废轮胎粉碎方法

黄药师

　　废轮胎粉碎方法一般有三种，即常温粉碎法、低温粉碎法和超微细粉碎法。

- v+ U7 ]9 T5 R% s　　（一）常温粉碎法
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' f3 @7 G7 _+ E6 X　　废旧轮胎经过分类加工处理后，在常温下粉碎，一般分粗碎和细碎。目前我国采用两种粉碎方式，一种是粗碎和细碎在同一台设备内完成。另一种是粗碎和细碎在两台不同的设备内完成。前者适合于小型工厂的生产，后者适合于大中型工厂生产。这种粉碎方式主要用沟光辊或沟辊粉碎机进行。近年我国浙江绿环橡胶粉体工程有限公司等多家橡胶机械公司研制成功了非辊筒式常温粉碎方法，可生产80-200目精细轮胎胶粉的全套设备，标志着我国胶粉工业的装备取得了历史性的突破，达到了世界领先水平。现将非辊筒式常温粉碎方法介绍如下。

7 B" P/ l* }9 q　　1、切碎机  国内江阴青阳胶粉厂开发成功两种切碎机为XZ-300型细碎机配套，一种是粗碎机，一种是中碎机，其定刀和动刀交叉设置，剪切时不是平行相切，而是交叉相切。刀片的刀片设有一层特殊保护层，使用寿命大大增加，生产效率较高。粗碎机的进料块为25mm*25mm,切碎粒度为8-15mm,最大生产能力100kg/h.中碎机的进料粒度为8-15mm,切碎粒度为2-4mm,最大生产能力80kg/h.目前国内已有多家橡胶机械厂开发研制成功钢丝子午胎切碎机。
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　　2、盘式粉碎机  近年来国内开发成功一种新型的盘式粉碎机，该机是基于剪切研磨的原理，特殊构造的齿盘用耐磨合金钢包覆，工作寿命比较长，配套水循环冷却系统，以控制粉碎室的温度，从而获得高质量、高细度的胶粉。如江阴青阳胶粉厂的XZ-300废橡胶细碎机就是一种代表性粉碎机，该机进料粒度为4mm以下的废橡胶，一次性粉碎粒度可达80目以上，最大生产能力40kg/h,是一种适合中小企业应用的废橡胶细碎机。

, W$ z& n1 v# |+ |　　（二）低温粉碎法
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, M4 |' v1 U7 ~! Z　　低温粉碎是利用液氮冷或空气涡轮膨胀式冷冻，使废橡胶制品冷至玻璃化温度以下，然后用锤式粉碎机或盘式粉碎机粉碎。
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  Y' U- l$ }9 [; q, A  H　　（1）液氮粉碎法  液氮由空气分离制取，原料资源丰富，能够大量生产，成本也比较低。另外，液氮可以直接输入粉碎机内，从而减少了预冷时间，简化了装置。由于液冷冻粉碎有以上优点，预计今后的冷冻粉碎仍然主要使用液氮。

　　按废橡胶加工方式，液氮冷冻方法可分为两类：一类是先对废轮胎进行前处理（即割除胎圈和切割胎面），然后进行液氮冷冻粉碎；另一类是不预先进行废轮胎的预处理，直接对废轮胎进行液氮冷冻粉碎。前者工艺较复杂，但废轮胎可以粉碎得很细。第二种工艺简单，可直接粉碎整个钢丝子午线轮胎，但液氮消耗高，胶粉粒度受限。

* e; F& ], p4 L) m8 p+ T　　（2）空气冷冻粉碎法  中国航空工业总公司第六零九研究所早在20世纪70年代末就应用航空空气循环涡轮膨胀制冷技术研制油田液化装置及其他深冷制冷设备，取得成功，得到了推广，获得了很好的经济效益和社会效益。80年代末，又利用此项制冷技术进行废旧轮胎处理生产精细胶粉的技术开发和研制工作，在1990年与山东高密橡胶厂合作研制中试装置，1992年在烟台研制工业性试生产装置的基础上，1993年成立南京飞利宁深冷工程有限公司（合资公司），研制万吨级空气冷冻废橡胶制粉装置，建设示范工厂。经过5年多的设计、制造、安装、调试、改造，目前已建成了处理废旧轮胎8000-10000t/a、生产胶粉5000t/a的工业化生产装置（示范厂），开辟了我国处理废旧轮胎生产胶粉的新途径。空气制冷粉碎法是我国发展精细胶粉规模化生产的重要途径，这就大大促进了冷冻胶粉装置的研制工作。
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　　整个流程由常温粉碎和低温粉碎两大部分组成。常温粉碎由轮胎破碎、粗碎、细碎、磁选筛分、物料输送、料仓等组成。低温粉碎由气源净化、干燥、制冷、冷冻、粉碎、筛分分级、称重包装和测控等组成。两个部分可连续，亦可分别独立生产运行。常温粉碎按生产要求可单班或二班、三班生产，低温部分三班连续生产。
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　　根据资料报道，德国、乌克兰、加拿大和中国青岛绿叶橡胶公司采用液氮冷冻粉碎法，美国波多黎各橡胶公司和中国南京飞利宁深冷工程有限公司采用空气冷冻粉碎法，中国深圳采用常温粉碎法生产胶粉。

　　（三）超微细粉碎法
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$ ^& E: k! X7 E: C4 P: h　　超微细粉碎法（RAPRA法）系英国的RAPRA（英国橡胶塑料研究所）发明的一种废旧橡胶制品的粉碎方法，经RAPRA法粉碎的胶粉，可以单独，也可以和新的橡胶配合使用，硫化后可获得一定的物理机械性能。
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( G' E. o) ?  Y' J$ M5 b; @9 |　　1、RAPRA法粉碎用设备及其特征RAPRA法又可分为3种制法，但均需用圆盘式胶体碾磨机进行粉碎加工。

　　通过调节螺丝钉来调节进料口的大小，由料斗供给碾磨机的碎料，经过安全筛网而进入碾磨机的投料孔道。应用旋转器产生的离心力，将橡胶碎块送入两个磨盘之间的磨腔内，进行碾磨、粉碎。
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; D/ }& Z. ]5 |　　应用这种方法粉碎有两个特点：其一是在粉碎过程中，能够保持较低的温度，因为在100度的高温下，天然橡胶和合成橡胶的物理机械性能将会有一定程度的下降，因此，在RAPRA法中，要严格将温度控制在100度以下；其二是用这种圆盘式碾磨机粉碎的废旧橡胶制品的胶粉，其粒子表面为凹凸形，呈毛刺状态，这种胶粉的粒子与其他方法制造的胶粉的粒子相比，在同样体积下，表面积大，故配入这种胶粉的胶料，其补强效果增大。此外，这种胶粉还易于实现自动输送和自动称量。
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　　2、RAPRA法胶粉的制法   RAPRA法胶粉的制法可分为3种。

+ _& j( ]' Q0 {& P　　（1）使用脂肪酸和碱的制造方法  这种制造方法是使已经粗碎过的胶粉吸收3%的脂肪酸（例如油酸），进行膨润增塑，然后在辊式碾磨机内薄通为薄的胶片，在这些胶片上撒上苛性碱，再继续压炼，以使脂肪酸和苛性碱充分反应，使胶粉变成易粉碎的状态，继之将投入到圆盘式胶体碾磨机内进行粉碎，同时加水混合成乳化膏状物。最后再把这些膏状物取出，加入盐酸等电解质，使其凝聚，用离心分离机把液体除去，再经水洗、脱水、干燥后，即得到RAPRA法胶粉。

　　（2）使用极性液体的制造方法  这种制造方法是在已被粗碎后的胶粉中，加入四氢呋喃、丁酮、乙酸盐或三氯甲烷等极性液体（澎润液），使胶粉充分膨润，待其软化后，再用和上法相同的方法进行粉碎，粉碎后再将生成物中的膨润液蒸发、分离，或者用化学方法将生物中的膨润液分离出去而获得RAPRA法胶粉。

　　（3）使用过量水的制造方法   这种方法的特点是只使用水而不使用任何化学药品，即将粗碎后的420UM的粗胶粉与过量水同时质量比从2:1到3:1,一般取3:1以上为宜。用泵将粗胶粉和水输送到金刚砂制的圆盘式的转子和定子之间的细小腔道内，进行磨碎。将420UM的粗胶粉粉碎为3台不同性能的圆盘式碾磨机内碾磨，使粗胶粉的粒径愈磨愈小，直至小于20UM.在3台不同性能的圆盘式碾磨机的粉碎过程中，要通入足量的水，用水量是可以调节的，而用水量第一台最多，第二台、第三台逐台减少。得到生成物后，还需经过过滤和离心机脱水，然后在40度的条件下振动干燥，干燥后的胶粉即为RAPRA法胶粉。

* H) A7 M/ R9 H: ^　　用胶体磨制造的超微细胶粉粒子的表面构造呈螺旋形，粒子表面积大，与胶料配合时，其补强效果好。另外，由于是粉状，所以适合于自动称量和自动化处理。
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6 W% V) ?  `. U7 M　　配合超微细胶粉硫化胶的拉伸强度比配合再生胶者高，而耐磨耗性能也好，但是由于超微细胶粉成本较高，一般只作高级橡胶制品的原料。

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还是常温法用的多一些。

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