【文章內(nèi)容簡介】 青關(guān)于利用廢舊橡膠開發(fā)膠粒和精細(xì)橡膠粉項目的《可行性研究報告》 第 11 頁 共 33 頁 （ CRMA），在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)廣泛使用在高速公路、停車場、體育場館建設(shè)、建筑等領(lǐng)域，瀝青鋪路材料工業(yè)已經(jīng)成為再生輪胎橡膠粉最大的用戶。在輪胎行業(yè)，已經(jīng)采用精細(xì)膠粉作添 加劑工藝取代硫化碳黑工藝，提高了輪胎動（靜）性能，節(jié)約了天然橡膠。并因生產(chǎn)的精細(xì)膠粉純度已達(dá)到 99． 9%，可替代塑料。目前精細(xì)硫化橡膠粉的應(yīng)用范圍多達(dá) 26 個行業(yè)，因此無需贅言，精細(xì)膠粉市場是潛力巨大的市場，更是廢橡膠綜合利用的方向。 二、社會效益 取代新橡膠彌補(bǔ)國內(nèi)橡膠的缺口，可為國家節(jié)約大量外匯。 把廢舊橡膠制成精細(xì)膠粉是資源保護(hù)，資源綜合利用，增收節(jié)支的一個新的經(jīng)濟(jì)增長點。同時，可以使相關(guān)產(chǎn)業(yè)降低成本，節(jié)約外匯，緩解我國橡膠資源不足的矛盾。同時，可以取代再生膠的生產(chǎn)，再生膠的生產(chǎn)廢水污染和能 源消耗都很大，現(xiàn)發(fā)達(dá)國家已禁止再生膠的生產(chǎn)。因此，把廢舊橡膠制成精細(xì)膠粉，可減少再生膠生產(chǎn)過程中廢水排放對環(huán)境造成的污染，趕上發(fā)達(dá)國家對廢舊橡膠處理水平。 降低橡膠行業(yè)的原材料成本，大幅度提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 80 目以上的精細(xì)膠粉，以其所具有的天然橡膠特性已成為重要的橡膠工業(yè)原料。在輪胎生產(chǎn)中加入一定比例的精細(xì)膠粉可減少天然橡膠的使用量，大幅降低生產(chǎn)成本；使用精細(xì)膠粉作為高檔瀝青的改性材料用于鋪設(shè)高等級公路，可對路面的耐磨性、耐熱性、防凍防水、增加彈性、減少噪音等具有明顯的提高和改善。對于發(fā)展國家經(jīng)濟(jì)建 設(shè)，提高資源二次利用水平，實現(xiàn)原材料國產(chǎn)化具有重大示范作用。 凈化環(huán)境衛(wèi)生，將廢舊橡膠變廢為寶，故其社會效益無法估量。 因廢舊輪胎難以破壞，且固體形態(tài)在自然界中壽命很長，不易降解和消失，對自然環(huán)境已形成嚴(yán)重危害，成為黑色污染。所以，回收處理廢舊輪胎已成為全球的重要課題。據(jù)《橡膠工程導(dǎo)報》報道，美國在 1992 年以前每年要花費(fèi) 340 多萬美元用于消除和堆放廢舊輪胎而產(chǎn)生危機(jī)公民健康的公害。該項目的實施，將會對廢舊輪胎的回收處理、清除黑色污染起到科技示范作用。在一定程度上，為我國解決 21 世紀(jì)環(huán)保問題做出貢獻(xiàn)。 三、原材料來源 由于橡膠不易自然腐化，故其廢膠的產(chǎn)量接近于上年橡膠制品的總和。其原材料可謂取之不盡用之不完，有關(guān)資料表明。目前，西方發(fā)達(dá)國家的廢膠利用率不足 25%，而國內(nèi)不足 15%，且有相當(dāng)部分利用價值低劣，如小型磚瓦廠的燒磚之用，嚴(yán)重地污染了空氣和周圍農(nóng)作物。 廢舊橡膠的來源極廣，首先是廢舊輪胎，其次是各種廢舊橡膠制品及橡膠制品廠家的邊角料、下腳料等等。以廢舊輪胎為例：在全國均有廢舊輪胎集散地，僅山東的淄博、青州地區(qū)就有數(shù)個大型的廢舊輪胎集散地，每年收集量達(dá) 10 多萬噸，足以滿足目前生產(chǎn)之需。 隨著膠粉生產(chǎn) 加工能力的提高和銷量的增加，廢舊橡膠的收購可逐步向全國市場推進(jìn)，在廢舊橡關(guān)于利用廢舊橡膠開發(fā)膠粒和精細(xì)橡膠粉項目的《可行性研究報告》 第 12 頁 共 33 頁 膠的集散地建立收購、粗加工原料基地；國外廢舊橡膠資源極為豐富，因此也可以直接從國外進(jìn)口廢舊膠塊，來料加工后出口創(chuàng)匯?？傊?，廢舊橡膠的來源極為廣泛，不是膠粉生產(chǎn)的主要障礙。 四、需求預(yù)測 目前，我國橡膠年產(chǎn)量約 45 萬噸，而用膠量約為 190 萬噸，年缺口量約 145 萬噸，靠大量進(jìn)口，而世界橡膠缺口也約在 200 萬噸。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和橡膠行業(yè)的發(fā)展趨勢，供求矛盾更為特出。目前美國年人均用膠量為 20 公斤，而我國為 公斤，預(yù)計到 2020 年我國人 均年用膠量將達(dá)到 3公斤。因此，年橡膠缺口增至 250 萬噸左右。 橡膠產(chǎn)量的增幅與用膠量的增幅，差距較大，且是個長期的供需矛盾問題。西方發(fā)達(dá)國家于 70年代開始了膠粉的應(yīng)用，現(xiàn)已推廣到一定的使用范圍，而我國于 80 年代開始重視這一項目的研究。并逐步生產(chǎn)、應(yīng)用和推廣，但鑒于橡膠粉體細(xì)度達(dá)不到要求，推廣速度緩慢。而今，隨著膠粉生產(chǎn)設(shè)備和工藝的進(jìn)步，開發(fā)出了眾多的新型廢舊橡膠的粉碎設(shè)備。目前這些常溫下的膠粉生產(chǎn)加工設(shè)備，以物理剪切為基本原理進(jìn)行粉碎，所得粉體細(xì)而均勻?？纱笈繎?yīng)用于橡膠制品。根據(jù)制品的要求可摻人 10— 70%。甚至更高，預(yù)計到本世紀(jì)末膠粉用量可望達(dá)到 50 萬噸，只要應(yīng)用得當(dāng)，工藝合理，也可用于建筑、橡塑等行業(yè)，其用量更不可低估。 五、重要市場支持者 橡膠粉最大的用戶是瀝青鋪路材料工業(yè) 二十世紀(jì) 40 年代美國開始研究此項改性技術(shù)， 1991 年通過法案，要求在道路瀝青中使用廢橡膠粉含量應(yīng)在 5%以上。使用經(jīng)驗表明：濕法添加 15%的膠粉，可有效的降低瀝青溫度敏感性，增加粘彈性、 MARSHALL 穩(wěn)定度，增大與基料的粘接性，提高防滑性和耐磨性。更為重要的是可大幅度延長服役期，從而降低壽命周期成本。由于成本較低，性能 增強(qiáng)和環(huán)保意識增加，用膠粉改性瀝青愈來愈受到世界各國的重視。我國對瀝青改性及混合技術(shù)研究已有 10 余年歷史，并取得了許多成果，大規(guī)模在高速公路和停車場建設(shè)中使用， CRMA（膠粉改性瀝青）即將開始。 輪胎制造業(yè)也是精細(xì)膠粉重要的用戶 90 年代精細(xì)膠粉在輪胎制造中的應(yīng)用得到了廣泛的重視，目前許多名牌車的輪胎生產(chǎn)工藝以改過去的老工藝（硫化碳黑）而采用精細(xì)橡膠粉作添加劑的新工藝。根據(jù)國家石油和化學(xué)工業(yè)局統(tǒng)計， 98年國產(chǎn)輪胎達(dá) 8585 萬條，全世界達(dá) 12 億條以上。僅山東省的青島黃海橡膠集團(tuán)有限責(zé)任公司、山東輪胎廠、榮 成輪胎廠、青島國人集團(tuán)橡膠廠等大型輪胎廠對精細(xì)膠粉的年需求量就已高達(dá) 3萬噸以上。更加重要的是我國年產(chǎn)量超過 10 億元的十家輪胎廠主要依靠進(jìn)口膠粉用于生產(chǎn)。同時亞太地區(qū)輪胎生產(chǎn)量占世界 29． 1%，世界最大的輪胎廠（韓國輪胎公司大田廠年產(chǎn) 2100 萬條）和世界最大耗膠廠（韓國錦湖公司谷城廠年耗膠 10 萬噸）與青島隔海相望。 其它市場支持者 關(guān)于利用廢舊橡膠開發(fā)膠粒和精細(xì)橡膠粉項目的《可行性研究報告》 第 13 頁 共 33 頁 精細(xì)膠粉不但在瀝青鋪路材料工業(yè)和輪胎制造業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，并且在輸送帶（ 98 年我國年產(chǎn)量 8884 平方米）、膠鞋（ 98 年中國年產(chǎn)量 12． 47 億雙）、膠板等橡膠制品行業(yè)，在建 筑、鐵路等行業(yè)也得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前精細(xì)膠粉應(yīng)用范圍有：瀝青鋪路材料、輪胎、輸送帶、鞋底、運(yùn)動網(wǎng)球場、高爾夫球場墊、滑道、運(yùn)動場保護(hù)層建筑墊塊、房屋固定材料、隔音板、地板、車庫地板、過濾網(wǎng)、擋泥板、緩沖墊雜草清理墊、緩解疲勞型地板墊、墻板、屋頂材料、軟管、覆蓋層、交運(yùn)錐形喇叭、交通柱、減震圈、絕緣片等產(chǎn)品或產(chǎn)業(yè)。 六、資源化成效 將廢舊橡膠進(jìn)行資源化技術(shù)處理，是對廢舊橡膠處理的最佳方式。通過 珠海經(jīng)濟(jì)特區(qū)精業(yè)機(jī)電技術(shù)研究所開發(fā)的精細(xì)膠粉生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)加工膠粉， 可以獲得以下資源化成效。 產(chǎn)品 / 成 效 百分比 (％ ) 估算產(chǎn)品單價 成份含量 每噸經(jīng)濟(jì)效益（毛利） 廢舊輪胎 100% 元 /噸 1． 00 噸 460． 00 元 /噸 鋼絲、鋼圈 15%以下 400． 00 元 /噸 0． 15 噸以下 60． 00 元 棉絮、纖維 11%以下 300． 00 元 /噸 0． 11 噸以下 33． 00 元 其它雜質(zhì) 4%以下 0． 00 元 /噸 0． 04 噸以下 0． 00 元 橡膠粉 70%以上 3430． 00 元 /噸 0． 7 噸以上 2401． 00 元 廢舊輪胎經(jīng)過有效之處理后，可成功地轉(zhuǎn)化成為各類產(chǎn)品的原料，具有極高的資源化成效 。 第四章 技術(shù)與設(shè)備 一、技術(shù)簡報 膠粉生產(chǎn)方法 生產(chǎn)精細(xì)膠粉的方法有三種：一種是深冷處理方法；第二種是機(jī)械方法；第三種是化學(xué)處理方法。第一種深冷處理方法又分為液氮深冷處理、空氣渦輪機(jī)制冷處理，目前西方發(fā)達(dá)國家采用的是液氮冷處理和它的優(yōu)點是膠粉清潔不含雜物和油分子，膠粉顆粒均勻質(zhì)量好，設(shè)備冷循環(huán)設(shè)計好，成本低。而渦輪機(jī)制冷生產(chǎn)的膠粉顆粒冷卻不均勻，顆粒大小以及形狀不均，給以后使用工藝造成難度。這種空氣渦輪機(jī)制冷方法是臺灣采用的，但沒有這方面的實用設(shè)備。第二種是機(jī)械方法，傳統(tǒng)的機(jī)械方法只能生產(chǎn) 40 目 以下的膠粉，更細(xì)的膠粉由于發(fā)熱膠粉無法制造出來。第三種化學(xué)方法是采用溴氧粉碎，是前蘇聯(lián)一科學(xué)家發(fā)明，但尚未見到設(shè)備，東德購專利開發(fā)，我們認(rèn)為溴氧粉碎技術(shù)不成熟，溴氧發(fā)生器也是相當(dāng)昂貴的，從我們掌握的信息和材料，美國、加拿大、澳大利亞均采用液氮深冷技術(shù)比較成功可靠。 常溫膠粉生產(chǎn) 常溫粉碎法主要采用第二種機(jī)械方法加工膠粉，是目前膠粉生產(chǎn)加工較為普遍采用的粉碎方法，利用傳統(tǒng)常溫粉碎工藝生產(chǎn)的膠粉細(xì)度一般只能達(dá)到 15— 35 目的粒度。因此，由于顆粒太粗，只能作為膠料含膠率的填充劑，而不能從根本上 起到明顯的補(bǔ)強(qiáng)作用，且對用量比例及使用范圍也有較大關(guān)于利用廢舊橡膠開發(fā)膠粒和精細(xì)橡膠粉項目的《可行性研究報告》 第 14 頁 共 33 頁 的局限性。隨著膠粉用途的不斷擴(kuò)大，常溫超細(xì)生產(chǎn)工藝水平和技術(shù)得到了很大的發(fā)展，目前采用常溫粉碎法已經(jīng)可將 15 目 — 25 目的粗膠粉粉碎成 80 目 — 120 目的膠粉達(dá) 60%以上，大大降低了采用深冷技術(shù)生產(chǎn)精細(xì)膠粉生產(chǎn)的成本。 目前，常溫超細(xì)粉碎法已可使膠粉生產(chǎn)在 40— 120 目之間任意調(diào)節(jié)，最細(xì)度可達(dá) 150 目。常溫超細(xì)粉碎法具有能耗低，所得顆粒細(xì)而均勻，無任何環(huán)境污染，噪音低等優(yōu)點。由于采用常溫超細(xì)粉碎法生產(chǎn)的膠粉粉體型狀與傳統(tǒng)常溫粉碎法的生產(chǎn)工藝不同，使精細(xì)膠粉在與新 膠的結(jié)合時性能也不同，所得粉體表面有眾多的毛刺形，故在與新膠結(jié)合過程中，其性能優(yōu)良。由于粉體顆粒越小，結(jié)合情況越好。 根據(jù)目前常溫粉碎技術(shù)的發(fā)展和成熟，使精細(xì)膠粉的生產(chǎn)成本大大降低。本項目將采用新型常溫超細(xì)粉碎設(shè)備配合珠海經(jīng)濟(jì)特區(qū)精業(yè)機(jī)電技術(shù)研究所開發(fā)的 JY 型精細(xì)橡膠粉生產(chǎn)線，將常溫生產(chǎn)的60 目左右的膠粉作為 JY 型精細(xì)橡膠粉生產(chǎn)線的原料，加工生產(chǎn) 80 目以上的精細(xì)膠粉，可大量降低深冷生產(chǎn)過程中動力和液氮的消耗量，提高粉體細(xì)度和生產(chǎn)量，優(yōu)化粉體形狀，保證橡膠的原有性能。在提高膠粉質(zhì)量，滿足 JY 型精細(xì)橡膠粉生 產(chǎn)線原料供應(yīng)的同時，還可獲得 60%以上常溫加工的 80 目— 120 目的精細(xì)膠粉，使膠粉加工系統(tǒng)的綜合精細(xì)膠粉加工生產(chǎn)能力得到提高，使精細(xì)膠粉的綜合加工成本進(jìn)一步下降。 深冷生產(chǎn)技術(shù)來源 技術(shù)來源于：珠海經(jīng)濟(jì)特區(qū)精業(yè)機(jī)電技術(shù)研究所開發(fā)、設(shè)計、研制的 JY 型精細(xì)橡膠粉生產(chǎn)線成套設(shè)備的工作已近五年，完成了國內(nèi)外信息的調(diào)研、原料及產(chǎn)品的市場分析，其研制生產(chǎn)的 JY 型精細(xì)橡膠粉生產(chǎn)線采用液氮冷凍法進(jìn)行加工產(chǎn)生，其溫度、速度、過載均為閉環(huán)連鎖微機(jī)控制，對環(huán)境沒有污染。特別是對冷凍能源的循環(huán)使用，利用 520 目膠粉作為生產(chǎn)原 料，可達(dá)到生產(chǎn)一公斤精細(xì)膠粉消耗 公斤液氮的國際先進(jìn)水平。由于只有液氮冷凍法才可以加工常溫下很難粉碎加工的丁基橡膠，三元乙丙膠、硅橡膠等特殊膠種，所以本項目所輻射的應(yīng)用領(lǐng)域和附加值將大幅度提高。如果，本項目采用常溫生產(chǎn)的 60 目膠粉作為深冷生產(chǎn)系統(tǒng)的原料，可是膠粉在更短的時間內(nèi)達(dá)到玻璃體狀態(tài)，并提高生產(chǎn)效率。 技術(shù)創(chuàng)新 該項目生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)是設(shè)備的技術(shù)水平和能源的循環(huán)使用，在生產(chǎn)中的溫度、速度、過載均為閉環(huán)連鎖微機(jī)控制。其深冷細(xì)碎設(shè)備是采用專利技術(shù)制造的通道式沸騰冷凍機(jī)，獨(dú)創(chuàng)的能量交換技術(shù)使粗膠粉顆 粒得到充分、均勻的冷凍而玻璃化，再經(jīng)細(xì)磨可充分保證膠粉的質(zhì)量。針對世界上采用液氮冷凍法生產(chǎn)精細(xì)膠粉的兩大課題，該項目既使粗膠粉得到充分而均勻的冷凍使之玻璃化，而且可以使液氮能源得到充分利用，得到了生產(chǎn)能耗和生產(chǎn)成本降低的效果，使加工出的精細(xì)橡膠粉達(dá)到了能夠使市場接受的價格。因此，該項目具有獨(dú)特的、富有技術(shù)創(chuàng)新的設(shè)計，其主要創(chuàng)新表現(xiàn)在以下幾點： 關(guān)于利用廢舊橡膠開發(fā)膠粒和精細(xì)橡膠粉項目的《可行性研究報告》 第 15 頁 共 33 頁 1）如何降低能耗及對能源的循環(huán)使用是該生產(chǎn)系統(tǒng)的最大特點，也是該項目的最大創(chuàng)新點。充分利用液氮的冷凍能源，也是該生產(chǎn)系統(tǒng)的專利技術(shù)之一。 2）深冷：采用專利技術(shù)制造的 通道式沸騰冷凍機(jī)，使待加工的粗膠粉得到充分而均勻的冷凍。 3）精粉：在精細(xì)膠粉加工過程中所產(chǎn)生的能量，采用導(dǎo)熱性能較好的媒體傳遞、冷卻，有效的減少了冷凍能量的損耗。 主要技術(shù)指標(biāo) （單條生產(chǎn)線指標(biāo)） 1）生產(chǎn)能力：每年去掉 35 個檢修工作日，每年按 330 個工作日計算。每小時產(chǎn)量 噸，單條生產(chǎn)線年產(chǎn) 5000 噸 /年 80 目以上精細(xì)膠粉。 2）廢舊輪胎自動剝離鋼圈、鋼絲、棉絮、纖維。 3）出料率：≥ 70%（以廢舊輪胎為原料）。其中，副產(chǎn)品：鋼絲、鋼圈≤ 15%，纖維、棉絮≤ 11%。 4）膠粉細(xì)度： 80― 200 目 ， 80 目以上可調(diào)（根據(jù)用戶需要生產(chǎn)）。 5）產(chǎn)品種類： 80— 150 目占 50%（ 2500噸）， 150— 200 目以上占 50%（ 2500噸）。 6）膠粉純度：≥ 98%。 7）雜質(zhì)含量：金屬含量 ≤ 0． 05%；纖維含量≤ 0． 2%（在粗加工中已經(jīng)基本篩除）。 9）產(chǎn)品過篩率：≥ 98% 10）電力需求： 690KVA（生產(chǎn)系統(tǒng)總動力）。 11）液氮消耗量： 0． 36 千克 /每千克膠粉（進(jìn)料 10 目 — 30 目膠粉， 30 目以上膠粉耗量更低）。