美国废旧轮胎回收与综合利用概况

美国废旧轮胎回收与综合利用概况

朱永康

（中橡集团炭黑工业研究设计院 ，四川自贡 643000）

摘要：综述了美国废旧轮胎回收与综合利用的历史、现状、格局、利用途径以及所取得的成就，表明其废旧轮胎回收利用已进入90％以上的世界高端水平，在为废旧轮胎开拓新用途方面也可圈可点，成绩斐然，开始呈现出良性循环的态势。现时美国新增加的废旧轮胎存量可以说微不足道。

关键词：废旧轮胎；回收；综合利用；现状；处理方法

目前世界汽车(乘用车、商用车)保有量已达10亿辆以上。轮胎已成为现代社会经济生产的必用品，也是人们日常生活中的易耗品，因此，对废旧轮胎的回收处理与利用已成为社会关注的大事。全球范围内每年大约要售出10亿条轮胎，而它们使用后最终都会被废弃。据统计，全世界每年有14～15亿条轮胎报废，其中得到回收再利用的只占15％～20％。这种固体废弃物是汽车相关污染的一大来源：平均而言，每条使用过的轮胎重22.5磅，其燃料含量与其它可燃碳化物一样约为2加仑。

美国联邦政府固体废物综合利用研究所和加州环保局的资料表明，在美国，仅一年就要扔掉接近3亿条废旧轮胎——几乎相当于每个男人、女人和孩子各扔掉一条，此外还有历年尚未处理的存量废旧轮胎。废旧轮胎的回收处理始终是当今世界的一大难题，因为它们可转化成任何其它东西。一直以来，曾经有不少人试图回收其原材料来制造轮胎，但是这些努力最终莫不以失败而告终，因为分解废轮胎所消耗的燃料比制造一条新

作者简介：朱永康（1959—），男，四川省自贡市人，高级工程师，主要从事科技信息调研及科技期刊编辑工作。 轮胎还要多。故而，废旧轮胎曾一度被称为“黑色污染”，其回收利用也成为一向备受美国社会各界瞩目的问题。

1美国废旧轮胎产生量现状

美国是世界上汽车保有量最多的国家，废旧轮胎的产生量也稳居世界第一。2007年，全美汽车保有量2.44亿辆(乘用车1.35亿，商用车1.09亿)，废旧轮胎产生量为2.90亿条，回收量为2.75亿条，回收率94.8％ 。堆积量1.88亿条，占当年产生量的65％ 。以重量计，产生量为459.57万吨，利用量为410.58万吨，回收利用率达89.3％ ，较2005年的82％ 提高了7个百分点。

历史上，美国曾发生过几次大的废旧轮胎火灾事件和废旧轮胎污染引发的流行性疾病，给美国的环境与人民健康造成了很大的危害。为此，美国政府专门针对废旧轮胎的回收、运输、处理和再利用立法，并以立法的形式推动废旧轮胎回收利用市场的发展。

根据美国轮胎工业的同业公会，即美国橡胶制造业协会(RMA)所提供的2007年的数据，该国8个人口基本在1000万人以上的大州，一共产生废旧轮胎1.37亿条，回收废旧轮胎1.48亿条，但各

州回收率则悬殊较大。美国50个州人均年废旧轮胎产生量在1.0～1.5条之间，有1／3的州无法处理掉产生的废旧轮胎，人均积存废旧轮胎0.5～1.0条。各州对废旧轮胎的收集回收各自为政，处于十分杂乱的状态，因而由此产生的结果也不尽相同。但总体上看，近年来废轮胎处置已取得了巨大进步，回收率明显上升，积存量显著下降，利用途径日趋广泛和多样化。

RMA的数据表明，美国废旧轮胎的回收比例在逐年增加。1990年，美国废旧轮胎产生量为2.50亿条，回收率只有11％ ，积存10亿多条。1996年废旧轮胎产生量为2.66亿条，由于立法发挥了作用，回收量达到1.92亿条，回收率升至72.1％ 。2000年产生2.76亿条，回收2.03亿条，回收率达到73.5％ ，但是掩埋和堆弃的仍有6500万条。进入21世纪，情况逐年好转，积存废旧轮胎已降至3亿条，废旧轮胎产生量在2.80～2.90亿条之间徘徊，而回收率则逐年提高，由2001年的77.6％ 、2003年的80.4％ 、2005年的86.6％ ，至2007年上升到94.8％ 。

2美国废旧轮胎利用的历史

美国在废旧轮胎的处理和利用方面具有悠久的历史。20世纪70年代前主要是利用废旧轮胎制造再生胶，其产量1920年时为7.5万吨，1930年15.3万吨，1940年19.0万吨，1950年30.3万吨，1960年27.6万吨。再生胶对橡胶消耗的比率由50.4％～17.7％ 不等，尤以第二次大战时期为最高。从1980年后期开始直线下降，1968年为25万吨，占橡胶量的10.1％ ；1975年12万吨，占5％ 。到2007年减至8.6万吨，仅为橡胶消耗量的3％，占废旧轮胎量的2.7％ ，现在再生胶大部分已几乎被淘汰了。

从20世纪40年代开始，利用废旧轮胎生产翻胎的事业在美国兴起，二战时达到第一次顶峰。1950年后期发明预硫化法翻胎后，翻胎企业又陆续发展，1982年翻胎企业增至3350家，到1990年前后出现第二次顶峰。1990年美国翻新胎产量达到3300万条，占同年新胎产量2.3亿条的14.4％ ，占据全球翻胎量40％ 以上的地位，拥有1500家翻胎企业，形成了100强。1990年后半期，翻胎开始逐年下降。企业由1997年的1326家、1999年的1256家、2000年的1123家、2002年1080家，至2004年已减至850家、2005年835家、2006年820家、2007年已不足800家。产量由2000年的2400万条、2002年2200万条，从2003年起至2007年一直徘徊在1600万～1700万条之间，占废旧轮胎比例的5％～ 6％ 。

在美国，废旧轮胎的运输、贮存、处理和再利用实行许可证制度，美国政府采取优惠政策鼓励建设回收利用项目，以实现废弃物减少的目标。美国政府还通过立法来推动废旧轮胎的再利用。1997年美国参众两院立法规定：凡国家投资或资助的道路建设必须采用胶粉改性沥青，并规定胶粉的用量必须达到20%以上。美国联邦各州也相继通过法令推广胶粉改性沥青的应用，目前全美国铺设的胶粉改性沥青路面已达110000公里。美国联邦各州中，加利福尼亚州环保局在环境保护和资源综合利用的立法和执法做得最好，多年来，加利福尼亚州参众两院为废旧轮胎回收处理再利用制定了一系列法律法规，在此基础上，加州环保局已经建立起规范化、社会化、信息化的专业执法体系，高效、有序地管理着废旧轮胎的回收利用。

3美国废旧轮胎回收与综合利用途径

目前，美国废旧轮胎回收利用及工业化处理方法主要有四种：翻新利用法、传统填埋法(大多要求切块后填埋)、热能利用法(水泥窑炉、工业锅炉、发电锅炉等)、生产橡胶粉。但是随着环境与资源的约束日益严重，美国的大多数州已经严格禁止将废旧轮胎填埋处理，对政府以前批准设

立的填埋场也正在以市场化的方式逐步关闭。

据估计，1990年全美国堆放有10亿条旧轮胎，到2005年，这一数字缩减为1.88亿条。在这个方面，对废弃轮胎加以回收并作为工业燃料利用其热能可以说功不可没。美国废旧轮胎的回收利用主要体现在以下几个方面。

3.1 废旧轮胎翻新作为新轮胎使用

回收利用废旧轮胎的方法很多，但国际上公认的轮胎资源循环利用的主要途径当推翻新。这也是废旧轮胎减量化的重要措施之一。美国是世界上轮胎翻新方面最发达的国家，其翻新胎产量一直居全球之首。在1990年，美国翻新轮胎产量便高达3300万条，为当年新轮胎产量（2.3亿条）的14.3%，占世界翻新轮胎总量的40%以上，且翻新轮胎企业多达1500余家，而轮胎企业仅40余家。近年来，由于翻新轮胎生产成本上升，尤其是轿车轮胎翻新的经济性下降，轿车轮胎基本上不再翻新，而载重汽车轮胎、工程机械轮胎和航空轮胎的翻新量增长幅度较大。现今，美国载重汽车轮胎的翻新率为80%。

为了有效利用废旧轮胎和节约资源，世界上第一大轮胎翻新企业集团——美国奔达可公司从上世纪80年代初开始经营旧轮胎翻新业务，每年的营业额在30亿美元以上。一次翻新的轮胎可行驶40万公里，最高记录达200多万公里，而且一条旧轮胎平均可翻新4次。该集团产量占全美的1／2、全球的1／4，是在上百个国家有1100家翻胎厂的大企业，2007年被日本普利司通集团收购。接着法国米其林又收购了该国另外两家翻胎企业。2006年美国翻新轮胎企业减少到了826家，但美国依旧是当今世界第一翻新轮胎大国。这个世界最大的翻胎生产国眼下已进入衰退期，对废旧轮胎的回收利用也趋于多元化。

2008年度美国翻新轮胎企业百强中，温弗特商用轮胎总公司排名第一，普利司通-奔达可轮胎公司排名第二，珀塞尔轮胎橡胶公司名列第三。在百强翻新轮胎企业中，模型硫化和预硫化工艺并举的有18家，只采用预硫化工艺的68家，这些企业应用奔达可技术的超过1/3，奔达可和固特异翻新轮胎公司的技术几乎垄断了美国翻新轮胎市场。此外，也有企业采用米其林、奥利弗及其它硫化方法。在美国，几乎90%的中型/重型载重汽车翻新轮胎使用预硫化技术。近年来，美国工程机械轮胎翻新量增长了13个百分点，轻型载重汽车轮胎和航空轮胎翻新量上升幅度分别为36%和100%。

3.2 废旧轮胎作工业燃料利用其热能

迄今为止，废旧轮胎综合利用的最佳解决方案，也许是让它做其所能做的最好的事情——作为轮胎衍生燃料（TDF）燃烧。据美国环境保护局（EPA）介绍，废轮胎燃烧所产生热能的热值比煤高出25%，比木材高出100％，而排放的温室气体和其它污染物则与煤相当。这样，利用轮胎作为工业燃料自然可以被人接受。RMA有关人士称，在2005年，美国回收的废旧轮胎的52%都被用作燃料燃烧掉了。

废旧轮胎作为煤炭的一种更清洁、更经济的替代品，在美国已被用于水泥窑炉、纸浆工厂、造纸工厂以及工业锅炉和电站锅炉。废旧轮胎作为TDF的用量正在逐年增加，其占消耗的废旧轮胎的比例，从1990年的30％ 、1994年的40％ 、2003年的45％ ，到2007年已经升至54％，数量超过1.5亿条（按重量计约达2484万吨）。其中，用于水泥工业供作热能与材料用的废旧轮胎即达5800万条。此外，造纸工业消耗了3900万条，电力工业消耗了2700万条，它们分别占废旧轮胎总量的20％ 、13％ 和9％ ，其它还有钢铁工业占了大约10％ 。

由于燃料的价格上涨，而TDF质量的提高加之交货有保障，预计这一市场今后几年将出现强劲的需求增长。

3.3 废旧轮胎碎块作为市政建筑工程材料利用

近年来，美国工程技术人员在处理废旧轮胎方面取得了不少进展，其中之一便是以这种废弃物为原材料切成碎块，用作市政工程设施、道路建设以及渠道工程等的建筑材料，例如路基填充料、排水桩基础、弹性地砖、缓冲板、隔音墙、弹性防护墙等等。

废旧轮胎作为建材具有质轻、减震、吸声以及降低投资成本等优点。切削废轮胎获得的类似碎石状的橡胶碎块，在公路特殊部位（如填土层内部的排水层、地下排水通道、防止冻胀等部位,传统方法多用碎石构筑）被作为填充料。废旧轮胎片状碎块替代碎石、砂砾等材料作排水桩基础，可以抑制地层的液化变形。轮胎碎块特别适合取代碎石，作为构筑填土层内部渗水性好的材料排水层。

现在，美国许多地方在修建公路时都用轮胎碎块作为填充物，这样既可以使之具有减震作用，同时又让沥青更富于弹性，从而延长其使用寿命。在加利福尼亚州必达斯市，工程技术人员就用了66万条废旧轮胎的碎块来为880号州际高速公路建造轻质路基。

这一市场2007年消费了56万吨废旧轮胎，占美国废旧轮胎市场总量的12％左右。废旧轮胎碎块在这方面的具体用途还包括填埋场的建设，化粪池沥滤场和其它建筑应用。这类废旧轮胎碎块在防止水土流失和山体滑坡方面也赋予了诸多有益的用途，并且还可以促进垃圾渗滤液系统的排水。由于来自TDF市场的竞争，这一市场在2003年达到顶峰后近年来出现持续下降。

3.4 废旧轮胎胶粉用作橡胶制品填料

RMA的一份调查报告证实，将废旧轮胎制成的胶粉掺入橡胶中制备体育场和游乐场地面覆盖胶垫，不会给人类带来任何不良影响或导致生态问题。这也是废轮胎回收利用的最佳途径之一，在该应用领域，美国每年大约要消耗掉1300万条废轮胎，约占废旧轮胎产生量的17％。废轮胎胶粉应用包括生产新橡胶制品、用于体育场馆、儿童乐园及其它运动场地表面和橡胶改性沥青。在这一时期，运动场地表面市场依然是废轮胎再生胶粉最具有活力的市场。预期未来两年再生胶粉市场将会出现温和的增长。

废旧轮胎粉碎加工成细胶粉掺用于橡胶制品中以代替一部分橡胶原料和填料，或者直接以其制造低端橡胶制品，在20世纪90年代时发展很快，利用量达到5000万条，占到废旧轮胎量的20％ 。1997年时为1.14亿条，占15％ 。但从2000年起逐年下降，2001年降至3300万条，2003年又降为1800万条，所占比例已缩小至12％ 和6％ 。近年仍然处于继续萎缩当中。与此同时，制成的一般胶粉用于沥青改性，以其铺装在公路和高速公路上，近几年来则不断有新发展，由4％ 提升至12％ ，废轮胎利用量在2005年已达3747万条，只不过其使用量尚不太稳定。粗、细胶粉生产最高一年达到过120.9万吨，创造价值在6亿美元以上。

据RMA人士称，在2003～2005年间，美国用于运动场地的废旧轮胎消费剧增了67%，但该协会关于废旧轮胎的最新报告提醒说，在市场饱和之前，繁荣时期或许还会持续两到三年。问题关键在于，运动场跑道、校园操场等一旦建造完成，在相当长时间内它们将不需要修缮或更换。

3.5 废旧轮胎热裂解回收油品和炭黑等

废旧轮胎裂解的温度范围为249～949℃，在249～399℃下，轮胎碎片会分解成气体和油；在高于399℃时，油和固体碳的产生会降低气体生成量，在此高温下，生成的气体和油含有致癌的多环芳烃（PAHs）。美国三角能源公司现已开发出了低温热解工艺，这项新技术有助于减少有害的多环芳烃，同时可回收油品、炭黑、可燃气以及金属材料。该公司在北达科他州建设的二套废旧轮胎热解装置可日处理10吨轮胎碎片。另外，美国福斯特废旧轮胎回收公司则开发出了节能的高温

热解技术，可以从废旧轮胎中回收更多的有价值材料。传统的废旧轮胎高温热解通常是在无氧化条件下进行，能耗高，而该公司的这种废旧轮胎回收系统是在真空条件下加热，降低了热解温度，排放物可满足更为苛刻的环保法规要求。

美国虽然时有各种热裂解装置生产的报道，但迄今仍没有达到工业化规模的废旧轮胎热裂解企业，也未见到其处理废旧轮胎的具体数量。 3.6 废旧轮胎原形改制为器具材料

原形改制是指通过捆绑、裁剪、切割、穿孔等方式，将废旧轮胎改造为有利用价值的器具或材料，如码头和船舶的护舷、海底人工鱼礁、航标灯的漂浮灯塔座、建筑工程缓冲器垫、现场施工屏障、隔音墙幕等，一年亦有600万条左右，占2％ 。这种利用的形式多样，用途广泛，近年来呈现出上升的形势。据估计，该国每年产生的近3 亿条废旧轮胎，通过原形改制可使其中的 500～600 万条变废为宝。

美国蒙大拿州波森的Tire Depot公司涉足废旧轮胎利用已有近20年的历史，目前每年可以处理120万条废旧轮胎。Tire Depot公司的废旧轮胎，大多是从蒙大拿州、爱达荷州、华盛顿州、俄勒冈州和怀俄明州收集的。挑选出来的内胎被装进开顶拖车，销售给橡胶回收公司，被用作卡车轮胎衬层。重型卡车废旧轮胎的胎壁，夏季每周可卖掉上千条，作为青贮窖的覆盖物。剩余的其它废旧轮胎构件，则被撕碎成两英寸宽的橡胶条，出售给建筑公司用作填充料。

诸如此类的公司是把收集废旧轮胎，用切割机分离胎圈与胎身，再根据需要将胎体裁成不同尺寸的胶条，用这些胶条编织成弹性防护网、防撞挡壁、防滑垫排等。弹性防护网供建筑、爆破工地挡飞石落物；防撞挡壁供保护船坞用；防滑垫用来临时加固路面，使重型车辆顺利通过泥泞地带。从废旧轮胎上截取下来的胎圈、还可以被加工成排污管道。 4美国废旧轮胎综合利用取得的成就

近些年来，美国废旧轮胎的再利用取得了显著成效。RMA在2009年夏天发表的报告表明，全国每年更换和扔掉的废旧轮胎近90％现在已得到卓有成效的利用。在回收的大宗废旧材料（包括玻璃瓶、纸张和铝制易拉罐）中，废旧轮胎的再利用率名列前茅。这充分反映了美国在废旧轮胎管理实施方面不断取得进展，从而使废旧轮胎积存量大大下降，在为废旧轮胎开拓新用途方面也成绩斐然。废旧轮胎的市场在不断成长，昔日的堆积如山的废旧轮胎堆放场正在逐渐缩小。

2007年，美国产生的废旧轮胎89.3％（按重量计）在市场上被消耗掉了。在最终用途市场消耗掉的废旧轮胎总量约达4106万吨，这一数量是自RMA开始列表统计废旧轮胎以来最大的。RMA估计，美国2007年产生的废旧轮胎大约有4596万吨。相比之下，2005年，被市场消耗的废旧轮胎重量约占82％左右。而在1990年，则仅有11％的废旧轮胎被消耗掉。

截至2007年底，美国境内的废旧轮胎存量尚有1.28亿条左右，自1990年以来已减少了87％以上。RMA人士表示，美国在清理废旧轮胎方面所获得的成功，归因于各个州努力减少废旧轮胎积存，发展可持续的废旧轮胎市场，严格执行现有废旧轮胎法律法规等一系列措施。据悉，剩余的废旧轮胎存量主要集中在阿拉巴马州、亚利桑那州、科罗拉多州、马萨诸塞州、密歇根州、纽约州和得克萨斯州等7个州。这些州堆积的废旧轮胎占全国废旧轮胎存量的85％以上。在这些州当中，阿拉巴马州、密歇根州和纽约正在制定废旧轮胎减排计划，得克萨斯州2007年已经实现了减排达标。

终端用途市场消费掉的废旧轮胎上升了13.5％，获得再利用的废旧轮胎数量增加了490余万吨。市场比例不仅受消耗的废旧轮胎数量的影响，而且也要受所产生的废旧轮胎量数量的影响。在国内人口增长速度趋缓的同时，美国废旧轮胎的产生

率却在稳步上升。自RMA从1990年开始关注废旧轮胎市场以来，这一趋势始终没有改变。尽管如此，这些废旧轮胎却被形形色色的市场（包括轮胎衍生燃料、市政建筑工程和再生橡胶粉应用）所消耗。其它较小的市场和合法的填埋处理，又使得每年产生的其余废旧轮胎被消化掉，可见美国新增的废旧轮胎存量微不足道。

5 结语

美国的废旧轮胎产生量已基本处于稳定状态。几年来一直在290万～300万吨上下浮动，积存的废旧轮胎已处理减到不足一年的产生量，回收利用率节节上升，已进入90％ 以上的世界高端水平，开始出现良性循环的态势。

然而，到目前为止，废旧轮胎的处理使用一半以上要靠焚烧简单供作燃料，其利用价值比较低，有的还会造成环境的二次污染。原形利用固然是好方法，可是其用途又非常有限，无法成为废旧轮胎利用的主要方式。作为建筑材料尚处推广阶段，不仅无法提高其附加价值，而且利用量的起伏变化也很大，影响到回收利用率的提高。混合于沥青改性又成本过高，难以全面推广，依靠现行法规强制发展不快。热裂解法已有30年以上的示范性装置，出现了各种不同的裂解方式，但是至今仍未形成大的气候。由此可见，对美国来说，废旧轮胎的回收利用与处理依然任重道远。

参考文献

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收稿日期：2011-01-25

安徽大瑞150万条全钢载重子午线轮胎项目开工建设

作为芜湖市三山区承接产业转移的重要项目———安徽大瑞橡胶有限公司的年产150万条高性能全钢载重子午线轮胎项目，最近在三山经济开发区举行开工奠基仪式。据悉，该项目投资总额达12亿元，它的建成将填补芜湖市在汽车轮胎制造方面的空白，并为奇瑞重卡的生产提供配套服务。

据了解，大瑞橡胶计划用一年的时间，建成高性能全钢载重子午线绿色轮胎生产线，实际生产能力可达到180万条以上。安徽大瑞橡胶有限公司是集研发、生产、销售于一体的大型、专业轮胎生产企业，主营高性能、高等级子午线轮胎（含全钢载重子午线轮胎，半钢轿车、轻卡子午线轮胎），欲以自行拥有的国内领先、世界先进的绿色轮胎开发、制造技术为依托，成为中国第一家全绿色轮胎制造工厂。安徽大瑞橡胶的建成对加快三山区产业结构的调整，延伸产业链，形成产业聚集，增强发展后劲，提高经济竞争能力，有一定的推动作用。更重要的是，该项目填补了三山区乃至芜湖市轮胎制造行业的空白。

（四川自贡汇东炭黑工业研究设计院朱永康供稿）