1.1　廢橡膠（輪胎）的處理方法

廢輪胎除了惡化自然環(huán)境外，還會(huì)破壞植被生長(zhǎng)、影響人體健康、危及地球生態(tài)環(huán)境，因此，它是危害環(huán)境較大的工業(yè)廢棄物之一。對(duì)廢輪胎的傳統(tǒng)處理方法是露天堆放或者掩埋填地。但廢輪胎屬于不溶或者難溶的高分子彈性材料，有著較高的彈性和韌性，在-50～150℃范圍內(nèi)不會(huì)發(fā)生變化，它們的大分子分解到不影響土壤中植物生長(zhǎng)的程度需要數(shù)百年的時(shí)間。越積越多的廢輪胎長(zhǎng)期露天堆放，不僅占用大量土地，還容易滋生蚊蟲(chóng)、傳播疾病，且一旦被引燃，很容易引起火災(zāi)，不但造成大量的污染物排放，還能帶來(lái)生命和財(cái)產(chǎn)損失。因此，這些傳統(tǒng)處理方法正在被逐漸禁止。

目前，廢輪胎回收利用的方式很多，可大致分為原型改制、再生利用和熱化學(xué)處理三類，如圖1-2所示。

1.1.1　原型利用

廢輪胎的原型改制對(duì)輪胎形狀無(wú)重大改變，也不經(jīng)過(guò)化學(xué)變化。廢輪胎也可通過(guò)物理加工變?yōu)槠渌问郊右岳茫缭趪?guó)外改制輪胎主要用于人工漁礁，而在我國(guó)還用于加工鞋底、墊片等。這種方法可以回收一定量的廢輪胎，但是橡膠工業(yè)的快速發(fā)展使得改制橡膠的成本與產(chǎn)品的品質(zhì)相比并不具備優(yōu)勢(shì)。原型利用示意見(jiàn)圖1-3。

1.1.2　輪胎翻新

輪胎翻修是指對(duì)舊輪胎進(jìn)行翻修，屬于整體利用，翻修后的輪胎主要用于載重汽車、工程鏟車、農(nóng)業(yè)車輛、工業(yè)車輛、掛車等。翻新輪胎能在一定程度上節(jié)約開(kāi)支、降低成本，減少能耗，但對(duì)輪胎的完好性要求較高，能用于翻修的輪胎一般只占報(bào)廢量的22％。輪胎翻新示意見(jiàn)圖1-4。

1.1.3　再生利用

橡膠的再生利用主要是制造橡膠粉和再生橡膠。再生橡膠是指切斷硫化過(guò)程中橡膠大分子形成的C—S、S—S交聯(lián)鍵，但仍保留其原有成分的橡膠。這種回收利用方法在第二次世界大戰(zhàn)后得到迅速發(fā)展。但到了20世紀(jì)70年代，隨著子午線輪胎的出現(xiàn)，再生橡膠摻用比例大幅度下降。合成橡膠，尤其是充油丁苯橡膠以低價(jià)優(yōu)勢(shì)奪取了大部分再生橡膠的市場(chǎng)。另外，再生橡膠生產(chǎn)能耗大，“三廢”治理難，無(wú)法適應(yīng)環(huán)保提出的要求。這些原因使得再生橡膠的生產(chǎn)逐漸衰退，發(fā)達(dá)國(guó)家的廢橡膠利用重點(diǎn)已轉(zhuǎn)向制造膠粉和開(kāi)辟其他應(yīng)用領(lǐng)域，如有些國(guó)家已停止再生橡膠的生產(chǎn)。再生橡膠因價(jià)格優(yōu)勢(shì)，仍用來(lái)制造某些產(chǎn)品，見(jiàn)圖1-5。

膠粉可用來(lái)制造膠鞋大底、減震墊、橡膠瀝青、運(yùn)動(dòng)跑道和一些其他制品，微細(xì)膠粉可用于汽車輪胎。與再生橡膠相比，膠粉在并用橡膠中所表現(xiàn)出的性能更具優(yōu)勢(shì)。據(jù)試驗(yàn)，在原料橡膠中摻入5％～30％的膠粉，不影響橡膠的性能，有些橡膠制品甚至使用100％的膠粉。膠粉具有一定的彈性和耐磨、抗滑等性能，而且其中含有防老劑，因此特別適用于和其他材料一起鋪設(shè)人行道、高速公路、球場(chǎng)等，且能夠明顯提高路面的質(zhì)量和壽命，發(fā)達(dá)國(guó)家將這一應(yīng)用領(lǐng)域選作廢橡膠利用的第二大目標(biāo)。用膠粉與瀝青、瀝青油和凝聚劑混合鋪設(shè)的道路，具有穩(wěn)定性好、耐磨、降噪、防凍、防滑和維修費(fèi)用低等特點(diǎn)。

膠粉除了與橡膠摻用外，也與樹(shù)脂并用，以增韌改性樹(shù)脂。早在20世紀(jì)80年代初，國(guó)外就已開(kāi)始將膠粉加入到各種熱塑性聚合物中，進(jìn)行膠粉增韌聚合物的研究。其中以PE體系最多，其他還包括PP、PS、PVC、環(huán)氧樹(shù)脂、尼龍以及一些熱塑性彈性體體系。摻用膠粉后的塑料可通過(guò)模壓、層壓、壓延、擠塑等成型方法制成成品，可用作墊毯、道路鋪設(shè)、屋頂防水層、汽車消聲道鋪墊、油田管道保護(hù)以及減震墊和隔聲材料等。利用膠粉生產(chǎn)的吸聲地磚靶場(chǎng)見(jiàn)圖1-6。

1.1.4　熱解

廢輪胎熱解是在缺氧或惰性氣體中進(jìn)行的不完全熱降解過(guò)程，可產(chǎn)生液態(tài)、氣態(tài)烴類化合物和炭殘?jiān)@些產(chǎn)品經(jīng)進(jìn)一步加工處理能被轉(zhuǎn)化成具有各種用途的高價(jià)值產(chǎn)品。

近年來(lái)，各國(guó)在廢輪胎熱解方面的研究取得了一些進(jìn)展，對(duì)熱解產(chǎn)物的分離、組成和應(yīng)用也開(kāi)展了大量的研究。隨著廢輪胎熱解技術(shù)研究的不斷深入，研究方向已從小批量、小型試驗(yàn)逐漸進(jìn)入連續(xù)式、中試階段，部分還實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化示范生產(chǎn)和商業(yè)化運(yùn)行。國(guó)內(nèi)外先后出現(xiàn)了許多不同工藝的廢輪胎熱解工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)，根據(jù)處理要求的不同，處理規(guī)模從每天數(shù)噸到數(shù)百噸不等。

廢輪胎處理技術(shù)備受關(guān)注，它通過(guò)轉(zhuǎn)換可以有效地回收炭黑、富含芳烴的油和高熱值燃料氣，實(shí)現(xiàn)能源的最大回收和廢輪胎的充分再利用，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。與翻新、制造膠粉和再生膠、焚燒等廢舊輪胎處理方法相比，廢輪胎熱解具有對(duì)廢輪胎處理量大、效益高和環(huán)境污染小等特點(diǎn)，更符合廢棄物處理的資源化、無(wú)害化和減量化原則。熱解技術(shù)代表了當(dāng)今廢輪胎資源化處理的重要方向。

1.1.5　熱能利用

由于廢輪胎具有較高的熱值，可作為優(yōu)良的燃料使用，燃燒效率優(yōu)于煤炭、油和木材。根據(jù)美國(guó)環(huán)保署的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，廢輪胎燃燒可產(chǎn)生與石油相同的熱量，比煤炭高出25％～50％，比木材高出100％～200％。最近幾年來(lái)，越來(lái)越多的燃燒設(shè)備采用廢輪胎作為原料，這不僅僅因?yàn)槠淙紵裏嶂蹈撸瑫r(shí)也是由于其價(jià)格便宜，排放物少，含水量低。美國(guó)環(huán)保署的測(cè)試結(jié)果表明輪胎灰分中含有的重金屬比某些煤炭少，同時(shí)與煤炭相比，在水泥廠用輪胎作為燃料可減少NO_x的排放。

輪胎可以整體焚燒和粉碎燃燒，取決于燃燒設(shè)備的類型，如水泥廠可采用整胎焚燒。粉碎后的尺寸一般為1～2in（1in=2.54cm），粉碎過(guò)程不僅僅使廢輪胎尺寸減小，同時(shí)也除去了輪胎中的纖維和金屬。用于焚燒的不同尺寸的廢輪胎見(jiàn)圖1-7。