废橡胶属于热固性聚合物材料,在自然条件下很难降解,若弃于地表或埋于地下十几年都不会腐烂变质。废橡胶的堆积占用土地,污染环境。整条废轮胎堆积在一起还会滋生蚊虫,不但损害居民健康,而且易引起火灾。因此,尽管废橡胶在固体废弃物总量中所占比例较小,却是固体废物处理的主要问题之一。废橡胶的回收利用成本较高,技术难度大,过去人们将其看作废物,只考虑如何处理干净。进入20世纪70年代以后,随着科技的发展,人们发现回收利用废橡胶可以节约生产合成橡胶所消耗的大量原油,开始千方百计对其进行回收利用,或者作为橡胶和塑料的填充材料,或者单用胶粉生产橡胶制品,开辟了废橡胶资源化利用的新时代。在能源相对紧缺的今天,回收利用废橡胶具有重大的意义。
1 废橡胶回收利用的分类
废橡胶利用是将废弃的轮胎、管、带、工业橡胶制品、胶鞋以及橡胶厂废料等经过回收、加工进行利用。废橡胶的回收利用大体有整体利用、再生利用和热利用3种方式。整体利用是对废轮胎进行整体的利用,如进行复原性的加工使之恢复原有用途的翻新轮胎、鱼礁、水土保持材、护舷、施工用泥桶、体育游戏器材、道路垫、轨道缓冲材、牧场栅栏等。再生利用是将废轮胎制成再生胶或胶粉。热利用分高温分解和直接燃烧两类:高温分解是将废轮胎在催化剂作用下经热裂解得到混合油、热解气及炭黑等多种干馏分解物;直接燃烧是将废轮胎作为燃料直接加以利用。
2我国废橡胶资源化利用的现状
我国是一个橡胶消费大国。2001年共消耗生胶279万t,仅次于美国(281.2万t),居世界第2位。据国际橡胶研究组织统计,2002年我国生胶消费量(306万t)首次超过美国(285.4万）,成为世界橡胶消费第一大国,美国位居第二,日本（182.7万）第三。这就是说,我国在成为世界上最大的橡胶制品生产国及消费国的同时,也将成为世界上最大的废橡胶产生国。据估算,目前我国每年产生的废橡胶复合材料将近500万t。如此大量的废橡胶材料若不及早处理,既污染环境又浪费资源。
我国是一个生胶资源相对短缺的国家,几乎每年生胶消耗量的45%左右需要进口,寻找橡胶原料来源及其代用材料是十分迫切的任务。因此,处理好废橡胶,对充分利用再生资源、摆脱自然资源匮乏、减少环境污染、改善人们的生存环境具有重要意义。我国废橡胶的利用率约为50%,低于工业发达国家水平。目前废橡胶的回收利用项目已列入《中国21世纪议程》方案中。我国加入世贸组织后,国内橡胶工业的发展将进一步加快,与此同时,废橡胶利用产业也将迎来新的发展机遇。
2.1 轮胎翻新
轮胎翻新具有较好的经济效益,旧轮胎翻新后其使用寿命一般为新轮胎使用寿命的60%~90%,平均行驶里程为5万~8万km。当前世界名牌载重轮胎一般都可以翻新二三次,并且翻新轮胎的使用寿命接近于新轮胎,而翻新轮胎所用的原材料一般为新轮胎的15%~30%,可节约大量橡胶、帘布和炭黑等材料,其价格仅为新轮胎的25%~50%,因此,翻新轮胎是废轮胎利用的最有效方式。目前轮胎翻新已经实现工业化,主要集中在载重轮胎和轿车轮胎。轮胎翻新量大约是轮胎报废量的22%。
2.2 再生胶
20世纪80年代末以来,工业发达国家大多已从再生胶的生产转入胶粉活化改性或精细胶粉的直接利用;我国目前再生胶占95%,活化胶粉和精细胶粉只占5%,远滞后于发达国家。我国现有再生胶生产企业近500家,产量约为30万t·a以上,居世界首位。尽管我国再生胶生产较好地解决了废水污染问题,但仍存在利润低、劳动强度大、生产流程长、能源消耗大、环境污染严重等缺点。目前,国内正在积极研究新的废橡胶脱硫技术,随着新技术的开发,有可能向橡胶工业提供物美价廉的再生胶,这将是再生胶工业发展的转折点。已经开发成功的微波脱硫技术就是一项突破性的再生技术,该方法是干态脱硫,没有污染,产品质量好。在橡胶制品中掺用再生胶有利于合成橡胶的加工。
2.3胶粉
我国胶粉生产始于20世纪80年代后期,9o年代初进入活跃期。我国现有胶粉生产厂40多家,产量约为5万t.a。由于我国废橡胶是有偿使用的,且废橡胶冷冻粉碎工艺的制冷剂液氮价格十分昂贵,国内使用液氮低温冷冻粉碎技术十分困难,因此,\"八五\"规划列出\"低温冷冻法生产微细胶粉及其应用研究\"攻关项目。该项目由原青岛化工学院、山东高密再生胶厂和航空航天部第609研究所联合承担,已取得圆满成功,开发出的空气涡轮制冷法实现了废橡胶的低温粉碎。空气涡轮制冷法的技术核心是将飞机制造业中的涡轮膨胀技术应用到低温粉碎技术中,与国外的液氮法相比,具有细粉率高、成本低等优点。此后,中国科学院低温工程中心和北京航空航天大学也开展了这方面的研究。
1 废橡胶回收利用的分类
废橡胶利用是将废弃的轮胎、管、带、工业橡胶制品、胶鞋以及橡胶厂废料等经过回收、加工进行利用。废橡胶的回收利用大体有整体利用、再生利用和热利用3种方式。整体利用是对废轮胎进行整体的利用,如进行复原性的加工使之恢复原有用途的翻新轮胎、鱼礁、水土保持材、护舷、施工用泥桶、体育游戏器材、道路垫、轨道缓冲材、牧场栅栏等。再生利用是将废轮胎制成再生胶或胶粉。热利用分高温分解和直接燃烧两类:高温分解是将废轮胎在催化剂作用下经热裂解得到混合油、热解气及炭黑等多种干馏分解物;直接燃烧是将废轮胎作为燃料直接加以利用。
2我国废橡胶资源化利用的现状
我国是一个橡胶消费大国。2001年共消耗生胶279万t,仅次于美国(281.2万t),居世界第2位。据国际橡胶研究组织统计,2002年我国生胶消费量(306万t)首次超过美国(285.4万）,成为世界橡胶消费第一大国,美国位居第二,日本（182.7万）第三。这就是说,我国在成为世界上最大的橡胶制品生产国及消费国的同时,也将成为世界上最大的废橡胶产生国。据估算,目前我国每年产生的废橡胶复合材料将近500万t。如此大量的废橡胶材料若不及早处理,既污染环境又浪费资源。
我国是一个生胶资源相对短缺的国家,几乎每年生胶消耗量的45%左右需要进口,寻找橡胶原料来源及其代用材料是十分迫切的任务。因此,处理好废橡胶,对充分利用再生资源、摆脱自然资源匮乏、减少环境污染、改善人们的生存环境具有重要意义。我国废橡胶的利用率约为50%,低于工业发达国家水平。目前废橡胶的回收利用项目已列入《中国21世纪议程》方案中。我国加入世贸组织后,国内橡胶工业的发展将进一步加快,与此同时,废橡胶利用产业也将迎来新的发展机遇。
2.1 轮胎翻新
轮胎翻新具有较好的经济效益,旧轮胎翻新后其使用寿命一般为新轮胎使用寿命的60%~90%,平均行驶里程为5万~8万km。当前世界名牌载重轮胎一般都可以翻新二三次,并且翻新轮胎的使用寿命接近于新轮胎,而翻新轮胎所用的原材料一般为新轮胎的15%~30%,可节约大量橡胶、帘布和炭黑等材料,其价格仅为新轮胎的25%~50%,因此,翻新轮胎是废轮胎利用的最有效方式。目前轮胎翻新已经实现工业化,主要集中在载重轮胎和轿车轮胎。轮胎翻新量大约是轮胎报废量的22%。
2.2 再生胶
20世纪80年代末以来,工业发达国家大多已从再生胶的生产转入胶粉活化改性或精细胶粉的直接利用;我国目前再生胶占95%,活化胶粉和精细胶粉只占5%,远滞后于发达国家。我国现有再生胶生产企业近500家,产量约为30万t·a以上,居世界首位。尽管我国再生胶生产较好地解决了废水污染问题,但仍存在利润低、劳动强度大、生产流程长、能源消耗大、环境污染严重等缺点。目前,国内正在积极研究新的废橡胶脱硫技术,随着新技术的开发,有可能向橡胶工业提供物美价廉的再生胶,这将是再生胶工业发展的转折点。已经开发成功的微波脱硫技术就是一项突破性的再生技术,该方法是干态脱硫,没有污染,产品质量好。在橡胶制品中掺用再生胶有利于合成橡胶的加工。
2.3胶粉
我国胶粉生产始于20世纪80年代后期,9o年代初进入活跃期。我国现有胶粉生产厂40多家,产量约为5万t.a。由于我国废橡胶是有偿使用的,且废橡胶冷冻粉碎工艺的制冷剂液氮价格十分昂贵,国内使用液氮低温冷冻粉碎技术十分困难,因此,\"八五\"规划列出\"低温冷冻法生产微细胶粉及其应用研究\"攻关项目。该项目由原青岛化工学院、山东高密再生胶厂和航空航天部第609研究所联合承担,已取得圆满成功,开发出的空气涡轮制冷法实现了废橡胶的低温粉碎。空气涡轮制冷法的技术核心是将飞机制造业中的涡轮膨胀技术应用到低温粉碎技术中,与国外的液氮法相比,具有细粉率高、成本低等优点。此后,中国科学院低温工程中心和北京航空航天大学也开展了这方面的研究。
