這期間,一些生膠生產(chǎn)廠家利用粉碎后的粗膠粉(40目)經(jīng)活化處理生產(chǎn)數(shù)量不多的活化膠粉,同時國內(nèi)一些省市地區(qū)先后從美、意、法、德等國家引進10多條膠粉生產(chǎn)線及單機設備,我國的膠粉生產(chǎn)開始起步,但這些生產(chǎn)線多采用常溫法生產(chǎn),幾乎都只能生產(chǎn)粗膠粉和細膠粉(60目〉。為此,國內(nèi)一些機械設備制造廠也開始研制常溫法制備微細膠粉的設備,目前已有成功報道。例如,青島綠葉橡膠有限公司開發(fā)的LY型液氮制冷系統(tǒng)具有獨特的冷交換裝置及多種冷能循環(huán)利用技術,使液氮的冷能得到充分有效的利用。利用該法生產(chǎn)lkg微細膠粉僅消耗液氮0.32國際上同類液氮冷凍法生產(chǎn)1kg微細膠粉的液氮消耗量一般在0.5kg以上。液氮消耗量的降低使微細膠粉的成本大幅下降。深圳東部橡塑實業(yè)有限公司成功開發(fā)了常溫法工業(yè)化生產(chǎn)精細膠粉新技術,該技術以物理手段為主,輔以化學手段,在常溫條件下,以簡化的工藝流程生產(chǎn)萬噸規(guī)模的60~120目精細膠粉,產(chǎn)品粒度均勻,且能耗低,成本低,生產(chǎn)過程對環(huán)境無污染,達到了廢輪胎膠料和骨架材料的全部綜合利用。
最近,有資料報道國內(nèi)正在研究用物理化學方法制備精細膠粉,該項技術的關鍵在于溶脹劑的配制回收和高能攪拌磨粉工藝。這種方法制備的膠粉比普通工藝制備的膠粉要細得多,且機械強度明顯提高。這些有助于提高膠粉質(zhì)量、降低膠粉成本的新技術應用將促進膠粉的進一步推廣應用。
膠粉生產(chǎn)科技含量高,市場潛力大,具有廣闊的發(fā)展前景。膠粉既可以直接或經(jīng)過表面活化摻入膠料替代部分生膠制造輪胎和膠鞋等橡膠制品,又能制成橡膠地板或與瀝青混合后用于鋪路、裝修、防震、密封和防水卷材,還可以用來改性塑料、改良土壤;精細膠粉還可用于涂料、油漆和粘合劑改性。同時,我們還可以大力開發(fā)膠粉在其它方面的應用,如與樹脂并用來增韌改性樹脂等。目前我國在這方面的研究還不是很多,有待加強。
2.4 熱分解
熱分解是在高溫條件下打開廢橡膠中的大分子鏈,使其分解所得的有機物得以分解、汽化,生成混合油、裂解氣以及炭黑等一系列的裂解產(chǎn)物。熱分解技術在很多國家都已經(jīng)開發(fā)成功。我國山東、廣東等省已有小型土法裂解廢輪胎的生產(chǎn),但是真正具有完善的技術設備、可靠的工藝流程、可觀的經(jīng)濟效益的生產(chǎn)方法并未見報道。這主要是由于熱解廢輪胎一般要經(jīng)過粉碎、熱分解、油品回收、尾氣處理、二次污染的防治等工序,成本較高。另外,目前回收的炭黑質(zhì)量與原炭黑不同,只能用于一般橡膠制品,且價格很低。
各地清華大學粉體工程研究室針對上述問題進行了試驗研究,提出對小型土法裂解工藝實施技術改造的具體方案。通過采用加載保護氣、添加催化劑等方法,有效地降低了裂解溫度,提高了油品收率。為提高整套生產(chǎn)工藝的技術水平和相關產(chǎn)品的附加值,又對裂解炭黑進行了超細粉碎、分級和表面改性等深加工。橡膠廠的試用結果表明,超細改性的炭黑填料性能完全能夠達到半強炭黑的指標,滿足作為橡膠填料的各項要求,且具有比其它無機填料更優(yōu)異的性能,這為裂解炭黑的高附加值利用帶來了光明的前景。對裂解工藝的改進能夠提高炭渣的活性,又為向制備活性炭方面發(fā)展找到一條新的出路。
臺灣榮積工業(yè)股份有限公司現(xiàn)有一套年處理廢輪胎300Ot的裂解裝置,整條輪胎先破碎為塊狀,然后進入裂解爐,最后獲得重油、煤氣、鋼絲、炭黑和活性炭。目前該公司生產(chǎn)的炭黑已經(jīng)在大陸銷售。利用熱解技術處理廢輪胎可以把輪胎的成分全部回收,是廢輪胎理想的利用方式,但是現(xiàn)有的裂解技術都要求對廢輪胎進行粉碎等預處理,對生成的炭黑進行粉碎和分離等處理,生產(chǎn)成本較高,故有人提出采用流化床熱解爐熱解廢輪胎的工藝。據(jù)悉,德國漢堡研究院已經(jīng)研制出實驗性流化床反應器,其流化床內(nèi)部尺寸為900mm乘以900mm,整條輪胎不經(jīng)破碎即能進行加工,可節(jié)省大量破碎費用。整條輪胎通過氣鎖進入反應器達到流化床后慢慢沉入流化介質(zhì)內(nèi),幾分鐘內(nèi)輪胎在流化介質(zhì)的作用下分解完全,鋼絲殘留在流化床內(nèi),熱解物被流化氣體帶出流化床,經(jīng)分離得到油品、裂解氣和炭黑。整個過程能量可以自給,且省卻了預處理和后處理工藝,是廢輪胎回收利用的極佳方式。這應是國內(nèi)廢橡膠熱裂解研究發(fā)展的一個方向。其它的橡膠回收利用方式,如魚礁、燃燒熱利用等在我國鮮見報道。
從資源再生和環(huán)境保護出發(fā),世界各國越來越重視廢橡膠的資源化綜合利用。但隨著高分子材料科學的發(fā)展,橡膠制品的材料構成日趨復雜。如何處理和利用這些復雜的制品將是今后人們面臨的一項重大課題。廢橡膠的資源化利用有多種方式,究竟采取哪一種方式較好,不能一概而論,要根據(jù)具體的實際情況制定與之相適應的回收利用方案。
3 結語
回收利用廢橡膠具有很高的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益,應用前景廣闊,潛力很大。我國目前在廢橡膠資源化利用的研究方面手段落后,方法單一,與國外先進水平存在著很大的差距。我們應該借鑒國外的先進技術和經(jīng)驗,建立廢輪胎資源化利用社會體系。這就需要在全國建立一個廢輪胎回收、加工、利用的循環(huán)網(wǎng)絡。在技術方面,應該努力改進再生膠和熱解技術,降低再生膠和裂解產(chǎn)物的成本,積極開展再生膠和裂解產(chǎn)物的深加工,并努力拓展這些產(chǎn)品的應用領域,使再生膠和廢輪胎的熱解技術得到廣泛的推廣應用。
我國是一個生膠資源相對短缺的國家,應加強廢橡膠的應用研究,大力提高膠粉質(zhì)量,保持其在橡膠制品中的用量,通過利用膠粉和再生膠來解決橡膠原料及代用材料短缺問題。
最近,有資料報道國內(nèi)正在研究用物理化學方法制備精細膠粉,該項技術的關鍵在于溶脹劑的配制回收和高能攪拌磨粉工藝。這種方法制備的膠粉比普通工藝制備的膠粉要細得多,且機械強度明顯提高。這些有助于提高膠粉質(zhì)量、降低膠粉成本的新技術應用將促進膠粉的進一步推廣應用。
膠粉生產(chǎn)科技含量高,市場潛力大,具有廣闊的發(fā)展前景。膠粉既可以直接或經(jīng)過表面活化摻入膠料替代部分生膠制造輪胎和膠鞋等橡膠制品,又能制成橡膠地板或與瀝青混合后用于鋪路、裝修、防震、密封和防水卷材,還可以用來改性塑料、改良土壤;精細膠粉還可用于涂料、油漆和粘合劑改性。同時,我們還可以大力開發(fā)膠粉在其它方面的應用,如與樹脂并用來增韌改性樹脂等。目前我國在這方面的研究還不是很多,有待加強。
2.4 熱分解
熱分解是在高溫條件下打開廢橡膠中的大分子鏈,使其分解所得的有機物得以分解、汽化,生成混合油、裂解氣以及炭黑等一系列的裂解產(chǎn)物。熱分解技術在很多國家都已經(jīng)開發(fā)成功。我國山東、廣東等省已有小型土法裂解廢輪胎的生產(chǎn),但是真正具有完善的技術設備、可靠的工藝流程、可觀的經(jīng)濟效益的生產(chǎn)方法并未見報道。這主要是由于熱解廢輪胎一般要經(jīng)過粉碎、熱分解、油品回收、尾氣處理、二次污染的防治等工序,成本較高。另外,目前回收的炭黑質(zhì)量與原炭黑不同,只能用于一般橡膠制品,且價格很低。
各地清華大學粉體工程研究室針對上述問題進行了試驗研究,提出對小型土法裂解工藝實施技術改造的具體方案。通過采用加載保護氣、添加催化劑等方法,有效地降低了裂解溫度,提高了油品收率。為提高整套生產(chǎn)工藝的技術水平和相關產(chǎn)品的附加值,又對裂解炭黑進行了超細粉碎、分級和表面改性等深加工。橡膠廠的試用結果表明,超細改性的炭黑填料性能完全能夠達到半強炭黑的指標,滿足作為橡膠填料的各項要求,且具有比其它無機填料更優(yōu)異的性能,這為裂解炭黑的高附加值利用帶來了光明的前景。對裂解工藝的改進能夠提高炭渣的活性,又為向制備活性炭方面發(fā)展找到一條新的出路。
臺灣榮積工業(yè)股份有限公司現(xiàn)有一套年處理廢輪胎300Ot的裂解裝置,整條輪胎先破碎為塊狀,然后進入裂解爐,最后獲得重油、煤氣、鋼絲、炭黑和活性炭。目前該公司生產(chǎn)的炭黑已經(jīng)在大陸銷售。利用熱解技術處理廢輪胎可以把輪胎的成分全部回收,是廢輪胎理想的利用方式,但是現(xiàn)有的裂解技術都要求對廢輪胎進行粉碎等預處理,對生成的炭黑進行粉碎和分離等處理,生產(chǎn)成本較高,故有人提出采用流化床熱解爐熱解廢輪胎的工藝。據(jù)悉,德國漢堡研究院已經(jīng)研制出實驗性流化床反應器,其流化床內(nèi)部尺寸為900mm乘以900mm,整條輪胎不經(jīng)破碎即能進行加工,可節(jié)省大量破碎費用。整條輪胎通過氣鎖進入反應器達到流化床后慢慢沉入流化介質(zhì)內(nèi),幾分鐘內(nèi)輪胎在流化介質(zhì)的作用下分解完全,鋼絲殘留在流化床內(nèi),熱解物被流化氣體帶出流化床,經(jīng)分離得到油品、裂解氣和炭黑。整個過程能量可以自給,且省卻了預處理和后處理工藝,是廢輪胎回收利用的極佳方式。這應是國內(nèi)廢橡膠熱裂解研究發(fā)展的一個方向。其它的橡膠回收利用方式,如魚礁、燃燒熱利用等在我國鮮見報道。
從資源再生和環(huán)境保護出發(fā),世界各國越來越重視廢橡膠的資源化綜合利用。但隨著高分子材料科學的發(fā)展,橡膠制品的材料構成日趨復雜。如何處理和利用這些復雜的制品將是今后人們面臨的一項重大課題。廢橡膠的資源化利用有多種方式,究竟采取哪一種方式較好,不能一概而論,要根據(jù)具體的實際情況制定與之相適應的回收利用方案。
3 結語
回收利用廢橡膠具有很高的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益,應用前景廣闊,潛力很大。我國目前在廢橡膠資源化利用的研究方面手段落后,方法單一,與國外先進水平存在著很大的差距。我們應該借鑒國外的先進技術和經(jīng)驗,建立廢輪胎資源化利用社會體系。這就需要在全國建立一個廢輪胎回收、加工、利用的循環(huán)網(wǎng)絡。在技術方面,應該努力改進再生膠和熱解技術,降低再生膠和裂解產(chǎn)物的成本,積極開展再生膠和裂解產(chǎn)物的深加工,并努力拓展這些產(chǎn)品的應用領域,使再生膠和廢輪胎的熱解技術得到廣泛的推廣應用。
我國是一個生膠資源相對短缺的國家,應加強廢橡膠的應用研究,大力提高膠粉質(zhì)量,保持其在橡膠制品中的用量,通過利用膠粉和再生膠來解決橡膠原料及代用材料短缺問題。