吸收垃圾吐出金子的神奇废旧橡胶循环再造新技术

——世界首条无三废橡胶循环再造湿法制取精细能量胶粉生产线
一、项目现状和背景
       橡胶是国家战略性物资，与钢铁、煤炭、石油等物资战略地位相当。橡胶循环再造技术是橡胶工业的坚强后盾，可以这样说，没有橡胶循环再造科技的现代化，就没有橡胶产业的可持续发展。湿法生产胶粉工艺和湿法能量胶粉均代表了世界橡胶循环再造技术的发展方向和当前最高水平。引进无三废橡胶循环再造湿法制取精细能量胶粉生产线我国将取代美国成为世界唯一掌握代表了世界橡胶循环再造技术的发展方向和当前最高水平的核心技术的国家，彻底扭转中国橡胶循环再造行业的落后面貌，实现从行业技术落后国向行业技术领先国的华丽转身，对改变我国经济、科技和军事地位有不可估量的巨大作用。
       中国是一个橡胶应用大国，橡胶的年消耗量超过美国居世界第一位。随着经济的发展，特别是汽车工业的快速增长，我国对橡胶的需求量都在不断的上升。2010年，我国天然橡胶受种植面积所限产能只有78万吨，但是总需求量在289万吨左右，70%以上的天然橡胶是依靠进口、中国耕地18亿多亩，需要10.7亿亩耕地才实现粮食自给，只有7亿多亩耕地可以用来做其他用途。中国只有海南省能种植橡胶，其他省份由于气候原因无缘橡胶种植。7亿多亩其他经济作物耕地若按全国29个省平均分配，海南省只分得2400多万亩。据测算，1吨天然橡胶占耕地22亩，2010年天然橡胶总需求量在289万吨，折合耕地6358万亩，这意味着海南全省其他经济作物耕地全部用来种植橡胶都只能满足需求量的37.7%，所以我国天然橡胶必须依赖进口。2010年我国合成橡胶产能为292万吨，但是总需求量在340万吨左右，15%的合成橡胶同样是依靠进口。合成橡胶主要材料是石油，每8吨原油才生产1吨的合成橡胶。根据数据显示，我国2010年原油进口达到2.12亿吨，而当年总需求量340万吨的合成橡胶就耗用了2720万吨原油，相当于全部原油进口量的12.8%强！可见，我国对橡胶的需求加重了我国对原油的消耗和依赖。 废轮胎是一种再生资源，在新材料领域中是个“宝”，废旧轮胎循环再造，可节省大量生胶和合成胶，集约化耕地和减少对石油的依赖。2009年，我国生产轮胎消耗橡胶已占全国橡胶资源消耗总量的70%左右，年产生废轮胎2.33亿条，重量约合860万吨，折合橡胶资源约300多万吨，若能全部回收再利用，相当于我国5年的天然橡胶产量。
二、精细能量胶粉的用途
       精细能量胶粉在橡胶制品和其它领域中，它是作为橡胶不可替代的作用在使用，添加在轮胎中，可产生空气通道的作用，减少轮胎在运行中产生的热量，延长轮胎使用寿命。在鞋底中添加精细能量胶粉，可以增加鞋底的曲绕性。试验证明，不加硫化胶粉的鞋底经1万次曲绕就会断裂，而加了精细能量胶粉的鞋底经10万次曲绕也不会断裂。精细能量胶粉应用在公路铺设中，与沥青混合可以改变沥青的性能，对沥青路面进行改性，避免路面产生软化流淌和严寒龟裂及其降低噪音等意想不到的良好效果，而不加硫化胶粉改性的一般沥青路面，夏天高温易软化流淌，冬季严寒易龟裂。
三、无三废橡胶循环再造湿法制取精细能量胶粉项目技术介绍
       何为精细能量胶粉？当橡胶制品破碎到80目粉末时，其比表面积在2平方米/克左右的胶粉就称之能量胶粉。目前同目数按传统加工方法和工艺生产的60～120目胶粉其比表面积只为0.11～0.25平方米/克左右，称之为普通胶粉，两者之间比表面积相差8～18倍。橡胶是世界战略基础材料之一。橡胶循环再造技术是解决橡胶资源以及克服由于应用橡胶制品带来的“黑色污染”的最重要途径。我国橡胶循环再造技术中75%使用再生胶技术，且再生胶产量占世界81%，而再生胶与原胶相比，各项品质均有下降，加之生产再生胶对环境造成污染，故发达国家已基本淘汰再生胶生产技术。目前胶粉生产代表着世界橡胶循环再造技术的发展方向，已经是世界橡胶工业的共识。而增加胶粉比表面积（或提高胶粉目数），降低胶粉制造成本，提高胶粉制造效率，控制胶粉制造过程中对环境带来的再次污染，是胶粉制造的世界性难题，也是世界橡胶循环再造技术前沿中的前沿。就目前全世界胶粉生产而言，基本采取干法和冷冻法两种制取工艺。干法生产胶粉时固定轮可以有效冷却，但转轮和材料散热效果欠佳，胶粉易老化；冷冻法生产胶粉通常采用液氮冷冻工艺，把橡胶冷冻至玻璃态温度下破碎。这种方式耗能大，成本高。这两种工艺生产的胶粉形状均呈刀削型平面状，表面较平滑，与原胶结合力小，容易产生滑移，添加到原胶时其产成品的各项性能会低于原胶，仅起充盈填料作用，无法与原胶结合构成抗压、抗拉和抗扭的空间网状结构，导致耐磨、拉伸强度、撕裂强度下降。到目前为止，世界上最先进国家生产的胶粉在橡胶再利用领域都难以超过原橡胶产品性能。同时干法及冷却法生产胶粉，尽管克服了脱硫还原造成的化学污染，但由于噪声、扬尘、废气排放等还带来一定的二次污染。湿法生产胶粉采用特殊的精炼技术，在密闭的精炼机内部采用起撕裂作用的特殊结构的靶墙。在高温流体的带动下，胶粉撞击靶墙后作无规律的、复杂的反射运动，从而增加胶粉与靶墙的碰撞机会，重复产生碰撞、冲击、剪切、摩擦作用，而且让液体从“湍流”变“紊流”，经历无数次相互碰撞、冲击、剪切、摩擦、冲刷的胶粉在“紊流”的带动下，不断地在特殊的靶墙上进行碰撞、冲击、剪切。利用复杂剪切、撕裂、碰撞、膨胀、收缩、高温和摩擦复杂交错的作用，使胶粉各个表面呈空间三维网状凹凸不平的异型面，远比呈刀削型平面状态复杂的多，形成比表面积（接触表面）达到2-2.5平方米/克,是传统胶粉的8-18倍，远远超过所有传统方法生产的胶粉。这种精细能量胶粉表面粗糙，有很多不规则的沟沟壑壑，沟壑间间隙和高度都非常小，所以原胶嵌进沟壑后结合强度就高。胶粉与原胶基团表面结合呈犬牙交错状镶嵌，在空间三维方向大大增加了网状的接触面积，胶粉与原胶的结合能显著提高。随着胶粉添加数量增多，胶粉颗粒间距越来越小，就好像鱼网的网眼逐渐变小，使整个网阵的强度、硬度都随即提高。犹如在原胶结构中加入抗压、抗拉和抗扭的空间立体网状骨架，大大增强胶体的结合强度、韧性以及耐磨性等，各项指标达到原胶的特性，部分性能高于原胶。湿法能量胶粉（80目）使用面积2.0㎡/克。资料显示：国内干法造60～120目胶粉，使用面积0.11～0.25㎡/克，两者相比其比表面积相差18～8倍，其性能远非普通胶粉可比。我们生产的80目能量胶粉其比表面积远远超过现有通用工艺极限目数的比表面积。而且，超过极限目数的普通胶粉几乎不可能生产，即便生产出来，由于其团聚特性难以有效分散到原胶中，也难以投入应用。但是能量胶粉（80目）应用非常简单，添加到原胶分散非常容易，不改变原胶原配方就可直接应用，根本不增加工艺成本。从生产效率和环保方面考虑，目前全世界普遍采用的干法胶粉生产工艺中的胶粉回收速度和数量都是靠粉体自重滑落或通过鼓风机投送到刀盘来实现，因此细粉传输缓慢，生产效率低，而且飞扬粉末会不断地污染环境。湿化胶粉是流体作业，粉末通过液体混合回收，液体混合再由高压泵压至数个大气压以上传输，细粉混合液体以射流方式迅速传输。因此 ，按机器台班同规格产品产量相比，湿法的生产效率远远高于干法生产效率。这种湿法生产胶粉工艺及技术的发明带来了橡胶循环再造技术的新成果—-湿法能量胶粉，在世界新材料家族中又添一个新成员。湿法能量胶粉的发明将提升和改写世界胶粉的产品与质量标准，让人们重新认识胶粉在橡胶循环再造技术中的作用。
       归结该技术的优点为：
一、由于其比表面积大表面能高，具有极好的表面结合特性，与目前世界上传统常温干法、冷冻法生产工艺相比具有无可替代的革命性效果。颠覆世界上应用胶粉其产品质量只能下降的现状，全球首创添加精细能量胶粉其橡胶制品性能超越原胶的特性，是名副其实的橡胶“黄金”!
二、 生产效率高，生产成本低。湿法制取精细胶粉生产速率比目前全世界应用的各种干法及冷冻法制取技术方法生产效率还要高若干倍，且生产成本大大降低，可成为当今全世界性价比最高的胶粉。
三、 世界首创废气、废水和废渣零排放橡胶循环再造工艺。本技术采用全封闭湿法循环方式，工业用水和废渣全部循环使用，达到无三废排放的要求。目前世界上橡胶循环再造领域尚无企业达到无三废排放的标准。
       目前，世界首条无三废橡胶循环再造湿法制取精细能量胶粉生产线已落户广州增城国家级高新技术开发区，并在近期即將投产。
（广州腾威能量胶粉股份有限公司供稿）