Problém recyklace starých automobilových pneumatik se vznášel již delší dobu. Jde o to, že kaučuk vyrobený ze syntetického kaučuku je hořlavý a prakticky biologicky nerozložitelný. Hory starých pneumatik se desítky let skladují na skládkách pevného odpadu a znečišťují půdu a podzemní vody produkty rozkladu. Stačí sebemenší požár, aby se guma rozhořela a zaplnila oblohu hustým černým kouřem, který otrávil atmosféru těmi nejsilnějšími karcinogeny a dalšími látkami, které zabíjejí vše živé.
Každý rok se v Rusku vytvoří více než milion tun takového odpadu, takže otázka civilizované recyklace starých kol nabyla velkého ekologického a ekonomického významu. V tomto článku se podíváme na hlavní způsoby recyklace použitých pneumatik a také si povíme o tak slibném směru, jakým je zpracování pneumatik na pryžovou drť.
Základní metody zpracování
Automobilové pneumatiky se skládají z několika součástí:
- pryžový běhoun a bočnice vyrobené ze syntetické pryže;
- šňůra – rám pneumatiky vyrobený ze skleněných vláken nebo textilu;
- boční kovové kroužky a tenký výztužný drát;
- spojovací prvky atd.
Použité pneumatiky můžete recyklovat metodou pyrolýzy, tzn. rozklad na složky vlivem vysokých teplot a mechanicky. Druhá možnost je z ekonomického hlediska nejzajímavější, protože je bezodpadová. Nový život dostávají jak pryžová složka, ze které se vyrábí drť pro výrobu moderních bezpečnostních podlahových krytin, tak kovová šňůra, která se taví jako šrot.
Význam problému
Hlavní surovinou pro výrobu pneumatik je syntetický kaučuk, materiál získávaný z ropy. Recyklace kaučuku pomáhá zachovat přírodní zásoby tohoto neobnovitelného přírodního zdroje. Recyklace pryžového odpadu také stimuluje vývoj technologií šetřících zdroje, snižuje plochy skládek a zlepšuje životní prostředí.
Z produktů na zpracování pneumatik lze vyrobit nové oblíbené produkty:
- nové pneumatiky pro automobily;
- Gumové výrobky;
- hydroizolační materiály;
- podrážky obuvi;
- pryžové dlažební desky, obrubníky;
- bezešvé a válcované povlaky z pryžové drti atd.
Mechanická recyklace pneumatik drcením
Zpracování starých pneumatik na drobky drcením je nejracionálnější způsob likvidace, protože umožňuje rozdělit produkt na pryž, kov a textilie (sklolaminát). Každý komponent je cenným recyklovatelným materiálem a podléhá dalšímu zpracování.
Hlavní výhodou této metody je, že umožňuje zachovat základní fyzikální a chemické vlastnosti pryže.
Proces recyklace pneumatik drcením se skládá z několika fází:
- Nejprve se pneumatiky očistí od nečistot.
- Poté jsou výrobky odstraněny z kovových bočních kroužků
- Dále je pneumatika rozřezána na velké fragmenty a odeslána do průmyslového drtiče
- Poté se výsledné suroviny očistí od kovového kordu pomocí magnetické separace
- Konečnou fází zpracování je mletí pryžových surovin na drť požadované frakce
Spalování pneumatik k výrobě tepelné energie
Při spalování tuny pneumatik v tepelných elektrárnách vzniká stejné množství tepelné energie jako při spalování tuny uhlí. Tato technologie zpracování je však energeticky neefektivní, protože výroba jedné pneumatiky spotřebuje energii obsaženou ve 40 litrech oleje a při spalování uvolňuje energii odpovídající 10 litrům přírodního paliva.
Spalování se provádí při teplotě ne nižší než 1900 stupňů. Při nižších teplotách vznikají nebezpečné dioxiny, které způsobí, že proces poškozuje životní prostředí.
Jiné metody drcení pneumatik
Existují další, méně obvyklé technologie pro drcení starých pneumatik:
- Metoda barodestrukce je energeticky náročná metoda zpracování kaučuku, při které je surovina uvedena do tekutého stavu ve výkonném průmyslovém lisu;
- Kryogenní metoda. Pneumatiky se čistí a ochlazují pomocí kapalného dusíku do křehkého stavu, poté se drtí ve speciálních bubnových jednotkách;
- Technologie ozonových nožů. Nákladný způsob zpracování vulkanizované pryže, založený na účinku její destrukce v prostředí bohatém na ozón.
Pyrolýza pneumatik
Pyrolýza nebo tepelný rozklad je další možností recyklace starých pneumatik. Podstatou metody je vysokoteplotní zpracování pryžové složky s omezeným přívodem vzduchu nebo za úplné nepřítomnosti kyslíku.
Účelem této metody je získávat palivo do kamen z umělé pryže. Kromě plynných produktů se při tepelném rozkladu kaučuku získávají kapalné a pryskyřičné uhlovodíkové frakce.
Likvidace se provádí v několika stupních ve speciálních pyrolýzních zařízeních. Hlavní nevýhodou technologie pyrolýzy je, že není šetrná k životnímu prostředí. Při procesu likvidace se uvolňují toxické látky, jejichž neutralizace vyžaduje dodatečné náklady. V řadě evropských zemí je použití této metody zákonem zakázáno z důvodu škodlivých emisí do ovzduší.
Broušení pneumatik pro získání pryžové drti
Jedná se nejen o nejekologičtější způsob recyklace pryžového odpadu, ale také o ziskový druh podnikání, který vám umožní vydělat dobré peníze. Na výstupu z výrobní linky se získávají 3 druhy poptávaných surovin:
- gumová drť;
- částice kovového drátu;
- odřezky šňůr
Kov se posílá k přetavení a z drcených pryžových částic se vyrábí pryžové dlaždice, dlažební kostky, obrubníky, role a bezešvé sportovní bezpečnostní povrchy.
Zařízení pro zpracování pneumatik na drobky
K mletí pneumatik na drobky se používá následující zařízení:
- Jednohřídelové drtiče jsou průmyslové drtiče, ve kterých se suroviny řežou pomocí nízkootáčkového řezacího hřídele.
- Konstrukce jednohřídelového drtiče je jednoduchá a spolehlivá.
- Dvouhřídelové drtiče jsou produktivnější stroje. Hřídele s noži se otáčejí v různých směrech, utahují úlomky pneumatik a řežou je. Velké kusy pryže se znovu vkládají do drtiče. Za hodinu je takový stroj schopen zpracovat asi 2 tuny recyklovatelných materiálů.
- Automatizované linky jsou souborem zařízení, které důsledně provádí všechny zpracovatelské operace najednou: od odstranění kroužku korálků přes mletí gumy až po drobky požadované velikosti.
Výrobní linky se používají ve velkých podnicích na výrobu pryžové drti a výrobků z ní. Takové zařízení je vybaveno magnetickými a vzduchovými separátory pro odstranění kovových a textilních částic.
Pryž je elastický materiál, který má mechanickou pevnost, odolnost vůči plynům a vodě, odolnost vůči agresivnímu prostředí atd. Pryž našel díky svým vlastnostem široké uplatnění v mnoha oborech činnosti, včetně průmyslu pneumatik.
Úroveň recyklace automobilové pryže
Úroveň zpracování automobilové pryže ve světě je poměrně vysoká, ale množství vstupů regenerovat – produkt zpracování ojeté automobilové pneumatiky – na novou automobilovou pneumatiku bez ztráty technologických vlastností zůstává na úrovni 5-10%. To je vysvětleno skutečností, že při zpracování automobilové pryže se její fyzikální a mechanické vlastnosti snižují (relativní prodloužení při přetržení, odolnost proti roztržení, otěr atd.).
Podmínky pro potřebu zpracování pryže
Vezmeme-li v úvahu nashromážděné zkušenosti recyklátorů, úroveň rozvoje zpracovatelských technologií a směr použití druhotných materiálů, můžeme dojít k závěru, že potřeba regenerované pryže pro výrobu nové pneumatiky pro automobily je omezena řadou podmínek:
- Pneumatiky jednotlivých značek a výrobců jsou vyráběny podle vlastní unikátní receptury na bázi kaučuků různé povahy (přírodní, syntetické), díky čemuž je proud ojetých pneumatik velmi heterogenní.
- Proces regenerace kaučuku neumožňuje získat původní složky, zejména kaučuk, protože výsledkem zpracování je směs vhodná pro revulkanizaci, která však obsahuje další složky.
- Pro zajištění vysoké kvality recyklované pryže je zapotřebí vícestupňová technologie zpracování použitých pneumatik.
Kolikrát lze pneumatiky recyklovat?
Regenerát získaný zpracováním ojetých pneumatik automobilů již v prvním cyklu má vlastnosti nižší než vlastnosti primární suroviny. Lze jej však použít v množství 10-20 % při výrobě nových pneumatik. Automobilový kaučuk tak může být jednou recyklován.
Je třeba také poznamenat, že viskozita a pevnost v tahu se během zpracování zhoršují.
Jak zajistit vícenásobnou recyklaci pneumatik automobilů
Recyklace pryže pneumatik je spojena se získáváním vysoce kvalitní regenerované pryže, která se používá k výrobě nových pneumatik pro automobily. To vyžaduje:
- důkladná příprava (předtřídění, praní, sušení, odstranění cizích nečistot, vzduchová a magnetická separace, drcení, regenerace);
- přísné dodržování technologických parametrů procesu.
1. Výroba materiálů a výrobků s přihlédnutím k perspektivám další recyklace a zpracování – odmítnutí aditiv a nečistot, které komplikují další zpracování, a to i prostřednictvím značení (nanesením na boční povrch pneumatik typy materiálů, které byly použity v jednotlivých částech pneumatika).
2. Prevence kontaminace materiálů ve fázích sběru a separace minimalizací kontaktu s jinými druhy materiálů a odpadů, vyloučením nevhodného používání pneumatik.
3. Maximální separace proudů a zpracování maximálně homogenních proudů:
— třídění podle typu pryže, výrobců, standardních velikostí;
— vyřazení silně znečištěných a poškozených pneumatik.
4. Volba optimálních (šetrných) podmínek pro recyklaci materiálu: volba teploty, času a dalších podmínek pro zpracování a regeneraci.
Jak snížit ztráty materiálu při zpracování
Návod k použití pryže a jejich vlastnosti
Ne vždy je možné dosáhnout vysoké kvality výsledné regenerace pryže a zajistit recyklaci materiálu, protože pneumatika pro osobní automobily je vícesložkový materiál skládající se nejen z pryže, ale také z dalších přísad. Navíc v důsledku regenerace pryže není možné získat původní součásti, zejména pryž. Bude se jednat o směs obsahující další složky.
Aby se tedy maximalizovalo zapojení automobilových pneumatik do ekonomického oběhu, měly by být kromě recyklace pro zamýšlený účel vyvinuty další oblasti pro použití sekundární automobilové pryže.
Regenerace pryže musí odpovídat specifikacím, obsahovat určité množství popela, vody, změkčovadel atd. pro vytvoření optimální receptury pryžového materiálu s potřebnými technologickými vlastnostmi. To vyžaduje vysoké fyzikální a mechanické vlastnosti materiálu (pevnost, tažnost atd.)
Regenerace pryže musí odpovídat specifikacím, obsahovat určité množství popela, vody, změkčovadel atd. pro vytvoření optimální receptury pryžového materiálu s potřebnými technologickými vlastnostmi. Současně budou nižší požadavky na fyzikální a mechanické vlastnosti (pevnost, tažnost atd.) pro pryžové zboží
K výrobě těchto materiálů se používá pryžová drť nebo regenerovaná pryž. Regenerace pryže musí vyhovovat specifikacím, obsahovat určité množství popela, vody, změkčovadel atd., aby vznikla optimální receptura pryžového materiálu s potřebnými technologickými vlastnostmi, méně přísná než u kritičtějších výrobků. Pryžová drť musí odpovídat specifikacím, obsahovat určité množství kovů a textilií a mít určitou velikost. Kromě toho musí být materiál v závislosti na aplikaci bezpečný z hlediska organoleptických, hygienicko-chemických a toxikologických ukazatelů
K jeho získání se používá pryžová drť o určité velikosti a obsahu vlhkosti s určitým obsahem kovů a kordových vláken v souladu s GOST R 55419-2013. S přihlédnutím k potřebám materiálů pro asfaltobetonové směsi lze tento směr považovat za hlavní způsob recyklace ojetých pneumatik automobilů
K získání tmelu se používá pryžová drť, která musí splňovat specifikace, obsahovat určité množství kovů a textilií, mít určitou velikost a obsah vlhkosti v souladu s GOST 15836-79
K získání plniv se používá pryžová drť, která musí splňovat specifikace, obsahovat určité množství kovů a textilií a mít určitou velikost
Silně znečištěné nebo poškozené vyřazené pneumatiky mohou být zpracovány v pyrolýzních provozech na výrobu sazí, olejů, oceli, benzinových frakcí atd., které lze použít jak pro výrobu nových pneumatik, tak pro výrobu dalších produktů
Pneumatiky jako alternativní tuhé palivo lze využít k výrobě elektřiny a tepla. Navíc při spalování pneumatik v cementářských pecích ocelový kord kromě náhrady části primárního paliva částečně nahrazuje složky obsahující železo nezbytné při výrobě cementu
REO jako institut pro rozvoj průmyslu odpadového hospodářství bude v rámci rozvoje infrastruktury odpadového hospodářství zohledňovat tyto vlastnosti recyklace automobilových pneumatik, které ztratily své spotřebitelské vlastnosti.
