Технологические аспекты переработки РТО

Ежегодный прирост резинотехнических отходов (РТО) в Российской Федерации увеличивает объемы их утилизации путем сжигания. Поиск решений в области снижения негативного воздействия на окружающую среду и рациональной переработки РТО является актуальным аспектом обеспечения экологической безопасности урбанизированных территорий.

Наименьшие показатели потери массы РТО после измельчения и сохранение первоначального физико-химического состояния продуктов переработки отходов резин достигаются при механическом измельчении. Соблюдение последовательности утилизации РТО согласно разработанным схемам и при заданных параметрах позволяют достичь эффективных результатов процесса переработки.

Общая эмиссия техногенных отходов в России ежегодно увеличивается, что свидетельствует о низкой доле их использования. Степень применения отходов в качестве вторичных ресурсов составляет около одной трети от общего объема. Повсеместное накопление отходов производства и потребления свидетельствует о несовершенстве технологий производства, низком и нерациональном использовании отходов в качестве вторичных ресурсов, серьезных экологических проблемах. Одними из наиболее распространенных техногенных отходов являются отходы резин или резинотехнические отходы. Сжигание РТО приводит к серьезным заболеваниям у людей и животных, загрязнению атмосферного воздуха, почвы и водных объектов. Вместе с тем в состав большинства резинотехнических отходов входят различные материалы, такие как каучук, лом легированной стали, текстиль и кожа, применение которых после переработки возможно в промышленности ресурсосберегающих изделий, что является актуальным с точки зрения увеличения объемов использования вторичного материального сырья, обеспечения экологической безопасности урбанизированных территорий и уменьшения потребления природных ресурсов. Проведенный анализ методов переработки РТО подтверждает, что наиболее эффективным и рентабельным в эколого-экономическом отношении является механический метод измельчения, обеспечивающий раздельное извлечение компонентов переработки.

В результате измельчения должны быть достигнуты следующие показатели продуктов переработки отходов резин:

а) получение базовых компонентов определенного состава (фракция, размер и т.д.);

б) необходимая удельная поверхность;

в) морфологическое постоянство;

г) требуемая прочность.

Установлено, что для получения продуктов переработки РТО, отвечающих перечисленным аспектам, может быть применено дробление на ножевой (роторной) дробилке, отвечающей требованиям ГОСТа 14916-82. В основу технологии механической резки заложено измельчение резинотехнических отходов до кусков размером 120x60x12 мм с последующим механическим отделением сопутствующих компонентов РТО, основанном на принципе увеличения упругости резины при оптимальных скоростях соударений, и получение тонкодисперсных компонентов размером до 0,2 мм.

Технологический процесс включает в себя:

- первоначальную резку РТО на куски определенных размеров;

- дробление кусков отходов резин и отделение сопутствующих компонентов;

- получение тонкодисперсных составляющих.

На первом этапе технологической линии поступающие с мест временного накопления резинотехнические отходы подаются на участок подготовки – очищения от посторонних включений. После чистки РТО поступают в установку предварительного механического измельчения – агрегаты многокаскадной ножевой дробилки, в которых происходит последовательное размельчение. На втором этапе размельченные куски резинотехнических отходов направляются в молотковую дробилку, где происходит их измельчение до более меньших размеров 10x20 мм. При дроблении обрабатываемая в молотковой дробилке масса разделяется на резину, лом легированной стали, кожу и текстиль. Металлические компоненты отделяются при помощи магнитного сепаратора. На третьем этапе куски РТО подаются в экструдер-размельчитель.

На этой стадии обработки происходит параллельное отделение остатков сопутствующих компонентов при помощи гравитационного сепаратора. Очищенный резиновый порошок подается в последующий измельчитель, в котором происходит окончательное тонкодисперсное измельчение. На этой стадии предложено понятие базовых компонентов продуктов переработки РТО – резиновой крошки и металлических элементов.

Схема получения продуктов механической переработки резинотехнических отходов

Технологии изготовления материалов и изделий на базе продуктов переработки РТО должны быть доступными и строго последовательными.

Последовательная схема изготовления материалов из резинотехнических отходов

Использование продуктов переработки РТО возможно в различных областях промышленности нефтехимических изделий, в сельском хозяйстве и строительстве. К примеру, применение продуктов переработки текстиля – при изготовлении теплоизоляционных метериалов и резиноволокнистого шифера; применение продуктов переработки кожи – в составе наполнителя мягкой мебели; применение продуктов переработки резиновой крошки – в травмобезопасных покрытиях детских площадок; применение продуктов переработки металла – в составе армированного бетона.

Для решения вопросов, связанных с получением продуктов механической переработки резинотехнических отходов, немаловажными аспектами являются оценка фракций, а также потери массы компонентов РТО, путем исследования их физико-технических свойств. Реализация последовательной схемы переработки РТО позволит достаточно точно определить совместимость резиновой крошки, текстиля, кожи и металла из резинотехнических отходов с побочным первичным сырьем при изготовлении материалов и изделий из них, а также расширить возможности утилизации РТО в промышленных масштабах. Между тем результаты исследования продуктов переработки резинотехнических отходов показали, что в ряде случаев возможно комплексное применение продуктов переработки РТО в составе ресурсосберегающих материалов, что позволяет сократить объемы расходов на первичное сырье и увеличить материалоемкость отраслей промышленности.