Методы переработки автошин

Резиносодержащие  отходы. Они делятся на:

Невулканизованные отходы и Вулканизованные отходы.

Невулканизованные отходы в свою очередь делятся на:

- резиновые смеси

- резинотканевые отходы

- резинометаллические  отходы

Вулканизованные отходы делятся на:

- резиновые отходы

- резинотканевые отходы

- резинометаллические  отходы

- шины

Резиновые отходы, образовавшиеся до стадии вулканизации, по свойствам  мало отличаются от исходных резиновых  смесей и могут возвращаться в  производство без значительной обработки. Эти отходы являются ценным сырьем и перерабатываются непосредственно на тех предприятиях, где образуются. Они могут быть использованы в производстве шлангов для топлива, резиновых ковриков, кровельных материалов, рукавиц, поддонов для пола салонов легковых автомобилей и других неответственных изделий технического назначения.

      Из  них так же изготавливают резиновые  плиты для животноводческих ферм. Содержание различных видов невулканизованных  резиновых отходов в смеси  для получения таких плит достигает 95% (масс.). Невулканизованные и частично вулканизованные резиновые отходы используют для изготовления резиновой кровли (волнистых и плоских листов).

      Более сложно обстоит дело с переработкой вулканизованных резин, поскольку  в отличие от других материалов они обладают высокой эластичностью, т.е способностью к обратимым и высоким деформациям, что затрудняет их измельчение, являющиеся первой стадией переработки практически любых твердых отходов. Несмотря на это вулканизованные резиновые отходы так же являются ценным вторичным сырьем, но требуют перед утилизацией тщательной обработки и подготовки.

      Известные способы переработки вулканизованных  резиносодержащих отходов можно  разделить на химические, физико-химические и физические.

      Химические  методы переработки приводят к необратимым  химическим изменениям не только резины, но и веществ, ее составляющих (каучуков, мягчителей и т.д.). Эти методы осуществляются при высокой температуре, вследствие чего происходит деструктивное разрушение материала. К химическим методам относятся сжигание и пиролиз.

      Несмотря  на то, что химические методы переработки  отходов резины позволяют получить ценные продукты и тепло, такая утилизация недостаточно эффективна, поскольку  не позволят сохранить исходные полимерные материалы.

      Физико-химические методы переработки отходов или регенерация, осуществляемая различными способами, позволяют сохранить структуру сырья, использованного в процессе производства резины. При регенерации разрушается пространственная вулканизационная сетка за счет теплового, механического и химического воздействия на резину. Получаемый продукт – регенерат – обладает пластическими свойствами и используется при изготовлении резиновых смесей с целью замены каучука.

      Физические  методы переработки резиновых отходов  представляют собой различные способы  их измельчения с целью получения резиновой крошки (муки), наиболее полно сохраняющей свойства резины.

      Измельчение резиновых отходов может производиться  ударным воздействием, истиранием, резанием, сжатием, сжатием со сдвигом. При ударном воздействии на резиновые отходы кинетическая энергия ударного инструмента при ударе зависит от его массы и скорости движения. Ударные измельчители имеют простую конфигурацию и высокую долговечность инструмента.

      При истирании резиновые отходы контактируют с абразивным инструментом. На процесс измельчения истиранием влияет относительная скорость взаимодействия измельчаемого материала и абразивного инструмента. Такие измельчители имеют невысокую производительность и могут использоваться на второй стадии процесса для получения тонкодисперсных порошков из предварительного измельченных другим инструментом отходов.

      При резании резиновых отходов их разделение на фрагменты происходит с помощью режущих инструментов (ножей), являющихся концентраторами  напряжения. На эффективность резания, форма инструмента и свойства отходов.

      При сжатии измельчение резин происходит за счет воздействия на них высокого давления. Процесс, как правило, происходит между двумя рабочими поверхностями, где материал раздавливается. Этот способ может осуществляться на прессе или на вальцах, валки которых вращаются навстречу друг другу с одинаковой скоростью.

      При сжатии со сдвигом, осуществляемом в  экструдере или на вальцах, у которых  валки вращаются навстречу друг к другу, но с различной скоростью, происходит объемное деформирование материала, что позволяет при сравнительно небольших затратах энергии получать мелкодисперсный порошок резины. Процесс измельчения резины достаточно сложен, поскольку, благодаря ее высоким эластичным свойствам, энергия, затрачиваемая на разрушение, расходуется в значительной степени на механические потери. Эффективность измельчения резины зависит от температуры и скорости приложения нагрузки.

      Наиболее  крупными по габаритам объему и сложным  по составу отходами резины являются шины. 

 

  Характеристика отходов, образующихся на производстве.

 
 

 

Глава 3. Методы переработки  авто шин.

    Динамический  рост парка автомобилей во всех странах приводит к постоянному накоплению изношенных автомобильных шин.

    Объем их потребления методом извлечения не превышает 10%. Большая часть собираемых шин (20%) используется как топливо. Вышедшие из эксплуатации изношенные шины являются источником длительного загрязнения окружающей среды:

    - шины  не подвергаются биологическому  разложению;

    - шины  огнеопасны и в случае их  возгорания погасить их достаточно  сложно;

    - при  складировании они являются идеальным  местом размножения грызунов, кровососущих насекомых и служат источниками инфекционных заболеваний.

    Вместе  с тем амортизированные автомобильные  шины содержат в себе ценное сырье: каучук, металл, текстильный корд.

    Проблема  переработки изношенных автомобильных  шин и вышедших из эксплуатации резинотехнических изделий имеет большое экологическое и экономическое значение для всех развитых стран мира. Невосполнимость природного нефтяного сырья диктует необходимость использования вторичных ресурсов с максимальной эффективностью, т.е. вместо гор мусора мы могли бы получить новую для нашего региона отрасль промышленности – коммерческую переработку отходов.

    Не менее  перспективным методом борьбы с  накоплением изношенных шин является продление срока их службы, путем  восстановления.

    В настоящее  время все известные методы переработки шин можно разделить на три группы:

    - химические

    - физико-химические

    - физические 

3.1. Производство регенерата.

      Одним из направлений утилизации резиносодержащих отходов, в частности изношенных шин, является получение регенерата – пластичного материала, способного вулканизоваться при добавлении в него вулканизующих агентов и частично заменить каучук в составе резиновых смесей.

      Регенерация резины – физико-химический процесс, в результате которого она превращается в пластичный продукт – регенерат. Существуют различные способы получения регенерата, отличающихся характером и интенсивностью воздействия на резину, а также природой и количеством участвующих в регенерации резины веществ. При регенерации резины происходят следующие процессы: деструкция углеводородных цепей; структурирование вновь образовавшихся молекулярных цепей; уменьшение содержания свободной серы, использованной для вулканизации резины, деструкция серных, полисульфидных связей, модификация молекулярных цепей каучука; изменение углеродных цепей, образованных сажей, содержащейся в резине. Это свидетельствует о сложности физико-химических процессов, лежащих в основе регенерации.

При получении регенерата применяются различные химические вещества: мягчители, активаторы, модификаторы, эмульгаторы и др. В качестве мягчителей используют продукты переработки нефти, угля, сланцев и лесохимического производства. Содержание  мягчителей зависит от способа производства регенерата.

     Активаторы  позволяют сократить продолжительность и снизить температуру процесса, улучшить свойства конечного продукта. В качестве активаторов наибольшее применение нашли содержащие органические соединения.

     Модификаторы  позволяют придать регенерату и  резине на его основе некоторые специальные  свойства – прочность, масло, бензостойкость, блеск и др. Для модификации регенерата используется как мономеры (малеиновый ангидрид, малеиновая и лимонная кислоты и др.), так и полимеры (полистирол, полиметилметакрилат, поливинилхлорид и др.). Эмульгаторы применяют в технологических целях – для стабилизации водных дисперсий измельченных резиновых отходов.

     Известно  большое число методов получения  регенерата. В настоящее в отечественной  промышленной практике регенерат получают паровым (=15%), водонейтральным (=40%) и  термомеханическим (=45%) методами.