Переработка автомобильных шин

24 Мая 2011 В предыдущем номере журнала был дан обзор методов и технологий пере­работки изношенных автомобильных шин и других резиново-технических отходов. В этой части обзора познакомимся с образцами предлагаемого для этой цели оборудования.

Для того чтобы не возникло проб­лем с используемыми терминами, вначале несколько слов именно об этом.
Гранулят — полученная механичес­ким способом резина с размером частиц больше 0,630 мм. Резиновая пыль — по­лученная механическим способом рези­на с размером частиц меньше 0,630 мм. Мельчайшая резиновая пыль — полу­ченная механическим способом резина с размером частиц меньше 0,315 мм.
Общепринятой единицей оценки раз­меров резиновой крошки (гранулята, пыли) является меш (mesh). Меш — это параметр, показывающий сколько ячеек сита приходится на длину в один дюйм. То есть крошка размером в 50 меш про­сеивается через сито, имеющее 2500 ячеек на один квадратный дюйм (in² = 645,16 кв. мм) или, если перевести, то эта крошка имеет диаметр меньше 0,5 мм.
Размер получаемой из автомобиль­ных шин резиновой крошки, в зависи­мости от технологии и выбранного обо­рудования, колеблется в достаточно ши­роких пределах (от 5 и даже 20 мм до 0,3 мм и меньше). Ее стоимость опреде­ляется степенью очистки от металла и текстильного корда и размером. Чем меньше диаметр резиновой крошки, тем она дороже. Крошка размером 40 меш (а это диаметр порядка 0,6 мм) стоит на внешнем рынке до 400 долларов.
Теперь об оборудовании. Классифи­цировать его будем по используемой в нем технологии. Самый распространен­ный вид оборудования для переработки автомобильных шин (и других резиново-технических отходов) — основанное на различных вариантах чисто механичес­кой переработки.

Механический способ

ООО «Копрокон» из Москвы предла­гает комплекс по переработке изношен­ных шин до небольших кусков с последу­ющим механическим отделением метал­лического и текстильного корда и полу­чение резинового гранулята размером от 0,5 до 5,0 мм методом сдвигового из­мельчения. В этом процессе измельче­ния кусков покрышек при повышенных температурах обеспечивается получе­ние высокоактивных резиновых порош­ков с хорошо развитой поверхностью, что очень важно при вторичном исполь­зовании резиновых порошков в качестве добавки к резиновым смесям, а также при производстве сорбентов.

Особенности и преимущества пред­лагаемой технологии заключаются в следующем:

• переработка шин осуществляется без предварительного удаления бортового кольца;
• способ переработки полностью меха­нический, без применения криогенных технологий, что позволяет сохранить вы­сокоразвитую и активную поверхность измельченного резинового порошка;
• возможна переработка изношенных шин как с металлическим, так и с тек­стильным кордом, а также комбиниро­ванных шин;
• высокая степень очистки от побочных продуктов;
• низкое энергопотребление по сравне­нию с другими технологиями.

Выход конечного продукта к количес­тву исходного сырья, по данным произ­водителя составляют:

• тонкодисперсный резиновый поро­шок — 65%;
• металлические отходы корда и борто­вого кольца — 25%;
• текстильные отходы корда — 10%.

Общий назначенный ресурс комплек­са — не менее 18 тыс. часов.
Комплекс состоит из блока предвари­тельного измельчения (БПИ), блока тон­кого измельчения (БТИ) и дополнитель­но может комплектоваться блоком тон­кодисперсных порошков (БТП). В состав БПИ входят: две ножевые дробилки; гранулятор; система удаления текстиля; магнитный сепаратор; транспортер с магнитным барабаном; три ленточных конвейера; бункер-накопитель (БНП); конвейер загрузки БНП.
В состав БТИ входят: измельчитель грубого помола; измельчитель тонкого помола; вибропросеиватель; вибросито; система охлаждения крошки; 7 винто­вых конвейеров; три стойки затаривания готового продукта; сепаратор текстиля и система отбора текстиля; система тран­спортировки текстиля. В состав БТП входят: пульверизатор; сепаратор тек­стиля; вибросито; система отбора тек­стиля; пневмотранспортная система; два винтовых конвейера; две стойки за­таривания.
Заявленные технические характерис­тики комплекса:

• производительность по исходному сырью — не менее 1000 кг/час;
• производительность по конечному продукту — до 650 кг/час;
• максимальный диаметр перерабаты­ваемых шин —1200 мм;
• максимальная ширина профиля ши­ны — 335 мм;
• размер резиновой крошки на выхо­де — от 0,5 до 5,0 мм.

Приблизительный фракционный сос­тав конечного продукта: до 1,0 мм — 15%, от 1,5 до 2,0 мм — 40%, от 2,0 до 5,0 мм — 45%. Стоимость комплекса — 900-1200 тыс. долларов.
ООО «Поликом траст сервис» из Оренбурга предлагает оборудование для переработки изношенных автомо­бильных шин в резиновый порошок.
Используемая технология производ­ства обеспечивает получение резиново­го порошка, частицы которого имеют размеры менее 1 мм в диаметре и высо­коразвитую поверхность, что позволяет продукту в более полной мере вступать во взаимодействие с другими компонен­тами и тем самым создавать компози­ции более высокого качества. Такое свойство резинового порошка позволя­ет найти ему применение в других отрас­лях, в том числе при производстве авто­шин, материалов для кровельных работ, резиново-технических изделий, в качес­тве сорбента нефтепродуктов при лик­видации последствий аварий.
По данным производителя, промыш­ленная скорость переработки на одной установке составляет 250-300 кг авто­шин в час, что при двухсменной работе составляет 1100-1200 тонн резинового порошка в год. Выход продукции — 80%. Полная стоимость проекта равна 160 тыс. долларов. По расчетам фир­мы, срок окупаемости— 18 меся­цев, внутренняя норма рентабельнос­ти — 49%.
Московская компания «Артис-М» предлагает технологию и оборудование по переработке изношенных автопокры­шек и вулканизированных резиновых и резинотехнических отходов. Технология и оборудование обеспечивают измель­чение покрышек (в том числе с металлокордом) при наружном диаметре до 1250 мм, очистку измельченных отходов от металловключений и текстиля, получение резиновой крошки размером 1-2,5 мм и модифицированной резино­вой крошки. По данным производителя, за один час обеспечивается: переработ­ка 1000 кг покрышек; получение 800 кг резиновой крошки размером 0,5-2,5 мм; 1000 кг модифицированной крошки; вы­пуск 800 кг резинотехнических изделий. Без учета прессового хозяйства занима­емая производственная площадь состав­ляет 600 квадратных метров, количество обслуживающего персонала— четыре человека. Срок окупаемости капиталь­ных вложений при создании комплек­сной линии переработки покрышек сос­тавляет 10-15 месяцев.
Германская фирма Weima предлага­ет систему измельчения автопокрышек от легковых автомобилей ZMT 50 — четырехроторный шредер. Система ZMT 50 — это изобретение, которое поз­воляет пользователям получать резино­вые чипсы, очищенные от стальной про­волоки, только посредством пропуска шин через одну измельчительную ма­шину. Получаемые чипсы имеют размер 20 мм и сразу же могут использоваться в домашнем хозяйстве и для отсыпки поверхностей типа «арена» или для по­лучения резиновых гранул и резиновых порошков.
Шредер ZMT 50 имеет бункерное заг­рузочное устройство, четырехроторную шредерную систему, объединяющую высокий крутящий момент, низкую ско­рость и коробку передач, что позволяет быстро перемалывать большие объемы целых или уже разрезанных автопокры­шек и превращать их в чипсы размером 20 мм, очищенные от металла.
Большое бункерное устройство с по­мощью конвейера обычно загружается целыми или разрезанными шинами. Можно наполнять приемное устройство разрезанными частями и с помощью ковшового элеватора. Бункерное ус­тройство сконструировано для приема целых шин в больших количествах, а также широкого ассортимента кусков различной конфигурации — кубических, ленточных, неправильной формы. Это делает устройство очень удобным для тех производств, где имеется ассорти­мент отходов различных конфигураций.
Система измельчения представляет собой агрессивную четырехроторную систему с обратным ходом. Два верхних внешних ротора обеспечивают постоян­ную подачу внутренним режущим рото­рам. Мощная коробка передач осущест­вляет вращение роторов с низкой скоро­стью в 23-25 об./мин. Такая медленная скорость обеспечивает высокий враща­ющий момент, результатом которого яв­ляется высокий уровень силы измельче­ния и крайне низкий уровень шума.
Для вращения роторов применяется два электромотора. Этим достигается ав­тономное вращение роторов для их бо­лее агрессивной работы. Сложная систе­ма контроля обеспечивает обратный ход роторов при перегрузках сырьем.
Экраны, расположенные с внешней от роторов стороны, обеспечивают контроль за размером материала. Раз­мер экранов варьируется от 10 до 100 мм. Чем он больше, тем меньше время переработки материала и боль­ше его выход. Для производства про­дукта, очищенного от металла, мы ре­комендуем использовать экран с ячей­ками 20 мм.
После измельчительного процесса, когда из кусков шин механически удаля­ется металл, 20-миллиметровые чипсы и металл попадают с экрана на специаль­ный конвейер. Это устройство имеет прочную конструкцию и очищает рези­новые чипсы от металла.
Над конвейером расположен мощный магнит, который притягивает основную часть металла с поверхности конвейера и отбрасывает его в сторону в специаль­ный контейнер.
Окончательно очистка от остатков металла производится уникальным маг­нитным барабаном Neodym, располо­женным на конце конвейера. В результа­те всего процесса получаются резино­вые чипсы размером 20 мм, очищенные от металла.
В состав системы ZMT 50 входят: по­дающий конвейер; шредер ZMT 50/2x30 kW; разгрузочный конвейер с лопастя­ми и магнитной зоной; выбивальная система; зона очищающих магнитов и магнитный отбрасыватель; магнитный сепаратор и пылеулавливатель Weima WAS 500.
По данным производителя, техни­ческие характеристики шредера с электронной панелью управления Siemens/Klockner Moller таковы: приемное отверстие — 1540x1400 мм; толщина режущих дисков — 20 мм; диаметр ре­жущих дисков — 280 мм; электрическая мощность — 2x30 кВт; количество режу­щих дисков— 50; размер ячеек экра­на — 20 мм. Цена системы (ex works) — 160 тыс. евро.
Украинский Государственный инсти­тут «Гипромашуглеобогащение» из Лу­ганска предлагает комплекс оборудова­ния для переработки изношенных авто­мобильных шин с металлокордом. Мак­симальный объем переработки при двухсменной работе составляет 10 тыс. тонн в год; выход: товарной резиновой крошки — 6000 тонн/год, текстиля — 1400 тонн/год, металла — 1300 тонн/год; дисперсия крошки — 0,5; 1,0; 2,5 мм. За­соренность крошки металлом — 0,01 %, текстилем— 6,0%. Номинальная мощ­ность — 592 кВт. Масса — 82300 кг. За­нимая производственная площадь — 700 кв. м.
Продукты переработки автомобиль­ных шин используются: в асфальтобе­тонных смесях и для взлетно-посадочных полос аэродромов, в мастиках для гидроизоляции подземных коммуника­ций, для производства ленты кровель­ной, резинополимерных плит, резиновой черепицы и шифера, при получении сы­рой резины, при производстве компози­ционных материалов— резинопластов, для производства фибробетона.

Другой механический

Московское ЗАО «Научно-производ­ственная фирма «Новотех» создает производство по переработке изношен­ных автопокрышек Explotex^®, основан­ное на принципиально новой технологии ударно-волнового измельчения резины. По мнению разработчиков, это позволит осуществить прорыв в сфере перера­ботки покрышек. Отличие этой техноло­гии от других механических заключает­ся в принципиальной замене способа разрушения с традиционного механи­ческого на взрывной с циркуляцией про­дуктов взрыва. Взрыв, как известно, са­мый сильный и дешевый разрушитель в природе.

Технология основана на методе удар­но-волнового измельчения. Для разру­шения предварительно охлажденных покрышек используется энергия взры­ва. В основу технологии заложен физи­ческий принцип циркуляции ударной волны и продуктов измельчения в замк­нутой кольцевой системе циркулятора. При таком технологическом процессе на выходе получается смесь из резино­вой крошки, текстильного и металлического кордов. По утверждению разра­ботчика, себестоимость конечного про­дукта снижается в 2-3 раза по сравне­нию с другими технологиями, представ­ленными на рынке. Параметры дробя­щего действия взрыва столь высоки, что их достаточно для разрушения и мелкодисперсного измельчения любых видов и типов покрышек. В ударно-вол­новой технологии используется цирку­ляция продуктов взрыва. При этом дос­тигается увеличение степени измельче­ния покрышек и качественное разделе­ние полученной смеси на основные сос­тавляющие. Циркулятор обеспечивает возможность сбора разлетающихся фрагментов покрышек и защиту от дей­ствия взрыва.
По мнению компании «Новотех», преимущества у линий ударно-волнового измельчения покрышек следующие:

1. Коэффициент простоя, учитывающий затраты времени на ремонт или замену режущего инструмента и оборудования, дробящего покрышки, для линии удар­но-волнового измельчения практически равен нулю, тогда как традиционные ли­нии механического измельчения имеют коэффициент простоя равный 0,3-0,5.
2. Эффективно измельчаются металлокордные легковые покрышки, которые имеют высокое удельное содержание металлического корда. Реализуется пол­ное отделение металла от резины с воз­можностью тонкой магнитной сепарации и получения чистого конечного продукта.
3. Существует возможность измельче­ния крупногабаритных покрышек карь­ерных самосвалов (диаметр покры­шек— до 4,0 м). Следует отметить, что в настоящее время в мировой практике нет способа измельчения крупногаба­ритных покрышек. Во всех существую­щих способах измельчения диаметр покрышек составляет не более 1,2 м.
4. Обеспечивается производство как ка­чественно нового продукта (резинового порошка с девулканизированным повер­хностным слоем), так и традиционного резинового порошка. Резиновый поро­шок с девулканизированным поверхнос­тным слоем является готовым, дешевым продуктом для асфальтобитумных сме­сей (резиновым модификатором асфальта).
5. Кардинальное снижение (в 2-3 раза) себестоимости резиновой крошки и удельного расхода электроэнергии. Рас­ход электроэнергии при ударно-волно­вом измельчении 1 тонны покрышек составляет 230-250 кВт/час. При меха­ническом измельчении расход составля­ет от 600 до 1000 кВт/час.
6. Высокая производительность измель­чения, доходящая до 30 тыс. тонн покры­шек в год и более.
7. Производство экологически безопас­но. В технологическом процессе приме­няются высокоэффективная, не имею­щая аналогов в мировой практике сис­тема газоочистки и аспирации, практи­чески не создающая вторичных загряз­нителей окружающей среды.
8. Снижение (в 2-3 раза) транспортных расходов на сбор и транспортировку изношенных покрышек. От места скопле­ния до участка переработки покрышки транспортируются компактными пакета­ми, сформированными с помощью мобильного станка. Плотность упаковки в 4-5 раз выше, чем при свободной укладке покрышек штабелями.

Линия Explotex^® состоит из циркулятора (средства локализации взрыва), станков компактирования покрышек, воздушных холодильных машин, манипуляторов загрузки-выгрузки, системы выгрузки измельченного продукта, уста­новки очистки отходящих газов, участка сепарации с упаковкой (финишный участок) и автоматической системы управления технологическим процессом. Большинство из компонентов техноло­гической линии являются запатентован­ными ноу-хау-разработками.
Основные характеристики техноло­гической линии (по данным произво­дителя):

• производительность — 30 тыс. тонн покрышек в год;
• производственная площадь всего ком­плекса—1500 кв. м;
• выход резиновых фракций — 22000 тонн/год;
• установленная электрическая мощ­ность оборудования —1300 кВт;
• расход электроэнергии на одну тонну автопокрышек — около 255 кВт*ч;
• за один подрыв измельчается пакет металлокордных или текстильных пок­рышек массой до 500 кг;
• переработке подлежат отдельно и бор­товые кольца; масса одновременно из­мельчаемых пакетов бортовых колец — около 300 кг.

Общая масса продуктов измельчения во взрывоциркуляторе составляет 100% от исходной общей массы изношенной покрышки. Состав продуктов измельче­ния в % от общей массы покрышки:

• резиновый порошок — до 71 %;
• масса измельченного металлического корда (иглы + проволока) — 11 %;
• масса металла измельченных борто­вых колец — 8%;
• масса измельченного текстильного корда (нити + пух) — 10%.

Для финишной обработки продукта ударно-волнового измельчения исполь­зуется промышленно выпускаемое обо­рудование: магнитные и текстильные се­параторы, вибрационные сита (класси­фикаторы), роторные диспергаторы, но­жевые дробилки или другие мельницы для резины, дозирующее и упаковочное оборудование.
НПП «Руно» из Томска предлага­ет установки «РУНА 4000» — «РУНА 18000» — оборудование для переработ­ки изношенных автопокрышек, основан­ное на технологии, сходной с используе­мой компанией «Новотех».
Технология позволяет перерабаты­вать в тонкодисперсный, активный рези­новый порошок различного типа металлокордные автопокрышки, в том числе от большегрузных карьерных самосва­лов. Производительность установок ти­па РУНА различных модификаций сос­тавляет 4000, 8000, 12000 и 18000 тонн автопокрышек в год.
Обслуживающий штат — 6-8 человек.
Технология включает разрушение предварительно охлажденных до тем­пературы -70...-80°С автопокрышек под действием взрыва во взрывоцирку­ляторе, представляющем собой бронекамеру специальной конструкции. Использование взрывоциркулятора обеспечивает полную безопасность проведения взрывных работ (снижение нагрузки на конструкцию в 7-10 раз), продолжительный срок службы — не менее 10 лет без капитального ремон­та — при низком уровне шума (не бо­лее 60 дБ).
По сравнению с альтернативными ме­тодами переработки — механическим измельчением или путем изменения хи­мической структуры резины (термодес­трукция, озонирование) — взрывоциркуляционный способ обеспечивает:

• низкое удельное энергопотребление при более высокой степени измельче­ния и производительности процесса;
• существенное снижение капитальных и эксплуатационных затрат;
• экологическую чистоту процесса: отсут­ствие органических растворителей, сточ­ных вод, озоноразрушающих соедине­ний, высокую степень очистки дымовых газов (98-99,9%) (см. также таблицу).

Технические характеристики установок РУНА

Модификация	4000	8000	12000	18000
Производительность:
т/год	4000	8000	12000	18000
т/час	0,73	1,5	2,2	3,3
Характеристики взрывоциркуляторов:
диаметр, м	2,5	3,0	3,5	4,0
высота, м	5,5	7,0	8,5	10,5
масса, т	12	40	80	100
Масса заряда ВВ, кг	3,6	12,5	22	26,4
Рабочий цикл, мин.	10	10	12	12

Гранулометрический состав резино­вого порошка после взрывоциркуляционного измельчения: частиц размером не более 1 мм — 30%, частиц размером не более 2 мм — 50% и частиц разме­ром не более 20 мм — 5%.
Для увеличения удельной поверхнос­ти частиц до 1,0-10,0 кв. м/г, повышения химической активности и адсорбцион­ной способности на второй стадии полу­ченный резиновый порошок доизмельчается в роторных диспергаторах. Раз­меры частиц конечного порошка — 10-800 мкм (200-20 меш), содержание металла — до 0,1% и текстильного кор­да — до 0,5%.
В качестве взрывчатого вещества (ВВ) используются недорогие и безопас­ные смесевые составы на основе амми­ачной селитры и дизельного топлива (95/5) или аммиачной селитры и тротила (71/29). Отношение массы взрывчатого вещества к массе измельчаемых авто­покрышек составляет 5%.

Журнал «Оборудование: рынок, предложение, цены», №12, декабрь 2005 г.