Производство, применение и способы переработки резины и изготовленных из нее продуктов

Производство резины и резинотехнических изделий: оборудование и технология. Из чего делают резину :

Резиновые материалы и комбинированные резинотехнические изделия невозможно заменить другой продукцией.

Уникальное сочетание характеристик и эксплуатационных качеств позволяет использовать такие материалы в сложных рабочих процессах, дополняя устройство машин, станков, приборов и строительных конструкций.

Современное производство резины заметно продвинулось технологически, что отразилось и на качестве выпускаемой продукции. Технологи стремятся повышать долговечность, прочность и стойкость изделий к воздействию сторонних факторов.

Из какого сырья делают резину?

Большая часть резиновых материалов получается в результате промышленной обработки синтетических и натуральных каучуковых смесей. Достигается эта обработка посредством сшивки каучуковых молекул химическими связями.

Последнее время используется порошкообразное сырье для производства резины, характеристики которого специально рассчитаны на образование литьевых форм. Это готовые композиции на базе жидкого каучука, из которых в том числе выпускают эбонитовые изделия.

Сам процесс вулканизации не обходится без специальных активаторов или агентов – это химические вещества, способствующие сохранению оптимальных рабочих качеств смеси. Обычно для данной задачи используют серу. Это компоненты, составляющие основу набора, требуемого для изготовления резины.

Но, в зависимости от требуемых эксплуатационных качеств и назначения продукта, технологи вводят производственные этапы, на которых структура изделия обогащается и модифицирующими элементами.

Добавки для модификации резиновых смесей

В процессе изготовления резиновая смесь может наполняться ускорителями, активаторами, агентами вулканизации, смягчителями и другими компонентами. Поэтому вопрос о том, из чего делают резину, в немалой степени определяется вспомогательными добавками. Например, для сохранения структуры материала используют регенераты.

С помощью данного наполнителя резиновый продукт может подвергаться вторичной вулканизации. Немалая часть модификаторов не оказывает влияния на конечные технико-эксплуатационные свойства, но играет существенную роль непосредственно в процессе изготовления.

Тот же процесс вулканизации корректируют ускорители и замедлители химических реакций.

Отдельную группу добавок представляют пластификаторы, то есть смягчители. Их используют для понижения температуры при вулканизации и диспергирования других ингредиентов состава.

И здесь может возникнуть другой вопрос – насколько добавки и сам каучук влияют на химическую безопасность формируемой смеси? То есть из чего делают резину с точки зрения экологической чистоты? Отчасти это действительно опасные для здоровья смеси, которые включают ту же серу, битумы и дибутилфталаты, стеариновые кислоты и т. д.

Но часть ингредиентов представляют натуральные вещества – природные смолы, тот же каучук, растительные масла и восковые компоненты. Другое дело, что в разных смесях соотношение вредной синтетики и натуральных ингредиентов может меняться.

Этапы процесса изготовления резиновых изделий

Промышленное изготовление резины начинается с процесса пластификации сырья, то есть каучука. На этом этапе обретается главное качество будущей резины – пластичность. Посредством механической и термической обработки каучук смягчается до определенной степени.

Из полученной основы в дальнейшем будет осуществлено производство резины, но перед этим пластифицированная смесь подвергается модификации рассмотренными выше добавками.

На этой стадии формируется резиновый состав, в который добавляют серу и другие активные компоненты для улучшения характеристик состава.

Важным этапом перед вулканизацией является и каландрование. По сути, это формование сырой каучуковой смеси, прошедшей обогащение добавками. Выбор способа каландрирования определяет конкретная технология.

]

Производство резины на этом этапе может предполагать также и выполнение экструзии.

Если обычное каландрование ставит целью создание простых резиновых форм, то экструзия позволяет выполнять сложные изделия в виде шлангов, кольцевых уплотнителей, протекторов для автомобильных шин и т. д.

Вулканизация как завершающий этап производства

В процессе вулканизации заготовка проходит финальную обработку, благодаря которой изделие получает достаточные для эксплуатации характеристики. Сущность операции заключается в воздействии давления и высокой температуры на модифицированную каучуковую смесь, заключенную в металлическую форму.

Сами формы устанавливаются в специальной автоклаве, подключенной к паровому нагревателю. В некоторых сферах производство резины может предусматривать и заливку горячей воды, которая стимулирует процесс распределения давления через текучую среду. Современные предприятия также стремятся к автоматизации этого этапа.

Появляются все новые пресс-формы, которые взаимодействуют с подающими пар и воду форсунками на основе компьютерных программ.

Как производятся резинотехнические изделия?

Это комбинированные изделия, которые получаются путем соединения тканевых материалов с каучуковой смесью.

В процессе изготовления резинотехнической продукции нередко используется паронит – гибридный материал, получаемый путем соединения термостойкой резины и неорганических наполнителей. Далее заготовка проходит обработку вальцеванием и вулканизацию.

Получают резинотехнические изделия и с помощью шприц-машин. В них на заготовки оказывается термическое воздействие, после чего осуществляется пропуск по профилирующей головке.

Оборудование для процессов изготовления резины

Полный производственный цикл осуществляет целая группа машин и агрегатов, выполняющих разные задачи. Один лишь процесс вулканизации обслуживают котлы, прессы, автоклавы, форматоры и другие устройства, обеспечивающие промежуточные операции.

Отдельный установки применяют для пластификации – типовая машина такого типа состоит из шипованного ротора и цилиндра. Вращение роторной части производится посредством ручного привода.

Не обходится производство резины без варочных камер и каландровых агрегатов, которые осуществляют раскатку каучуковых смесей и термическое воздействие.

Заключение

Процессы изготовления резиновых изделий во многом стандартизированы как в плане механической обработки, так и в части химического воздействия. Но даже при условии использования одинаковых производственных аппаратов характеристики получаемых изделий могут быть разными.

Это доказывает и резина отечественного производства, предлагающая разные наборы эксплуатационных свойств. Наибольшую долю резиновой продукции в российском сегменте промышленности занимают автомобильные шины.

И в этой нише особенно ярко проявляются способности технологов к гибкой модификации составов в соответствии с жесткими требованиями к конечной продукции.

Источник: https://BusinessMan.ru/proizvodstvo-rezinyi-i-rezinotehnicheskih-izdeliy-oborudovanie-i-tehnologiya-iz-chego-delayut-rezinu.html

Классификация резиновых отходов и способов их переработки

Особенности химического строения эластомеров, заклю­чающиеся в наличии длинных молекул с радикалами, которые образуют прочную трехмерную структуру с поперечными связями, а также сложность надмолекулярных структур эластомеров придают им уникальные свойства, делающие их незаменимыми материалами для современного машиностроения и других отраслей экономики.

В то же время именно эти свойства, в ряде случаев усугубляю­щиеся сложной конструкцией изделия (например, шин), являются основой значительных трудностей, связанных с утилизацией отработанных резиноподобных материалов.

Изделия из резины, благодаря уникальным свойствам этого материала (прежде всего способности к большим обратимым деформациям), применяются во всех отраслях промышленности. Их изготавливают путем вулканизации резиновых смесей, основой которых является каучук.

Состав резиновых отходов может быть очень различным и зависит от ассортимента продукции, который включает резинотехнические изделия, обувь и шины. В зави­симости от назначения резиновые изделия изготавливаются на основе различных каучуков, пластификаторов, наполнителей и других ингредиентов, а потому их смешение между собой не всегда целесообразно.

Отходы резины образуются как в сфере произ­водства резиновых изделий, так и в сфере их потребления, т. е. при эксплуатации.

Резинотехнические изделия могут содержать в своем составе в качестве арматуры текстильные материалы и металл. Про­мышленные отходы образуются на всех стадиях изготовления резиновых изделий. С точки зрения утилизации отходов прин­ципиально важно, образовались ли они до вулканизации или после нее. Все резиносодержащие отходы можно классифицировать так, как изображено на рис. 9.14.

Рис. 9.14. Классификация резиносодержащих отходов

Резиновые отходы, образовавшиеся до стадии вулканизации, по свойствам мало отличаются от исходных резиновых смесей и могут возвращаться в производство без значительной обработки.

Эти отходы являются ценным сырьем и перерабатываются не­посредственно на тех предприятиях, где образуются.

Они могут быть использованы в производстве шлангов для полива, резиновых ковриков, кровельных материалов, рукавиц, поддонов для пола салонов легковых автомобилей и других неответственных изделий технического назначения.

Из них также изготавливают резиновые плиты для животно­водческих ферм. Содержание различных видов невулканизованных резиновых отходов в смеси для получения таких плит достигает 95 %(по массе).

Невулканизованные и частично вулканизованные резиновые отходы используют для изготовления шифера и кровли (соот­ветственно волнистых и плоских листов).

Более сложно обстоит дело с переработкой вулканизованных резин, поскольку в отличие от других материалов они обладают высокой эластичностью, т. е.

способностью к обратимым и высо­ким деформациям, что затрудняет их измельчение, являющееся первой стадией переработки практически любых твердых отходов.

Несмотря на это, вулканизованные резиновые отходы также яв­ляются ценным вторичным сырьем, но требуют перед утилизацией тщательной обработки и подготовки.

Известные способы переработки вулканизованных резино­содержащих отходов можно разделить на химические, физико-­химические и физические (рис. 9.15).

Рис. 9.15. Классификация способов утилизации отходов резин

Химические методы переработки приводят к необратимым химическим изменениям не только резины, но и веществ, ее составляющих (каучуков, мягчителей и т. д.). Эти методы осуществляются при высокой температуре, вследствие чего про­исходит деструктивное разрушение материала. К химическим методам относятся сжигание и пиролиз.

Несмотря на то, что химические методы переработки отходов резины позволяют получить ценные продукты и тепло, такая утилизация является недостаточно эффективной, поскольку она не позволяет сохранить исходные полимерные материалы.

Физико-химические методы переработки отходов, под кото­рыми имеется в виду регенерация, осуществляемая различными способами, позволяют сохранить структуру сырья, использованного в процессе производства резины.

При регенерации разрушается пространственная вулканизационная сетка за счет теплового, механического и химического воздействия на резину.

Получаемый продукт — регенерат — обладает пластическими свойствами и используется при изготовлении резиновых смесей с целью замены каучука.

Физические методы переработки отходов представляют собой различные способы их измельчения с целью получения резиновой крошки (муки), наиболее полно сохраняющей свойства резины.

Процесс измельчения резины достаточно сложен, поскольку, благодаря ее высоким эластическим свойствам, энергия, зат­рачиваемая на разрушение, расходуется в значительной степени на механические потери. Эффективность измельчения резины зависит от температуры и скорости приложения нагрузки.

Если процесс измельчения происходит при температуре ниже тем­пературы стеклования полимера, то его деформации невелики и разрушение носит хрупкий характер.

Наиболее крупными по габаритам, многотоннажными и сложными по составу отходами резины являются шины. Поэтому в дальнейшем способы переработки резиносодержащих отходов мы рассмотрим на примере изношенных шин.

Производство шин для авто-, мототехники, дорожных и стро­ительных машин, колесных тракторов постоянно растет, а следовательно, непрерывно увеличиваются и отходы их пот­ребления.

При этом накопление изношенных шин происходит по всей территории нашей страны, включая отдаленные и плохо освоенные территории, где сбор и транспортировка шин к месту их утилизации являются дорогостоящими мероприятиями и практически неосуществимы.

Несмотря на значительную рас­средоточенность регионов накопления, шины являются основным источником сырья для получения вторичных материальных ресурсов, образующихся при переработке резиносодержащих отходов.

В этой связи следует упомянуть об опыте Японии, добившейся утилизации 75 % всех изношенных автопокрышек, в том числе 30 % используется для производства регенерата, 38 % — для получения тепловой энергии, 1 % — для производства восстановленных шин, остальное количество — для укрепления берегов и в дорожном строительстве без предварительной обработки.

Источник: http://ztbo.ru/o-tbo/lit/pererabotka-promishlennix-otxodov/klassifikaciya-rezinovix-otxodov-i-sposobov-ix-pererabotki

Переработка и утилизация отходов резины и изношенных автомобильных шин (покрышек)

Отходы резиновых изделий принято делить на отходы производ­ства и отходы общественного потребления. Отходы производства резиновых изделий накапливаются на предприятиях, производя­щих резинотехнические изделия, автомобильные шины, резино­вую обувь. Отходы потребления образуются в результате хозяй­ственной деятельности физических и юридических лиц.

Отходы производства. Отходы производства резинотехнических изделий делят:

отходы резиновых смесей, образующиеся на предприятиях в про­цессе производства резиновых смесей, представляют собой брако­ванные резиновые смеси, — отходы, используемые в собственном производстве или продаваемые на сторону;

невулканизованные резиновые отходы — технологические отходы, образующиеся в процессе вулканизации резины на крупных пред­приятиях по производству шин, резинотехнических и резиновых изделий (выпрессовки, облой, обрезь конвейерных лент, брак);

вулканизованные резиновые отходы — технологические отходы, образующиеся при изготовлении резиновых изделий из вулканизо­ванной резины (брак шин, вырубки при производстве подошвы ре­зиновой обуви и других изделий).

Большая часть отходов производства резинотехнических изде­лий, как правило, утилизируется на самих предприятиях, на свалки их не вывозят или вывозят в ограниченных количествах.

Отходы потребления. Основным, наиболее массовым видом от­ходов общественного потребления являются амортизированные шины.

В мире на производство автомобильных шин расходуется половина производимых синтетических и натуральных каучуков (более 15 млн т в год), и в конечном итоге все производимые шины через определенное время попадают в отходы.

Время эксплуатации автомобильных шин меньше, чем время эксплуатации большин­ства резиновых изделий.

Объемы образования амортизированных шин в различных стра­нах мира приведены далее.

Объемы переработки и использования изношенных шин за ру­бежом колеблются от 87 % в Японии до 20…30 % в США и большин­стве стран Западной Европы (в Германии — 50,5 %). Прогнозиру­ют, что в ближайшее время в США объемы переработки будут дове­дены до 50 % изношенных шин.

]

В мире применяют различные технологии по переработке и ути­лизации отходов и изношенных автомобильных шин. В этих технологиях предусмотрено использование изношенных шин и резиновых отходов для получения энергии путем сжигания, из­мельчение шин и резиновых отходов для получения резиновой крошки, порошка и регенерата.


Утилизация целых шин
. Целые изношенные шины используют при устройстве искусственных рифов, служащих мес­том обитания рыб и устриц. У берегов Австралии фирмой «Гудияр» (1970 г.) был создан искусственный риф из 15 тыс. шин, у берегов Флориды — из 215 тыс. шин. Искусственные рифы из шин имеются также в Новой Зеландии, Греции, Японии, на Ямайке и в других странах. Морская вода при этом не загрязняется.Иногда изношенные шины применяют как защитные элементы, например при укреплении склонов от эрозионных процессов. В этом случае склоны покрывают покрышками, засыпают их почвен­ным грунтом и сеют травы.

Сжигание шин с целью получения энер­гии. Использование изношенных шин для получения энергии с точки зрения экологии неоднозначно, так как это связано с выделе­нием в атмосферу больших количеств цинка и серы.

Источник: https://clean-future.ru/info-pererabotka-i-utilizaciya-othodov-reziny-i-iznoshennyh-avtomobilnyh-shin-pokryshek.html

Переработка автомобильных шин

Проблема переработки отслуживших свой срок шин стоит остро во многих странах. В этом вопросе важен не только экологический аспект, но и экономический, ведь материал, полученный при переработке, является хорошим сырьем для химической промышленности. Узнаем, какие способы переработки сейчас используются в мире, насколько они эффективны и безопасны.

Основные методы переработки

Виды переработки использованных автошин можно разделить на две группы:

  • электромеханическое измельчение;
  • обработка, меняющая химическую структуру.

Переработка шин данными методами различна по принципу действия и получаемого сырья. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки, о которых стоит поговорить подробнее.

Механическое измельчение шин

Данный метод считается относительно безопасным с точки зрения экологии и широко применяется во всем мире. Покрышки подвергаются следующей обработке:

  1. Старые шины промывают, удаляет бортовые кольца и режут на большие куски.
  2. Сырье очищают от металлокорда при помощи магнитной сепарации.
  3. Затем куски нагревают (для переработки при повышенной температуре) или охлаждают (для криогенного метода).
  4. Резину измельчают резкой, ударом, взрывом, сжатием или истиранием.
  5. Полученное сырье перетирают, чтобы получить крошку нужного размера.

Минусом данного метода является высокая себестоимость конечного продукта, так как измельчение шин требует специального оборудования и считается дорогим способом переработки. Велики также затраты электроэнергии — до 1000 кВтч на 1 тонну перерабатываемого сырья.

В то же время у измельчения есть значительные преимущества по сравнению с химическими методами переработки шин: техническая простота, отсутствие токсичных выбросов (в отличие от сжигания или пиролиза). Переработка резины с помощью измельчения сохраняет технологические параметры материала.

Полученная при измельчении резиновая крошка широко применяется в промышленности и строительстве: для изготовления бытовых изделий, добавок в строительный раствор, при укладке автодорог.

О том, как происходит переработка шин в резиновую крошку и какое оборудование при этом используется, следующее видео

Другие методы измельчения покрышек

Существуют и другие методы измельчения старых шин, но по разным причинам многие из них не получили широкого применения. Наиболее известные способы переработки:

  • с использованием роторного диспергатора;
  • метод озонного ножа;
  • бародеструкционный метод;
  • ударно-волновое измельчение (взрывоциркулярное).

Для роторного диспергатора покрышка измельчается на небольшие куски. Затем резина сдавливается в гильзе и проходит через отверстие диаметром около 1 мм.

В результате получается мелкая резиновая пыль с высокоразвитой поверхностью, способная эффективно вступать в реакцию с другими компонентами смесей.

Такая пыль используется для изготовления сорбентов, новых автошин, материалов для кровельных работ и тд.

Переработка покрышек методом озонного ножа включает в себе воздействие озона на изношенную резину в специальной камере и последующее механическое измельчение.

Озон способствует разрушению структуры резины, облегчая дальнейшее измельчение покрышки механическими методами.

В результате из старой шины получается чистая резиновая крошка и металл, при этом отсутствует необходимость в сепарации, так как металл и резина при воздействии озона сами отделяются друг от друга.

При обработке бародеструкционным методом шины сначала разрезают и измельчают, а затем в специальной камере под воздействием высокого давления и температуры доводят резину до текучести, отделяя ее от металлического корда. В итоге получается мелкая резиновая крошка с размером гранулы около 0,8 см.

Методы переработки, меняющие химическую структуру

Переработка автомобильных шин, меняющая структуру, также не отличается высокой рентабельностью. Каучуковая составляющая после обработки исчезает, а полученный продукт имеет меньшую стоимость, чем в случае с механической переработкой. При этом себестоимость конечного сырья достаточно высока.

Среди химических методов переработки шин наиболее распространены следующие:

  • пиролиз;
  • термодеструкция (сжигание);
  • растворение.

Пиролизом называют термическое разложение, которое происходит в специальной камере без доступа воздуха. Данный метод чаще всего используется для получения тепловой энергии. Переработка резины путем сжигания и пиролиза имеет ряд ограничений, они связаны с выделением углекислого газа и токсичных веществ. Такой способ требует большего внимания с экологической точки зрения.

При сжигании в цементных печах шины заменяют такие горючие материалы, как уголь и мазут. Применяется данный способ в цементной промышленности и для получения тепла.

Растворение старых шин многие специалисты считают перспективным и очень эффективным методом, хотя широкого применения он до сих пор не получил. Под действием растворителя получается сырье, которое может успешно применяться в металлургии и химической промышленности.

Переработка шин в России и в Европе

Европейские страны могут похвастаться уровнем переработки старых шин, достигающим 90%. Около 20% из них восстанавливают и используют повторно, 40% уходит на получение тепла, а больше 30% — превращается в крошку.

К сожалению, средние показатели по всему миру не настолько высоки — менее 40% покрышек подвергается обработке, а 60% непереработанной резины отправляется на свалку.

В России ситуация совсем печальна, хотя год от года она постепенно улучшается. Сейчас объем переработки шин составляет около 10%, причем за последние несколько лет он вырос на четверть. Организации по переработке шин в России работают еще не слишком активно, в нашей стране люди не привыкли вкладывать деньги во вторичное производство, утилизацию и переработку.

Одна из дополнительных проблем состоит в том, что переработать покрышки отечественного производства, распространенные в России, Беларуси и других странах ближнего зарубежья, сложнее, чем европейские.

Наши старые шины дополнительно укреплены радиально-синтетическим кордом, а большая примесь текстиля создает большие трудности для обработки.

В итоге переработка отечественных шин выходит значительно дороже и сложнее, чем покрышек западного производства, с цельнометаллическим типом корда.

Сдаем резину на переработку

Однако повод для оптимизма все же есть — за последние несколько лет в России появились новые экологичные и безопасные комплексы по изготовлению резиновой крошки. В частности, такие комплексы действуют в Самаре, Курске, Твери, Вязьме. Построен центр переработки в Приморье, многим предприятиям, работающим в данной отрасли, помогла запустить производство франшиза.

Практически каждый крупный автомобильный сервисный центр в России принимает у автолюбителей старые покрышки. Часто за сдачу покрышек приходится доплачивать, хотя некоторые сервисы принимают их бесплатно. Компании все чаще заключают договора с перерабатывающими предприятиями, сдавая на переработку существенные объемы старой резины.

Сдать покрышки на переработку можно на заводах и комплексах, которые занимаются получением вторичного сырья, а также в автосервисах. При этом стоит учесть, что крупные предприятия обычно не принимают шины от населения из-за малого объема сдаваемого продукта, поэтому гражданам приходится отслеживать акции в автосервисах, чтобы избавиться от одного-двух комплектов резины.

Экономика и экология

Польза для экономики от переработки автопокрышек неоспорима. В ряде стран горючий газ, который выделяется при термической обработке шин, используют для обогрева помещений, также с его помощью вырабатывают электричество. Жидкие продукты пиролиза находят свое применение при производстве пластика, а измельченные частицы резины — прекрасное сырье для асфальтного битума.

В то же время вторичная переработка авторезины позволяет избежать загрязнения окружающей среды.

Таким образом, в ближайшие годы способы утилизации покрышек будут совершенствоваться, а объемы переработки резины – расти. Особенно это касается развитых стран, где экологические вопросы и вторичное использование материалов давно находятся под пристальным вниманием и самих граждан, и властей.

Ситуация в России пока напоминает положение дел в странах Африки, но принципы ответственного потребления понемногу проникают в сознание и наших граждан. Через несколько десятков лет и сами автолюбители, и представители бизнеса будут точно знать, что и как нужно делать со старыми шинами, чтобы извлечь из них максимальную пользу для себя и окружающей природы.

Источник: https://vtorothody.ru/pererabotka/avtomobilnyh-shin.html

Рециклинг шин: технологии и оборудование

Переработка шин и резинотехнических изделий – одна из наиболее актуальных проблем, из числа поставленных мировым автомобилестроением перед человечеством.

Как правило, утилизация шин, выработавших свой срок службы, сводится в настоящее время к простому выбрасыванию их в ближайшем «удобном» месте или захоронению на свалке.

Вряд ли этот способ можно назвать экологически безопасным, поскольку в естественных условиях шины разлагаются более ста лет.

С июля 2006 г. Европейский Союз законодательно запретил сжигать и закапывать в землю использованные автопокрышки. В связи с этим многие страны начали активный поиск альтернативных способов их утилизации. Оборудование для переработки шин стоит недешево, но оно окупается в течение от года до трех лет и затем приносит чистую прибыль.

В университете г. Висконсина (США) был разработан способ утилизации шин, при котором их заливали жидким азотом. Шины становились хрупкими, как стекло, их дробили и получали сырье, используемое в строительстве дорожного покрытия.

Испытания показали прекрасный коэффициент сцепления такой дороги с автомобильными колесами и самый низкий уровень шума. Стоимость сырья из покрышек не превышала стоимости асфальта.

Американский билль о транспорте поддержал применение резиноасфальта, что позволило использовать до 30 % использованных шин из накапливаемых ежегодно в США.

Свой вариант применения старых шин есть и у болгар- ских специалистов (каучуковый комбинат г. Писариджик).

Они уже несколько лет производят резиновые шпалы для рельсовых путей в шахтах.

У таких шпал несколько преимуществ: в 3 раза дешевле традиционных (железобетонных), лучше амортизируют удары и глушат шум, устойчивы к воздействию рудничных вод, к ним не нужен балласт из щебенки, и по окончанию срока службы эти шпалы можно снова переработать. Но, пожалуй, самый экологически чистый способ переработки старых шин запатентован в колумбийском университете (США). В специальной емкости они подвергаются биологическому разложению с помощью микробов с получением крошки для удобрения полей. В настоящее время существует уже около десятка технологий переработки шин.

Водоструйный метод. Технология представляет собой экологически чистый процесс: в специальной камере шина подвергается атаке струй воды под высоким давлением. Вода вырывает кусочки резины, которые затем отделяются в специальном сепараторе. В результате получается крошка размером 0,05–1 мм. Энергозатраты составляют 1кВт·ч на 1 кг получаемой резины. Данная технология отличается высоким качеством получаемого продукта и не требует больших производственных пло- щадей.

Бародеструкционный способ. Эта технология предусматривает предварительное дробление шин на крупные куски, которые в дальнейшем загружаются в специальную камеру, где под действием высокого давления и температуры резина подобно жидкости отжимается из металлокорда.

Получаемая крошка имеет размеры до 0,8 мм. К сожалению, полной очистки металлокорда достичь не удается, поэтому следует предусматривать дополнительную очистку металлокорда или его утилизацию. Озонная технология считается одной из перспектив- ных.

После удаления бортового кольца шину режут на 4 части и помещают в специальную камеру, где подвергают воздействию озоносодержащего газа и одновременному механическому воздействию. В процессе обработки озон разрушает связи в резине, а механическое воздействие позволяет развиваться микротрещинам.

В итоге резина просто осыпается с металлического каркаса. Получаемый порошок не слипается, а размер частиц не превышает 0,1–0,2 мм.

Механическое дробление. После удаления бортовых колец шину разрезают на 4 части и пропускают через специальные вальцы, разрушающие ее. Затем крупные куски резинокордной конструкции дробят и отделяют резину от корда. Отделенную резину измельчают и получают крошку.

Резиновая крошка используется для производства вторичных резинотехнических изделий (коврики, втулки и т.д.). К сожалению, в этом случае тоже не удается полностью очистить металлокорд, поэтому его вторичное использование в качестве лома черных металлов за- труднительно, а порой и невозможно.

В то же время одно из неоспоримых достоинств механического способа – низкая себестоимость.

Термический способ. Обработка шин высокой температурой сопряжена с несколькими сложностями, поэтому для этого процесса необходимо дорогостоящее оборудование.

Результатом технологического процесса является разложение резины на составляющие, поэтому о сбыте резиновой крошки здесь речь не идет. Газ, получаемый в процессе пиролиза, используется здесь же. Система полностью замкнута, и вредных выбросов в атмосферу нет.

Энергетический баланс позволяет создавать на базе предприятия новые производства и снабжать тепловой энергией местных потребителей.

Взрывоциркуляционная технология переработки покрышек по сравнению с другими основана на принципиальной замене способа разрушения с традиционного механического на взрывной с циркуляцией продуктов взрыва. А взрыв, как известно, самый сильный и дешевый разрушитель в природе. Без сомнения, эта технология позволила осуществить прорыв в сфере переработки покрышек.

Российский рынок представлен следующими отечественными комплексами по переработке изношенных автомобильных шин. Южно-Уральская промышленная компания использует технологию переработки автошин и пластмасс в высококачественный мазут для котельных.

В комплекс по переработке изношенных автопокрышек и пластмасс входят: установка-реактор, ножницы для измельчения автопокрышек и 3 тигеля для выгрузки. Данная установка-реактор способна переработать 5 т/сут исходного сырья (изношенные автопокрышки).

ЗАО «НПФ «НОВОТЕХ» ведет проектирование и строительство заводов по переработке старых автомобильных шин, основанных на технологии взрывоциркуляционного измельчения шин, разработанной в КБ компании. Все оборудование спроектировано и изготовлено в России. Технология и продукция завода представлена под маркой EXPLOTEX®.

]

Фирмы «Турботехмаш» и «КОНСИТ-А» предлагают экологически чистую технологическую линию по переработке изношенных шин с применением низкотемпературного охлаждения. ООО «Компания «ДЕКАП» – мобильный комплекс по переработке (утилизации) изношенных автопокрышек с металлическим, текстильным кордом и комбинированных шин диаметром до 2 тыс.

мм – КПШ-01, представляющий собой мини-завод с полным циклом переработки отслуживших свой срок шин. В индустриально развитых странах существует государственное финансирование, приняты законы, стимулирующие переработку и использование продуктов рециклинга резины, осуществляются различные дотационные схемы.

Стратегия стран ЕЭС заключается: • в предотвращении образования отходов; • в рециклировании отходов и вторичном использовании материалов; • в оптимизации конечной обработки отходов; • в регламентации транспортировки отходов; • в проведении мероприятий по реабилитации окружа- ющей среды; • в воспитании населения в духе рационального потреб- ления; • в включении экологических параметров в стандарты качества продукции.

В нашей стране основным инициатором решения проблемы также является государство, однако бюджетное финансирование со всеми его ограничениями и трудностями не способствует осуществлению высокорентабельных проектов. Необходимо создание государственных комплексных программ, направленных на организацию сбора, временного хранения, переработки и развития рынка потребления продуктов утилизации шин.опубликовано econet.ru 

Источник: https://econet.ru/articles/133650-retsikling-shin-tehnologii-i-oborudovanie

Технологии переработки изношенных шин

Информационно-аналитическое агентство Cleandex продолжает разговор про отрасль переработки изношенных шин. В фокусе данной статьи — технологии переработки. Мы расскажем про то, какие способы переработки популярны в мире, какие технологии более эффективны и в чем основные различия в подходах обращения с использованными шинами.

Статья подготовлена информационно-аналитической группой агентства Cleandex совместно с руководителем проекта по утилизации шин в РФ Группы компаний Explotex Натальей Солнцевой.

Ситуация в мире

Проблема переработки изношенных автомобильных шин является общей для всех промышленно развитых стран мира, имеет большое экологическое и экономическое значение. Кроме того, современные экономические реалии диктуют необходимость использования вторичных ресурсов с максимальной эффективностью.

Ежегодно в мире по данным ООН образуется более 24 млн. тонн отходов в виде изношенных автопокрышек, из которых около 15 млн. тонн, т.е. более 60%, выбрасывается на свалки.

В Европе ежегодно выходят из эксплуатации более 2,5 млн тонн шин, уровень переработки достигает 90%. Большая часть собранных старых шин сжигается для получения энергии — почти 40%. Несколько меньший объем перерабатывается в крошку — более 30%, более 20% шин восстанавливаются или экспортируются для повторного использования или захоронения.

Важно отметить, что европейский рынок активно идет в сторону увеличения доли применения механической технологии переработки: если в 1992 году дробилось всего 5% собранных шин, то в 2008 году — уже 34%. Кроме того, быстро растут объемы сжигания шин, особенно, с созданием экологичного оборудования с высоким КПД.

По данным журнала «EUROPEAN RUBBER» комиссия ЕС подготовила рекомендации для государств-членов ЕС о добровольных инициативах по созданию технологий по переработке и использованию изношенных шин. Одними из главных целей этих инициатив в 2010 году являются: увеличение уровня вторичной переработки с 30% до 100% и снижение уровня захоронения с 50% до 0.

Кроме того важной задачей переработки использованных шин является получение качественного вторичного сырья и его повторного использования для снижения потребления природных ресурсов.

В России ежегодных объем амортизации шин превышает 1,1 млн тонн в год. За последние 5 лет данный показатель вырос почти на 25%. Фактический объем переработки шин в России — менее 10%.

Наиболее популярные в России способы переработки шин — это пиролиз и дробление. В начале 2000-х годов больший объем собранных шин сжигался, сегодня обе технологии занимают примерно равные доли с преобладаем механического метода.

Отметим, что пиролизные технологии запрещены в ряде западных стран как экологически небезопасные.

Основные подходы к переработке шин

В настоящее время наметились два принципиально различных пути переработки покрышек:

1) электромеханическое измельчение с использованием режущего инструмента (с охлаждением или в эластичном состоянии) с последующей переработкой резиновой крошки в резинотехнические изделия и регенерат;

2) переработка с изменением химической структуры резины методом термодеструкции или пиролизом резины с получением жидких продуктов разложения сходных с нефтепродуктами, пригодными для получения горюче-смазочных материалов, антикоррозионных мастик и т.д.

Основные недостатки электромеханического измельчения:

  • низкий коэффициент «чистого» времени работы тех. линий (не более 50-60%) и простои, связанные с затратами времени на замену режущего инструмента и ремонт оборудования. Выход из строя линий и простои особенно велики при измельчении металлокордных покрышек, которые составляют более 90% номенклатуры шин;
  • быстрое изнашивание режущего инструмента, малый ресурс работы оборудования, низкая производительность, большие затраты электроэнергии, высокие материальные затраты и, как следствие, высокая себестоимость резиновой крошки.

При механическом измельчении шин с использованием режущего инструмента довольно велики энергозатраты — от 500 до 900 кВтч на 1 тонну покрышек. При снижении энергозатрат существенной экономии достигнуть все равно не получается из-за простоев и больших затрат на обслуживание технологического оборудования и восстановление режущего инструмента.

При переработке шин с изменением химической структуры резины полученный каучуковый компонент резины, как таковой, не сохраняется. Производимые продукты разложения каучука и тех. углерод имеют меньшую ценность, чем продукты переработки покрышек с сохранением каучука и возвращением его в сферу производства.

Главный недостаток обоих вариантов — большая себестоимость конечного продукта и, как следствие, низкая рентабельность и эффективность производства.

Кроме выше указанных способов переработки изношенных покрышек имеются другие способы, не нашедшие широкого применения такие как:

  • измельчение покрышек с применением «озонного ножа», в котором изношенную покрышку помещают в камеру, подвергают действию озона и затем с использованием инструмента механически измельчают. Получаемый в этом случае продукт не сохраняет свойства исходной резины и не находит широкого применения. Кроме того, данный способ не является экологически чистым, так как связан с использованием высоких концентраций озона, являющегося сильным канцерогеном;
  • бародеструкционный способ измельчения изношенных покрышек, по которому покрышки сначала разрезаются на сравнительно крупные фрагменты, затем фрагменты сдавливаются в матрице пуансоном с доведением резины до текучего состояния и отделением резины от металлического корда. Конечный продукт не сохраняет исходных свойств резины и не находит широкого применения. Способ требует больших энергозатрат;
  • измельчение покрышек с применением роторного диспергатора, по которому фрагменты размером порядка 15-20 мм предварительно измельченной покрышки сдавливают в гильзе с помощью шнека и выпускают через зазор размером 1,0 – 1,5 мм и получают резиновую крошку с высокой степенью развития поверхности полученных фракций. Способ требует больших энергозатрат и предварительного измельчения покрышек. Дорогостоящие гильзы роторного диспергатора, являющиеся основным его элементом, быстро изнашиваются, что приводит к фактическому выходу диспергатора из строя и к высокой себестоимости продукта.

Существует еще ряд менее распространенных способов измельчения изношенных покрышек, которые характеризуются большими энергозатратами при низкой производительности, высоких затратах на сервисное обслуживание технологического оборудования и, в конечном итоге, высокой себестоимостью продукта переработки.

Технологии измельчения шин

При переработке шин большое значение имеют следующие параметры:

  • скорость переработки (производительность линии);
  • энергопотребление, ресурсозатратность (экономичность линии);
  • качество финального продукта;
  • экологические характеристики оборудования.

По мнению экспертов, в том числе представителей компании Explotex, лучшими параметрами обладают линии переработка шин в крошку.

Переработка использованных шин в крошку может осуществляться при положительных и отрицательных температурах с использованием различных способов измельчения — взрыв, истирание, сжатие, резание.

Рисунок 1. Способы измельчения шин

Каждая из технологий измельчения автопокрышек имеет свои достоинства и недостатки. Для примера, сравним классический механический метод и технологию ударно-волнового измельчения шин.

Чтобы сравнение было корректным, выберем линии, имеющие равную производительность — 30 тыс.

тонн покрышек в год (максимум современных линий) и равные параметры получаемой крошки — тонкодисперсная с высокой степенью очистки.

Механическую технологию представит немецкое оборудование INTEC, взрывоциркуляционную — российская линия ГК Explotex.

Механическая технология включает в себя несколько этапов: вырубку бортовых колец на специальном станке, порезку покрышек на крупные куски размером около 10 квадратных см., несколько операций по дальнейшему дроблению на вальцах до фракции 1-0.5 мм, очищение от металлокорда путем магнитной сепарации, за которым следует еще одна операция перетирания крошки до необходимого размера.

Взрывоциркуляционная технологии заключается в том, что измельчение покрышек взрывом осуществляется в замкнутой кольцевой системе с образованием циркулирующего потока, а также в том, что пакет покрышек формируется в виде плотно упакованных слоев, а его первичное разрушение проводится в условиях свободного растяжения до момента разрушения его периферийных слоев.

]

Отметим, что переработка шин в резиновую крошку по технологии ударно-волнового измельчения проводится в два-три этапа.

Таблица 1. Сравнение технологий переработки шин в крошку на примере оборудования INTEC и EXPLOTEX (источник ГК Explotex)

Легко видеть, что по представленным параметрам эффективности и экономичности российское оборудование выигрывает. Такая же картина наблюдается и в сегментах оборудования с меньшей производительностью.

Источник: Cleandex/Группа компаний Explotex

Источник: http://www.Cleandex.ru/articles/2010/07/22/technologies_for_tires_recycling

Ссылка на основную публикацию