Утилизация резинотехнических изделий.

Известны два принципиально различных вида технологических процессов переработки изношенных шин: с разрушением и без разрушения их резиновой составляющей.

Методы переработки изношенных шин с разрушением резиновой составляющей основаны на процессах сжигания, термического и каталитичекого крекинга, пиролиза, разложения резины под действием озона, кислорода и других химических реагентов. Применение этих методов приводит к глубокой деструктуризации полимера, в большинстве случаев - к распаду молекулярной цепи. Получаемые продукты горения или разложения можно рассматривать как возможное сырье для органического и нефтехимического синтеза. Протекание таких процессов требует больших затрат энергии и наличия достаточно сложного оборудования. Поэтому для того, чтобы оправдать все затраты, ценность полученных в результате такой переработки продуктов должна быть очень высокой. Пока такие процессы не нашли широкого применения.

Чаще всего применяют методы переработки шин, обеспечивающие максимальное сохранение структуры химической составляющей, что позволяет осуществлять процессы регенерации резины и производство резиносодержащих изделий из восстановленной резины.

Традиционным при переработке шин является механический метод, основанный на измельчении на дробильных вальцах и последующем отсеве тонкой фракции резиновой крошки на виброситах. Однако, даже при оптимальных условиях, производительность дробильных вальцов недостаточна, а потребность в энергии больше, чем для других типов измельчителей. Более производительным является метод измельчения с применением роторных машин и дисковых мельниц. Производство по переработке шин механическим методом является экологически чистым, пыль твердых частиц и измельченного текстильного корда улавливается местной вентиляцией и осаждается в циклонах и рукавных фильтрах и может быть повторно использована.

Применение криогенных методов позволяет создать процесс с более полным отделением металлического и текстильного корда, и последующим размолом резины за две, три операции. В основе метода - предварительное «охрупчивание» резины при температуре жидкого азота с последующим ее измельчением. Криогенная технология обладает рядом преимуществ:

- энергозатраты на измельчение " охрупченной" резины в 10 раз ниже энергозатрат на измельчение при положительных температурах;

- имеется возможность получения резинового порошка любой дисперсности;

- при получении порошков резины тонкого помола (10…50 мкм) резко снижается пожаро- и взрывоопасность. Однако при этом возникает другая проблема - большой расход хладагента (0, 6 кг жидкого азота на 1 кг резины), что при всей экономичности метода в отношении потребления электроэнергии на механические стадии и сокращение числа операций дробления, делает этот процесс неэкономичным из-за высокой стоимости хладагента. Поэтому применение криогенной технологии становится экономически оправданным только в тех случаях, когда производство размещено вблизи металлургических и иных производств, где имеются цеха разделения воздуха и жидкий азот, не являющийся основной целью производства, сравнительно дешев.

В ряде стран, в том числе и России, для переработки изношенных покрышек применяют взрывные технологии. Так, на опытной установке металлокордные шины разрушались до кусков от 20 до 60 мм с минимальными затратами взрывчатых веществ. Такой продукт представляет большой интерес для шиноперераба-тывающих заводов. Самые большие энергозатраты на разрушение шины связаны с предварительным измельчением с получением кусков резины размерами до 50 мм. Взрывная технология позволяет получать и более мелкие куски резины (до 10…15 мм).

Традиционная механическая технология по переработке шин с текстильным кордом включает в себя следующие операции:

- вырезка бортового кольца на борторезательном станке;

- грубое измельчение покрышек на куски на шинорезе роторноножевого типа до кусков размером 60× 60 мм;

- среднее дробление на дробильных вальцах до кусков шин размером порядка 10 мм;

- мелкое измельчение до размера 1…0, 5 мм на размольных вальцах;

- рассев резиновой крошки по фракциям и отделение текстильного корда на виброситах.

Энергозатраты на получение одной тонны резиновой крошки по такой технологии составляют примерно 780 кВт-ч.

Технология переработки шин с металлокордом имеет некоторые отличия и содержит следующие стадии:

- вырезка бортового кольца;

- резка шин на 3…4 части на механических ножницах или на шинорезе;

- грубое дробление на дробильных вальцах усиленной мощности (400 кВт);

- среднее дробление на дробильных вальцах;

- электромагнитная сепарация металлокорда;

- мелкое измельчение до размера частиц 1…0, 8 мм на размольных вальцах;

- сепарация крошки на виброситах и удаление текстильного корда.

Процесс переработки шин с металлокордом более энергоемкий по сравнению с переработкой шин с текстильным кордом.

Резиновая крошка, полученная в таких процессах регенерации, может служить вторичным сырьем для ряда производств. Традиционным и промышленно наиболее освоенным направлением использования резиновой крошки является производство регенерата, применяемого частично вместо каучуков в производстве всех видов резиновой продукции от шин до резиновой обуви.

Тонко измельченную резиновую крошку изношенных шин размером 0, 5 мм используют при производстве шин и резинотехнических изделий, приготовлении асфальтовых смесей и битумных мастик, а также для выпуска различных материалов строительного назначения.

Дробленая резина, резиновая крошка и резиновый регенерат могут применяться при производстве гидроизоляционных, кровельных и иных строительных материалов.

С использованием резиновой крошки могут быть изготовлены цветные формовые резиновые элементы кровли (черепица резиновая). Черепица имеет замковые устройства, срок ее службы - не менее 25 лет.

Резиновые плиты, применяемые для устройства полов промышленных зданий и сельскохозяйственных помещений, содержат не менее 40% резиновой крошки, связующим являются отходы заводов синтетического каучука. Срок службы таких плит не менее 20 лет. При их применении используют химическую стойкость резины и ее изоляционные свойства. Такие плиты предназначены для устройства не искрящих полов в пожароопасных производствах, а также химически стойких полов в химических цехах.

Резинополимерные плиты содержат до 85% резиновой крошки размером 1…8 мм со связующим - вторичным полимерным порошком. Их применяют для устройства спортивных площадок, садовых дорожек. Они не требуют дополнительного крепления. Срок их службы - не менее 20 лет.

Кроме перечисленных материалов, с использованием резиновой крошки могут быть изготовлены: подрельсовые прокладки, резиновые коврики для автомобилей, ковры для салона автобусов, брызговики, колеса для хозяйственных тележек.

Производство материалов строительного и технического назначения из резиновой крошки изношенных шин - пример высокорентабельного производства. Для его организации используют стандартное отечественное оборудование для получения резинотехнических материалов: резиносмесители, смесительные вальцы, каландры и вулканизационные прессы. При разработке природоохранных мер на уровне местного или регионального управления необходимо учитывать, что изношенные шины не подлежат размещению на полигонах и свалках отходов из-за их пожароопасных свойств. В связи с этим возможны следующие направления их практического использования:

- включение в хозяйственный оборот без переработки для укрепления откосов дорог, дамб, берегов водоемов, и т.д.;

- организация сбора изношенных шин с текстильным кордом для поставки на переработку регенератным и шиноремонтным заводам;

- организация сбора изношенных шин с металлокордом;

- организация мест складирования изношенных шин и прежде всего с металлокордом для временного хранения в течение неопределенного времени;

- организация собственного цеха по переработке изношенных шин мощностью 3…5 тысяч тонн в год с получением крупных кусков шин размером 100× 100, 150× 150 мм, которые будут являться товарной продукцией для регенератных заводов.

В качестве базового технологического процесса переработки шин целесообразно использовать технологию по получению резиновой крошки размером 1, 5…1, 0 мм. Из такой крошки можно получить различную продукцию: резиновая кровля, резинополимерные мастики, покрытия полов спортивных сооружений, резинокордный шифер, черепица, монолитные шины для контейнеров, автомобильные коврики, брызговики, подрельсо- вые прокладки для железнодорожных путей, настилы для устройства трамвайных и железнодорожных переездов и др.