再生废料测试技术规范

1. 检测项目分类及技术要点

再生废料测试体系通常分为四大类：物理性能、化学性能、工艺性能及有害物质检测。

1.1 物理性能检测

• 成分与形态分析：

  • 技术要点： 确定废料中目标物料与杂质的比例。对于金属废料，需区分合金牌号；对于塑料，需鉴别聚合物类型（如PE、PP、ABS等）。常采用目视分选、磁性分选、涡流分选及光谱分析进行快速分类。

  • 关键指标： 物料纯度（%）、金属牌号、塑料树脂标识码、非金属夹杂物含量。

• 粒度与堆积密度：

  • 技术要点： 粒度分布影响后续熔炼或加工工艺。通过标准筛网振动筛分测定。堆积密度（松装密度）对运输和投料计算至关重要，使用标准容器和称重法测量。

  • 关键指标： 粒度分布曲线（d10, d50, d90）、堆积密度（kg/m³）。

• 湿度（水分）含量：

  • 技术要点： 水分影响称重、加工能耗并可能引发安全事故（如熔融金属遇水喷溅）。取样后于105±5℃烘箱中干燥至恒重计算失重。

  • 关键指标： 水分含量（wt%）。

1.2 化学性能检测

• 主成分与杂质元素分析：

  • 技术要点： 精确测定废料中主要元素及杂质元素的含量，是判断其品级和价值的核心。例如，废钢中的Cu、Sn、Ni、Mo、Cr等残余元素，废铝中的Si、Fe、Cu、Zn、Mg等。

  • 关键指标： 各元素成分百分比（%）。

• 化学成分均匀性：

  • 技术要点： 评估同一批次废料内部成分的波动性。需从不同部位多点取样，分别制样分析，计算标准偏差或极差。

1.3 工艺性能检测

• 金属收得率/塑料熔体流动速率：

  • 技术要点： 金属废料在模拟熔炼条件下的实际金属回收比例。塑料废料则测试其熔体质量流动速率（MFR）或熔体体积流动速率（MVR），以评估其加工流变特性。

  • 关键指标： 金属收得率（%）、MFR（g/10min）。

• 发热值与灰分（有机废料）：

  • 技术要点： 对于用作替代燃料（SRF/RDF）的废料，需使用氧弹 calorimeter 测定其高位发热量（HHV）和低位发热量（LHV）。灰分含量通过高温灼烧称重测定。

  • 关键指标： 发热值（MJ/kg）、灰分（%）。

1.4 有害物质检测

• 技术要点： 识别并定量对健康、环境及后续产品有重大风险的污染物。此为强制性检测项目，受法规严格限制。

• 关键指标：

  • 有毒元素： Pb、Cd、Hg、Cr(VI)、As等含量（ppm或%）。

  • 有机污染物： 多溴联苯（PBBs）、多溴二苯醚（PBDEs）、多环芳烃（PAHs）、二噁英类（PCDD/Fs）等浓度（mg/kg或ng TEQ/kg）。

  • 放射性污染： α、β、γ射线剂量率筛查。

2. 各行业检测范围的具体要求

2.1 黑色金属（废钢铁）

• 核心要求： 严格控制残余（“搭车”）元素含量，确保冶炼钢种纯净度。

• 具体范围： 除Fe、C外，重点检测Cu ≤ 0.3%，Sn、Ni、Cr、Mo总量通常要求低于特定限值（如0.2%）。严格禁止放射性物质和密闭容器。需按国标（如GB/T 4223）进行外形尺寸和分类检验。

2.2 有色金属（废铜、废铝）

• 核心要求： 精确分牌号，严格控制氧化、涂层、油污及杂质含量。

• 具体范围：

  • 废铜： 区分紫铜、黄铜、青铜等，检测氧含量、绝缘漆皮残留。高品位废铜要求金属铜含量≥94%。

  • 废铝： 按合金系列（如1系、3系、6系）分类。重点检测Si、Fe、Mg等主合金元素及Pb、Cd等杂质。对于铸件，需关注气体（H）含量。

2.3 废塑料

• 核心要求： 聚合物类型纯净度、杂质及降解程度。

• 具体范围： 通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）或差示扫描量热法（DSC）准确鉴别树脂类型。检测熔体流动速率以评估分子量降解。严格控制氯含量（针对PVC混杂）、重金属稳定剂和溴系阻燃剂。检测油脂、残留溶剂等挥发性物质。

2.4 废纸

• 核心要求： 纤维强度、杂质率和湿度。

• 具体范围： 检测禁物（蜡、塑料膜、金属）、不可利用物含量。测试纤维长度和抗张强度。胶粘物（“粘胶物”）含量是重要指标。对脱墨废纸浆需检测残余油墨浓度。

2.5 电子电器废弃物（WEEE）

• 核心要求： 在资源回收前，必须完成有害物质的彻底排查与去除。

• 具体范围： 严格遵守《RoHS指令》等法规，对拆解后的塑料部件、线缆、印刷电路板（PCB）等，强制检测Pb、Cd、Hg、Cr(VI)、PBBs、PBDEs等限用物质。贵金属（Au、Ag、Pd）含量需精确分析以评估回收价值。

2.6 报废汽车（ELV）破碎料（ASR）

• 核心要求： 高度复杂的混合物，需进行多层级分选与检测。

• 具体范围： 对金属部分（钢铁、有色金属）按前述要求检测。对非金属残余物（塑料、橡胶、泡沫、纤维等）需检测其作为固体回收燃料（SRF）的热值、氯含量、重金属及粉尘含量。

3. 检测仪器的原理和应用

3.1 成分分析仪器

• 手持式X射线荧光光谱仪（HHXRF）：

  • 原理： X射线管激发样品原子产生特征X射线荧光，通过探测器识别元素及强度。

  • 应用： 现场快速筛查金属牌号及有害元素（Pb、Cd、Hg等）。适用于废金属、WEEE、塑料中重金属的初筛。精度相对较低，常用于分选和定性/半定量分析。

• 电弧/火花直读光谱仪（OES）：

  • 原理： 样品作为电极，在高能电弧/火花激发下原子化并发射特征光谱，经光栅分光后由光电倍增管检测。

  • 应用： 废金属（特别是黑色金属和铝合金）实验室精确成分分析，可测C、P、S等轻元素，是判定金属品级的权威手段。

• 电感耦合等离子体发射光谱/质谱（ICP-OES/ICP-MS）：

  • 原理： 样品溶液经雾化送入高温等离子体激发或电离，分别测量特征发射光谱或离子质荷比。

  • 应用： 痕量和超痕量多元素分析。用于检测废料中极低含量的有害元素（如土壤中的As、Hg）、稀土元素以及溶解性总含量分析，精度极高。

3.2 物理与结构分析仪器

• 熔体流动速率仪（MFR）：

  • 原理： 在规定温度和负荷下，测量熔融塑料通过标准毛细管的质量或体积流量。

  • 应用： 评价废塑料的加工流动性，判断其热降解程度和一致性。

• 热重分析仪（TGA）：

  • 原理： 在程序控温下测量样品质量与温度的关系。

  • 应用： 分析废塑料中无机填料/玻纤含量、炭黑含量，或废橡胶中聚合物与炭/灰的比例。

• 傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）：

  • 原理： 测量样品对红外光的吸收，获得分子化学键和官能团的特征谱图。

  • 应用： 快速、无损鉴别废塑料的聚合物类型，识别特定有机污染物（如某些阻燃剂）。

3.3 专用检测设备

• 氧弹量热仪：

  • 原理： 在充氧的弹筒内完全燃烧样品，测量周围水浴的温升，计算发热值。

  • 应用： 准确测定SRF/RDF、废油、废橡胶等可燃废料的热值。

• 放射性检测仪（α、β、γ表面污染仪/剂量率仪）：

  • 原理： 利用闪烁体或GM管探测器测量电离辐射强度。

  • 应用： 在废料进场的第一道关卡进行强制性放射性安全筛查，防止污染扩散。