Новые пути использования старых автопокрышек

 

Метод фирмы АМАНДУС КАЛЬ ГмбХ, Райнбек позволяет экономично измельчать использованные автопокрышки

Ежегодно в ЕЭС скапливается более 2,5 миллион тонн старых покрышек, из них ок. 600.000 т только в Германии. Прибл. 270.000 т, т.е. большая часть собираемых в Германии автопокрышек, используется в качестве вторичного топлива на цементных заводах и электростанциях. В связи с истощением ограниченных запасов нефти и довольно низким выходом энергии по сравнению с высокими затратами на производство автопокрышек, термическое использование  представляет собой с экологической и экономической точки зрения менее привлекательное решение проблем утилизации старых автопокрышек. Лучшей альтернативой является использование их основных компонентов.

Использование материалов, из которых состоят старые автопокрышки

Чтобы сделать возможным применение компонентов старых покрышек, требуется их измельчение и последующее разделение составных частей: резины, стали и текстильных волокон. Покрышки, как правило, предварительно измельчаются на медленно вращающихся двухвальных шредерах или дисковых ножах, а затем перерабатываются методом одно- или двухступенчатого измельчения в крошку и муку с различным составом частиц.

Различают два способа:

  • Холодное измельчение (криогенное измельчение), при котором предварительно измельченные резиновые чипсы с помощью измельчения старых покрышек (LN2) ломаются и, например, измельчаются на молотковой дробилке. Как правило, при криогенном измельчении достаточно одной стадии измельчения, чтобы достичь желаемого отделения компонентов и получить желаемый широкий гранулометрический спектр резиновой крошки. Недостатком этого способа являются высокие затраты на применение жидкого азота. (1 – 2 т  LN2 на т старых покрышек), а также малая поверхность сломанного как стекло гранулята или резиновой муки.
  • Тепловое измельчение (среда измельчения) при температуре окружающей среды (температура среды = температура окружающей среды), при котором чипсы из покрышек без ломки измельчаются в быстро вращающихся грануляторах или дробилках. За счет подключения нескольких (режущих) грануляторов продукт поэтапно измельчается до желаемого размера частиц. Недостатком теплового способа являются высокие затраты на электроэнергию из-за использования нескольких степеней измельчения, а также сравнительно высокий износ ножей грануляторов, что ведет к высоким затратам на технический уход и изнашиваемые части.

Измельчение старых покрышек на прессах-грануляторах с плоской матрицей

Предлагаемый фирмой «Amandus Kahl» способ теплового измельчения старых покрышек предлагает выгодную относительно затрат альтернативу упомянутым выше способам измельчения старых покрышек жидким азотом  (криогенное измельчение) и теплового измельчения режущими грануляторами. Измельчение старых покрышек на прессах-грануляторах с плоской матрицей без жидкого азота в крошку, свободную от металла и тканевых волокон позволяет экономить до 80 €/т.

Подаваемые покрышки на стадии предварительного измельчения измельчаются до размера чипсов прибл. от 50 до 100 мм. Через промежуточный накопительный бункер и с помощью регулируемой подачи чипсы поступают в сердце установки – измельчение резины. Здесь частицы покрышек измельчаются на прессах «Kahl» с плоской матрицей по принципу бегункового постава. - Измельчение резиновых чипсов происходит между цилиндрическими бегунковыми роликами и выполненной в виде перфорированного диска матрицы круглого формы. При откате бегунков по кругообразной траектории матрицы возникают усилия среза, а получаемы с помощью автоматически регулируемой гидравлики пресса усилия прессования расщепляют частицы покрышек и отделяют различные компоненты друг от друга.

Пресс типа 60 - 1250 с приводной мощностью 2 x 160 кВт перерабатывает до 4,5 т/ч резиновых чипсов размером на входе ок.. 50 x 80 мм (покрышки грузовиков) и ок. 100 x 150 мм (покрышки легковых автомобилей) в крошку размером < 0,4 – 20 мм. При получении крошки  < 4 мм производительность при одноступенчатом измельчении составляет ок.2,5 т/ч (на выходе).

По сравнению с другими грануляторами гранулирование на прессах с плоской матрицей дает большие преимущества:

  • Долгий срок службы рабочих инструментов грануляторов, (матрица >> 1.000ч, бегунковые ролики >> 2.000ч)
  • Постоянно высокая пропускная способность без потерь на износ инструментов
  • Автоматическая регулировка зазора помола благодаря гидравлике пресса 
  • Автоматическая смазка машины
  • Быстрая и простая смена инструментов (ок. 1,5 ч)
  • Компактный строительный размер
  • Низкие расходы на износ (износ ок. 5 €/т !)
  • Низких уровень развития шума < 85 дБ(A)
  • Снижение затрат на машину благодаря одноступенчатому измельчению. 

После измельчения с помощью магнита из смеси резины с металлом отделяется стальная проволока. При первом просеивании отделяются тонкие частицы, менее 8 мм, которые поступают на очистку гранулята. Грубая фракция, а также смесь резины с металлом возвращается на гранулирование. При этом количество возвращаемого материала зависит от спектра частиц желаемого продукта.

После гранулирования измельченный продукт разделяется на линии многоступенчатой сортировки и просеивания в зависимости от требований заказчика на различные фракции. Сепарация металла осуществляется в магнитных барабанах, сортировка с помощью сит. Окончательное просеивание с целью разделения текстиля и минералов происходит в зигзагообразных просеивателях и на сортировочных столах. 

Система имеет модульную конструкцию и рассчитана на производительность линии 2,5 т/ч на каждый пресс-гранулятор при трехсменной работе. Это соответствует производительности до 15.000 т/год на каждую линию. Производительность может наращиваться установкой параллельных линий.

При этом получают следующие продукты (в пересчете на сырье на входе, в зависимости от состава сырья):

  • сталь: ок. 15 – 20 %
  • резиновая крошка 4 - 6 мм: ок. 15 %
  • резиновая крошка t 2 - 4 мм: ок. 15 %
  • резиновая крошка 0 - 2 мм: ок.. 30 %
  • текстильно-резиновая смесь: ок. 15 - 20 % 

Конечные продукты отличаются высокой степенью чистоты и упаковываются в мешки или поступают на промежуточное хранение в силосы.

Наряду с  высокой степенью чистоты резиновой муки способ отличается тем, что в качестве конечного продукта получается очень чистая стальная фракция. При остаточном загрязнении стали текстильно-резиновой смесью >> 3%, можно зарабатывать только на стальной фракции более 100 Евро/т.

Полученная методом теплого измельчения резиновая крошка имеет существенно большую удельную поверхность чем крошка, полученная холодным измельчением, поверхность которой скорее гладкая и кубическая. Резиновая крошка и резиновая мука находят применение в самых различных областях.

Ее используют в качестве наполнителя в каучуковой промышленности, что позволяет снизить материальные затраты и упростить процесс изготовления. Резиновая крошка среди прочего используется в производстве матов на детских площадках для защиты от падения и спортивных покрытий. Добавка к растительному слою грунталучшает свойства компактирования и дренажные свойства поверхности газона, подвергаемой сильной нагрузке.

За счет добавки связующих веществ из ПУ можно выпускать фасонные детали. Если вместо добавки связующих веществ из ПУ добавлять грануляты из искусственных веществ (например,термопласты из вторичной переработки), то по специальной технологии можно получать эластичные полимеры (компаунды). Для этой цели особенно подходит получаемая методом теплого измельчения резиновая мука. В качестве добавки она улучшает свойства асфальта при дорожном строительстве, т.к. асфальт с резиной снижает эмиссию шума и повышает температурную стабильность дорожного покрытия.  Уменьшается образование бороздок от следов машин летом и трещин от мороза зимой. Следовательно, именно для получаемой методом теплого измельчения резиновой крошки находятся многосторонние возможности применения.