太原理工大学轻纺工程学院纺织系主任史晟团队攻克了废旧涤棉混纺织物在常压条件下的规模化高效分离技术，相关成果获2022年联合国工业发展组织碳中和技术方案征集全球冠军，以及2023年中国纺织工业联合会技术发明二等奖。

要点

  • 我国每年产生废旧纺织品超2000万吨，废旧涤棉类织物约1500万吨，占总量65%左右
  • 国家发改委等三部门提出2025年废旧纺织品循环利用率达25%、2030年达30%
  • 史晟团队获国家发明专利22项，与安徽天助纺织合作建成中试生产线，太原豫强物资已建成年产3吨纤塑复合型材中试线

为什么要攻克涤棉混纺织物

我国是全球第一纺织大国，纺织纤维加工总量占全球50%以上，每年纤维消费总量约3000万吨，人均纤维消耗量超过20公斤。废旧纺织品如果沿用焚烧或掩埋处理，一吨填埋需占3至5平方米土地，一吨焚烧产生3.2吨碳排放。而每利用1千克废旧纺织品，可减少3.6千克二氧化碳排放、节约6000升水。

废旧纺织品分两部分：纺纱、织造、印染、裁剪环节产生的废丝与边角料，成分清晰，已基本形成回收产业链；难度大的是使用环节淘汰的旧服装和家纺。史晟指出，旧衣物材质混杂，同一件衣服往往混纺多种纤维，分离是循环利用的关键。其中涤棉混纺织物每年产生约1500万吨，约占废旧纺织品总量的65%，因结构复杂、难分离、难降解，业内称之为“黑料”，目前几乎全部焚烧或掩埋。史晟团队因此把涤棉混纺织物作为主攻方向。

如何实现常压规模化分离

早期方案是用草酸和水配成酸性水溶液，在130摄氏度下使棉纤维转化为粉末状棉基纤维素，涤纶不受影响，从而实现分离。但一份草酸需千倍水配比，批量处理时用水量巨大，还带来废水处理问题。团队随后引入带旋转系统的反应器，通过转动让溶液浸湿织物，大幅减少用水；又定制了单次可处理约4千克织物的混纺织物分离小样机，并将酸性水溶液替换为低共熔溶剂，在显著降低反应温度的条件下使棉纤维溶胀、被快速切割分离，最终实现常压条件下的规模化高效分离。

分离产物去向明确：涤纶纤维可重新纺成纱线；棉基纤维素可用于造纸和涂料添加剂，碳化后还能制成棉基碳微球等高价值碳材料。

多元利用路径与产业化进展

史晟提出“美、纺、分、材”四位一体方案，原则是能用艺术改造就不动用物理化学手段，能用物理开松制成再生纤维就尽量不做降解分离和化学再生。其团队参与制定《废旧纺织品回收技术规范》《废旧纺织品再生利用技术规范》等国家标准3项。在应用端，团队与安徽省天助纺织科技集团合作建立安徽省废旧棉纺织品再生技术及综合利用工程研究中心和中试生产线，并联合开展“废旧酒店布草高值化利用”项目，将酒店废床品、废毛巾分类清洗消毒后经开松、梳棉、并条制成再生纱线，用于非遗苗绣包、购物袋、沙发面料、地毯等产品，同时制定了两项相关团体标准。山西豫强物资有限公司与团队合作研发废旧纺织品基新型纤塑复合型材，已建成年产3吨板材的中试生产线一条，产品用于公园栅栏、步道、垃圾暂存处和环卫工具凳等。

政策层面，2022年3月国家发展改革委、商务部、工业和信息化部联合印发《关于加快推进废旧纺织品循环利用的实施意见》，提出到2025年循环利用率达25%，到2030年建成较为完善的循环利用体系、循环利用率达30%。史晟表示，实现这一目标将意味着新兴绿色产业的兴起，兼具资源、环境、经济价值和就业岗位。

对行业的意义

废旧纺织品循环利用仍受制于回收体系不健全、关键技术薄弱、综合利用效率不高，混杂纤维的识别、分拣、分离与再生是核心瓶颈。此次涤棉混纺分离技术的突破及配套中试线的落地，为大规模高值化处理占主体的涤棉类废旧织物提供了可验证的工艺路径。

来源: 【新观察】探索废旧纺织品产业化循环利用路径 · 原文发布于 2024-01-02