Благодаря развитию технологий и промышленности, а также уровня жизни населения, ежегодно увеличивается число автомобилей, а вместе с ним растут и объемы производства автомобильных шин. Так как срок их службы в среднем не превышает 4 сезона, проблема процесса утилизации шин остро стоит по всему миру.
Состав шин
Современные шины представляют собой источник ценных полимеров и включают в себя:
- Каучук – синтетический или натуральный, различные смолы и технический углерод, которые вкупе образуют сложноструктурированную резиновую оболочку.
- Металлические элементы, такие как бортовые кольца и проволока армирования.
- Текстильные нитки армирования, выполненные из синтетических тканей.
- Остальные составляющие, к примеру, клей.
Класс опасности отходов
В соответствии с законодательством Российской Федерации, отработанные резинотехнические изделия, включающие в себя резиновые шины автомобилей, относят к отходам IV класса опасности. Хотя данный класс принято считать малоопасным в соответствии с существующей классификацией, по ряду данных некоторых ученых, отнесение к нему старых шин не соответствует действительности.
Учитывая общее количество ежегодно выбрасываемых на стихийные свалки отработанных изделий, наносится весомый ущерб окружающей среде. А проблема рациональной утилизации покрышек оказывается все актуальнее с каждым последующим годом. Согласно закону, отработанные автопокрышки подлежат процессу обязательной утилизации.
Роль утилизации
Технология утилизации покрышек существует в развитых странах Европы еще с 70-х годов XX века. В России этот процесс начал применяться с 2000 года в связи с появлением автомобилей у большего количества россиян. На сегодня в европейских странах перерабатывается от 70 до 100% общего числа отработанных покрышек при большой материальной государственной поддержке отрасли переработки резиновых отходов.
Резиновые материалы покрышек считаются довольно токсичными и легковоспламеняющимися, процесс их разложения составляет 100-120 лет. Под влиянием различных внешних факторов среды, материал шин выделяет в атмосферу огромное количество токсичных веществ и летучих соединений при разложении. При этом ежегодно утилизируются 6-8 миллионов тонн автомобильных шин, и всего лишь 20-25% от их числа подлежит утилизации или применяется в каких-либо других областях, оставшаяся же часть вывозится на свалки.
По отчетам Всемирной организации здравоохранения, проблема загрязнения окружающей среды материалами отработанных автомобильных шин занимает второе место в мире, после изделий из полиэтилена. Основную проблему представляют мельчайшие частицы резиновых компонентов шин, которые в случае проникновения в организм человека вызывают целый ряд заболеваний: бронхиальную астму, раковые опухоли и огромный спектр аллергических реакций.
Помимо прочего, токсичные свалки, образованные из отработанных покрышек, отлично подходят для размножения грызунов и насекомых, которые переносят различные инфекции. Чем жарче климат местности, тем больше опасности исходит от внутренних частей покрышек, где образуется зона повышенной влажности, и условия, наиболее подходящие для жизнедеятельности микроорганизмов и иных представителей животного мира.
Переработка шин благоприятствует решению этих проблем, однако главным препятствием является необходимость привлечения больших инвестиций. Для этого требуется рассмотрение вопроса технологий утилизации шин на законодательном уровне и предоставление государством некоторых преференций для перерабатывающих компаний.
Юридические основания
Переработка покрышек автомобилей частично регулируется в Российской Федерации федеральным законом № 89 от 24.07.1998 «Об отходах производства», в который были внесены изменения и доработки в 2015 году. Последние изменения коснулись нормы, согласно которой компании, в деятельность которых входят производство и доставка автошин из-за границы, обязаны предпринять меры, в ходе которых будет проводиться обязательная утилизация материала автопокрышек, отслуживших свой срок эксплуатации.
Расчет годового объема утилизации покрышек требуется рассчитывать на основании нормативных показателей, зависящих от объемов производства или импорта продукции. Если в 2016 году показатель составлял 15%, то в 2017 его увеличили до 20%.
Способы утилизации
Все имеющиеся способы и технологии переработки автошин можно разделить на две группы: физические и химические.
Механическое измельчение
Наиболее распространенным физическим способом утилизации является процесс механического измельчения автомобильных покрышек. В России представлено около десяти производителей, изготовляющих и поставляющих оборудование для механизированного измельчения утилизированных автомобильных шин.
Технология переработки материала включает в себя несколько этапов: сначала из покрышки удаляются бортовые кольца, затем оставшийся материал дробят на крупные фрагменты, отслаивают металлический корд, и в завершение процесса измельчают резину на необходимые фракции.
Основой этого способа измельчения является утилизация шин при быстрых ударных воздействиях, вследствие чего получается измельченный, содержащий каучук порошок, средним диаметром 0,2 мм. Такой порошок применяется в составе асфальтовых покрытий автомобильных дорог. Единственный недостаток этого способа утилизации – огромная энергоемкость технологии и проблема быстрой скорости износа дорогостоящего оборудования, с помощью которого производится измельчение и переработка резины.
Бародеструкция
Утилизация резиновых отходов способом бародеструкции происходит способом «псевдоожижения» авторезины с применением высокого давления для истекания материала из рабочей ячейки сквозь отверстия в ней. В ходе этого процесса каучуковые составляющие и текстильный корд отсекаются от бортовых колец и металлокорда, после чего происходит измельчение шин до состояния осязательной крошки из ткани и резины.
На следующем этапе технологии происходит процесс отделения тканево-резиновых частей и дробление измельченной крошки до нужных размеров. Металлокорд на выходе из камеры приобретает облик плотно спрессованного брикета. Снизить затраты энергии при утилизации автомобильной резины перерабатывающим компаниям поможет применение технологий, в основе которых лежит применение положительных температур вне зависимости от имеющегося в наличии оборудования для переработки измельченной резины.
Основная проблема способа бародеструкции – потребность оснащения оборудования режущими элементами с повышенной износостойкостью. При подобных технологиях необходимо применять многокомпонентную очистку измельченной резиновой крошки от включений металла и текстиля. Этот метод переработки характеризуется тем, что оборудование для утилизации резины усложняется и обходится дорого. А надежность его использования, а также результативность превращения изношенных покрышек в материал качественной резиновой крошки, значительно снижаются.
Криогенная переработка
С применением в производстве технологий турбохолодильных устройств достигается температура от минус 120 до минус 80 градусов, это уменьшает издержки на генерацию низких температур в несколько раз. В сравнении со способом использования жидкого азота, затраты энергии при переработке меньше в три раза.
Отделение сторонних компонентов от резины проходит эффективнее, но издержки повышаются из-за высокой стоимости холодильной камеры и прочего оборудования. Еще один недостаток технологии этого способа утилизации – гладкая поверхность резиновой крошки на выходе, что делает невозможным ее применение совместно с другими полимерными элементами, такими как каучук.
Воздействие озона
При переработке автомобильных шин низкими температурами, входящими в диапазон минут 90 — минус 60 градусов, материал измельчается, а резина вступает в так называемое псевдохрупкое состояние. Снижаются затраты энергии на измельчение резины, качество отделения текстиля, металла и прочих посторонних материалов увеличивается, улучшая качество переработанной резины на выходе. На большинстве перерабатывающих производств для измельчения применяется жидкий азот.
Сдерживающей развитие этой технологии переработки автомобильных шин проблемой является затруднение процесса перевозки и хранения жидкого азота, его высокая стоимость, связанная с применением энергозатратного оборудования и материалов для его изготовления.
Сжигание
Этот способ воспринимается неоднозначно: так как автомобильные шины хорошо поддаются процессам горения и выделяют при этом немало энергии, этот способ утилизации принято называть эффективным. Проблема технологии в том, что процесс горения резины происходит с выделением в атмосферу гидроксильных окислов азота, углерода и серы, которые становятся основной причиной выпадения кислотных осадков.
Также, при утилизации автомобильных покрышек (в процессе сжигания) выделяется в окружающую среду множество разновидностей токсичных соединений. Нельзя не упомянуть наносимый технологией природе ущерб от сажи: она поглощает любые аэрозольные примеси, включая токсичные. Затем эти примеси осаждаются на растительности, строениях и живых организмах, тем самым отравляя среду.
Сейчас существует возможность оснастить перерабатывающие заводы полностью контролируемыми печами для сжигания шин, а также мощными фильтрами для процессов поглощения загрязняющих веществ, однако затраты на установку такого оборудования делают процесс утилизации способом сжигания малорентабельным.
Продукты переработки
Выделяют два основных продукта переработки покрышек – это резиновая крошка и металл. При процессе переработки среднем 600 кг металла извлекается из одной тонны отработанных автомобильных шин. Резиновую крошку применяют в качестве материала дорожных покрытий, плит на железнодорожных переездах, прорезиненной плитки для тротуаров. А также она применяется при изготовлении лежачих полицейских и мягкого резинового покрытия детских площадок, которое обеспечивает безопасность в процессе их использования детьми.
Проблема переработки шин
Одной из распространенных проблем при планировании бизнеса по переработке автомобильных шин является поиск подходящего участка для постройки завода. Перерабатывающее предприятие необходимо разместить в отдалении от жилых помещений как минимум на 300 метров. Отлично подойдут помещения предприятий, прекративших свою работу. Как правило, у них уже есть все необходимые согласования и разрешения.
Другой проблемой утилизации является высокая стоимость технологий требуемых очистных систем. Поэтому многие предприниматели предпочитают совмещать процесс переработки автомобильных шин с утилизацией другого сырья, такого как стекло или пластик.
Из перечисленных проблем и особенностей работы предприятий по переработке автомобильных шин можно сделать вывод, что проблема утилизации покрышек в России стоит очень остро, и государству следует проявить больше заинтересованности в вопросе переработки покрышек для улучшения общей экологической обстановки.
