國內(nèi)放心橡膠循環(huán)利用技術進展

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 　　我國是世界上廢橡膠產(chǎn)生量最大的國家，按消耗量測算，2009年達到700萬t左右，其中廢輪胎約1．7億條。廢橡膠主要來源于廢棄橡膠制品，其次來自橡膠工廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊余料和廢品。廢橡膠是六大固態(tài)再生資源之一，其無害化資源化再利用一直是世界各國積極研究的一個重要課，2009年國內(nèi)利用廢橡膠生產(chǎn)再生橡膠已達250萬t，居世界第一，硫化膠粉產(chǎn)能達25萬t／a。

　　目前國內(nèi)對于廢橡膠的循環(huán)利用主要有三種方法：生產(chǎn)硫化橡膠粉、再生橡膠和熱裂解回收利用。
硫化橡膠粉法
硫化橡膠粉是以廢橡膠為原料，通過機械加工粉碎或研磨制成不同粒度的粉狀物質(zhì)，簡稱膠粉。它依據(jù)廢橡膠來源不同和加工成粉末的粒度不同，分很多品種和牌號，是重要的橡膠回收利用材料。
膠粉工業(yè)是廢橡膠綜合利用產(chǎn)業(yè)的一個重要分枝，在我國始于上世紀八十年代后期。目前工業(yè)化膠粉生產(chǎn)工藝路線主要有兩種：常溫法和冷凍法。兩種工藝路線均需要經(jīng)過粉碎前預加工、粉碎、分離與輸送、篩分和包裝等過程。常溫粉碎分為粗碎(大于2目)，中碎(大于20目)和細碎(大于40目)。冷凍法粉碎廢橡膠在國外早在上世紀七十年代就已工業(yè)化，采用冷媒多為液氮。冷凍粉碎工藝有兩種：一是廢橡膠全部在冷凍環(huán)境下進行粉碎；二是冷凍和常溫并用的粉碎工藝，即先將廢橡膠在常溫狀態(tài)下粉碎達到一定粒度后再進入冷凍系統(tǒng)完成細碎。
我國在“八五”期間，由于當時的液氮價格昂貴。因此把航空系統(tǒng)的渦輪膨脹空氣制冷技術移植到膠粉工業(yè)上來，冷凍溫度可達到-130℃，但終因成本偏高等原因而未能推廣。1999年青島綠葉橡膠有限公司與珠海業(yè)精機電研究所、青島化工學院聯(lián)合研發(fā)出我國第一條利用液氮冷凍法生產(chǎn)微細膠粉生產(chǎn)線，但由于設備尚需完善等原因未能進一步深入研究，目前中海油則開展了此項目建設。
膠粉的應用概括起來可分為兩大領域：一是回歸到橡膠工業(yè)作為原料用于制造各種橡膠制品，可以直接用膠粉采用不同工藝方法和配方制造橡膠制品，亦可與其他原料橡膠并用共混制造各類橡膠制品；二是在非橡膠工業(yè)的廣闊領域中應用，比如用公路工程、鐵道系統(tǒng)、建筑工業(yè)、公用工程、農(nóng)業(yè)以及其他聚合物材料共混改性等。
膠粉可以添加在原料橡膠中用于制造各種橡膠制品，達到節(jié)約原料橡膠、減少進口、降低橡膠制品成本和改善性能的多重效果。一般來說，當未經(jīng)處理的粗膠粉加入到橡膠制品中，會提高體系的粘度，降低拉伸強度，這些因素致使橡膠制品只能用于非技術場合，如地板材料、膠墊和鞋類。因此，對性能要求較高的制品，膠粉必須要有較小的粒度并經(jīng)過活化處理。
對于子午線輪胎。青島黃海集團研究了將80目常溫全胎膠粉用于半鋼子午胎胎側(cè)膠中，摻用5～8PHR，結(jié)果表明，硫化膠拉伸性能略有降低，但耐屈撓性和耐熱空氣老化性能提高，綜合性能與未加膠粉的硫化膠相近，且可降低成本。但我國目前尚未進行深入研究，膠粉還未普遍應用。值得指出的是，米其林公司已將10％的膠粉用于輪胎生產(chǎn)中，并已成功安裝于Ford汽車上，表明輪胎能夠滿足當前的行駛安全和性能要求。
再生橡膠法
再生膠生產(chǎn)是目前我國廢輪胎再利用的主要方法。再生膠技術早期是建立在天然橡膠逆向化學脫硫工藝技術基礎上，生產(chǎn)中的再生(脫硫)化學反應過程會產(chǎn)生較嚴重的廢氣，這些酸性廢氣造成的環(huán)境污染治理成本高，技術復雜。發(fā)達國家早在上世紀70~80年代已停止生產(chǎn)再生膠，很多國家將再生膠列為有二次污染和能耗高的淘汰產(chǎn)品，加以限制。但我國由于歷史性原因和橡膠資源長期匱乏，加之再生膠行業(yè)起步較早發(fā)展成熟，因此國內(nèi)一直穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，目前已形成近百萬噸的生產(chǎn)能力。
目前，我國廢斜交輪胎大部分還是用于生產(chǎn)再生膠。雖然再生膠為緩解橡膠資源缺乏和供需矛盾緊張做出過巨大貢獻，但全國500多家再生膠企業(yè)中萬噸以上生產(chǎn)能力的只有大約40家，90％以上的企業(yè)屬于小型加工企業(yè)，技術水平落后、設備陳舊，環(huán)境污染嚴重。隨著環(huán)境保護要求的提高和管理力度的加強，國家會進一步淘汰二次污染嚴重、能源消耗高的小再生膠生產(chǎn)。目前我國產(chǎn)量在萬噸以上的再生膠廠經(jīng)過近幾年的技術改造，采用動態(tài)脫硫法進行生產(chǎn)，環(huán)境污染問題有所緩解。例如國內(nèi)江蘇強維橡塑、福建環(huán)科橡膠、四川萬成橡膠、河北興宇橡膠等再生膠企業(yè)積極組織再生膠新技術、新工藝、新設備和新材料的開發(fā)與應用，對解決生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染起到了積極的作用。這些企業(yè)的產(chǎn)品各項性能指標比傳統(tǒng)加工工藝有很大提高，可部分直接代替天然橡膠或合成橡膠，并獲得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。其中加壓捏煉法丁基膠脫硫再生新工藝、高品質(zhì)再生膠及其制備技術、高品質(zhì)精細輪胎再生膠等技術分別通過了省部級科技成果鑒定，代表著再生膠的發(fā)展方向。
廢輪胎熱裂解回收利用法
將廢輪胎轉(zhuǎn)化為再生資源的另一種途徑是廢輪胎熱裂解回收利用，裂解后的產(chǎn)品主要為油品、碳黑、可燃氣體，可燃氣體可回收作為熱裂解爐的加熱能源，碳黑又可以作化工生產(chǎn)原料。目前，上海綠人生態(tài)經(jīng)濟科技有限公司和濟南友邦恒譽科技開發(fā)有限公司自主開發(fā)的廢輪胎熱裂解生產(chǎn)裝置已經(jīng)成功出口到臺灣地區(qū)。并在當?shù)匦纬缮�產(chǎn)能力。如果能夠達到油品無殘留硫、尾氣排放達到環(huán)保要求、產(chǎn)品的市場經(jīng)濟性可行，將為我國廢輪胎橡膠(包括危險橡膠廢棄物)的最終處置開拓一種很好的資源化處理方法。
隨著我國能源緊張狀況的進一步加劇和能源價格的不斷上漲，近年來利用廢舊輪胎土法煉油在全國蔓延，一部分企業(yè)和個人采用簡單的磚砌式熱解爐將廢輪胎燒熔，用鋼管引流出液體沉淀后作為鍋爐燃油，甚至摻入加油站的成品油中坑害消費者。土法煉油不完全燃燒產(chǎn)生的有毒有害氣體和沉淀的油渣造成嚴重的環(huán)境污染，煉油場地周邊土壤、地表和地下水遭到嚴重破壞。一個土法煉油加工點每年燒掉2萬t左右的廢舊輪胎，是一種極大的浪費，因此必須加以遏制。采用先進的廢輪胎高溫熱裂解工藝技術及成套設備才是替代土法煉油、保護環(huán)境、提高輪胎橡膠資源利用率的有效手段。
目前，美國、日本等發(fā)達國家廢輪胎的主要處理方式是利用橡膠的高燃燒值作為燃料利用。但迄今為止我國的廢橡膠熱能利用還是空白，發(fā)電鍋爐和生產(chǎn)水泥窯爐直接燃燒的方式尚無應用。
總結(jié)
目前對于廢橡膠的循環(huán)利用的三種方法各有優(yōu)缺點，并且在各個國家和地區(qū)的使用情況
也不盡相同(見表1)。

 　　廢橡膠資源循環(huán)利用是典型的發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的范例，中國作為世界橡膠大國，應該在遵循低碳經(jīng)濟的發(fā)展道路上做出應有的貢獻。目前輪胎資源循環(huán)利用已經(jīng)被列為《國家鼓勵發(fā)展的資源節(jié)約綜合利用和環(huán)境保護技術目錄》之中，可以相信，我國的輪胎資源循環(huán)利用必將出現(xiàn)一個新的快速發(fā)展的局面。