Физические методы переработки резиновых отходов

В настоящее время все большее значение приобретает направление использования отходов в виде дисперсных материалов. Наиболее полно первоначальная структура и свойства каучука и других полимеров, содержащихся в отходах, сохраняются при механическом измельчении.

Установление взаимосвязи между размерами частиц материала, их физико-химическими и механическими характеристиками и затратами энергии на измельчение и параметрами измельчающего оборудования необходимо для расчета измельчителей и определения оптимальных условий их эксплуатации.

Процесс измельчения, несмотря на кажущуюся простоту, очень сложный не только по определению характера, величины и направления нагрузок, но и по трудности количественного учета результатов разрушения.

Ниже представлена классификация имеющихся в настоящее время способов измельчения вторичных резин (схема 1).

 

Схема 1. Способы измельчения вторичных резин

 

Согласно этой классификации рассмотрим данные технологии.

 

1.1 Низкотемпературная технология утилизации шин (переработка шин с применением криогенных технологий)
При низкотемпературной обработке изношенных шин дробление производится при температурах -60 °С... -90 °С, когда резина находится в псевдохрупком состоянии. Результаты экспериментов показали, что дробление при низких температурах значительно уменьшает энергозатраты на дробление, улучшает отделение металла и текстиля от резины, повышает выход резины. Во всех известных установках для охлаждения резины используется жидкий азот. Но сложность его доставки, хранения, высокая стоимость и высокие энергозатраты на его производство являются основными причинами, сдерживающими в настоящее время внедрение низкотемпературной технологии. Для получения температур в диапазоне -80° С... -120 °С более эффективными являются турбохолодильные машины. В этом диапазоне температур применение турбохолодильных машин позволяет снизить себестоимость получения холода в 3-4 раза, а удельные энергозатраты в 2-3 раза по сравнению с применением жидкого азота.

Однако, для охлаждения резины требуется либо дорогостоящий азот, либо достаточно дорогая и энергоемкая система получения холодного воздуха, специальная холодильная камера для заморозки кусков шин, что существенно повышает стоимость установки, эксплуатационные издержки и, как следствие, себестоимость получаемой крошки. К недостаткам криогенной технологи можно отнести то, что в результате измельчения при

низких температурах крошка приобретает гладкую поверхность, что ухудшает её совместимость с другими полимерами, и в первую очередь, с каучуками.

Переработка целых шин при положительных температурах требует применения оборудования с износостойкими режущими элементами и многостадийной очистки резиновой крошки от металла и текстильного корда.

Несмотря на множество запатентованных решений, наличие в промышленности различных агрегатов для механического измельчения в стекловидном состоянии и при положительных температурах, эффективного, экономичного и надежного оборудования для получения тонкодисперсных порошков из отработавших шин до настоящего времени не создано ни в России, ни за рубежом. Технология не внедрена.

 

Рис.1 Схема технологической линии низкотемпературной технологии переработки

Описание технологической линии

Изношенные автомобильные шины подаются в машину для удаления бортовых колец. После этого шины поступают в шинорез и далее в ножевую роторную дробилку. Затем следует магнитный сепаратор и аэросепаратор. Для охлаждения порезанные и предварительно очищенные куски резины подаются в холодильную камеру, где охлаждаются до температуры -50 °С...-90 °С. Холодный воздух для охлаждения резины подается от генератора холода воздушной турбохолодильной машины. Далее охлажденная резина попадает в роторно-лопаточный измельчитель, откуда она направляется на повторную очистку в магнитный сепаратор и аэросепаратор, где отбирается резиновая крошка менее 1 мм... 0, 5 мм, а также более крупная и затаривается в мешки и отправляется к заказчику.

 

1.2 Бародеструкционная (термодеструкционная) технология утилизации шин

Технология основана на явлении " псевдосжижения" резины при высоких давлениях и истечении её через отверстия специальной камеры. Резина и текстильный корд при этом отделяются от металлического корда и бортовых колец, измельчаются и выходят из отверстий в виде первичной резино-тканевой крошки, которая подвергается дальнейшей переработке: доизмельчению и сепарации. Металлокорд извлекается из камеры в виде спрессованного брикета. Производительность линии 6000 т/год.

В настоящее время реализованы и успешно работают 2 перерабатывабщих завода: " Астор" (Пермь), ЛПЗ(Лениногорск, Татарстан).

 

 

Рис.2 Схема технологической линии бародеструкционной технологии переработки

Описание технологической линии

Автопокрышка подаётся под пресс для резки шин, где режется на фрагменты массой не более 20 кг. Далее куски подаются в установку высокого давления.

В установке высокого давления шина загружается в рабочую камеру, где происходит экструзия резины в виде кусков размерами 20-80 мм и отделение металлокорда.

После установки высокого давления резинотканевая крошка и металл подаются в аппарат очистки брикетов для отделения металлокорда (поступает в контейнер)от резины и текстильного корда, выделение бортовых колец. Далее остальная масса подаётся в магнитный сепаратор, где улавливается основная часть брекерного металлокорда. Оставшаяся масса подаётся в роторную дробилку, где резина измельчается до 10 мм.

Далее вновь в кордоотделитель, где происходит отделение резины от текстильного корда и разделение резиновой крошки на две фракции:

· менее 3 мм;

· от 3 до 10 мм.

Отделившийся от резины текстильный корд поступает в контейнер.

В случае если резиновая крошка фракцией более 3 мм интересует потребителя как товарная продукция, то она фасуется в бумажные мешки, если нет, то она попадает в экструдер-измельчитель.

После измельчения вновь в кордоотделитель. Текстильный корд - в контейнер, а резиновая крошка - в вибросито, где происходит дальнейшее её разделение на три фракции:

I - от 0, 3 до 1, 0 мм;

II - от 1, 0 до 3, 0 мм;

III - свыше 3, 0 мм.

Фракция резиновой крошки более 3 мм возвращается в экструдер-измельчитель, а резиновая крошка I и II фракции отгружается покупателю.

 

1.3 Механическая переработка шин

Как способ утилизации нашел наибольшее распространение из-за простоты технологии и возможности использования вторичного продукта.

В основу технологии переработки заложено механическое измельчение шин до небольших кусков с последующим механическим отделением металлического и текстильного корда, основанном на принципе " повышения хрупкости" резины при высоких скоростях соударений, и получение тонкодисперсных резиновых порошков размером до 0, 2 мм путем экструзионного измельчения полученной резиновой крошки. Производительность линии 5100 т/год.

Генеральный разработчик: ООО " Компьютерное проектирование и конструирование" (г. Москва).

Поставщик оборудования: ОАО " Тушинский машиностроительный завод" (г. Москва).

Оборудование успешно эксплуатируется в ЗАО " Экошина" (г. Москва).

 

 

Рис. 3 Схема технологической линии механическая переработка шин

Описание технологической линии

Технологический процесс включает в себя три этапа:

· предварительная резка шин на куски;

· дробление кусков резины и отделение металлического и текстильного корда;

· получение тонкодисперсного резинового порошка.
На первом этапе технологического процесса поступающие со склада шины подаются на участок подготовки шин, где они моются и очищаются от посторонних включений.
После мойки шины поступают в блок предварительного измельчения - агрегаты трехкаскадной ножевой дробилки, в которых происходит последовательное измельчение шин до кусков резины, размеры которых не превышают 30х50 мм.
На втором этапе предварительно измельченные куски шин подаются в молотковую дробилку, где происходит их дробление до размеров 10х20 мм. При дроблении кусков обрабатываемая в молотковой дробилке масса разделяется на резину, металлический корд, бортовую проволоку и текстильное волокно.
Резиновая крошка с выделенным металлом поступает на транспортер, с которого свободный металл удаляется с помощью магнитных сепараторов и поступает в специальные бункеры. После металлические отходы брикетируются.
На третьем этапе куски резины подаются в экструдер-измельчитель. На этой стадии обработки происходит параллельное отделение остатков текстильного волокна и отделение его с помощью гравитационного сепаратора от резиновой крошки. Очищенный от текстиля резиновый порошок подается во вторую камеру экструдера-измельчителя, в котором происходит окончательное тонкодисперсное измельчение.
По выходу из экструдера - в вибросито, и где осуществляется рассев порошка на 3 фракции.

1-ая фракция………………………..-0, 5…0, 8 мм
2-ая фракция………………………..- 0, 8…1, 6 мм
3-яя дополнительная фракция ……- 0, 2…0, 45 мм (поставка по заказу)

Ниже представлено сравнение вышеназванных технологических линий по выходу товарного продукта, а так же по затратам электроэнергии.

 

Рис.4 Сравнение технологических линий по выходу товарного продукта

Рис.5 Сравнение технологических линий по затратам электроэнергии

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: