生产胶粉--废旧轮胎回收利用的方向

作者：庾晋 白杉

欢迎访问e展厅 展厅 13 轮胎成型机展厅 轮胎成型机, 轮胎切圈机, 废旧轮胎胶粉设备, 轮胎翻新设备, ... 随着橡胶工业及汽车工业的发展，大量的废旧轮 胎、橡胶制品及其边角废料也不断增多，据 统计，我国每年仅轮胎报废量就不少于150万吨，并以每年10％的速度递增。由于不能得到综合利用，大多成为工业垃圾，既浪费了大量的可用资源，又造成了环境污染。长期以来，应用最广泛的处理废旧橡胶和废旧轮胎的方法是制造再生橡胶，但这种方法存在耗能高、劳动强度大、效率低，污染严重等问题。 自七十年代以来，工业发达国家在废旧橡胶的二次利用方面有了很大的发展。尤其是九十年代以来，相继研究出常温和低温粉碎工艺制造微细硫化胶粉的方法并形成规模生产。这种精细胶粉(80--120目)是一种重要的添加剂。例如，将精细胶粉添加到天然橡胶中(一般橡胶制品的掺入量可达50％)，可提高胶粉的静态性能，耐疲劳等动态性能。在德国，轮胎制品中加入20％的胶粉，可提高其耐磨性，延长轮胎的使用寿命，胶粉越细，提高的幅度越大。胶粉的价格只有天然橡胶的1/3一1/2，由此可大大地降低轮胎成本。精细胶粉还可以添加到塑料中，生产出来的橡塑材料，强度高、耐磨、弹性好、扩大了塑料的应用范围。在传统的建筑材料中添加精细胶粉，可生产出防震、防裂、防漏、耐用的新品建材。 虽然目前利用废旧轮胎有翻新利用、切碎做燃料用于发电、化学裂解回收炭黑和燃料油、制成胶粒等多种途径，但国际上越来越趋向于利用废旧轮胎生产胶粉。因为橡胶粉有着不可替代的优势。后者没有再生胶生产所带来的污染，也没有其他二次污染。橡胶粉最神奇的地方在于，可使废旧轮胎的利用率达到100％，可以循环使用，是真正的循环利用并且可持续发展。美国的高速公路敷路材料中，规定必须在沥青中添加25％以上的胶粉，可以防冻、防滑、防水塌陷，并增强路面的静态及动态强度，大大提高路面的承载能力(约4倍)。 目前我国在精细胶粉生产方面还处于落后状态。据不完全统计，全国大小再生胶企业近500家，总生产能力达70万吨，产量约30万吨以上，居世界首位。我国胶粉生产厂家大约有40多家，总产量约5万吨，其生产和应用总体落后，再生橡胶尚处于主导地位。 按照《汽车工业“九五”规划纲要》，汽车工业将逐步发展成为国民经济支柱产业，与之配套的轮胎生产也将迅猛发展，这就给胶粉市场带来了巨大的发展潜力，据调查，仅山东省的轮胎生产企业，每年所需胶粉在万吨以上，而目前基本依靠进口解决。同时随着胶粉在其他领域的应用，其市场前景是极其广阔的。 我国废旧轮胎生产胶粉技术的发展 我国胶粉生产始于80年代后期。1989年我国首次组团赴德国考察橡胶利用情况。“八五”规划中由青岛化工学院与山东高密再生胶厂、航空航天部第609研究所合作，承担原化工部下达的“低温冷冻法生产微细胶粉及其应用研究”的攻关项目，冷冻采用涡轮空气膨胀法，并于1993年通过鉴定。此后中国科学院低温工程中心、北京航空航天大学也开展了这方面研究工作。这期间，一些原生胶生产厂家利用粉研后的粗胶粉(40目左右中间产品)，经活化处理生产数量不多的活化胶粉；同时，河北、江苏、辽宁、广东、山东、浙江等一些地区先后从美国、意大利、法国、德国等国家的不同公司引进10条以上生产线及单机设备，使我国胶粉生产开始起步，但这些生产线多采用常温法生产，几乎都只能生产粗胶粉和细胶粉(60目)。为此，国内一些机械设备制造厂也开始研制采用常温制备微细胶粉的设备。1996年以后，大连、江阴、无锡、珠海、嵊州、山西等地相继试制出了橡胶粉碎机并进行小规模生产，1998年深圳东部集团建设了常温胶粉生产，1999年珠海经济特区精业机电技术研究所和青岛绿叶橡胶有限公司研制成功了液氮冷冻法（ＪＹ型微细胶粉生产线），为我国制造微细硫化胶粉又提供了成套设备，可以预见未来的微细胶粉生产将会有较大的发展。 常温辊压法在我国普遍使用。就生产总量来说，我国的废胶粉碎生产尚以常温辊轧法为主。一般采用双沟辊粗碎、双光辊或光辊细碎。在小型企业有的采用沟光辊同时进行粗碎和细碎，当然这样做投资少、占地小，但设备安全和产量均会受到限制。国外的粗碎机一般都比国内设备大，生产效率高。 近年来国内开发了一种新型盘工粉碎机，以剪切研磨为原理，齿盘耐磨，工作寿命较长，可将粒度４毫米以下废胶块一次粉碎成粒度８０目以上。经过研究发现，一定粒度的胶粉在一定性能要求下，胶粉的掺用量受到较大限制。要提高废旧橡胶利用价值，就得对胶粉进行改性。胶粉用各种表面处理方法改性，制成活性胶粉，不但大幅度提高掺用量，而且拉伸应用、疲劳生热、耐撕裂性、耐磨耗性都有提高。活性胶粉技术的发展，扩大了胶粉代替部分生胶的应用，改善了胶料加工性，保持了掺用量胶料的性能，减少了产品性能损失，同时掺用过程不需要大量投资。 目前活性胶粉有三种生产方法：机械化学法、单体、聚合物涂层法和辐射法。我国国内采用机械化学法生产活性胶粉有了长足的进步，在辐射法生产丁基再生胶和胶粉方面取得了成果，在涂层包复技术方面做了大量工作。机工化学法以其操作简单、成本低、污染小、能耗低而成为国内外活性胶粉生产的主要方法。中科院大连化学物理研究所也研制出催化剂829、改性剂869。国内用单体、聚合物处理制造活性胶粉较引人注目的是华南理工大学用5份酚醛树脂处理粒径为0.6ｍｍ(30目)的胶粉。据分析酚醛树脂与硫化胶粉形成了互穿网络结构，同时酚醛树脂与基质胶相互扩散，产生共交联使界面层保持了较好的粘合，构成了稳定的多相体系。 废旧橡胶(轮胎)常温法精细胶粉成套生产线 以废旧橡胶（轮胎）常温法精细胶粉成套生产线为主的浙江绿环橡胶粉体工程有限公司已经在浙江嵊州市成立。公司由浙江丰利粉碎设备有限公司、浙江天堂硅谷创业投资有限公司和嵊州市绿环机械制造有限公司联合投资创建。公司将累计投资1.5亿元建成国内最大规模的废旧轮胎常温精细粉碎设备生产基地及年产2万吨的精细橡胶粉加工示范生产线，并以此为中心，形成废旧轮胎回收处理、深加工及再生利用产业链的国家级工业园区。新创建的浙江绿环公司所拥有的成套生产线主要是由丰利公司引进德国技术研发的“废旧轮胎前处理设备”和绿环公司自主开发的“XJF型废旧橡胶常温法精细粉碎设备”相配套而成，开创了在常温条件下将废旧轮胎整胎工业化批量生产60-200目精细胶粉的先例。 该常温法精细胶粉成套生产线在生产过程中仅需配备相应的供电装置和水源就可以在常温下将废旧轮胎整胎粉碎到40～200目的精细胶粉，不但能使废旧轮胎面胶和钢丝、帘布脱离，从而减少了制造胶粉的工作量和脱丝分离工序，并可提高钢丝的利用价值，降低生产成本，从技术上保证了胶粉的纯度，而且生产过程无任何的二次污染。整条生产线具有设备配置合理、出胶率高、使用寿命长、动力消耗低、噪音低和自动化程度高等优点，各项技术指标完全达到甚至超过了国外的低温冷冻粉碎生产线，也优于目前国内刚刚开发成功的空气涡轮冷却制冷胶粉生产技术，设备投资仅低温冷冻粉碎生产线的1/8左右，生产成本仅1/3。 该常温法精细胶粉成套生产线主要由内圈切割机、内圈搓胶机、整胎破碎机、橡胶钢丝分离机、破胶机、纤维分离机、精碎机、分级机、自动称量包装系统、动力配电系统、计算机自控系统以及相关辅助设备组成。其主要工作原理及生产流程：废轮胎 → 内圈切割机 →整胎破碎机 →橡胶钢丝分离机 → 橡胶钢丝→分离机→ 破胶机 → 精碎机 → 空分机→ 包装机 →成品。 在生产作业中，所有电器动力都可由计算机进行实时监控，并对全程开、关机顺序进行自动设定，真正实现了生产线的高可靠性运转；工作中需要的冷却水可循环使用；设有超细粉尘收集系统对整条生产线进行粉尘收集，真正做到“一尘不染”。生产线具有工艺路线先进，联动化、自动化程度高，生产成本低，产品质量高以及噪音低、无污染等特点，为我国常温生产精细胶粉走出了一条符合中国国情的新路子。 废旧轮胎生产胶粉的市场利用空间 最近两年，胶粉工业已蓬勃发展，有关专家指出，胶粉工业代表着废旧轮胎资源综合利用的发展方向，一定会有广阔的市场前景。然而值得注意的是，胶粉工业形成伊始便陷入了一种有价无市的局面。究其原因，主要是胶粉的应用技术开发严重滞后。为此，专家们建议，胶粉工业当前的关建问题是要以市场需求为导向，以开发应用技术为手段，巩固和培育五大市场： 1、轮胎市场 早在1953年，美国就把一定粒径的胶粉用于轮胎生产。1989年，青岛橡胶二厂在国内首家将胶粉直接用于轮胎生产。1995年，胶粉应用在原化工部重点厂家和一些中小企业中普及，仅69家重点厂在其生产的1870万条轮胎中掺用的胶粉就达1.7万吨。由于天然橡胶价格下降，胶粉质量不稳定等因素，1996年后胶粉在轮胎生产中的应用出现滑坡，1999年起又开始回升。目前，中科进公司等企业生产的８80目以上胎面胶粉已开始取代40目、60目活化胶粉，直接应用于轮胎的生产，效果很好。“轮胎市场”需进一步巩固和拓展。 2、橡胶砖市场 自1995年我国台湾省厂商的橡胶砖制品在北京展览馆展出后，北京、绍兴、福州、南京等地陆续办厂。1999年6月《中国化工报》关于辽宁丹东《下岗夫妻成就大业，废旧轮胎脱胎换砖》的报道更是轰动全国，使20多个省、市区的部分企业，个人或行业主管部门都对橡胶砖产生了浓厚的兴趣。当前，要以北京市申办2008年奥运会为契机，争取推广在体育场馆、学校、幼儿园、社区、宾馆、办公楼等地铺设橡胶砖、橡胶地板、跑道、草坪等，这样不仅能消化万吨以上胶粉，而且能进一步拓宽国内外市场。 3、高速公路市场 用胶粉对沥青进行改性铺设公路应用也很广泛。中国已有一些省市如江西、湖北、广州、北京等地，相继铺设了试验路段。实践证明，用胶粉改性的沥青铺设的公路，可以减少路面龟裂和软化，路面不易结冰和打滑，提高了行驶安全性，还可以提高路面寿命，比一般的沥青路面的使用寿命至少提高了一倍。1.63公里的路面可以消耗掉1万条废轮胎。同铺设高速公路原理一样，在飞机跑道材料中掺用硫化胶粉，可增加跑道弹性和地面磨擦性，提高夏天抗日晒、冬天抗冰冻的能力。从而使飞机的起落平稳，安全可靠性提高，跑道缩短，机场使用寿命延长。 4、弹性运动场 据报道一个网球场要消耗500条轮胎的胶粉，一个田径比赛用综合运动场要消耗数千条废轮胎胶粉。无疑这种运动场的发展是胶粉利用的重要途径。我国举办的亚运会田径场就是用胶料生产的塑胶跑道。 5、防水卷材市场 1986年，前苏联将胶粉成功地应用于橡胶沥青防水卷材，无机绝缘卷材和三层板材组成的隔音复合地板等建筑材料中。90年代以来，我国北方地区普遍开始把粗胶粉用于防水卷材。北京京辰工贸公司每年生产精细胶粉1000吨，用于自产的野牛牌防水卷材，并正在用80目以上精细胶粉开发建材新产品。专家的建议，政府应进一步规范建筑材料市场，促进胶粉在建筑领域中的应用。 6、隔音壁 隔音壁是为了降低噪音，在住宅区沿公路、机场、建筑工地等噪音发生地所设置的隔音装置。利用胶粉制造的复合隔音壁，具有良好的噪音反射性和吸音性，而且对风化和应力具有较高的抵抗性。其单位面积重量轻，运输、组装、解体容易。 废旧轮胎生产胶粉企业需要政策扶持 北京泛洋伟业科技有限公司是一家废旧橡胶回收利用的高新技术企业，曾经红红火火。由于得不到国家政策扶植，再加上市场混乱，企业生产难以为继，被迫停产了。该公司于2000年5月在北京远郊区投资建设年产1万吨精细胶粉生产基地，2001年5月完成第一期5000吨生产线设备安装调试，投入正式生产并向国内外客户供货。产品为80-200目精细胶粉，是国内外同行公认的唯一一家能够在常温下工业化批量生产200目超细橡胶粉的厂家。该生产线从废胎投入到精细胶粉成品的包装，连续自动化生产，经粗碎、中碎、除杂（金属、纤维）、专用粉碎助剂处理、精碎、分级等程序，全线各工艺技术指标在中央计算机集中控制室的监控下进行全自动运行，是国内同行业第一条全自动计算机集中控制精细胶粉生产线，生产规模也名列全国同行业前矛。 该公司常温助剂法制精细胶粉，开创了工业化批量生产200目以上（粒径75μm以下）的精细胶粉、超细胶粉，使废旧轮胎再利用产品向更高附加值方向直至橡胶纳米材料迈进了一大步。这些超细胶粉在新型橡塑共混材料、新型建筑装饰材料、特种喷涂、改性沥青用于高速公路等新材料开发方面，有着广阔的前景。 由于废旧橡胶回收利用行业的混乱，国家在这一领域又没有明确的政策规定，这家企业在挣扎了4年之后，被迫停产。一是高税率使企业陷入严重亏损。由于废旧轮胎都是从进城收废品的农民手中购买，无法取得增值税发票，企业要全部负担销售额17%的增值税。环保型废弃物再利用企业与机械、化工等其它制造业抵扣进项税后的6%实际增值税相比，实际税赋是他们的几倍。高昂的废旧轮胎收购成本和高额税收，已经使产品成本高于发达国家的同类产品。二是环保型再生资源产品的利用缺乏政策支持。胶粉作为无污染的再生资源，其应用利国利民，理应得到政府的大力支持，但目前由于政策方面的障碍，很难在国内市场推广。 有关人士呼吁，希望政府能制定一项切实可行的措施，对废旧轮胎再生处理企业实行“国民待遇”。诸如调整废旧轮胎胶粉生产加工，资源再利用企业的增值税征收办法；制定鼓励各行各业使用橡胶资源再利用产品的政策等等，只有政策真正到位，才能使这些企业起死回生，也才能够真正实现旧轮胎资源化的持续发展道路。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (11/17/2004)