Переработка автопокрышек

Очистить дворы от предметов, брошенных автолюбителями на газонах, – мечта многих горожан. Проблему создают, например, испорченные шины. Между тем их можно не только отправлять в переработку, но и получать при этом прибыль. 

По прогнозам Конференции ООН по проблемам окружающей среды и развития, объем твердых отходов к 2025 г. вырастет в четыре–пять раз. Общемировые запасы изношенных автошин оцениваются в 25 млн т, в том числе на европейские страны приходится 3 млрд штук – приблизительно 2 млн т. С начала 2006 г. захоронение данного вида отходов в странах Европейского Союза должно быть запрещено. Для нашей страны в этом кроется определенная опасность, поскольку часть этих отходов может перемещаться в Россию под видом бывшей в употреблении авторезины, пригодной для дальнейшей эксплуатации. 

В России

По данным Научно-исследовательского института шинной промышленности (НИИШП), в России ежегодно выходит из эксплуатации около 1 млн. т изношенных шин. Только в Москве каждый год их образуется до 60 тыс. т. 

Автопокрышки являются источником длительного загрязнения окружающей среды, поскольку они не подвергаются биологическому разложению и устойчивы к воздействию внешних факторов (солнечного света, кислорода, озона и микроорганизмов). Кроме того, покрышки крайне огнеопасны, и в случае возгорания погасить их достаточно сложно. При складировании шины становятся также идеальным местом размножения грызунов, кровососущих насекомых и, таким образом, служат источником инфекционных заболеваний. 

Согласно действующему законодательству, складирование и захоронение покрышек категорически запрещено. Однако мощностей существующих перерабатывающих предприятий недостаточно для утилизации всего объема образующихся отходов. Излишки сбрасываются на частные полигоны, невзирая на риск административного и даже уголовного наказания. Организации платят хозяевам свалок за размещение отходов и отделываются штрафами экологической инспекции за загрязнение окружающей среды. 

Шины как товар

Вместе с тем шины – это не просто мусор. Они содержат ценное сырье: каучук, металл и текстильный корд. 

В связи с этим проблема утилизации автопокрышек имеет важное экономическое значение. Вслед за повышением цен на нефть дорожают и все виды каучуков. Использование изношенных шин, содержащих большое количество армирующих текстильных и металлических материалов, является одним из способов экономии природных ресурсов. 

В настоящее время «шинной» проблеме в России уделяется серьезное внимание со стороны федеральных и региональных органов власти. Начинают разрабатываться комплексные программы по ее решению. Это, например, программа правительства Московской области «Развитие сети организаций по сбору, утилизации и переработке автомобильной техники, крупногабаритного металлолома, бытовой техники на территории Московской области на период 2004–2007 годов». 

Существующие на сегодняшний день технологии утилизации покрышек предполагают использование целых шин в качестве создания искусственных рифов, укреплений дорог и дамб. Резиновые отходы используются и для получения энергии. С целью получения резиновой крошки и порошка производится измельчение шин механическим способом и методами пиролиза, взрыва, криогенного и озонного измельчения. 

В силу ряда технико-экономических факторов в настоящее время преимущественное распространение получили методы механического измельчения автопокрышек при нормальных положительных температурах. 

Механическое измельчение шин при нормальных температурах

Переработка целых шин при положительных температурах осуществляется на оборудовании с высокоизносостойкими режущими элементами и многостадийной очисткой резиновой крошки от металла и текстильного корда. Однако в целом расчеты и опыт эксплуатации различных типов оборудования показывают, что измельчение при положительных температурах является менее энергоемким процессом по сравнению с альтернативными методами. 

В настоящее время в России существует множество фирм, занимающихся разработкой, изготовлением и эксплуатацией линий подобного типа. Это, например, ГУП НИИШП, ОАО «Тушинский машиностроительный завод», ГНПП «КОРД-ЭКС», ЗАО «Тамплиер центр», ООО «ОСТЭКО» и др. 

Технология переработки автопокрышек включает следующие процессы:

• предварительное дробление (разрезание) шин на фрагменты, которому иногда предшествует вырезание бортовых колец. В некоторых случаях шину разрезают вместе с кольцами;
• отслоение корда от резины и сепарация смеси по материалам;
• тонкое измельчение резины. 

Для измельчения покрышек на первом этапе используют шредеры, ножевые или фрезерные дробилки. На втором, для отслоения корда, – молотковые или валковые дробилки, а также сепараторы. На третьем этапе – мельницы тонкого помола. 

В состав технологической линии, работающей по такой классической схеме, входит следующее основное оборудование: ножевая валковая дробилка, двухвалковая ножевая дробилка, ударно-роторный дезинтегратор, сепаратор магнитный, вибросито, вальцы дробильные и машина получения регенерата. 

По этой технологии можно получать резиновый регенерат заданной крупности. Данная комплектация получила наибольшее распространение в силу отработанности технологического процесса, простоты решения и ремонтопригодности оборудования.

Однако иногда возникают проблемы, вызываемые недостаточно эффективной системой охлаждения блоков переработки. Например, на некоторых линиях работа в непрерывном режиме затруднена из-за перегрева резины на стадии отслоения ее от корда и на стадии тонкого измельчения. 

Номенклатура оборудования данной технологии позволяет комплектовать линии различной производительности. Основным продуктом переработки автопокрышек является резиновая крошка фракций 2–5 мм, а при получении фракций более тонкого помола резко увеличивается удельное энергопотребление на тонну конечной продукции. 

Экструзионное механическое дробление

Другой вид переработки автопокрышек – метод экструзионного механического дробления, который позволяет в максимальной степени сохранить физические и химические свойства резины. По принципу воздействия на перерабатываемый материал технология носит название сдвигового разрушения резины при кратковременных повышениях температуры. 

Технологический процесс переработки изношенных шин в резиновые порошки включает следующие операции: разделку шины на фрагменты, резку на куски, дробление кусков до размера частиц менее 20 мм с одновременным отделением текстильного и металлического корда, двухстадийный размол дробленой резины и рассев порошков на требуемую фракцию. 

Автопокрышки подаются в зону переработки, где на шиноразделочных станках вырезаются бортовые кольца. Далее сырье переходит в трехступенчатый каскадный шредер, где измельчается на куски, проходящие через решетку с ячейками 50 мм. 

Пройдя три степени измельчения, фрагменты шин попадают в дезинтегратор СЭ-200, в котором от них отслаивают – «шелушат» – металлический и текстильный корд от резины. Затем с помощью магнитного и текстильного сепараторов основную массу резины освобождают от металлического и текстильного кордов. 

Очищенную резиновую крошку направляют в первую часть экструдера-измельчителя 2 x 2. Он сначала мельчит крошку, а потом перемещает ее в магнитный и текстильный сепараторы, где осуществляется более тщательный отбор металла и текстиля, оставшийся после предварительного сепарирования. После этого крошку возвращают во вторую часть экструдера-измельчителя 2 x 2, в котором происходит тонкодисперсионное измельчение частиц до размеров 0,5–5 мм. 

Бародеструкционная методика

Разработанная и внедренная в г. Перми бародеструкционная методика утилизации изношенных автошин является технологией нового уровня. Технологическая линия позволяет перерабатывать автопокрышки с металлокордом c предварительной вырезкой бортовых колец. 

Этот способ включает в себя «псевдосжижение» резины при высоких давлениях и истечение ее через отверстия в специальной камере. В процессе истечения резина и текстильный корд отделяются от металлического корда и бортовых колец, измельчаются и выходят из отверстий в виде первичной резино-тканевой крошки. Бортовые кольца, оставшиеся в камере, автоматически удаляются. Затем вся масса поступает в магнитный сепаратор, где улавливается 90 % металлокорда, имеющегося в шине. Резина и текстильный корд подвергаются дальнейшей переработке: доизмельчению, сепарации и окончательной очистке от металла. 

Мобильный комплекс

Отдельного внимания заслуживает оригинальный мобильный комплекс переработки шин в резиновый порошок. Данная методика позволяет измельчать в порошок (0,02–1мм) до 2000 т покрышек в год. Установка базируется на автомобильных или тракторных прицепах и осуществляет переработку сырья в местах локального скопления утильных автошин. 

Сущность предлагаемой технологии заключается в механическом измельчении автомобильной шины специальной фрезой с воздушной сепарацией резинового порошка по размерам и одновременным отделением измельченного корда. Промышленная скорость переработки на одной установке составляет до 350 кг резинового порошка в час (размер частиц до 1 мм), а при двухсменной работе – примерно 1500 т резинового порошка в год. 

Постановку данного комплекса осуществляет ООО «Компания ДЕКАП» (г. Электросталь). 

Продукты переработки

Произведенный при переработке изношенных шин продукт позволяет создавать на его основе новые, относительно недорогие, экологически чистые и долговечные композиционные материалы с высокими потребительскими характеристиками:

• сорбенты широкого спектра использования;
• резинобитумные мастики;
• кровельные материалы;
• материалы для дорожного покрытия;
• сырую резину;
• широкую номенклатуру резинотехнических изделий и др.