СБОРНИК СТАТЕЙ И ИНФОРМАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО ТЕХНОЛОГИЯМ ПЕРЕРАБОТКИ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОТХОДОВ

Использование продуктов переработки резиносодержащих отходов в производстве битуминозных строительных материалов

В настоящее время в Украине накопилось большое количество резиносодержащих отходов (РСО), в основном - изношенных автошин, которые не находят широкого промышленного применения несмотря на то, что в их составе находятся такие полезные продукты как каучук, техуглерод, полиамидные волокна, металл и др. Наибольшее распространение в производстве строительных материалов получили РСО, предварительно переработанные в резиновую крошку (РК). Высокоэффективная технология переработки изношенных автошин в РК разработана и внедрена в НПФ «Вторкомпозит» (г. Одесса). Технология предусматривает разделку автошин, удаление металлокорда, измельчение резины, сепарирование РК и удаление текстильного корда. Способ удаления металлокорда запатентован в США и Германии. В процессе переработки автошин по указанной выше технологии образуются следующие продукты: - крупная РК, фракцией 1...20 мм; - мелкая РК, фракцией до 1 мм; - металлокорд; - кордные отходы - текстильные волокна с неотделенной от них РК. Крупная РК используется в качестве заполнителя при изготовлении асфальтобетонных смесей. При этом улучшаются эксплуатационные характеристики дорожного покрытия, но возрастает его стоимость. Мелкая РК используется для приготовления регенерата резины, а также в промышленности строительных материалов для получения резинобитумного вяжущего (РБВ) при производстве аэродромной мастики, изола, фольгоизола, и других битуминозных материалов. РБВ готовят путем термомеханической обработки смеси битума с РК и наполнителем. В процессе такой обработки происходит девулканизация каучука, содержащегося в резине, и модификация им битума. Для приготовления РБВ используются низкоскоростные аппараты, обеспечивающие высокие напряжения сдвига в резине (резиносмесители, смесители с Z-образными лопастями, двухшнековые смесители, вальцы). Аппараты эти отличаются большой энергоемкостью, малой производительностью и высокой стоимостью, что сдерживает широкое использование РК в промышленности строительных материалов. В последнее время при производстве битуминозных кровельных материалов и асфальтобетонных смесей начали широко применять битумы, модифицированные каучуками или другими полимерами. Модифицированные битумы улучшают эксплуатационные свойства изготавливаемых из них материалов, увеличивая срок их службы в несколько раз. Для приготовления модифицированных битумов с использованием каучуков или каучукосодержащих материалов используются высокопроизводительные аппараты, в которых большие напряжения сдвига в смеси создаются за счет высокой скорости вращения рабочего органа (скоростные объемные смесители, гомогенизаторы, дезинтеграторы, дисковые мельницы). Большие наработки по технологии получения РБВ имеются в Одесском подразделении НИИСМИ и в ОП «Стромпроект». При прочих равных условиях скорость девулканизации РК в битуме тем больше, чем выше дисперсность крошки. В СКТБ ФТИНТ (г. Харьков) создан измельчитель тонкого размола, в котором РК фракцией до 10 мм измельчается в тонкоизмельченный резиновый порошок (ТИРП) с размером частиц не более 150 мкм. Как уже отмечалось выше, при измельчении изношенных автошин кроме РК образуются кордные отходы. Работы, проведенные в 80-х годах Одесским филиалом «ВНИИ кровля» совместно с Черноморским и Астраханским ЦПКБ, показали высокую эффективность использования этих отходов в качестве сорбентов в нефтеловушках, а также для сбора пролитых нефтепродуктов с поверхности водоемов. При отделении резины от волокон кордные отходы могут служить сырьем для получения вторичных полиамидов. Металлокорд, удаляемый из автошин при переработке, реализуется в качестве металлолома. Неиспользуемая в процессе модификации битума крупная РК и куски резины размером до 100 мм могут подвергаться пиролизу - нагреву до температуры 250... 1000 °С без доступа воздуха или при недостатке его. В результате пиролиза резины получают нижеследующие продукты: - твердый продукт, содержащий до 85% техуглерода; - жидкие продукты, включающие легкую фракцию, отобранную при температуре до 200 °С и тяжелую фракцию, отобранную при температуре выше 200°С; - горючий газ. Тонкоизмельченный твердый продукт с успехом может быть использован при приготовлении РБВ в качестве наполнителя, а тяжелая фракция пиролизата - в качестве пластификатора. Легкая фракция пиролизата, состоящая из олефинов и диенов, является ценным химическим сырьем и может использоваться в качестве топлива. Газ, образуемый в процессе пиролиза, используется, к
ак правило, в качестве топлива при нагреве РСО. В 1986г. «ВНИИкровлей» совместно с Одесским филиалом института (сейчас ОП «Стромпроект») получено РБВ для фольгоизола, в состав которого, кроме битума и РК фракцией до 1 мм, входили продукты пиролиза РСО, полученные на опытно-промышленной установке Ярославского шинного завода, а именно: диспергированный техуглерод и пиролизная смола - тяжелая фракция жидкого продукта. В результате перемешивания вышеуказанных компонентов в высокооборотном вихревом диспергаторе получено антисептированное РБВ со следующими показателями: температура размягчения по КиШ - 120°С, пенетрация при 25°С - 55 мм-1, температура хрупкости по Фраасу - минус 45°С, прочность сцепления с бетоном - 0,35 МПа, а с металлом - 0,25 МПа, водопоглащение

- 0,7%. Сравнивая эти показатели с показателями РБВ, полученного с использованием традиционных пластификаторов и наполнителей, можно заметить, что введение продуктов пиролиза (пиролизной смолы и техуглерода) в состав РБВ повышает его морозостойкость и адгезию к бетону (металлу) и снижает водопоглащение. Все резинобитумные материалы на основе продуктов пиролиза характеризуются био - и химической стойкостью. Приведенные выше показатели РБВ не уступают показателям полимер-битумного вяжущего для еврорубероида, приготовленного с использованием в качестве модификатора дорогостоящих термопластичных каучуков СБС (стирол-бутадиен-стирол). Из вышеизложенного следует, что РСО могут быть использованы для производства таких битуминозных материалов как: модифицированные дорожные битумы, приклеивающие и гидроизоляционные мастики, герметики, а также РБВ для аэродромного строительства и для изготовления изола, фольгоизола и материалов типа еврорубероид. Технологиями производства этих материалов владеет ОП «Стромпроект». Целесообразно объединить в единый технологический комплекс переработку РСО с производством битуминозных строительных материалов (мягкая кровля, мастики, битумные эмульсии, горячие и холодные асфальтобетоны) - основных потребителей продуктов переработки этих отходов.