3. 密度分选原理与操作

密度分选是废塑料再生中最经济、最常用的分离手段之一，其核心依据是不同塑料之间存在密度差。常见塑料的密度分布大致为：PP约0.90～0.91 g/cm³、PE约0.92～0.96 g/cm³、PS约1.04～1.06 g/cm³、ABS约1.04～1.08 g/cm³、PMMA约1.18～1.19 g/cm³、PC约1.20 g/cm³、PVC约1.30～1.45 g/cm³、PET约1.33～1.40 g/cm³。只要两种塑料的密度差大于约0.02～0.05 g/cm³，在合适介质中就有分离可能；密度差越小，对介质密度稳定性、停留时间和扰动控制的要求越高。

本节把三种典型方式放在一起讲：浮沉分选（以清水或低密度介质为主，分离轻、重两组）、盐水分选（用可调密度的盐水精确切割密度区间）、水力旋流分选（利用离心力放大微小密度差，适合细粒物料）。三者的共同点是"介质密度决定谁沉谁浮"，区别在于介质、设备结构和适用粒径。

一、浮沉分选：最基础的重组与轻组切割

浮沉分选通常在沉降槽或浮选槽中进行，介质多为清水（ρ≈1.00 g/cm³）。物料投入后，密度小于介质的 PP、PE 上浮，密度大于介质的 PS、ABS、PMMA、PC、PVC、PET 下沉。现场操作要点有三：一是进料要均匀，避免成团投入造成"包裹下沉"——几颗轻料被重料压住一起沉底，是最常见的损失来源；二是上浮料要及时撇除，停留过久会吸水或附着杂质而下沉；三是液面与溢流口要稳定，水位波动会改变实际分离界面。

浮沉分选的局限也很明确：清水只能做"1.00 g/cm³"这一条切割线，PS（1.05）与 ABS（1.06）无法分开，PMMA（1.19）与 PC（1.20）也无法分开。要细分，就必须换介质——这就是盐水分选。

二、盐水分选：用浓度换密度

盐水分选通过向水中溶解盐类来调节介质密度。常用介质有两类：氯化钠溶液，饱和密度约1.20 g/cm³，成本低、腐蚀性小，适合切割1.0～1.2 g/cm³区间；氯化钙溶液，饱和密度可达1.35～1.40 g/cm³，适合切割1.2～1.35 g/cm³区间，但吸湿性强、对碳钢设备腐蚀明显，需用塑料槽体或衬里。

配制时不能凭经验"抓一把盐"，而应按目标密度反算浓度。以20℃下氯化钠溶液为例，质量分数约14%时密度约1.10 g/cm³，约24%时密度约1.18～1.20 g/cm³。实际操作中更可靠的做法是：先配到略高于目标值，再用清水稀释，同时用密度计或比重秤实测校核，每班至少校核两次，因为塑料碎片会带水、带盐，导致介质密度漂移。一个可参考的现场记录格式如下：

盐水槽号：S-02        日期：____   班次：____
目标密度：1.18 g/cm³   介质：NaCl
实测密度（开班）：1.181   温度：21℃
实测密度（班中）：1.176  → 补加盐 ____ kg
液位：____ mm          过滤网压差：____ kPa
上浮物：PS/ABS         下沉物：PMMA/PC/PET/PVC
异常记录：进料含泥量偏高，撇料口有缠绕

盐水分选的关键控制点包括：多级串联（1.10→1.20→1.35 逐级切割，每级只做一条切割线，效率最高）、物料预清洗（泥沙会污染盐水并改变密度）、停留时间（一般30～90秒，薄片和薄膜需要更长时间）、废液处理（盐水不能直排，需蒸发回收或委托处理）。

三、水力旋流分选：把微小密度差放大

当物料粒径小于5 mm，尤其是1～3 mm的破碎料时，重力沉降速度太慢、浮沉槽分选精度急剧下降。水力旋流器通过切向进料形成高速旋转流场，颗粒受到的离心加速度可达重力加速度的几十到上百倍，微小密度差被显著放大：重相颗粒被甩向壁面沿锥体下行从底流排出，轻相颗粒留在中心低压区从溢流排出。

旋流分选的操作参数比浮沉复杂，主要包括：进料压力（通常0.05～0.15 MPa，压力不足则离心强度不够）、进料固含量（一般控制在5%～15%，过高会互相干扰）、介质密度（可用清水或盐水，用盐水可进一步移动切割点）、底流口直径（决定重相排出量和分级粒度）。现场判断运行是否正常，主要看三点：溢流与底流的流量比例是否稳定、底流是否呈"伞状"而非"绳状"排出、溢流中是否夹带明显重相颗粒。若底流呈绳状，往往说明底流口偏小或固含量过高，需要调整。

四、三种方式的选用与效率影响因素

分离效率不是单一设备指标，而是"密度差 × 粒径 × 形状 × 介质稳定性 × 停留时间"的综合结果。密度差越大、粒径越均匀、形状越接近球形，分离越干净；片状、薄膜状物料沉降阻力大，容易误判；介质密度漂移、气泡附着、物料缠绕都会直接拉低效率。实际产线常见的组合是：先清水浮沉去掉轻重两端，再用盐水多级切割中间密度段，细粒部分进旋流器回收。