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废旧轮胎回收利用现状和利用途径
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1 废旧轮胎处理压力大 废旧轮胎被称为“黑色污染”，其回收和处理技术一直是世界性难题，也是环境保护的难题。据统计，目前全世界每年有 1 5 亿条轮胎报废，其中北美占大约 4 亿条，西欧占近 2 亿条，日本 1 亿条。在上世纪 90 年代，世界各国最普遍的做法是把废旧轮胎掩埋或堆放。但随着地价上涨，征用土地作轮胎的掩埋／堆放场地越来越困难。另一方面，废旧轮胎大量堆积，极易引起火灾，造成第二次公害。 随着中国汽车工业的高速发展，废旧轮胎带来的环保压力也越来越大。 世界新胎和翻新胎比例平均水平为 1 0 ： 1 ，而中国仅为 26 ： 1 。国外严重污染环境的再生胶生产企业早已被淘汰，而中国再生胶仍是废轮胎利用的主要深加工产品，不少企业还处于技术水平低、二次污染重的作坊式生产。废旧轮胎散落于民间，没有形成一个通畅的回收系统，交易未形成市场，回收困难，加工企业得不到充足胎源。为此，国家经贸委目前正在起草《废旧轮胎回收利用管理办法》，同时也在抓紧制定“轮胎翻新与修补安全技术标准”。 随着我国汽车拥有量的增加，废旧橡胶和废旧轮胎的产生量也逐年增加，如何利用废旧橡胶制品和废旧轮胎，是搞好资源综合利用的重要课题，也是合理利用资源、保护环境，促进国民经济增长方式转变和可持续发展的重要措施。 2 废旧轮胎翻新 处理和利用废旧轮胎主要有两大途径，一是旧轮胎翻新；二是废轮胎的综合利用。翻新是利用废旧轮胎的主要和最佳方式，就是将已经磨损的、废旧轮胎的外层削去，粘贴上胶料，再进行硫化，重新使用。 2.1 轮胎翻新效益大，好处多 目前翻新是发达国家处理废旧轮胎的主要方式，目前世界翻新轮胎 ( 翻胎 ) 年产量约 8 000 多万条，为新胎产量的 7 ％。 在良好的使用、保养条件下，一条轮胎可以翻新多次，具体地说尼龙帘线轮胎可翻新 2 ~ 3 次，钢丝子午线轮胎可翻新 3 ~ 6 次。每翻新一次，可重新获得相当于新轮胎 60 ％~ 90 ％的使用寿命，平均行驶里程大约为 5 ~ 7 万 km 。通过多次翻新，至少可使轮胎的总寿命延长 1 — 2 倍，而翻新一条废旧轮胎所消耗的原材料只相当于制造一条同规格新轮胎的 1 5 ％~ 30 ％，价格仅为新轮胎的 20 ％— 50 ％。 可见翻新废旧轮胎不仅有利环保，而且好处多：①节约资源。②降低成本。③节省能源。 世界汽车专家认为，翻新胎可以按照新胎同样的合法速度行驶，在安全、性能和舒适程度上不亚于新胎。 2.2 轮胎翻新方法多 传统的轮胎翻新方式是将混合胶粘在经磨锉的轮胎胎体上，然后放入固定尺寸的钢质模型内，经过温度高达 1 5 0 ℃以上硫化的加工方法，俗称“热翻新”，或热硫化法。该法目前仍是中国翻胎业的主导工艺，但在美国、法国、日本等发达国家已逐渐被淘汰。 随高科技工艺的发展以及新一代轮胎的面世，人们对翻新轮胎的要求提高，一种新型的、被称为“预硫化翻新”，俗称“冷翻新”的轮胎翻新技术已经在发达国家成功应用，且被带入中国。“预硫化翻新”技术则是将预先经过高温硫化而成的花纹胎面胶粘在经过磨锉的轮胎胎体上，然后安装在充气轮辋；套上具有伸缩性的耐热胶套，置入温度在 1 0 0 ℃以上的硫化室内进一步硫化翻新，这项技术可确保轮胎更耐用，提高每条轮胎的翻新次数，使轮胎的行驶里程更长，平衡性更好，使用也更加安全。 2.3 我国轮胎翻新落后 中国的轮胎翻新业与这些先进国家存在较大的差距。目前得到翻新的废旧轮胎还不到 1 0 ％。造成这种局面的原因多种多样。 (1) 轮胎翻新和利用价值没有被管理者、生产者和消费者所了解，许多人认为翻新轮胎不如新胎安全、可靠，不接受翻新轮胎。国家制定的轮胎磨耗极限标准缺少执法检查，致使轮胎超负荷运行严重，使用轮胎的单位与个人基本上一胎跑到底，不愿翻新。 (2) 中国还没有一套相应的政策法规和管理办法，特别是还未建立鼓励废旧轮胎回收、加工、再利用的激励机制。同时，国家在废旧轮胎利用、科技开发、创新等方面投入少；废旧轮胎利用企业税赋过重，发展困难，没有能力进行技术装备更新改造。 (3) 中国废旧轮胎销售市场不规范，没有形成一个通畅的回收系统，交易未形成市场，回收困难，旧轮胎资源不能充分利用，大部分只用干生产再生胶或做鞋底。而且中国轮胎生产与翻新、利用体制脱节，各自为政，没有形成整体。 (4) 政策扶持不足。轮胎翻修属有科技含量的修补行业，本身是微利行业。发达国家对废旧轮胎的回收翻修利用实行政府补贴政策，美国处理 1 条废旧轮胎补贴 2 — 4 美元，加拿大补贴 2 — 5 加元，英、日、德等国免费回收，企业免税。如果中国也能制订相应的法规，将极大地促进轮胎翻新业在中国的发展。 2.4 我国轮胎回收的前景 纵观全球翻胎业可以发现，这是一项有利可图的产业。世界上最著名的翻胎企业美国奔达可公司，曾创下年营业额 30 亿美元的佳绩。随中国汽车业的高速发展和对环保重视程度的不断加深，轮胎翻新业在中国发展的外部条件大为改善，预计 1 ~ 2 年将会进入快速发展期。根据中国的再生资源回收利用规则，到 2005 年，轮胎翻新总量要达到 790 万条，市场前景十分诱人。 由于翻胎是需进入轮胎维修市场的产品，有一定区域性，因此大轮胎公司多以合资或组成上下闭环服务体系进入其他国家。 随中国汽车工业的高速发展，许多国外轮胎翻新业主从中看到了潜在商机，纷至沓来，或合资或独资，抢占中国轮胎翻新市场。不少富有远见的小企业主也来加盟轮胎翻新业，使目前国内的私人轮胎翻新厂接近 100 家之多，全国大小翻新企业近 500 家。 3 胶粉 通过机械方式将废旧轮胎粉碎后得到的粉末状物质就是胶粉，其生产工艺有常温粉碎法、低温冷冻粉碎法、水冲击法等。与再生胶相比，胶粉无须脱硫，所以生产过程耗费能源较少，工艺较再生胶简单得多，减低污染环境，而且胶粉性能优异，用途极其广泛。通过生产胶粉来回收废旧轮胎是集环保与资源再利用于一体的很有前途的方式，这也是发达国家摒弃再生胶生产，将废旧轮胎利用重点由再生胶转向胶粉和开辟其它利用领域的根源。 3.1 胶粉的利用途径 胶粉有许多重要用途，譬如掺入胶料中可代替部分生胶，降低产品成本；活化胶粉或改性胶粉可用来制造各种橡胶制品 ( 汽车轮胎、汽车配件、运输带、挡泥板，防尘罩、鞋底和鞋芯、弹性砖、圈和垫等等 ) ；与沥青或水泥混合，用于公路建设和房屋建筑；与塑料并用可制作防水卷材、农用节水渗灌管、消音板和地板、水管和油管、包装材料、框架、周转箱、浴缸、水箱；制作涂料、油漆和粘合剂；生产活性炭。 3.1.1 轮胎市场 早在 1953 年，美国就把一定粒径的胶粉用于轮胎生产。 1989 年，青岛橡胶二厂在国内首家将胶粉直接用于轮胎生产。 1995 年，胶粉应用在原化工部重点厂家和一些中小企业中普及。由于天然橡胶价格下降、胶粉质量不稳定等因素， 1996 年后胶粉在轮胎生产中的应用出现滑坡， 1999 年起又开始回升。目前，中科进公司等企业生产的 80 目以上胎面胶胶粉已开始取代 40 目、 60 目活化胶粉，直接应用于轮胎生产，效果很好。专家们认为，“轮胎市场”需要进一步巩固和拓展。 3.1.2 改性沥青 用胶粉改性沥青铺设的路面比普通沥青路面更耐用，产生裂纹少，耐候性更好，遇严寒天气也不易结冰。据介绍，用胶粉改性沥青铺设一条双向高等级公路，每公里路面可消耗 1 万条废旧轮胎制成的胶粉。到上世纪末，美国铺设的胶粉改性沥青路面已超过 1 ． 1 万 km 。此外日本、俄罗斯、加拿大、瑞典、韩国、芬兰等亦已成功地将胶粉改性沥青用于修建高速或高等级公路。 自 1982 年以来，国内江西、四川、辽宁等地也都尝试着铺设胶粉沥青路面，经多年实践考察，效果良好。目前，新疆、宁夏、云南、河南等地在筑路中也先后使用胶粉。近年来，中国每年修建公路需消耗多达 200 万— 300 万 t 的沥青，公路维护保养所消耗的沥青还不包括在内。若在沥青中掺入 1 5 ％的胶粉，则每年可消耗胶粉 30 万~ 40 万 t 。其结果必然是既不用进口昂贵的 SBS 改性沥青，又疏通了胶粉的消费渠道，使中国国内自有资源得到充分的利用，扶持了胶粉生产企业的发展，促进了废旧轮胎的回收利用。专家们建议，政府应该统筹规划，在全国推广胶粉沥青铺路的成功经验，并适时普及到机场跑道、铁路及桥梁建设中。 3.1.3 橡胶砖市场 自 1995 年我国台湾厂商的橡胶砖制品在北京展览馆展出后，北京、绍兴、福州、南京等地陆续办厂。 1999 年 6 月《中国化工报》关于辽宁丹东《下岗夫妻成就大业废旧轮胎脱胎换砖》的报道更是点燃了一把火，全国有 20 多个省、区、市的企业、个人或行业主管部门给编辑部打电话或发夹传真，寻求技术转让与合作事宜，表现出对橡胶砖市场的厚兴趣。 当前，要以北京市申办 2008 年奥运会为契机，在体育场馆、学校、幼儿园、社区、宾馆、办公楼等场所铺设橡胶砖、橡胶地板、跑道、草坪等，这样不仅能消化万吨以上胶粉，为绿色北京添风采，而且能进一步拓宽国内外市场。 3.1.4 防水卷材市场 1986 年，前苏联将胶粉成功地应用于橡胶沥青防水卷材、无机绝缘卷材和三层板材组成的隔音复合地板等建筑材料中。 9 0 年代以来，我国北方地区普遍开始把粗胶粉用于防水卷材。目前，一种以硫化胶粉为原料的新型建筑材料—— Robirit( 简称 RB) 已经问世。有人预测，这种新型材料的发展可能成为废旧轮胎再利用的更有效的方法。该材料可用于桥面和人行路面、隔音材料和公路分流路障等。 |
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3.1.5 高分子复合材料市场 有资料显示，美国一家公司开发出了一种改性硫化胶粉，并用这种胶粉与聚氨酯胶料混合，得到一种廉价复合材料，这种复合材料的性能与聚氯酯非常接近。有报道称，用乙烯、丙烯酸共聚物改性的胎面胶粉能提高聚乙烯的抗冲击性能。有试验证明，在固井水泥中加入 80 目胎面胶粉，其物性得到了明显改善。因此，在抗裂、抗震、抗磨、抗疲劳等特殊要求场合，可使用胶粉改性水泥。另据了解，把胶粉与玻璃粉末共混，或与各种有色金属、稀有金属的粉末共混，都可能产生新一代高分子复合材料。 专家们认为，胶粉工业代表着废旧轮胎资源综合利用的发展方向，一定会有广阔的市场前景。 3.2 我国胶粉生产情况 据不完全统计，目前全国胶粉生产厂家已有 50 余家，年生产能力超过 12 万 t ，主要分布在北京、深圳、上海、江苏、山东、河南、四川等 14 个省市，其中年产量在 2 000t 以上的胶粉企业有 20 余家。天津、新疆、陕西等省、区、市也正在积极筹建规模在 3 000t 到万 t 以上的胶粉生产线。中国橡胶工业协会、全国橡胶工业信息站等单位还先后召开了关于精细胶粉生产与应用的研讨会。所有这些表明，一个以废旧轮胎为主要原料、以粉碎全钢丝子午胎为主攻方向、以生产精细胶粉为龙头的高科技绿色原料工业—胶粉工业已经形成。 然而不幸的是，胶粉工业形成伊始便陷入了一种有价无市的局面。全国的胶粉应用量虽然从 1991 年的 300t 增加到目前的 7 万 t 以上，但仍有 50 ％的胶粉没有市场。主要原因是胶粉的应用技术开发严重滞后。 4 废旧轮胎可用于建筑 4.1 作填料 近年来，废旧轮胎于土木 ( 岩土 ) 工程中的应用在逐步增加，通常是将整条轮胎切成 50 ~ 300mm 的碎片。在岩土工程中使用碎轮胎的益处是，碎轮胎的单位体积重量只是常用回填土的三分之一，因而用其作填料所产生的上覆压力要比泥土回填材料所产生的小得多。这对软弱地基而言，将会明显地减少沉降，增强整体稳定性。并且碎轮胎填料施加在挡土结构上的水平应力不到泥土回填材料的一半，为大幅降低挡土结构的造价提供了前提。 然而，碎轮胎在当前工木工程的应用中面临一系列的技术问题。首先，其压实过程的质量控制受许多因素制约，且有很大的不确定性。压实的碎轮胎的力学性与工艺质量密切相关。其次，碎轮胎作为回填材料时，其本身受荷载作用会产生较大压缩。尽管土与碎轮胎的适当掺和能部分减少这种压缩，但土与碎轮胎的混合物在振动荷载下极易相互分离，时间一长，填料仍将产生较大压缩。再者，碎轮胎作为填料时也可能会受到热解作用，土中的水分会使碎轮胎中的钢材侵蚀，在基本上是一种放热过程中，受蚀的钢材将使温度逐步升高，从而引起一系列的热解作用，散发的气体容易引起火灾，热解的烃油会污染土壤。 目前已知的所有作建筑材料的发明虽然能够承受较大的结构荷载、冲击力，也能满足大多数室外场合常规的耐磨要求，但都具有许多缺陷，比如采用的粘结剂一般比较昂贵，产品的造价也就很难降下来；浇铸过程一般伴随着一段时间的加热加压，这就限制了产品的产量，大量地增加了能源消耗。 4.2 橡胶土技术 橡胶土是一种新的轻质多孔隙建筑材料。该材料主要由碎橡胶、水泥、煤灰或粉煤灰 (PFA) 、橡胶粉或聚合物纤维和水制成。碎橡胶主要来自去掉钢丝的废旧橡胶轮胎，也可从其他回收的橡胶制品中获得。将上述原料以预定比例充分混合制浆即可浇筑成轻质多孔隙的建筑材料。同样，也可将制成的浆倒入铸模浇铸成轻质建筑块。应用的领域包括路堤、挡土结构、山坡填土、地下厂房回填、道路填工、土地开垦及其它的土木工程应用。 5 其它用途 5.1 原形改制 原形改制是通过捆绑、裁剪、冲切等方式，将废旧轮胎改造成有利用价值的物品。最常见的是用作码头和船舶的护舷、沉入海底充当人工鱼礁、用作航标灯的漂浮灯塔等。 美国每年产生废旧轮胎 2 ． 5 亿条，通过原形改制可使其中的 500 ~ 600 万条变废为宝。栅网垫排公司收集废旧轮胎，用切割机分离胎圈与胎身，再根据需要将眙身裁成不同尺寸的胶条，用这些胶条编织成弹性防护网、防撞挡壁、防滑垫排等。弹性防护网供建筑、爆破工地挡飞石落物；防撞挡壁供保护船坞用；防滑垫用来临时加固路面，使重型车辆顺利通过泥泞地带。从废旧轮胎上截取下来的胎圈、还可以被加工成排污管道。 法国技术人员用废旧轮胎建筑“绿色消音墙”，使用证明吸音效果极佳。其具体做法是：将废旧轮胎剖成对称的两半，然后倾斜 20 度层层叠放，以方便排水，再在墙外罩以金属格栅作为防火护板。 原形改制是一种非常有价值的回收利用方法，但该方法消耗的废旧轮胎量并不大，所以只能当作是一种辅助途径。 5.2 热能利用 废旧轮胎是一种高热值材料，每公斤的发热量比木材高 69 ％，比烟煤高 1 0 ％，比焦炭高 4 ％。以废旧轮胎当作燃料使用，一是直接燃烧回收热能，此法虽然简单，但会造成大气污染，不宜提倡；二是将废旧轮胎破碎，然后按一定比例与各种可燃废旧物混合，配制成固体垃圾燃料 (RDF) ，供高炉喷吹代替煤、油和焦炭作烧水泥的燃料或代替煤以及火力发电用。同时，该法还有副产品——炭黑生成，经活化后可作为补强剂再次用于橡胶制品生产。 如今在美国、日本以及欧洲许多国家，有不少水泥厂、发电厂、造纸厂、钢铁厂和冶炼厂都用废旧轮胎作燃料，效果非常好，不仅降低了生产成本，而且根治了废旧轮胎引起的环境问题。 在所有综合利用中，热能利用是目前能够最大量消耗废旧轮胎的唯一途径，不仅方便，简洁，而且设备投资最少。 5.3 再生胶 通过化学方法，使废旧轮胎橡胶脱硫，得到再生橡胶是综合利用废旧轮胎最古老的方法。目前采用的再生胶生产技术有动态脱硫法 ( 恩格尔科法 ) 、常温再生法、低温再生法 (TCR 法 ) 、低温相转移催化脱硫法、微波再生法、辐射再生法和压出再生法。 乌克兰基辅大学科研人员运用电磁冲击法处理汽车废旧轮胎获得了成功。新工艺从经济和环保方面都优越于目前处理废旧轮胎的方法，具有很大的实用价值。乌科学家研制的电磁冲击法利用电磁场的作用，在废旧轮胎内部形成脉冲磁场，将轮胎中的橡胶与金属分离。分离后的橡胶与轮胎钢丝保持了原有的特性与功能，能再次用来生产轮胎。另外，运用该方法还缩短了处理废旧轮胎的周期。 再生胶的主要用途是在橡胶制品生产中，按一定比例掺入胶料，一来取代一小部分生胶，以降低产品成本，二来改善胶料加工性能。掺有再生胶的胶料可制造各种橡胶制品。 由于再生胶的生产严重污染环境，国外已经淘汰，而中国再生胶仍是利用废轮胎的主要方法。不少企业还处于技术水平低、二次污染重的作坊式生产阶段，胶粉产品也未形成规模。 5.4 热分解 热分解就是用高温加热废旧轮胎，促使其分解成油、可燃气体、碳粉。热分解所得的油与商业燃油特性相近，可用于直接燃烧或与石油提取的燃油混合后使用，也可以用作橡胶加工软化剂；所得的可燃气体主要由氢和甲烷等组成，可作燃料使用，也可以就地燃烧供热分解过程的需要；所得的碳粉可代替炭黑使用，或经处理后制成特种吸附剂。这种吸附剂对水中污物，尤其是水银等有毒金属有极强的滤清作用。此外，热分解产物还有废钢丝。 巴西圣保罗大学的研究人员经过多年的努力，终于研究出一种使废旧轮胎得到充分燃烧且又不污染环境的新方法，使废旧汽车轮胎变成了理想的燃料。他们认为，目前处理废旧轮胎最好的方法就是将其直接燃烧，使之成为燃料，但燃烧过程中产生的烟垢和污染物问题必须解决。为此，他们在烧毁轮胎的炉中，放置了一种能耐 1 000 摄氏度高温的含硅酸盐的瓷制过滤器。这种过滤器上有许多微小的空隙，在燃烧过程中， 99 ％的烟垢和污染物都吸附在空隙中，消除了对环境的污染。经过多次的实验他们发现，把燃烧废旧轮胎分成两个阶段进行，这样既使轮胎得到了充分的燃烧，又减少了烟雾中的悬浮物和一氧化碳的释放。研究人员说， 1 公斤废旧轮胎含 27 ． 6kJ 热量，是很好的能源，这一发现将促进废旧轮胎的回收利用，减少石油、石油制品和煤炭等能源的消费量，并可减少城市垃圾。 回收利用废弃物是一项系统工程。不仅要求在将废弃物转化成新资源时成本要低，不产生新的污染源，而且还要求由废弃物转化过来的新资源是可用的，最好是能够被大量地使用和消费，否则将造成新的资源积压和浪费，无法形成变废为宝的良性循环。 6 我国废旧轮胎回收利用存在的问题 经济发达国家对废旧轮胎的回收利用非常重视，分别通过立法、成立专家机构、给予财政补贴、提供免税优惠等多种措施给予全力支持。与发达国家相比，我固政府的支持力度不足。具体表现在以下几个方面。 (1) 没有立法 经济发达国家对废旧轮胎的回收利用非常重视，分别通过立法、成立专家机构、给予财政补贴、提供免税优惠等多种措施给予全力支持。 我国至今没有关于废旧轮胎回收利用方面的具体立法，“谁污染谁治理”在废旧轮胎的回收方面也没有具体的实施办法。 2001 年，国家经贸委等 8 个委、部、局联合印发了《关于加快发展环保产业的意见》，虽然明确提到要“在财税政策方面，进一步完善资源综合利用减免税的优惠政策，如综合利用产品减免增值税的优惠政策”，但是目前还没有落到实处，没有具体的、可操作的实施方案。 (2) 管理上出现“真空” 在计划经济体制下，我国废旧物资的回收由原商业部废旧物资回收部门归口管理，轮胎翻新由原物资部管理，再生胶生产又由原化工部管理。行业上的这种条块分割把原本完整的一条废旧轮胎分成了几块。随着国家机构的改革，原商业部、物资部、化工部已经撤销，导致废旧轮胎行业的回收、翻新和以废陕痔ノ辖猩脑偕骸⒔悍燮笠迪萑肓宋奕斯芾淼奈扌蛏刺７暇陕痔サ幕厥绽镁烤褂赡母霾棵爬醇喙?? 若从固体废弃物的处理角度来讲，该由环保部门来监管；若从废旧轮胎资源综合利用的角度来讲，该由国家经贸委来监管。事实上，在废旧轮胎回收利用的这条产业链上，涉及到化工、建材、交通、机械等许多领域，需要相互协调、统筹安排。 (3) 没有补贴 发达国家对于废旧轮胎的回收利用还给予财政上的补贴与优惠。首先，废旧轮胎的使用是免费的，通常由固定的废旧轮胎收购商 ( 相当于国内的废品收购站 ) 就地直接提供。第二，处理废旧轮胎不但不花钱，反而给补贴。第三，处理废旧轮胎的企业享受零税制。这样企业获得了正常经营的利润空间，具备了持续发展的后劲。 在我国，回收利用废旧轮胎没有补贴。 根据调查显示，中国废旧轮胎回收利用产业前景是十分光明的，该产业既能解决环境污染的问题，也能弥补我国橡胶资源不足的缺陷，并且其丰富多采的产品本身就有着巨大的市场潜力和利润空间。但是，中国废旧轮胎回收利用产业也面临着许多亟待跨越的坎，诸如应用产品市场的开拓、争取政府政策与税收方面的扶持等，特别是后者，如果中国政府不能从政策上采取措施，给废旧轮胎回收利用产业创造一个良好的外部环境的话，我国废旧轮胎回收利用的前景将十分黯淡。 为此，我们建议：①加快建立健全相关的法规体系。②制定废旧轮胎翻修利用的正确政策导向。③加大经济政策的支持力度。 |
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