Петров А.Н.
Инновационный центр высоких технологий, Москва, Россия

Все более острой в современном обществе становится проблема экологической безопасности. В связи с этим для сохранения окружающей среды выделяются огромные средства на реструктуризацию производственных процессов. В оптимальном случае необходимо создавать замкнутые производственные циклы, в которых не выделяется вредных отходов, а конечные продукты, после их использования, вновь перерабатываются и могут быть использованы. Имеющиеся технологии переработки позволяют утилизировать практически любые отходы человеческой жизнедеятельности. Но для успешного воплощения в жизнь таких технологий, конечный процесс утилизации должен быть рентабельным в соответствии с законами экономики.
Амортизированные автомобильные шины (АШ) относятся к категории сложных видов отходов промышленного производства. Они не наносят прямого вреда здоровью человека, но весьма устойчивы к разным воздействиям. Их саморазложение практически не происходит, а вопрос рентабельной переработки еще не решен, и данный материал накапливается в огромных количествах, занимая все больше и больше площадей промышленных свалок. При этом, как свидетельствует практика, подобные свалки таят в себе уже вполне реальную опасность для человека. Возникший пожар на такой свалке способен создать огромные облака ядовитых загрязнений, к тому же его практически нельзя потушить, и он может длиться годами. Площади свалок на практике становятся очагами размножения и развития разных насекомых  носителей заболеваний, само использование земли под свалки стоит средств и наносит урон окружающей среде. Несмотря на все меры, проблема использованных шин остается достаточно острой во всем мире, подтверждая, что до сих пор не найдена достаточно рентабельная технология переработки шин.
Наиболее перспективным методом утилизации шин является их механическое измельчение. Конечным продуктом такой переработки является резиновый порошок или крошка. Отработано множество методик измельчения резины, но, как правило, энергоемких и капиталоемких, что обуславливает высокую себестоимость резинового порошка. Методики переработки, с применением предварительного охлаждения или дополнительного химического воздействия, существенно не снижают себестоимость, но при этом получается конечный продукт низкого качества, делая его непригодным для ряда практических применений.
Основными показателями качества резинового порошка являются его химическая чистота, форма и размер частиц. Такой порошок успешно используют в производстве регенерата для резиновой промышленности, в строительстве, в дорожном покрытии, в любых сферах, когда конечный материал должен обладать эластичностью и звукоизоляцией, а также в качестве сорбента. Главным препятствием для более широкого применения резинового порошка становится его высокая себестоимость, поскольку, для производства одной тонны мелкодисперсного резинового порошка существующими технологиями тратится до 1000 кВт электроэнергии.
Проблема переработки амортизированных шин впрямую зависит от рентабельности технологии и качества производимых продуктов переработки, так как получаемые из автомобильных шин порошок резины, вискозный корд и металлический корд представляют собой дорогостоящую товарную продукцию.
Разработанные в настоящее время комплексы по утилизации шин перерабатывают их в порошоккрошку различного качества и имеют огромный разброс как по затратам на производство, так и по производительности. Однако тщательный анализ показывает, что по совокупности основополагающих параметров все известные решения энергозатратны и малопроизводительны, а качество производимой продукции низкое при высокой стоимости, т. е. процесс переработки шин на известных установках попрежнему является нерентабельным. При этом, ключевым технологическим процессом в переработке шин является механическое измельчение крошки в порошок. Однако, существующее множество измельчающих механизмов, как правило, обладают большими энергозатратами, сложны и дорогостоящи.
Предлагаемый здесь подход к процессам разрушенияизмельчения основан на комплексе уникальных ресурсосберегающих машин и технологий широкого назначения, обладающих высокой конкурентоспособностью на мировом рынке. Разработаны эффективные универсальные установки нового поколения для переработки материалов широкой гаммы свойств в порошки, пасты и суспензии. Они экономичны, компактны, просты и надежны в эксплуатации. Созданные машины обладают высокой удельной производительностью при низких энергозатратах, универсальны, быстро переналаживаются, позволяют производить продукцию высшего качества и по техническим параметрам превосходят известные аналоги. Они открывают широкие возможности для разработки новых технологических операций измельчениядиспергирования, а также для коренного усовершенствования существующих процессов дробленияизмельчения, и, прежде всего для переработки вязкопластичных и упруговязких материалов, таких как волокнистые материалы, полимеры, резина, глина и др.
Кроме того, в результате многолетних исследований, созданы простые и высоко эффективные вихревые аэродинамические сепараторы, нормализаторы и классификаторы, позволяющие отделять, сепарировать и классифицировать материалы в широком диапазоне, как размеров, так и свойств, включая порошки вязкоупругих и вязкопластичных материалов.

На этой научно-технической базе и создана линия глубокой переработки амортизированных шин любой конфигурации в дисперсный порошок резины высокого качества с отделением текстильного и металлического корда, а также линия производства грубодисперсного порошка (крошки) для дорожного строительства и производства строительных материалов.
Разработанный комплекс потребляет всего лишь около 300 кВт электроэнергии на 1 тонну исходного сырья, его вес не превышает 10 тонн, а резиновый порошок можно измельчить до размера частиц 200 мкм.
Инженернотехнологической основой предлагаемого процесса производства порошков резины из амортизированных шин является точное и экономичное выполнение требуемых операций: дробления, измельчения, выделения армирующих элементов и классификация порошков резины с целью получения продуктов переработки высшего качества с минимальными энергозатратами. По предлагаемой технологии исходные автошины в Утилизаторе перерабатываются в 6мм крошку, содержащую металлотканный корд. Затем на дисковом дефибраторе и лопастном дисмембраторе дробление крошки доводится до 1 мм. Отделение кордовых составляющих в самостоятельный товарный продукт происходит в барабанном магнитном и аэродинамическом вихревом сепараторах. А крошка резины далее измельчается в роторноситовых мельницах в порошок заданного размера, который разделяется в вихревом аэродинамическом классификаторе. Внутритехнологическое перемещение материалов осуществляется пневмотранспортом.
Комплекс состоит из двух технологических линий.

ЛИНИЯ 1 предназначена для первичного дробления АШ с производительностью 10 тн/час, которая включает:

• Утилизатор предварительного дробления исходных автошин в 6-мм крошку, с удельными энергозатратами порядка 15 кВт.ч./т.
• Эстакаду для накопления шин и подачу их в приемное устройство Утилизатора.
• Транспортную систему отвода крошки.
• Систему отвода и первичной переработки бортовых колец.

Линия обеспечивает: транспортировку и сортировку АШ, первичное дробление АШ в крошку, транспортировку крошки на складирование.
Особых требований к производственным помещениям нет. Линия может изготавливаться в мобильном исполнении и перевозиться в места скопления шин. Это является очень ценным с точки зрения экономики переработки шин, поскольку при первичном дроблении они уменьшают занимаемый объем в шесть раз.

ЛИНИЯ 2 служит для производства порошка резины и кордных составляющих, производительностью 1 тн/час, и включает в себя:

• Дисковый дефибратор дробления исходной 6-мм крошки в 1-мм крошку и отделения металлокордной части, с удельными энергозатратами в 38 кВт.ч./т.
• Магнитный сепаратор для выделения металлокорда.
• Роторный дисмембратор дробления исходной крошки в грубый порошок с размером частиц менее 1 мм с полным отделением резины от тканого корда с удельными энергозатратами в 55 кВт.ч./т.
• Вихревой аэродинамическом сепаратор для выделения тканного корда с удельными энергозатратами в 5-10 кВт.ч./т.
• Роторно-ситовая мельница для получения порошка резины требуемой дисперсности (менее 350 мкм) с удельными энергозатратами в 150 кВт.ч./т.
• Вихревой аэродинамический классификатор для разделения порошка резины на фракции с удельны-ми энергозатратами в 5-10 кВт.ч./т.
• Узел пылегазоочистки.
• Узел готовой продукции.

Линия обеспечивает: выделение металлического корда; дробление крупной резиновой крошки, выделение тканного корда; измельчение резиновой крошки; рассев резинового порошка; очистку вентвыбросов; упаковку готовой продукции.
Основным преимуществом предлагаемых решений являются высокая экономичность технологического процесса глубокой переработки изношенных шин различных размеров в продукцию высокого качества, простота базовых технических средств переработки, обеспечивающих, как высокий ресурс работы оборудования, так и высокий процент выхода высококачественного дисперсного порошка резины, а также получение легированного металла и вискозного корда высоких потребительских свойств.

 
Тезисы доклада на 5-ом международном конгрессе
по управлению отходами и природоохранным технологиям
 «ВэйстТэк-2007», Москва, 29 мая - 1 июня 2007,
Секция 4.1, стр. 162-164.

Также по этой теме более подробная статья
"Утилизация шин - рентабельность, простота и надежность"
в Журнале ТБО (Твердые бытовые отходы) , № 4, 2007, стр. 14-17.