غسالات الاحتكاك فركاً ميكانيكياً

يضمن الشطف العكسي المكون من 2–3 مراحل الوصول إلى درجة حموضة متعادلة

تحتوي مياه الصرف الصحي في هذه المرحلة على نسبة عالية من الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD) والمواد الصلبة العالقة (SS) ومحتوى الأصباغ، مما يتطلب التخثر، والتعويم بالهواء، والمعالجة البيولوجية، وإزالة اللون. تسمح الأنظمة الحديثة بإعادة استخدام المياه بنسبة 80–95%.

التحكم في الرطوبة: المفتاح لمنع تدهور اللزوجة الجوهرية (IV)

بعد الغسيل:

يعمل التجفيف بالطرد المركزي أو اللولبي على تقليل الرطوبة إلى ≤ 8%

يعمل التجفيف بالهواء الساخن أو السرير المميع عند درجة حرارة 120–160 درجة مئوية على تقليل الرطوبة إلى ≤ 0.5%

هذا أمر بالغ الأهمية. فالرطوبة الزائدة أثناء الصهر هي السبب الرئيسي لتكسر سلاسل جزيئات البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) وانخفاض اللزوجة الجوهرية (IV).

من الألياف النظيفة إلى الحبيبات أو ألياف البوليستر المعاد تدويرها

تحبيب الصهر

باستخدام طارد لولبي مزدوج عالي العزم:

الصهر عند 250–280 درجة مئوية

إزالة الغازات تحت التفريغ < 0.3 كيلو باسكال

التحبيب تحت الماء

يمكن التحكم في انخفاض اللزوجة الجوهرية (IV) في حدود 5%.

الألياف — المخرج الرئيسي للقيمة

تهدف معظم خطوط إعادة تدوير أقمشة البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) إلى إنتاج الألياف:

الصهر ← الغزل ← السحب ← التجعيد ← التقطيع

تشمل التطبيقات غزل الخيوط، والأقمشة غير المنسوجة، ومواد الحشو، والمنسوجات الأرضية، والمفروشات الداخلية للسيارات.

عندما لا تكون إعادة التدوير المادي كافية: إزالة البلمرة الكيميائية

بالنسبة للألوان المختلطة أو المنسوجات الملوثة بشدة، يعمل التحلل المائي القلوي أو التحلل الكحولي على تكسير البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) إلى حمض التيريفثاليك (PTA) وإيثيلين جلايكول (EG)، يليه التنقية وإعادة البلمرة إلى بولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) صالح للاستخدام الغذائي بنقاء 99.9%.

هذا المسار مكلف ولكنه مناسب للأسواق عالية القيمة.

المعدات الرئيسية في خط إعادة تدوير أقمشة البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET)

آلة التقطيع

فاصل المعادن

كسارة

فاتح الألياف

غسالة احتكاك

خزانات الشطف

جهاز نزح المياه

المجفف

طارد لولبي مزدوج + محبب تحت الماء

نظام معالجة مياه الصرف الصحي

جودة المنتج والتطبيقات

• الحبيبات المعاد تدويرها: درجة الألياف، درجة الحقن، درجة النفخ
• الألياف المعاد تدويرها: الملابس، المنسوجات المنزلية، الأقمشة غير المنسوجة، السيارات
• أهداف الجودة:

اللزوجة الجوهرية (IV) ≥ 0.6 ديسيلتر/جرام

الرطوبة ≤ 0.5%

الرماد ≤ 0.1%

الشوائب ≤ 50 جزء في المليون

التكاليف والأداء البيئي

• إعادة التدوير المادي: 800–1,500 يوان صيني/طن
• إعادة التدوير الكيميائي: 3,000–5,000 رنمينبي/طن
• قيمة الحبيبات: 3,000–5,000 رنمينبي/طن

إعادة استخدام المياه بنسبة تصل إلى 95%، مع معالجة العوادم والحمأة بشكل صحيح.

الخلاصة

إعادة تدوير منسوجات البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) ليست نسخة مبسطة من إعادة تدوير الزجاجات. إنها تقنية إعادة تدوير موجهة للألياف تعتمد على:

منع التشابك

فتح الألياف قبل الغسيل

إزالة الشوائب في درجات حرارة عالية

التحكم الصارم في الرطوبة لحماية اللزوجة الجوهرية (IV)

إعادة استخدام مياه الصرف الصحي بفعالية

عند تطبيق هذه المبادئ بشكل صحيح، يمكن تحويل نفايات منسوجات البوليستر إلى ألياف وحبيبات معاد تدويرها عالية الجودة، مما يكمل دورة الحياة الدائرية لمواد البوليستر.