CN107379322A - 一种轮胎炭黑循环利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轮胎炭黑循环利用方法，主要包括废轮胎无害化处理方法、轮胎新材料制备方法及轮胎新材料在轮胎制造中的应用方法。本废轮胎无害化处理方法能够将废轮胎裂解生成33%的炭黑、38%的混合油、15%的钢丝。利用该方法生产的混合油无需处理便具有密度低、纯度高等优点；生产的炭黑稳定性好，品质高，并且生产过程完全达到无害化环保要求，且能够将轮胎裂解炭黑100%替代N550及N234炭黑，用于新轮胎制造。此方法的应用可有效解决目前存在的废旧轮胎处理成本高，生产工艺复杂，以及废轮胎利用率低等问题。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎循环利用方法，特别是一种轮胎炭黑循环利用方法。
背景技术
废旧橡胶主要是废旧轮胎等橡胶制品，是国际公认的有害垃圾。目前，我国废旧轮胎的产生量在1亿条以上，随着汽车工业的快速发展，废旧轮胎的产生量还将不断增加。大量废旧轮胎的长期露天堆放，不仅占用了大量土地资源，而且还有不能自然降解，易滋生病菌、产生自燃着火等问题存在。但是以废旧轮胎为主的废旧橡胶，又是一种可以再生利用的资源。因此，废旧轮胎处理好了是可再生资源，处理不好则变成有毒有害的垃圾。
国内外废旧轮胎的综合利用做法通常是1.作为燃料使用，1吨废旧轮胎大体可以替代1.74吨左右的煤，主要用于水泥、工业锅炉、发电厂等；2.制造再生橡胶或胶粉；3.翻新轮胎；4.通过热裂解技术将废轮胎裂解成裂解炭黑和混合油等。 传统废旧轮胎热裂解方法生产的炭黑一般应用于汽车和机械的橡胶零部件，如胶带，隔膜，膨胀节，胶管，密封条及电线电缆等，存在产品附加值低，并且需求量不高的弊端。
而传统新轮胎制造中通用炭黑使用量占整个轮胎比重的33%，并且通用炭黑由于生产工艺复杂，产量不高，导致炭黑价格偏高，轮胎生产成本也相应提高。故一种既廉价，又能够保证和提高轮胎性能的新材料来替代传统炭黑成为轮胎行业的新诉求。
发明内容
本发明所要解决的问题是：提供一种轮胎炭黑循环利用方法，目的是解目前存在的轮胎循环利用行业能源利用率低，产品附加值低等问题进行改进。
本发明的技术方案如下：
一种轮胎炭黑循环利用方法，将废轮胎无害化处理后的炭黑经过磁选后研磨到一定粒径以下，将经过研磨工序的炭黑去除杂质提纯、再经过改性工序后制成轮胎专用炭黑，用所述轮胎专用炭黑完全替代用于轮胎制造的通用炭黑，制造新轮胎。
所述的废轮胎无害化处理为，通过预处理将废旧轮胎粉碎到25mm*25mm大小；将粉碎后的轮胎胶块块送入原料仓，通过设置于原料仓底部的输送螺旋输送至立式裂解塔，同时预热裂解塔至500℃—700℃，所述轮胎胶块由裂解塔的加料口进入裂解塔，落入和主轴相连的内部多层螺旋托盘上，在500℃-700℃的温度和微负压条件下，通过重力和炉壁摩擦力的作用进行分解，分解后的较小胶块颗粒和钢丝一起掉入后续托盘并继续分解，直到塔底；所述裂解塔顶部有管道与所述冷凝塔相连，通过真空泵将裂解时产生的裂解气抽出，裂解气经过所述冷凝塔时大部分液化成裂解油，油水分离后进入储油罐；剩余未液化部分的裂解气则送入裂解塔底部燃烧室给裂解塔供热；到达塔底的钢丝和炭黑送入下一程序进行磁选、分离、打包。
所述研磨后的粒径为10 μm以下。
所述磁选工序所使用的设备是磁选机，所述研磨工序所用设备是超细炭黑磨粉机。
所述的改性工序为，将杂质提纯后的炭黑与硝酸溶液混合，不断搅拌所述混合溶液，同时升温至343K，将升温后的混合溶液恒温保存两小时，然后冷却至室温，之后将混合溶液进行水洗，使溶液达到PH≥5的状态；然后将滤液在378K的温度下干燥至恒重，然后在干燥至恒重的滤液中加入硬脂酸与丙酮的混合溶液，并不断搅拌，之后将上述步骤的混合溶液在室温下静置24小时，并在378K的温度下干燥至恒重后进行造粒或者直接包装。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
1. 本方法中使用裂解塔将废旧轮胎裂解，将生成裂解气进行液化，裂解气一部分转化成裂解油，其余未液化的裂解气成为裂解塔的供热燃料。废旧轮胎中的粗裂解炭黑落入裂解塔塔底，由输送螺旋输送至磁选机，磁化挑选后进行改性等工序，成为性能优良轮胎炭黑，作为轮胎的原材料，此方法完全实现了轮胎能源的再生，及循环式清洁化生产。
2. 利用该方法生产的混合油无需处理便能达到密度低、纯度高等优点。
3. 使用本发明所述方法生产的炭黑稳定性好，品质高，并且生产过程完全达到无害化环保要求，能够有效改善轮胎的各项性能指标，提高轮胎耐磨、柔韧性，节油及散热性能。
附图说明
图1为轮胎炭黑循环利用方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明的技术方案进行详细叙述：
如图1所示，一种轮胎炭黑循环利用方法主要包括：废轮胎无害化处理方法、新材料轮胎专用炭黑生产方法和改良新轮胎配方方法。主要在于将废旧轮胎无害化处理生成的裂解炭黑经过磁选、研磨及改性后100%应用于新轮胎的制造中。
所述的废轮胎无害化处理的方法如下：将通过预处理将废旧轮胎粉碎到25mm*25mm大小；将粉碎后的轮胎胶块块送入原料仓，通过设置于原料仓底部的输送螺旋输送至立式裂解塔，同时预热裂解塔至500℃—700℃，所述轮胎胶块由裂解塔的加料口进入裂解塔，落入和主轴相连的内部多层螺旋托盘上，在500℃-700℃的温度和微负压条件下，通过重力和炉壁摩擦力的作用进行分解，分解后的较小胶块颗粒和钢丝一起掉入后续托盘并继续分解，直到塔底；所述裂解塔顶部有管道与所述冷凝塔相连，通过真空泵将裂解时产生的裂解气抽出，裂解气经过所述冷凝塔时大部分液化成裂解油，油水分离后进入储油罐；剩余未液化部分的裂解气则送入裂解塔底部燃烧室给裂解塔供热；到达塔底的钢丝和炭黑送入下一程序进行磁选、分离、打包。根据上述我司独立研发的废轮胎无害化处理方法，能够将废旧轮胎裂解生成33%的炭黑、38%的混合油和15%的钢丝。利用该方法生产的混合油无需处理便能达到密度低、纯度高等优点；生产的炭黑稳定性好，品质高，并且生产过程完全达到无害化环保要求。
将上述废轮胎无害化处理生成的炭黑输送到磁选机，去除钢丝等金属杂质，
将筛选后的炭黑输送到超细炭黑磨粉机进行研磨到10 μm以下。研磨完成后进行改性工序，即将研磨后的炭黑与硝酸溶液混合，不断搅拌所述混合溶液，同时升温至343K，将升温后的混合溶液恒温保存两小时，然后冷却至室温，之后将混合溶液进行水洗，使溶液达到PH≥5的状态；然后将滤液在378K的温度下干燥至恒重，然后在干燥至恒重的滤液中加入硬脂酸与丙酮的混合溶液，并不断搅拌，之后将上述步骤的混合溶液在室温下静置24小时，并在378K的温度下干燥至恒重后进行造粒或者直接包装。即得到改性后制成轮胎专用炭黑。
将上述经过改性工序得到的轮胎专用炭黑完全替代通用炭黑N550及N234，应用于轮胎配方中，制造新轮胎，使用专用炭黑能够有效改善轮胎的各项性能指标，提高轮胎耐磨、柔韧性，节油及散热性能等。通过本方法，每吨废旧轮胎无害化处理生产的33%的炭黑经加工后，可满足每吨新轮胎33%的炭黑原材料需求，也就是说轮胎专用炭黑在资源回收过程中没有任何损失，完全实现了轮胎炭黑的循环再利用。
通过上述方法能够将废旧轮胎完全利用，可实现轮胎裂解炭黑的循环使用及清洁化生产，有效节约国家橡胶资源，同时为循环经济作出积极贡献。
Claims (5)
1.一种轮胎炭黑循环利用方法，其特征在于：将废轮胎无害化处理后的炭黑经过磁选后研磨到一定粒径以下，将经过研磨工序的炭黑去除杂质提纯、再经过改性工序后制成轮胎专用炭黑，用所述轮胎专用炭黑完全替代用于轮胎制造的通用炭黑，制造新轮胎。
2.根据权利要求1所述的轮胎炭黑循环利用方法，其特征在于：所述的废轮胎无害化处理为，通过预处理将废旧轮胎粉碎到25mm*25mm大小；将粉碎后的轮胎胶块块送入原料仓，通过设置于原料仓底部的输送螺旋输送至立式裂解塔，同时预热裂解塔至500℃—700℃，所述轮胎胶块由裂解塔的加料口进入裂解塔，落入和主轴相连的内部多层螺旋托盘上，在500℃-700℃的温度和微负压条件下，通过重力和炉壁摩擦力的作用进行分解，分解后的较小胶块颗粒和钢丝一起掉入后续托盘并继续分解，直到塔底；所述裂解塔顶部有管道与所述冷凝塔相连，通过真空泵将裂解时产生的裂解气抽出，裂解气经过所述冷凝塔时大部分液化成裂解油，油水分离后进入储油罐；剩余未液化部分的裂解气则送入裂解塔底部燃烧室给裂解塔供热；到达塔底的钢丝和炭黑送入下一程序进行磁选、分离、打包。
3.根据权利要求1所述的轮胎炭黑循环利用方法，其特征在于：所述研磨后的粒径为10μm以下。
4.根据权利要求1或2所述的轮胎炭黑循环利用方法，其特征在于：所述磁选工序所使用的设备是磁选机，所述研磨工序所用设备是超细炭黑磨粉机。
5.根据权利要求1所述的轮胎炭黑循环利用方法，其特征在于：所述的改性工序为，将杂质提纯后的炭黑与硝酸溶液混合，不断搅拌所述混合溶液，同时升温至343K，将升温后的混合溶液恒温保存两小时，然后冷却至室温，之后将混合溶液进行水洗，使溶液达到PH≥5的状态；然后将滤液在378K的温度下干燥至恒重，然后在干燥至恒重的滤液中加入硬脂酸与丙酮的混合溶液，并不断搅拌，之后将上述步骤的混合溶液在室温下静置24小时，并在378K的温度下干燥至恒重后进行造粒或者直接包装。
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