废旧轮胎加工橡胶粉可行性报告

废旧轮胎加工橡胶粉可行性报告内容摘要：

青关于利用废旧橡胶开发胶粒和精细橡胶粉项目的《可行性研究报告》 第 11 页 共 33 页 （ CRMA），在发达国家已经广泛使用在高速公路、停车场、体育场馆建设、建筑等领域，沥青铺路材料工业已经成为再生轮胎橡胶粉最大的用户。 在轮胎行业，已经采用精细胶粉作添 加剂工艺取代硫化碳黑工艺，提高了轮胎动（静）性能，节约了天然橡胶。 并因生产的精细胶粉纯度已达到 99． 9%，可替代塑料。 目前精细硫化橡胶粉的应用范围多达 26 个行业，因此无需赘言，精细胶粉市场是潜力巨大的市场，更是废橡胶综合利用的方向。 二、社会效益 取代新橡胶弥补国内橡胶的缺口，可为国家节约大量外汇。 把废旧橡胶制成精细胶粉是资源保护，资源综合利用，增收节支的一个新的经济增长点。 同时，可以使相关产业降低成本，节约外汇，缓解我国橡胶资源不足的矛盾。 同时，可以取代再生胶的生产，再生胶的生产废水污染和能 源消耗都很大，现发达国家已禁止再生胶的生产。 因此，把废旧橡胶制成精细胶粉，可减少再生胶生产过程中废水排放对环境造成的污染，赶上发达国家对废旧橡胶处理水平。 降低橡胶行业的原材料成本，大幅度提高企业的经济效益。 80 目以上的精细胶粉，以其所具有的天然橡胶特性已成为重要的橡胶工业原料。 在轮胎生产中加入一定比例的精细胶粉可减少天然橡胶的使用量，大幅降低生产成本；使用精细胶粉作为高档沥青的改性材料用于铺设高等级公路，可对路面的耐磨性、耐热性、防冻防水、增加弹性、减少噪音等具有明显的提高和改善。 对于发展国家经济建 设，提高资源二次利用水平，实现原材料国产化具有重大示范作用。 净化环境卫生，将废旧橡胶变废为宝，故其社会效益无法估量。 因废旧轮胎难以破坏，且固体形态在自然界中寿命很长，不易降解和消失，对自然环境已形成严重危害，成为黑色污染。 所以，回收处理废旧轮胎已成为全球的重要课题。 据《橡胶工程导报》报道，美国在 1992 年以前每年要花费 340 多万美元用于消除和堆放废旧轮胎而产生危机公民健康的公害。 该项目的实施，将会对废旧轮胎的回收处理、清除黑色污染起到科技示范作用。 在一定程度上，为我国解决 21 世纪环保问题做出贡献。 三、原材料来源 由于橡胶不易自然腐化，故其废胶的产量接近于上年橡胶制品的总和。 其原材料可谓取之不尽用之不完，有关资料表明。 目前，西方发达国家的废胶利用率不足 25%，而国内不足 15%，且有相当部分利用价值低劣，如小型砖瓦厂的烧砖之用，严重地污染了空气和周围农作物。 废旧橡胶的来源极广，首先是废旧轮胎，其次是各种废旧橡胶制品及橡胶制品厂家的边角料、下脚料等等。 以废旧轮胎为例：在全国均有废旧轮胎集散地，仅山东的淄博、青州地区就有数个大型的废旧轮胎集散地，每年收集量达 10 多万吨，足以满足目前生产之需。 随着胶粉生产 加工能力的提高和销量的增加，废旧橡胶的收购可逐步向全国市场推进，在废旧橡关于利用废旧橡胶开发胶粒和精细橡胶粉项目的《可行性研究报告》 第 12 页 共 33 页 胶的集散地建立收购、粗加工原料基地；国外废旧橡胶资源极为丰富，因此也可以直接从国外进口废旧胶块，来料加工后出口创汇。 总之，废旧橡胶的来源极为广泛，不是胶粉生产的主要障碍。 四、需求预测 目前，我国橡胶年产量约 45 万吨，而用胶量约为 190 万吨，年缺口量约 145 万吨，靠大量进口，而世界橡胶缺口也约在 200 万吨。 随着经济的发展和橡胶行业的发展趋势，供求矛盾更为特出。 目前美国年人均用胶量为 20 公斤，而我国为 公斤，预计到 2020 年我国人 均年用胶量将达到 3公斤。 因此，年橡胶缺口增至 250 万吨左右。 橡胶产量的增幅与用胶量的增幅，差距较大，且是个长期的供需矛盾问题。 西方发达国家于 70年代开始了胶粉的应用，现已推广到一定的使用范围，而我国于 80 年代开始重视这一项目的研究。 并逐步生产、应用和推广，但鉴于橡胶粉体细度达不到要求，推广速度缓慢。 而今，随着胶粉生产设备和工艺的进步，开发出了众多的新型废旧橡胶的粉碎设备。 目前这些常温下的胶粉生产加工设备，以物理剪切为基本原理进行粉碎，所得粉体细而均匀。 可大批量应用于橡胶制品。 根据制品的要求可掺人 10— 70%。 甚至更高，预计到本世纪末胶粉用量可望达到 50 万吨，只要应用得当，工艺合理，也可用于建筑、橡塑等行业，其用量更不可低估。 五、重要市场支持者 橡胶粉最大的用户是沥青铺路材料工业 二十世纪 40 年代美国开始研究此项改性技术， 1991 年通过法案，要求在道路沥青中使用废橡胶粉含量应在 5%以上。 使用经验表明：湿法添加 15%的胶粉，可有效的降低沥青温度敏感性，增加粘弹性、 MARSHALL 稳定度，增大与基料的粘接性，提高防滑性和耐磨性。 更为重要的是可大幅度延长服役期，从而降低寿命周期成本。 由于成本较低，性能 增强和环保意识增加，用胶粉改性沥青愈来愈受到世界各国的重视。 我国对沥青改性及混合技术研究已有 10 余年历史，并取得了许多成果，大规模在高速公路和停车场建设中使用， CRMA（胶粉改性沥青）即将开始。 轮胎制造业也是精细胶粉重要的用户 90 年代精细胶粉在轮胎制造中的应用得到了广泛的重视，目前许多名牌车的轮胎生产工艺以改过去的老工艺（硫化碳黑）而采用精细橡胶粉作添加剂的新工艺。 根据国家石油和化学工业局统计， 98年国产轮胎达 8585 万条，全世界达 12 亿条以上。 仅山东省的青岛黄海橡胶集团有限责任公司、山东轮胎厂、荣 成轮胎厂、青岛国人集团橡胶厂等大型轮胎厂对精细胶粉的年需求量就已高达 3万吨以上。 更加重要的是我国年产量超过 10 亿元的十家轮胎厂主要依靠进口胶粉用于生产。 同时亚太地区轮胎生产量占世界 29． 1%，世界最大的轮胎厂（韩国轮胎公司大田厂年产 2100 万条）和世界最大耗胶厂（韩国锦湖公司谷城厂年耗胶 10 万吨）与青岛隔海相望。 其它市场支持者 关于利用废旧橡胶开发胶粒和精细橡胶粉项目的《可行性研究报告》 第 13 页 共 33 页 精细胶粉不但在沥青铺路材料工业和轮胎制造业得到了广泛的应用，并且在输送带（ 98 年我国年产量 8884 平方米）、胶鞋（ 98 年中国年产量 12． 47 亿双）、胶板等橡胶制品行业，在建 筑、铁路等行业也得到了广泛应用。 据不完全统计，目前精细胶粉应用范围有：沥青铺路材料、轮胎、输送带、鞋底、运动网球场、高尔夫球场垫、滑道、运动场保护层建筑垫块、房屋固定材料、隔音板、地板、车库地板、过滤网、挡泥板、缓冲垫杂草清理垫、缓解疲劳型地板垫、墙板、屋顶材料、软管、覆盖层、交运锥形喇叭、交通柱、减震圈、绝缘片等产品或产业。 六、资源化成效 将废旧橡胶进行资源化技术处理，是对废旧橡胶处理的最佳方式。 通过 珠海经济特区精业机电技术研究所开发的精细胶粉生产设备生产加工胶粉， 可以获得以下资源化成效。 产品 / 成 效 百分比 (％ ) 估算产品单价 成份含量 每吨经济效益（毛利） 废旧轮胎 100% 元 /吨 1． 00 吨 460． 00 元 /吨 钢丝、钢圈 15%以下 400． 00 元 /吨 0． 15 吨以下 60． 00 元 棉絮、纤维 11%以下 300． 00 元 /吨 0． 11 吨以下 33． 00 元 其它杂质 4%以下 0． 00 元 /吨 0． 04 吨以下 0． 00 元 橡胶粉 70%以上 3430． 00 元 /吨 0． 7 吨以上 2401． 00 元 废旧轮胎经过有效之处理后，可成功地转化成为各类产品的原料，具有极高的资源化成效。 第四章 技术与设备 一、技术简报 胶粉生产方法 生产精细胶粉的方法有三种：一种是深冷处理方法；第二种是机械方法；第三种是化学处理方法。 第一种深冷处理方法又分为液氮深冷处理、空气涡轮机制冷处理，目前西方发达国家采用的是液氮冷处理和它的优点是胶粉清洁不含杂物和油分子，胶粉颗粒均匀质量好，设备冷循环设计好，成本低。 而涡轮机制冷生产的胶粉颗粒冷却不均匀，颗粒大小以及形状不均，给以后使用工艺造成难度。 这种空气涡轮机制冷方法是台湾采用的，但没有这方面的实用设备。 第二种是机械方法，传统的机械方法只能生产 40 目 以下的胶粉，更细的胶粉由于发热胶粉无法制造出来。 第三种化学方法是采用溴氧粉碎，是前苏联一科学家发明，但尚未见到设备，东德购专利开发，我们认为溴氧粉碎技术不成熟，溴氧发生器也是相当昂贵的，从我们掌握的信息和材料，美国、加拿大、澳大利亚均采用液氮深冷技术比较成功可靠。 常温胶粉生产 常温粉碎法主要采用第二种机械方法加工胶粉，是目前胶粉生产加工较为普遍采用的粉碎方法，利用传统常温粉碎工艺生产的胶粉细度一般只能达到 15— 35 目的粒度。 因此，由于颗粒太粗，只能作为胶料含胶率的填充剂，而不能从根本上 起到明显的补强作用，且对用量比例及使用范围也有较大关于利用废旧橡胶开发胶粒和精细橡胶粉项目的《可行性研究报告》 第 14 页 共 33 页 的局限性。 随着胶粉用途的不断扩大，常温超细生产工艺水平和技术得到了很大的发展，目前采用常温粉碎法已经可将 15 目 — 25 目的粗胶粉粉碎成 80 目 — 120 目的胶粉达 60%以上，大大降低了采用深冷技术生产精细胶粉生产的成本。 目前，常温超细粉碎法已可使胶粉生产在 40— 120 目之间任意调节，最细度可达 150 目。 常温超细粉碎法具有能耗低，所得颗粒细而均匀，无任何环境污染，噪音低等优点。 由于采用常温超细粉碎法生产的胶粉粉体型状与传统常温粉碎法的生产工艺不同，使精细胶粉在与新 胶的结合时性能也不同，所得粉体表面有众多的毛刺形，故在与新胶结合过程中，其性能优良。 由于粉体颗粒越小，结合情况越好。 根据目前常温粉碎技术的发展和成熟，使精细胶粉的生产成本大大降低。 本项目将采用新型常温超细粉碎设备配合珠海经济特区精业机电技术研究所开发的 JY 型精细橡胶粉生产线，将常温生产的60 目左右的胶粉作为 JY 型精细橡胶粉生产线的原料，加工生产 80 目以上的精细胶粉，可大量降低深冷生产过程中动力和液氮的消耗量，提高粉体细度和生产量，优化粉体形状，保证橡胶的原有性能。 在提高胶粉质量，满足 JY 型精细橡胶粉生 产线原料供应的同时，还可获得 60%以上常温加工的 80 目— 120 目的精细胶粉，使胶粉加工系统的综合精细胶粉加工生产能力得到提高，使精细胶粉的综合加工成本进一步下降。 深冷生产技术来源 技术来源于：珠海经济特区精业机电技术研究所开发、设计、研制的 JY 型精细橡胶粉生产线成套设备的工作已近五年，完成了国内外信息的调研、原料及产品的市场分析，其研制生产的 JY 型精细橡胶粉生产线采用液氮冷冻法进行加工产生，其温度、速度、过载均为闭环连锁微机控制，对环境没有污染。 特别是对冷冻能源的循环使用，利用 520 目胶粉作为生产原 料，可达到生产一公斤精细胶粉消耗 公斤液氮的国际先进水平。 由于只有液氮冷冻法才可以加工常温下很难粉碎加工的丁基橡胶，三元乙丙胶、硅橡胶等特殊胶种，所以本项目所辐射的应用领域和附加值将大幅度提高。 如果，本项目采用常温生产的 60 目胶粉作为深冷生产系统的原料，可是胶粉在更短的时间内达到玻璃体状态，并提高生产效率。 技术创新 该项目生产的关键技术是设备的技术水平和能源的循环使用，在生产中的温度、速度、过载均为闭环连锁微机控制。 其深冷细碎设备是采用专利技术制造的通道式沸腾冷冻机，独创的能量交换技术使粗胶粉颗 粒得到充分、均匀的冷冻而玻璃化，再经细磨可充分保证胶粉的质量。 针对世界上采用液氮冷冻法生产精细胶粉的两大课题，该项目既使粗胶粉得到充分而均匀的冷冻使之玻璃化，而且可以使液氮能源得到充分利用，得到了生产能耗和生产成本降低的效果，使加工出的精细橡胶粉达到了能够使市场接受的价格。 因此，该项目具有独特的、富有技术创新的设计，其主要创新表现在以下几点： 关于利用废旧橡胶开发胶粒和精细橡胶粉项目的《可行性研究报告》 第 15 页 共 33 页 1）如何降低能耗及对能源的循环使用是该生产系统的最大特点，也是该项目的最大创新点。 充分利用液氮的冷冻能源，也是该生产系统的专利技术之一。 2）深冷：采用专利技术制造的 通道式沸腾冷冻机，使待加工的粗胶粉得到充分而均匀的冷冻。 3）精粉：在精细胶粉加工过程中所产生的能量，采用导热性能较好的媒体传递、冷却，有效的减少了冷冻能量的损耗。 主要技术指标 （单条生产线指标） 1）生产能力：每年去掉 35 个检修工作日，每年按 330 个工作日计算。 每小时产量 吨，单条生产线年产 5000 吨 /年 80 目以上精细胶粉。 2）废旧轮胎自动剥离钢圈、钢丝、棉絮、纤维。 3）出料率：≥ 70%（以废旧轮胎为原料）。 其中，副产品：钢丝、钢圈≤ 15%，纤维、棉絮≤ 11%。 4）胶粉细度： 80― 200 目 ， 80 目以上可调（根据用户需要生产）。 5）产品种类： 80— 150 目占 50%（ 2500吨）， 150— 200 目以上占 50%（ 2500吨）。 6）胶粉纯度：≥ 98%。 7）杂质含量：金属含量 ≤ 0． 05%；纤维含量≤ 0． 2%（在粗加工中已经基本筛除）。 9）产品过筛率：≥ 98% 10）电力需求： 690KVA（生产系统总动力）。 11）液氮消耗量： 0． 36 千克 /每千克胶粉（进料 10 目 — 30 目胶粉， 30 目以上胶粉耗量更低）。