Резиновые и резинотехнические изделия

Наиболее значительными по масштабам образования твердыми производственными отходами промышленности резиновых технических изделий являются невулканизированные и вулканизированные резиновые и резинотканевые материалы, образующиеся ни стадиях приготовления резиновых смесей и заготовок, вулканиции и обработки готовых изделий, включая различные виды брака. Основную массу отходов производства резиновых технических изделий (наименее ценную их часть) вывозят на свалки или сжигают. Примерно 20-30% текущего выхода отходов (60% для невулканизированных} используют в основном на самих предприятиях – для изготовления изделий широкого потребления (резиновых ковров и трубок различною назначения, шифера, рукавиц, фартуков к др.) и резиновой крошки. При регенерации автомобильной покрышки среднего размера может быть возвращено около 10 кг каучукового вещества. В настоящее время объем переработки изношенных покрышек составляет около 50% от возможного их сбора в народном хозяйстве. Перед регенерацией резиновые отходы должны пройти определенную подготовку, заключающуюся в измельчении резины в крошку, отделении от нее текстильной ткани и смешении крошки с добавками – мягчителями и активаторами процесса девулканизации, способствующими переходу резины в пластичное состояние. Основным процессом регенератного производства является процесс девулканизации, который сводится к нагреванию измельченной резины с добавками в течение определенного времени при повышенной температуре (160-190 С). При этом происходит деструкция вулканизированного каучука: их подвергают сортировке по видам, типам и содержанию каучука, освобождают от металла на борторезательных станках, разрубают механическими ножницами на 2-4 части, измельчают на шинорезах на полукольца шириной 10-40 мм, которые дробят в резиновую крошку последовательной переработкой на дробильных в размольных вальцах (используют также молотковые дробилки и дисковые мельницы), агрегированных с виброситами. Получаемая резиновая крошка (частицы размером 1-2 мм) с содержанием текстильных волокон от 2 до 10% (в зависимости от последующего метода обработки) является полупродуктом для производства регенерата. При паровом методе дозированные порции обестканенной резиновой крошки смешивают с мягчителями и загружают в девулканизационный котел, где обрабатывают острым паром под давлением 0, 8-1, 0 МПа при температуре 175-185°С в течение 7-8 ч. При производстве регенерата термомеханическим методом обестканенную до остаточного содержания волокна ≤ 2% резиновую крошку непрерывно смешивают с мягчителями и в течение 4-12 мин пропускают через червячный девулканизатор (червячный пресс) с удлиненным корпусом при температуре 140-210 °С. Выходящий из пресса девулканизат обрабатывают на рафинеровочных вальцах с получением регенерата. Производимый таким способом регенерат более однороден и пластичен Другим направлением переработки резиновых отходов является их размол в крошку. Для такой переработки используют, в частности, автопокрышки больших размеров без металлического корда. Получаемую резиновую крошку можно перерабатывать в различные строительные материалы термического разложения резиновых отходов без доступа воздуха при 400-450 °С может быть получено резиновое масло, которое можно использовать в качестве мягчителя в регенератном производстве и в резиновых смесях. В результате пиролиза измельченных автомобильных шин при 593-815 °С получают жидкие углеводороды, используемые в качестве топлива, и твердый остаток, который можно использовать вместо сажи для производства резиновых технических изделий. При двухстадийном высокотемпературном (900-1200 °С) пиролизе автомобильных покрышек можно получать сажу для нужд резиновой промышленности, шинный кокс с высокой адсорбционной способностью (в частности, по ионам тяжелых металлов при их извлечении из промышленных сточных вод), горючий газ и сырье для черной металлургии.

Переработка пластмасс. Аналогично резиновым твердые отходы пластических масс обычно разделяют на отходы производства и отходы потребления.Использование технологических отходов целесообразно прежде всего на обрабатывающих предприятиях, так как они обычно не требуют облагораживания и специального оборудования для переработки в изделия. Такие отходы перерабатывают преимущественно по двум направлениям: 1) с целью производства того же продукта, в процессе изготовления которого образовался данный вид отходов, или продукта аналогичной рецептуры; 2) для изготовления изделий менее ответственного назначения.

Переработке отходов пластических масс в изделия предшествуют их сбор и сортировка, очистка от посторонних примесей и уплотнение, а также гранулирование. Сбор, заготовку и поставку такого сырья на перерабатывающие предприятия осуществляют подразделения Главвторсырья. Методы переработки отходов пластмасс зависят в основном от степени чистоты, геометрических размеров, внешнего вида, характера и содержания в пластмассах посторонних примесей и ряда других факторов, Наиболее важными методами переработки таких отходов являются измельчение, экструзия, наполнение, деполимеризация, растворение, химическое модифицирование. Отходы бытового потребления пластмасс перед их повторным использованием обычно выделяют из смеси с другими бытовыми отходами.

Недеструктивная утилизация. Отходы полимерных материалов, разделенные на отдельные классы, перерабатывают различными способами (экструзией, литьем под давлением, каландрованием и др.) с получением готовых пластмассовых изделий. Так, отходы жесткого поливинилхлорида, измельченные примерно до 4 мм, перемешивают в смесителе с добавками: пластификатора, красителя и стабилизатора при 150 °С в течение 10-15 мин. Полученную массу подают затем на переработку в изделия. Неразделенные на классы отходы пластмасс также можно перерабатывать в готовые изделия, в основном строительные (армирующие профили, кровельные конструкции и г. п.). В этом случае отходы подвергают промывке, измельчению и гранулированию или прессованию (для увеличения прочности изделий).

Деструктивная утилизация. Перспективным направлением переработки отходов пластмасс является их пиролиз, продукты которого могут служить сырьем для промышленности органического синтеза или топливом. Процесс пиролиза полимерных отходов обычно проводят при 300-900 °С в стационарных или вращающихся вертикальных цилиндрических печах Ликвидация отходов. Одним из наиболее простых способов ликвидации пластмассовых отходов является их сжигание. Разработаны и продолжают совершенствоваться различные конструкции печей сжигания: подовых, ротационных, форсуночных, с кипящим слоем и др.

29. Методы переработки гальваношламов и ртуть содержащих отходов.

Осадки стоков гальванических производств

Общие сведения. Гальваническое производство в настоящее время – наиболее распространенный метод получения защитных покрытий, создаваемых на поверхности металла для снижения ее коррозии, повышения износоустойчивости и декоративных свойств. Для предотвращения отрицательного влияния СВ гальванических участков широко применяют реагентные методы, в том числе нейтрализацию известковым молоком, используемым и для обработки стоков травильных производств. Металлы осаждаются из раствора в виде гидроксидов, обезвоживаются фильтрацией и в качестве шлама вывозятся на захоронение.

Основные направления утилизации гальванических осадков, апробированные в масштабах больших, чем лабораторные. Цементы и без обжиговые строительные материалы. 1. Цветные и черные металлы, будучи заметными компонентами гальваношламов, находятся в них все же в подчиненных количествах. В значительной степени шламы представлены оксидами кальция и кремния, и поэтому могут быть интересны для производства вяжущих веществ (строительных материалов). Экологическими испытаниями установлено, что добавки шламов в кладочные растворы (от 1 до 15%) не ухудшают качество строительного материала. 2. Шламы гальванических производств рекомендуется к использованию в ландашафтном строительстве. В этом качестве их предлагается смешивать с летучей золой котельных установок ТЭЦ или мусоросжигательных заводов, образуя самотвердеющую композицию. Таким же образом можно готовить гальванические шламы к захоронению.

Однако во всех этих случаях существует угроза загрязнения окружающей территории и подземных вод.

Обожженные строительные материалы Использование гальванических осадков в обожженных строительных материалах является более перспективным в сравнении с необожженными с экологической точки зрения. Надежность захоронения тяжелых металлов в керамику оценивалась по химическому анализу вытяжек из керамического материала водой, а также растворами уксусной и серной кислот (рН=5, 5). В вытяжках концентрации ионов кадмия, никеля, меди, цинка, хрома трехвалентного (шестивалентный не обнаружен) были ниже предельно допустимых, что при вводе в керамическую массу тяжелых металлов происходит не только их надежное обезвреживание и захоронение, но улучшаются и некоторые свойства черепицы. Осадки, содержащие тяжелые металлы, обладают отощающими свойствами, что уменьшает пластичность формуемой смеси и позволяет вести ее сушку более интенсивно. Пористость и водопоглощение обожженных изделий незначительно увеличивайся, а механическая прочность на 5-10% выше контрольной. Уменьшается брак черепицы по внешнему виду. Керамзит, изготовленный с 20-40% осадка сточных вод гальванических производств, может применяться в качестве теплоизолирующего и конструкционного материала.

Шламы гальванических производств могут быть применены и в производстве красителей-пигментов для традиционных строительных материалов, получения грунтовки. Эти продукты имеют гигиенические сертификаты, грунтовка отвечает требованиям ГОСТ 25129-82. Продукция пользуется большим спросом.

В последнее время предложен способ переработки гальваношламов в пигменты различных цветов, основанный на использовании процесса самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Для его реализации создано опытно-промышленное производство по переработке 700-1000 т/год металлсодержащих отходов с выпуском до 200 т неорганических пигментов.

Металлургическая переработка и другие способы Несмотря на широкие возможности использования гальваношламов в различных отраслях народного хозяйства, наиболее целесообразными методами утилизации, на первый взгляд, представляются те, которые позволили бы извлекать ценные металлы.

Более перспективна попутная их пирометаллургическая переработка в рамках предложенной автором (1992 г.) концепции утилизации промышленных отходов. В соответствии с нею наиболее рациональное направление обезвреживания гальванических шламов – их использование в крупнотоннажных индустриальных технологиях, например цветной металлургии (плавка на штейн) использование гальвошламов для изготовления ионообменных материалов. Шламы гранулируют с добавлением в качестве вяжущих линейных полимеров. Изучение ионообменных характеристик материала показало, что он пригоден для селективного извлечения тяжелых цветных металлов, мышьяка, теллура и некоторых трансурановых элементов из сточных вод.

Шлам, обогащенный железом, применяется для изготовления высокоценных сложных ферритов. Ртутьсодержащие отходы Ртуть – единственный металл, при обычных температурах находящийся в жидком состоянии. Механико-химический способ применяется в Австралии для ртутьсодержащих осадков. Технология предусматривает их обработку цементной пылью и известью при 52-62°С в течение 12 ч при рН среды, равном 12. В результате ртуть связывается в нерастворимые гидроксиды, осадок становится безопасным для его захоронения в почве.

Для пришедших в негодность ртутных ламп наиболее эффективным способом является их термовакуумное обезвреживание, в России разработанное, в частности, НПК «Меркурий».Особенность термовакуумной технологии – применение термической возгонки ртути, ее органических и неорганических соединений с незначительным разряжением. Для сбора, транспортировки и переработки ламп используются герметичные контейнеры, вмещающие 200 или 350 этих изделий, либо ≈ 1500 или 2500 горелок ламп ДРА. Загруженный контейнер " герметично" закрывают, доставляют в центр демеркуризации, устанавливают на технологический модуль, и только затем крышка контейнера открывается внутрь установки. В ней при 300-400°С ртуть и ее соединения возгоняются и улавливаются в системе газоочистки. По термовакуумной технологии с 1991 г. по настоящее время внедрено более 35 установок демеркуризации ртутьсодержащих ламп.

Комплекс по переработке брака, созданный на электроламповом заводе г. Саранска, рассчитан на утилизацию 3 млн изделий в год (Картузов...).

Термовакуумный способ пригоден также для отходов ртутьсодержащих батарей. Термовакуумный с криоконденсацией способ демеркуризации положен в основу установки УРЛ-2М созданной изобретателями г. Дубны.Обрабатываемые люминесцентные лампы разрушают в демеркуризационной камере 1 установки с помощью специального ножа 9 повышенной прочности. Затем камеру вакуумируют, полученное ртутьсодержащее крошево нагревают до 380-450°С.