摘要:着国民经济的发展,导致了废旧轮胎的大量产生,废旧轮胎的综合利用成为人类面临的突出问题。本文详细阐述了废旧轮胎的回收利用现状,介绍了胶粉高分子化学应用技术,并预测了废旧轮胎综合利用在建材领域的应用前景。
关键词:废旧轮胎回收;胶粉;硬质橡胶;
旧轮胎的回收利用现状
随着国民经济的快速发展和人民生活水平逐步提高,我国已成为橡胶资源消费大国。轮胎又是我国最主要的橡胶制品。2009年,我国生产轮胎消耗橡胶已占全国橡胶资源消耗总量的70%左右,年产生废轮胎2.33亿条,重量约合860万吨,折合橡胶资源约300多万吨,若能全部回收再利用,相当于我国5年的天然橡胶产量。通常被称为“黑污染”的废旧轮胎是一种难融难降解的有机高分子弹性材料,埋在地下数百年不腐,已经成为危害城市环境的一大类固体废弃物,如何回收处理废旧橡胶已经成为世界各国关注的重点问题之一。各国废旧橡胶的处理大多经历了掩埋、燃烧、热利用和生产再生胶粉等过程,但是掩埋会导致土壤污染,燃烧和热利用
更会导致严重的空气污染和二次污染,还会产生有毒气体。当前,一种有效回收利用废旧橡胶的方法是将废旧橡胶依次经过加热、粉碎和机械处理,使其内部交联键断裂而呈现出一种粘性并具有可塑性的状态,再重新进行硫化,即制得再生橡胶。再生橡胶的使用在一定程度上可以显著减少对生胶的依赖,有效地降低成本。废旧橡胶主要来源于废弃的轮胎、输送带和胶管等,以及在生产过程中无法充分利用的边角料和质量不达标的残次品等。废旧橡胶成分丰富,具有很高的回收利用价值。废旧轮胎是回 收利用的主要对象,其成分主要为橡胶、炭黑和金属,回收再利用价值极高。但废旧橡胶的储存是一个大问题,对废旧橡胶进行有效的储存和回收再利用,预防因废旧橡胶处置不当而导致的环境污染,是一个非常重要且刻不容缓的问题。
废旧橡胶的回收处理办法主要有原型利用、废旧轮胎翻新、生产再生橡胶、生产硫化胶粉、热分解、热能利用6种。
原型利用
在程贤娃等人的论文中。在不改变废旧轮胎内部构造的情况下,通过物理方式,例如裁剪、冲切和捆绑,或者直接使用等方式,将废旧轮胎变为可直接或间接利用的物品。其中,最常
见的原型利用是将中小型废旧轮胎直接用于轮船的护舷,或裁剪为合适的形状制成人工鱼礁或浮动灯塔等利用切割机分割废旧轮胎的胎圈,胎圈纵向排成一列,粘接后可以用作地下泄洪暗渠,既节约材料,又结实耐用;废旧轮胎切割后剩余部分切割成尺寸不同的条状以制成不同产品,如用来制作安全垫和防撞壁,满足不同使用环境下的性能要求。
废旧轮胎也经常应用于机场外围的防护墙。将这些废旧轮胎沿直径对半切开,层层堆放,最外层再放上金属格栅用于防火。这种堆放方式既可以防止下雨积水,同时也对飞机起降噪声有很好的吸收效果。废旧橡胶的原型利用通常只针对废旧轮胎这种较大型的产品,这种回收利用方式占用的人力和物力较少,使用价值较高,且可以节约物料。而这种废旧橡胶处理方法一般有较大的限制,不能大批量地回收利用废旧橡胶,因此不能作为回收废旧橡胶的主要手段。
废旧轮胎翻新
废旧轮胎翻新回收也是我们生活中最常见的回收方式。轮胎翻新是指轮胎达到使用年限但还未完全破损,通过加工、部分修补、贴新胎面胶后再硫化等方式使其重新具有实用价值的回收利用方法。翻新轮胎的使用寿命一般较新轮胎缩短10%~30%,平均行驶里程下降不到25
翻新轮胎%,并且翻新所需的橡胶、胶粉和炭黑等原料很少,翻新成本仅为新轮胎生产成本的20%~50%。因此翻新是处理废旧轮胎的主要方式之一。世界发达国家普遍重视废旧轮胎翻新工作,我国在这方面的技术力量还比较薄弱,目前每年被翻新的废旧轮胎还不到总回收量的lO%。我国是轮胎生产大国,每年报废轮胎数量也极为惊人。由于我国在废旧轮胎翻新技术上较落后,缺乏有效的标准,市场虽然庞大但翻胎行业发展一直没有较大起。近年来,国家重点关注循环经济发展,对于废旧橡胶回收再利用制定了标准,尤其是对废旧轮胎翻新提供了很多优惠政策,从而帮助行业快速发展。我认为这是一种在目前看来最有可能大规模实行的回收方法。
生产硫化胶粉
硫化胶粉是将硫化胶通过物理方式,制成细小的粉末。硫化胶粉经过改性,可以用于交通和建筑行业等。由于硫化胶粉适用面较广,国内外对其研究都较深入。硫化胶粉主要用途分为3种:(1)作为填料添加到橡胶材料中,硫化胶粉价格低,既能改善胶料性能,又能有效降低成本;(2)适用于塑料领域,经过表面改性,硫化胶粉可作为塑料的填充剂或增韧剂,与塑料良好相容;(3)用于其他方面,例如路面工程和农业等b1。利用废旧橡胶物理粉碎后得到的硫化胶粉生产再生橡胶也是一种绿环保的循环经济方式
热能利用
阅读张冰等人的论文。废旧橡胶是一种高能量材料,其每千克燃烧热量比木材高69%,比碳材料高4%。废旧橡胶的热能利用是将其作为一种燃料,与其他废料热能利用相比具有水分和灰分含量低的优点。废旧轮胎热能利用的方法有2种:(1)作为燃料直接燃烧,利用燃烧产生的热能进行炼钢和发电等工作,这种方式对设备的要求不高,但是容易产生大量颗粒或粉尘,环境污染严重;(2)将废旧轮胎通过机
械方法剪切成小块或颗粒,然后与其他燃料混合均匀后燃烧,这种方式的热能利用效率高,而且污染少,通过燃烧还能产出炭黑等原料,可用于补强或改性橡胶等。废旧橡胶热能回收在国外是使用广泛且工艺成熟的一种回收方式。不过这种方法也有缺点,橡胶燃烧会产生很多有害气体。在我看来并不符合我们高分子回收的初衷。
对废旧橡胶进行合理回收利用,提高循环利用率,能有效解决废旧橡胶带来的环境污染问题,同时又能有效弥补我国天然橡胶和石油资源不足的缺陷,可促进橡胶行业的可持续发展,具有重要的战略意义。未来,寻求废旧橡胶回收利用的绿技术体系,以收利用工艺代替传统工艺,变废为宝,保护生态环境,实现良性循环,仍然是符合可持续发展战略
的重要举措。
综上所述,废旧轮胎回收利用已经逐渐受到社会各界的广泛关注,通过对废旧轮胎进行回收利用,能够提升资源利用水平,同时改善环境污染问题。需要注意在对废旧轮胎进行资源和利用过程中,综合考虑环境因素、生产效率、回收成本等因素,选择适宜的回收利用技术,提升废旧轮胎的综合利用水平,节约有限的橡胶资源,加快轮胎工业行业发展。
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