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改造炭黑, 让废旧轮胎“重生”

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台海网9月15日讯 据福建日报报道    废旧轮胎,曾经是黑色污染。如今,借助新型热裂解技术,废旧轮胎实现了低污染、高效率的综合利用。它被加工成再生橡胶、橡胶粉、炭黑等工业原料,黑色污染逐渐变成“黑色黄金”。

记者了解到,刚刚公布的2019年度福建省科学技术奖中,一项“废旧轮胎裂解炭黑改性技术”榜上有名。应用这项技术生产出来的炭黑,不仅让废弃轮胎有了新价值,还能帮助企业节约炭黑成本。

可惜的是,尽管这顶“硬核”技术在9年前就成功转化,开始了工业应用,但由于知名度不高,市场认可度不够,其成果产业化之路依然漫长。

如何助力这项科技成果打出一片新天地?记者近日走访三明——

9月10日,教师节。苏志忠教授的办公室里,节日气氛浓郁。刚刚获得省科技进步奖二等奖的他,迎来了一拨又一拨的访客。这个节日对他来说,意义不一般。

“获奖是一个机会,能够让更多人了解改性裂解炭黑。”苏志忠表示,自己十年前就开始带领三明学院的研发团队潜心研究,试图改造废旧轮胎裂解炭黑的性能,让其不再只能当燃煤用,而是有更高的应用价值。“可谓十年磨一剑,砺得梅花香。”他说。

我国每年废旧轮胎量正以6%至8%的速度增长

瞄准再生资源

校企协同攻关十年

炭黑,是橡胶制品的补强剂,橡胶制品中几乎1/3是炭黑,其补强性能直接决定橡胶制品的使用性能,工业炭黑来源于石油,随着石油资源枯竭,再生炭黑替代工业炭黑是橡胶工业发展的必然趋势。

“去年,中国产生了3.3亿条废旧轮胎。这些废旧轮胎经过热裂解,能够生产出大量的再生炭黑,如何改造这些裂解炭黑,替代以石油为原料工业炭黑,是当务之急,也是行业亟待解决的共性技术难题。”苏志忠告诉记者。

2011年,在苏志忠团队的带领下,一条年产2000吨的废旧轮胎再生裂解炭黑生产线在三明市明溪县拔地而起。看准了技术前景,投资人罗正根依托其创建的明溪县宝福再生资源开发中心,开始了一场校企合作技术攻关。

2013—2015年,项目组获省科技厅重点项目立项资助,再生裂解炭黑的固相接枝技术,开始了产业化应用研究。明溪县宝福再生资源开发中心,成为国内首家实现固相接枝技术产业化的企业。

据苏志忠介绍,团队创造性地把有机小分子固相接枝到裂解炭黑的表面,提高了裂解炭黑在橡胶中的分散性和补强性能。同时,发明了超顺磁Fe_3O_4纳米复合物等重金属离子吸附剂,解决了裂解炭黑中含微量重金属离子的问题,使铅、铬等重金属含量远低于欧盟的出口工业产品标准,为产品走向世界打下了基础。

“用我们的改性裂解炭黑做原料,生产出来的轮胎性能和用工业炭黑近似,但是成本却可以减少约2000元/吨。”苏志忠介绍,在产品问世后,团队多方推广,虽遭受不少冷眼,但最终得到了杭州中策集团等企业的认可。2015年,团队与杭州中策橡胶有限公司签订了购销合同。

改性裂解炭黑产品生产完毕

拓展应用空间

需要来自多方助力

尽管科技成果转化取得了初步成果,但产业化之路却并非坦途。

罗正根告诉记者,自2011年建成第一条再生裂解炭黑生产线后,宝福再生资源开发中心陆续又建成了8条改性裂解炭黑生产线,年炭黑总产量可达1万吨。然而,这个产能,远远不能满足杭州中策集团的需求。

“中策集团每年要采购炭黑近40亿元,虽然我们和它签了购销合同,但合同量是根据我们自己的生产能力来执行的。”罗正根说。

为何不扩大产能?资金不足,成为瓶颈。记者了解到,1万吨改性裂解炭黑能够产生的毛利仅达百万元级,净利微薄,如果仅靠利润积累,企业新增再生裂解炭黑生产线速度将十分缓慢。“这些年我们的利润大多用于搞研发,新增生产线的资金不充足,所以发展得慢。”罗正根说。

“从技术上说,十年来我们投入了大量的资金和精力,可以说已经做到了全国独有,可是获得市场认可还需要时间。许多企业不相信我们的改性裂解炭黑能够与工业炭黑相媲美。”苏志忠告诉记者,为扩大改性裂解炭黑产品类别,2017年、2019年,自己两度作为科技特派员,入驻企业开展技术完善和拓展研究,在酚醛模塑料和鞋底材料领域的应用,改性裂解炭黑已经取得突破。

记者了解到,在循环经济政策引领下,近年来,我国废旧轮胎综合利用行业快速发展,废旧轮胎回收利用率逐年提升,吸引了许多资本的介入。数据显示,2019年,废旧轮胎综合利用企业约1500家,资源化回收利用废旧轮胎约2亿条。其中,轮胎翻新量约500万标准折算条,再生橡胶产量约300万吨,橡胶粉产量约100万吨,热裂解处理量约100万吨。

在这种情况下,废旧轮胎价格开始上涨。数据显示,从2018年起,废旧钢丝胎的收购价格不断震荡走高,很多地方的收购价格目前已经突破1000元每吨,同比最高涨幅达34%。

中国轮胎循环利用协会会长朱军表示,近年来,随着关键技术不断攻关、环保治理力度加大,废旧轮胎综合利用行业逐渐改变散、小、污、乱的格局,新型的热裂解技术成为废旧轮胎综合利用的重要方向之一。

工信部近日印发的行业规范文件,也促使废旧轮胎综合利用朝着良性健康的方向发展。

“行业发展得好,废旧轮胎裂解炭黑的应用也就有机会。”苏志忠盼望,自己的技术能够得到更多的关注。“加快废旧轮胎综合利用,不仅有助于减少污染、有效治理环境,还是节约资源的重要渠道。”苏志忠说,“以改性裂解炭黑绿色制备关键技术为基础,我们的目标是打造废旧轮胎资源高效利用绿色新工艺,推动废旧轮胎、废旧橡胶循环利用始终朝着可持续绿色发展。”   (记者 游笑春 文/图

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