废旧轮胎利用

废轮胎回收技术

1轮胎的再循环利用技术

我国及国际翻胎行业中对可翻新的旧轮胎称“胎体”(casing)，在我国翻新轮胎国家标准中，对可翻新的胎体均有详细界定，达不到翻新要求的则称废旧轮胎。

翻胎是旧轮胎循环利用的传统方式之一，优点是充分利用旧胎胎体的剩余功能，合理利用资源。据资料介绍，一条载重轮胎的翻新费用仅为同规格新胎制造成本的，而其行驶里程却大大超过新胎的。但从20世纪70年代起，国外翻胎业均呈下降趋势。原因一是翻胎业面临激烈的竞争以及新胎价格不断下降：

二是人们对轮胎产品的要求日趋严格。目前，国外翻新轮胎品种集中于载重轮胎、工程机械轮胎和航空轮胎。而我国目前翻胎工厂遍布各地，规模大都属中小型，年总翻新能力不过400万-500万条，占新胎年产量的3%左右。长期以来，由于超载严重，目前我国轮胎的平均翻新率仅为20%，翻新次数也偏低，今后应努力提高翻修率和翻新次数。

尽管轮胎翻新延长了使用寿命，在一定程度上减少了轮胎的报废数量，但最终这些轮胎还是要报废的。此外，轮胎翻修对旧轮胎有很大的选择性，一般来说可供返修占旧轮胎总量的70%左右。所以要想彻底解决“黑色污染”，实现循环经济运作模式，应将以下回收利用方式作为主要手段。

一是生产再生胶，目前我国的再生胶年产量为120万t，居世界第1位，而发达国家考虑到能耗、污染等因素，再生胶生产持续萎缩，如美国2000年再生胶产量不足5万t，仅占当年废橡胶总量的2%-3%。二是化学裂解回收炭黑和燃料油，近几年来，美日欧各国科学家对此都有专题的研究报道，但迄今为止，尚未见到大规模工业化的生产装置。三是作为燃料提供能源，与大多数的煤比较，轮胎具有更高的热值(29-37 MJ/kg)，因而废轮胎被认为是一种有吸引力的潜在燃料。例如，废轮胎可用作水泥窑的燃料，其中的钢丝帘线或钢圈可以替代制造水泥所需的铁矿石成分，从而降低原料的成本。四是制成胶粒和细胶粉，随着粉碎技术的进步，胶粉生产已实现了工业化。进入21世纪，胶粉工业从传

统的“废物利用、修旧利废”中提升为新兴的环保产业，胶粉生产被视为技术含量高、市场潜力大、具有广阔前景的新兴工业。目前全世界胶粉产量已达100万t，年创造价值在5亿美元左右。

2废旧轮胎回收利用方式

2.1再生胶的生产

再生胶是指废旧橡胶经过粉碎、加热，机械处理等物理化学过程，使其弹性状态变成具有塑性和粘性的，能够再硫化的橡胶。再生胶组份中除含橡胶烃外，还含有像炭黑、软化剂和无机填料之类的配合剂，它的特点是具有高度分散性和相互掺混性。再生胶从问世以来，很长时间都是以与橡胶掺用，作为橡胶的代用品来应用的，代用历史一直持续到20世纪60年代，此后便一直走下坡路。

我国作为再生胶的生产和使用大国，今后在再生胶发展上宜把重点放在以下方面。

(1)积极采用新的脱硫技术，寻找不污染环境，不释放有毒、有害物的以光、电磁波和超声波等为能源的物理再生方法。

微波脱硫。微波脱硫是将废橡胶置于微波场内使其在微波作用下产生分子热运动，产生巨大的能量，使硫化胶中的硫桥偶极化，最终导致橡胶分子链断裂。微波脱硫的突出优点是节能，每脱硫lkg废橡胶仅耗电

0.17-

0.22kW/h。

超声波脱硫。超声波脱硫是利用超声波的声学特性引发硫键断裂。由于超声能的强度介于硫交联键和橡胶分子链上的碳-碳键的键能之间，因此对胶料的力学性能损害较小。此外，超声波脱硫无需使用溶剂和软化剂，装置以专用挤出机为主，废橡胶借助挤出螺杆的旋转不断被输送到“能量转换器”接受超声波的作用，实现操作联动化和连续化。

远红外脱硫。该法利用远红外线强大的穿透力直接加热，使内外层同时升温，故不存在温差和热滞后。国内已有厂家采用远红外线脱硫罐生产再生胶，即借助于远红外线使废橡胶氧化断链，再通过炼胶机混炼均匀。脱硫后再生胶的性能保持率较高，可达S0%左右。

电子束脱硫。利用电子束的辐射使废橡胶降解，降解程度取决于辐照剂量。优点是无需加热，不产生“三废”，特别适宜于SBR的再生。

(2)采用生物再生技术。生物再生是由矿质化学营养细菌悬浮于水中的培养液来降解废橡胶的表面层，然后再向纵深延伸，使硫与橡胶烃分离。早在1974年，美国费尔斯通公司就利用酵母使废橡胶产生代谢，从而把废橡胶再生扩展到了生物领域。1998年瑞典发现废橡胶在生物处理过程中其多硫键和碳-硫键均遭破坏，橡胶表面发软，出现轻度解聚。细菌的这种功能对NR最为明显，但有时主链的不饱和键也会断裂，导致降解。硫化胶经生物脱硫后结合硫被释放为游离硫。

(3)新型再生活化剂，特别是RRM(RenewableResource Material)再生剂的研发。该RRM是一种植物产品，主要成分为DADS(Dially1 Disulfide的简称，即二烯丙基二硫化物)以及多种含硫化合物(如环状一硫化物、多硫化物等)。RRM再生剂的优点是脱硫无需高温、高压，对环境无污染，脱硫在较低温度(40-60℃)下进行，从而使再生胶生产绿色化。同时RRM作为一种天然植物再生剂，具备了可持续发展的条件。

2.2生产燃料油

废轮胎的热解是一种理想的资源再循环形式，污染物排放很少，还可回收一些燃油、有机化学品和热解炭黑等有用资源，回收率高达90%。废轮胎的热裂解方法有3种。

(1)常压惰性气体法。热解在惰性气体或缺氧环境中于高温条件下进行，裂解产物因裂解温度的不同而不同。

(2)真空热解法。热解在减压条件下进行，有机挥发物在反应器中停留的时间短，副反应少，故收率高于常压热解法。此外，芳烃化合物的收率高，经济收益好。

(3)熔融热解法。熔融盐由氯化锂和氯化钡组成，是优良的传热介质，反应速度快。影

响热解的因素包括温度、压力和时间，其中温度最为关键，可以通过它来调节热解产物的品质及产率。

废橡胶热解虽效果明显，但发展仍较缓慢。原因是热解温度高、时间长(3h 以上)。对热解进行催化可提高热解效率，并可降低液态产物中的硫含量。

最近，约翰·多比兹用微波“烹饪”废旧轮胎，即把废胎胶浸入油中，待橡胶变软后金属橡胶和纤维很容易被分开，然后再用机器把橡胶碾碎，在真空条件下，放到大型的微波烤炉中烧烤，使碳和油分离出来。被分馏出的油可以重复使用，用来浸泡轮胎。而这些轮胎又被放入烤箱中，这个过程循环进行，就能得到更多的橡胶油。

我国在利用废轮胎回收燃料油、炭黑等产品的技术开发上比发达国家并不落后。最近20年，中国国家知识产权局公开的关于废旧轮胎制取燃油的中国发明专利技术有13项，其中授权的有6项，职务发明的有3项。

台湾荣积工业股份有限公司1998年从美国引进废轮胎热裂解装置，经过不断改进，该装置目前达到年处理废轮胎能力300t，整个废轮胎先经过破碎机成为块状，然后进入裂解炉，最后获得重油、煤气、钢丝、炭黑和活性炭。目前炭黑已经销往大陆，活性炭可以用于制造手机电池。但是由于炭黑质量以及经济性问题，使这项技术未能广泛推广。浙江省温州市绿色环境技术开发有限公司于2000年开发成功无剥离微负压废旧轮胎资源化处理技术，应用该技术可将废旧轮胎裂解，生产燃料油、炭黑和钢丝等产品。经加工处理，每吨废旧轮胎可创利税约500元，具有明显的经济和环境效益。

2.3制备胶粉

胶粉除了可替代再生胶外，还有其独特的作用。胶粉具有生产流程短、制作简单、公害少等优点。在美国，胶粉已占废橡胶利用量的

8.9%，大大超过再生胶。胶粉开始大量生产和应用，也是主要用于和橡胶掺用，主要作用是改性胶料配方，这段历史持续到80年代。