ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

Производство строительных и конструкционных материалов из отходов древесины

Одним из основных направлений утилизации древесных отходов является производство различных ограждающих и отделочных строи­тельных материалов: древесно-волокнистых плит, древесно-стружеч - ных плит, цементно-стружечных плит, щитового паркета и др.

При изготовлении древесно-волокнистых плит используют целлюлозные волокна, полученные путем дальнейшего измельче­ния щепы. Существует два способа производства ДВП: мокрый и сухой. При мокром способе плиты получают путем отлива целлю­лозной массы без введения связующего вещества. При сухом спо­собе в целлюлозную массу вводят 4-8% связующей смолы. По­мимо смолы в состав массы вводят антисептики, антипирены и другие добавки, позволяющие придать материалу необходимые свойства: прочность, водостойкость, грибостойкость, пожаростой - кость и т. п. На рис. 13.7 приведена принципиальная схема произ­водства ДВП сухим способом.

Технологический процесс производства ДВП сухим способом состоит из следующих операций: пропарки, размола щепы на во­локна; сушки волокна; подготовки связующего и добавок; смеши­вания волокна со связующим и другими добавками; формирования ковра; предварительного уплотнения (подпрессовки) ковра; прессо­вания, кондиционирования плит; механической обработки плит.

В зависимости от свойств выпускают пять различных видов ДВП: теплоизоляционные, теплоизоляционно-отделочные, полу­твердые, твердые и сверхтвердые. ДВП широко применяют в стро­ительстве, мебельной промышленности, машиностроении. Напри­мер, для отделки панелей салона автобуса используют маслопро - питанные сверхтвердые ДВП с лакокрасочным покрытием.

Для повышения прочности при изгибе плиту пропитывают смесью льняного и таллового масел. Лакокрасочное покрытие на­носят на загрунтованную поверхность плиты. Физико-механиче­ские свойства маслопропитанной ДВП с лакокрасочным покрыти­ем, изготовленной из отходов лесопиления, приведены ниже:

Предел прочности при изгибе, МПа............................................. >47

Набухание в воде по толщине за 24 ч, % .... <5 Степень сцепления лакокрасочного

Покрытия с плитой, баллы.......................................... >3

Огнеопасность (скорость горения,

Мм/мин) ...................................................................... Неогнеопасна

............................................................................... (не более 20)

1 - рубильная машина; 2 - циклон; З - щепосортировочная установка; 4 - дезинтегратор; 5 - бункер хранения щепы; 6 - расходный бункер щепы; 7 - пропарочный аппарат; 8 - расходные баки парафина и смолы; 9 - размольная уста­новка; 10 - циклон сушилки первой ступени; И - сушилка второй ступени; 12 - формирующая машина; 13 - ленточ­ный пресс предварительной подпрессовки; 14 - головка, формующая отделочный слой; 15 - пила поперечной резки; 16 - пила продольной резки; 17 - загрузочная этажерка; 18 - пресс; 19 - загрузочная этажерка; 20 - камера конди­ционирования; 21 - продольная резка; 22 - поперечная резка; 23 - накопитель плит; 24 - автопогрузчик

I - отделение подготовки стружки; // - заточное отделение; 111 - сушильное отделение; IV - приготовление связующих; V - лаборатория; VI - щитовая; VII ~ формовочно-прессовое отделение; VIII - отделение обрезки, шлифования и сорти­ровки плит; IX - установка подогрева масла; X - бытовые помещения; 1, 6, 7, 10, 11, 12 - бункеры; 2 - шнековый доза­тор; 3, 16, 22, 23, 25, 26 - конвейеры; 4 - центробежный станок; 5 - мельница; 8 - двухступенчатый сепаратор; 9 - Двухступенчатая сушилка; 13, 14, 15 - смесители; 17 - формирующая машина; 18, 20 - прессы; 19 - загрузочная этажер­ка; 21 - разгрузочная этажерка; 24 - камера кондиционирования; 27 - обрезной станок; 28 - калибровально-шлифовальный

Станок; 29 - линия сортировки

Древесно-стружечные плиты изготавливают горячим прессова­нием отходов древесины (стружки) со связующим - мочевино - или фенолформальдегидной смолой. По способу производства различа­ют ДСП плоского прессования и экструзионные, т. е. получаемые экструзией древесно-стружечной массы через щелевую головку. ДСП выпускают без облицовки и облицованными шпоном и поли­мерной пленкой, а также окрашенными. Этот материал широко используется в мебельной промышленности, строительстве и дру­гих областях.

Технологический процесс производства ДСП включает следую­щие основные операции: измельчение отходов древесины; сорти­ровку измельченной древесины; приготовление рабочего раствора смолы, отвердителя и добавок; дозирование и смешивание компо­нентов связующего, гидрофобных и антисептических добавок и из­мельченной древесины; формирование стружечного ковра или па­кетов; подпрессовку (предварительное уплотнение) стружечного ковра или пакетов; прессование плит; сортировку и складирование плит. На рис. 13.8 показана планировка цеха по производству пя - тислойных древесно-стружечных плит способом плоского прессова­ния.

При изготовлении цементно-стружечных плит используют древесную муку, которую связывают с помощью цементирующих или связывающих веществ. Так называемый ксилолит произво­дится из смеси, содержащей древесную муку, магнезиальный це­мент, асбестовое волокно и другие компоненты. Смесь древесной ваты (продукт, вырабатываемый из хвои) с магнезиальным цемен­том и другими веществами используют для изготовления фиброли­та. ЦСП используют в строительстве, в том числе для изготовле­ния наружных ограждающих панелей.

ЦСП обладают хорошими тепло - и звукоизоляционными свой­ствами, водостойки, огнестойки, морозостойки и бензостойки. Тех­нологическая схема их производства представлена на рис. 13.9.

Щитовой паркет изготавливают из древесно-стружечных плит и отходов фанерного шпона. Паркетный щит состоит из четырех слоев: лицевого слоя, подслоя, ДСП и нижнего слоя, склеиваемых между собой с помощью различных клеев. Чаще других применя­ется карбамидный клей на основе смолы М19-62. Склеивание про­изводится в прессе при температуре 110 - 120 °С и давлении 0,8-1,0 МПа.

Широкое применение находят материалы, изготовленные с применением в качестве дешевого наполнителя древесной муки.

Древесная мука, входящая в состав таких материалов, изготав­ливается методом сухого измельчения отходов древесины хвойных, лиственных пород и их смеси. Свойства муки зависят от качества исходного сырья и ее гранулометрического состава. Отходы, иду­щие на производство муки, не должны содержать более 5% коры и 3% гнили.

Предварительное измельчение отходов производится на молот­ковых мельницах, затем измельченный продукт сушится в паро­вых сушильных аппаратах и вновь поступает на измельчение до необходимого размера. Классификацию продуктов размола прово­дят двумя способами: просевом на ситовых машинах и воздушной сепарацией.

Древесную муку используют, например, в качестве наполните­ля полимерных композиций. Так, из полипропилена, наполненного древесной мукой, изготавливают листовой формующийся облицо­вочный материал вудсток, широко применяемый в зарубежном и отечественном автомобилестроении. Листы, содержащие до 50% древесной муки, получают на двухшнековых экструдерах, снаб­женных устройствами для дегазации. Наиболее часто изделия из листового материала, наполненного древесной мукой, изготавлива­ют штамповкой на вертикальных гидравлических или механиче­ских прессах. Листы перед формованием на штампе нагревают до 180- 190 °С.

Из вудстока изготавливают внутренние панели дверей автомо­биля, задние стенки спинок сидений, панели багажника и другие детали облицовки. Применяется такой материал и в строительстве. Причиной широкого использования вудстока является низкая сто­имость исходного сырья (полипропилена и древесной муки) в соче­тании с хорошими технологическими (формуемость) и физико-ме­ханическими свойствами. Как видно из табл. 13.5, материал обладает высокой прочностью, теплостойкостью, низким коэффициентом ли­нейного теплового расширения и другими необходимыми свойствами. Он выдерживает без изменения длительное воздействие температур от -20 до 140 °С и теряет жесткость лишь при 160 °С, неогнеопасен, устойчив к действию органических растворителей.

Поскольку транспортирование отходов древесины на значи­тельные расстояния требует больших затрат, их утилизация на предприятиях, удаленных от мест образования отходов, нерента­бельна.

Использование древесных отходов должно быть организовано там, где перерабатывается исходная древесина. Для организации переработки отходов древесины важен региональный подход. Тех­нологии производства различных строительных материалов предо­ставляют широкие возможности для утилизации отходов древеси­ны именно в масштабе регионов.