廢舊輪胎的處理與資源化

李曉紅

盤錦市環(huán)境科學(xué)研究院，遼寧盤錦 124010

廢舊輪胎的處理與資源化

李曉紅

盤錦市環(huán)境科學(xué)研究院，遼寧盤錦 124010

在廢舊輪胎“黑色污染”逐漸威脅人類健康生活、造成資源環(huán)境新壓力的背景下，本文分析了我國(guó)廢舊輪胎的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，介紹了一些開(kāi)發(fā)利用廢舊輪胎方面的成功經(jīng)驗(yàn)，提出了解決問(wèn)題的方法和途徑。

廢舊輪胎；處理；資源化

1 概述

隨著汽車逐漸成為拉動(dòng)居民消費(fèi)的第一引擎，中國(guó)己經(jīng)面臨廢舊輪胎造成的嚴(yán)重環(huán)境污染問(wèn)題。據(jù)相關(guān)報(bào)道，中國(guó)成為繼美國(guó)、日本之后第三個(gè)汽車年產(chǎn)超千萬(wàn)輛的國(guó)家，成為名副其實(shí)的“汽車大國(guó)”。然而，與汽車時(shí)代一同到來(lái)的，還有堆積如山的廢舊輪胎。

在南京召開(kāi)的“2009國(guó)際橡膠瀝青大會(huì)”上披露了一組驚人數(shù)據(jù)：全世界目前積存的汽車廢舊輪胎已達(dá)30億條，而且每年輪胎生產(chǎn)量在10億條（1 000萬(wàn)t）以上。我國(guó)目前報(bào)廢輪胎約3億條。隨著人們對(duì)汽車的需求量猛增，廢舊輪胎已經(jīng)逐漸成為新的固體廢棄物污染源。要處理越積越多的廢舊輪胎，可以選擇焚毀或者長(zhǎng)期露天堆放。但是，無(wú)論選擇焚毀還是長(zhǎng)期露天堆放，廢舊輪胎都會(huì)占用大量的土地，而且極易滋生蚊蟲(chóng)傳播疾病。嚴(yán)重惡化環(huán)境，破壞植被、危及生態(tài)環(huán)境，并且，輪胎在焚毀過(guò)程中極易容易引起火災(zāi)，威脅人們的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。由此可見(jiàn)，堆放、填理、焚毀等處理固體廢棄物的方法對(duì)廢舊輪胎都不適用。因此，如何處理新生的“黑色污染”固體廢棄物成為了新時(shí)代社會(huì)討論和關(guān)注的熱點(diǎn)，本文介紹了廢舊輪胎的回收利用途徑。

2 廢舊輪胎的處理與資源化利用

2.1 廢舊輪胎翻新

廢舊輪胎翻新是指舊輪胎經(jīng)局部修補(bǔ)、加工、重新貼覆胎面膠之后，進(jìn)行硫化，恢復(fù)其使用價(jià)值的一種工藝流程。翻新一條輪胎的使用壽命可達(dá)新胎的60%～70%，平均里程大約為5km～7km，通過(guò)多次翻新，至少可使輪胎的總壽命延長(zhǎng)1倍～2倍。換句話說(shuō)，一條輪胎經(jīng)過(guò)多次翻新后起碼相當(dāng)于2條～3條輪胎。一般載重輪胎能翻新2次以上，航空輪胎可翻新10次。因此，輪胎翻新引起了世界各國(guó)的普遍重視，能夠在很大程度上促進(jìn)廢舊輪胎翻新再利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

翻新是利用廢舊輪胎的生要方式和最佳選擇。由于翻新保持了輪胎的原始物性和形狀，耗用的能源和人工都較少，但卻達(dá)到了物盡其用的目的，所以被普遍認(rèn)為是廢舊輪胎最有效的利用方法。在美國(guó)，每年60%以上的廢舊輪胎得到翻新；在歐洲，每年25%以上的廢舊輪胎得到翻新；在中國(guó)，雖然國(guó)內(nèi)的輪胎翻新技術(shù)和翻新速度與西方先進(jìn)國(guó)家存在明顯的差距，但是國(guó)內(nèi)每年的輪胎翻新率也達(dá)到10%以上。也就是說(shuō)廢舊輪胎的翻新，在很大程度上解決了廢舊輪胎堆積如山的問(wèn)題，使得1/3左右的廢舊輪胎得到循環(huán)利用。另外，翻新一條廢舊輪胎所消耗的原料只相當(dāng)于新胎生產(chǎn)的30%，這也正是資源節(jié)約型社會(huì)和環(huán)境友好型社會(huì)所要求的，而經(jīng)過(guò)翻新的廢舊輪胎的銷售價(jià)格僅為新輪胎的20%～50%，符合廣大人民群眾的根本利益。

2.2 廢舊輪胎原形改制

原形改制就是將廢舊輪胎通過(guò)各種方式，包括捆綁、裁剪、沖切及沖壓等方式將廢舊輪胎改造子薄成膠墊、泥桶、馬具及鞋底等。其中常見(jiàn)的是用作碼頭及船舶護(hù)舷、防坡護(hù)堤、沉入海底充當(dāng)人工漁礁、用作航標(biāo)燈的漂浮燈塔等。原形改制是一種非常有價(jià)值的回收利用方法，它在耗費(fèi)能源和人工較少的情況下使廢舊輪胎物盡其用，而且給人們提供了充分發(fā)揮想象力的空間以及大膽實(shí)踐的機(jī)會(huì)。但該方法消耗的廢舊輪胎量并不大，據(jù)中國(guó)再生資源交易網(wǎng)上的數(shù)據(jù)顯示。每年的廢舊輪胎，可以通過(guò)原形改制而變廢為寶的廢舊輪胎只有2%～4%左右，所以只能當(dāng)作是一種輔助途徑。

2.3 再生橡膠

再生橡膠是指廢舊橡膠經(jīng)過(guò)粉碎、加熱、機(jī)械分選等物理化學(xué)過(guò)程，使其彈性狀態(tài)變成具有塑性和黏性的，能夠再硫化的橡膠。生產(chǎn)再生膠的關(guān)鍵步驟為硫化膠的再生，硫化膠的再生習(xí)慣上稱為“脫硫”，是一個(gè)與硫化相反的過(guò)程。目前采用的再生膠生產(chǎn)技術(shù)有動(dòng)態(tài)脫硫法、常溫再生法、低溫再生法、低溫相轉(zhuǎn)移催化脫硫法、微波再生法、輻射再生法和壓出再生法。

將廢舊橡膠脫硫后制成再生膠，并摻入橡膠制品中，可降低成本。制造再生膠，能耗高，附加值低，還污染環(huán)境，加之再生膠性能欠佳，應(yīng)用范圍受到了限制，因此，在發(fā)達(dá)國(guó)家除特種橡膠外，基本上已不再生產(chǎn)再生橡膠。

烏克蘭基輔大學(xué)科研人員運(yùn)用電磁沖擊法處理汽車廢舊輪胎獲得了成功，新工藝從經(jīng)濟(jì)和環(huán)保方面都憂越于目前廢輪胎的方祛，具有很大的實(shí)用價(jià)值。烏科學(xué)家研制的電磁沖擊法利用電磁場(chǎng)的作用，在廢舊輪胎內(nèi)部形成脈沖磁場(chǎng)，將輪胎中的橡膠與金屬分離。分離后的橡膠與輪胎鋼絲保持了原有的特性與功能，能再次用來(lái)生產(chǎn)輪胎。另外，運(yùn)用該方法還縮短了處理廢舊輪胎的周期。

2.4 制造膠粉

廢舊輪胎在常溫時(shí)為韌性材料，粉碎功耗大，難以達(dá)到40目以下的粉粒，常規(guī)粉碎時(shí)大量生熱使膠粉老化變形，品質(zhì)變差。為解決此問(wèn)題，利用橡膠等高分子材料處在玻璃化溫度以下時(shí)，本身脆化，此時(shí)受機(jī)械作用很容易被粉碎成粉末狀物質(zhì)的性質(zhì)，可采用低溫粉碎的方式。

與生產(chǎn)再生膠相比，制造膠粉的加工過(guò)程簡(jiǎn)單，不存在廢水、廢氣污染等問(wèn)題，且性能優(yōu)越，可廣泛應(yīng)用于輪胎、膠鞋和其他橡膠制品的行業(yè)，混入瀝青或水泥中做成道路等鋪裝材料，制造各種新型建筑和工業(yè)材料等方面，是集環(huán)保和資源再利用為一體的很有前途的回收方式。例如，將廢舊輪胎加工成橡膠粉，作為改性劑添加到瀝青中，用于路面工程，可比普通路面使用壽命延長(zhǎng)一倍，道路噪聲降低70%，還能改善路面耐熱和耐寒（80℃高溫不軟，-35℃低溫不裂）、防滑性及制動(dòng)性，并緩解強(qiáng)光刺眼。

據(jù)中新網(wǎng)上的新聞報(bào)道顯示，連鹽、寧常、寧杭等多條高速公路，還有常州市常武路、 304省道、張家港中華路等干線公路、城市道路都應(yīng)用過(guò)橡膠瀝青。我國(guó)交通部總工程師周海濤說(shuō)：“道路建設(shè)要消耗大量的資源，而使用橡膠瀝，公路上每公里路面可以用掉1 200多個(gè)輪胎，這為廢舊輪胎的資源化利用提供了廣闊的舞臺(tái)。由于給廢舊輪胎尋找新的市場(chǎng)運(yùn)用領(lǐng)域，對(duì)人體健康和環(huán)境保護(hù)大有好處，最終就是公眾受益。

但是，橡膠瀝青與普通瀝青相比，成本要提高約15%。因此，橡膠瀝青技術(shù)的推廣，不僅需要更多的媒介支持和政府提倡，還需要大量的資金保障。

2.5 熱能利用

廢舊輪胎是一種高熱值材料，侮公斤的發(fā)熱量比木材高69%，比煙煤高10%，比焦炭高壓電4%。將廢舊輪胎破碎，然后按一定比例與各種可燃廢舊物混合，配制成固體燃料，供高爐噴吹代替煤、油和焦炭作燒水泥的燃料或代替煤以及火力發(fā)電用。同時(shí)，該法還有副產(chǎn)品一炭黑生成，經(jīng)活化后可作為補(bǔ)強(qiáng)劑再次用于橡膠制品生產(chǎn)。

如今在美國(guó)、歐洲及日本許多國(guó)家，有不少水泥廠、發(fā)電廠、造紙廠、鋼鐵廠和冶煉廠都用廢舊輪胎作燃料，效果非常好，不僅降低了生產(chǎn)成本，而且根治了廢舊輪胎引起的環(huán)境問(wèn)題。在所有綜合利用中，把廢舊輪胎當(dāng)做固體燃料是目前能夠最大量消耗廢舊輪胎的唯一途徑，不僅方便，簡(jiǎn)潔，而且設(shè)備投資最少。因此，近年來(lái)熱能利用已逐漸引起各國(guó)政府和環(huán)保組織的重視，被認(rèn)為是處理廢舊輪胎的最好辦法，從而被確定為今后綜合利用廢舊輪胎的重點(diǎn)發(fā)展方向。

2.6 熱分解

熱分解就是用高溫加熱廢舊輪胎熱解可產(chǎn)生液態(tài)、氣態(tài)碳?xì)浠衔锖吞繗堅(jiān)?。在燒毀輪始的爐中，放置了一種耐1 000℃高溫的含硅酸鹽瓷制過(guò)濾器。這種過(guò)濾器上有許多微小的空隙，在燃燒過(guò)程中，99%的煙垢和污染物都吸附在空隙中，消除了對(duì)環(huán)境的污染。

熱分解所得的產(chǎn)品經(jīng)進(jìn)一步加工處理被轉(zhuǎn)化成具有各種用途的高價(jià)值產(chǎn)品，如炭黑轉(zhuǎn)化成活性炭，液態(tài)產(chǎn)品被轉(zhuǎn)化成高價(jià)值的燃料油和重要化工產(chǎn)品，氣態(tài)產(chǎn)品被直接作為燃料等。據(jù)報(bào)道，采用此法可從每噸廢胎中回收利用燃油550kg，炭黑350kg和鋼絲150kg，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)廢舊輪胎翻新、原形改制、制造再生橡膠、生產(chǎn)膠粉、熱能利用和熱分解，廢舊輪胎的回收利用己經(jīng)逐漸踏上一個(gè)新的臺(tái)階，新的發(fā)展階段。通過(guò)不同的廢舊輪胎回收利用，不僅能夠解決資源短缺、環(huán)境惡化的問(wèn)題，推動(dòng)新生技術(shù)的開(kāi)發(fā)與發(fā)展，而且能夠保障人體鍵康，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

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1674-6708（2012）59-0112-02