Page 46 - 《橡塑智造与节能环保》2024年12期

节能环保新技术与产品

（2）可实现标准化包装系统即针对性设计配套 超高压水射流的破坏机理为废轮胎经过水射流切
的专用扁平废轮胎部件的新型托盘，改善了废轮胎搬 割后，其中含有的橡胶组分与钢丝、纤维相互之间受
运的可操作性和提高了废轮胎的装载与卸载的速度。 到强烈剪切、高频振荡、空泡溃灭和高速对流撞击等
（3）通过进一步节省废轮胎的存储空间，实现 作用而发生动态断裂分离过程，其中脆性材料的劈坏
了废轮胎的运输成本减少65% [17~18] ，见图1所示。 主要以裂纹扩展为主，塑性材料符合最大拉应力瞬时
断裂准则。HZ Kuyumcu 等 [27] 给出了水射流回收废旧
轮胎的应用示例，高压水射流将废旧轮胎中的橡胶从
钢丝带束层中分离开来，而不会破坏钢丝和胎体帘子
[28]
布层。Yi Hu等 人利用高压水射流技术回收废轮胎，
分析了橡胶切口形状形成机理和参数对切割深度的影
响，橡胶在高压水射流的冲击下受到强剪切力和拉伸
力的作用而被切割，并通过试验研究了切割深度与泵
图 1 废轮胎全自动化的快速切割与存放示意图 压、靶距及喷嘴移动速度的关系。
3.2.1 技术优势
3.2 水射流分离技术实现废轮胎各组分间绿色分离 （1）传统的废轮胎生产精细胶粉需要多个步骤
传统废轮胎破碎分离最初主要采用“小三件”设备 处理方可完成，该技术可以无需对废轮胎进行拆解工
即切圈机+切条机+切块机+沟光辊破胶机组合来完成 序，大大减少了工艺流程的步骤。
废轮胎的破碎分离工作，该方法存在间歇式生产、安 （2）可以实现连续化的进行废轮胎的橡胶层剥
全隐患高、劳动强度大、环境污染较大等缺点。历经 离，可实现彻底将橡胶与钢丝、合成纤维分离开来，
多年的不断发展与创新，逐步发展成为以切圈机或拉 促使废轮胎内层钢丝或金属可以完整取出再利用，让
丝机+双轴撕碎机+钢丝分离机（或中碎机）+橡胶破 各部分材料有更高的利用价值。
碎机（或细碎机）+磨粉机等为主的成套废旧轮胎破碎 （3）可实现室温条件下废轮胎破碎与分离处
生产线，该生产线中最大的优势在于实现废旧轮胎到 理：不会因温度过高而影响得到的橡胶产品的质量。
橡胶颗粒或橡胶粉的全流程自动化连续化，生产过程 （4）水射流处理过程中不含任何化学物质或研
安全环保等。多年的发展中，其思路主要还是从如何 磨材料。
实现自动化并降低劳动强度的角度考虑，并未从根源 （5）工艺简单且节省空间，完全替代了机械法
上解决通过综合考虑各部位的橡胶特性，实现废轮胎 破碎的巨大生产线，占用厂房场地小且节能高效。
的分类且如何实现其中橡胶组分与钢丝、纤维等组分 （6）环保无污染，生产过程中的设备采用全封
的彻底分离角度考虑，进而得到的产品则存在： 闭作业，因没有热效应不产生气体污染，而所用水因
（1）不同性能的橡胶混合在一起无法最大限度 生产过程没有如何化学变化过程，经过过滤处理就可
的提升橡胶的使用水平； 以重复循环使用，无烟、灰尘、气味等零排放 [29~23] 。
（2）其中的杂质无法得到最大限度的彻底分 3.2.2 产品优势
离，大大降低了产品的综合性能 [19~23] 。 （1）从废轮胎破碎分离出的橡胶粉粒径通常在
中国有句成语叫做“水滴石穿”，它所道出的客观 50 μm~1 mm（300目~18目）之间。
事实需要经历数百乃至上千年才能形成。然而，在科 （2）产品清洁且无污染，品质高端，杜绝了机
学技术飞速发展的今天，“超高压水射流技术”的应用 械粉碎法因为热效应造成橡胶粉的碳化现象及生产过
使这一过程浓缩为一瞬间。通过从废轮胎中所含各组 程产生的二次污染，橡胶粉基本保持其原有的质量特
分的特性角度进行分析，创新开发出超高压水射流分 性。
离技术，利用超高压水射流将其进行破碎并分离，生 （3）创新的低温水射流粉碎过程得到的高表面
产出三种高品质的产品：高品质的橡胶粉、清洁钢丝 积和无高温破坏结构的橡胶粉。
和合成短纤维 [24~26] 。 （4）对比机械法和冷冻粉碎法生产的橡胶粉比

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