Recyklácia pneumatík

Staré pneumatiky, Holice, okres Pardubice, Česko.

Recyklácia pneumatík je proces spracovania pneumatík, ktoré už nie sú vhodné na použitie na dopravných prostriedkoch kvôli ich opotrebovaniu alebo poškodeniu, ktoré nie je možné nejakým spôsobom opraviť. Použité pneumatiky sú veľkým zdrojom odpadu kvôli vysokej produkcií a trvácnosti pneumatík a ich komponentov, ktoré sú ekologicky závadné. Ojazdené pneumatiky reprezentujú menej než 2% komunálneho odpadu, ale spôsobujú značné problémy, najmä v dôsledku veľmi nízkej biologickej odbúrateľnosti, nízkej hustoty z hľadiska profilu resp. tvaru a technických dôvodov. Okrem toho, že ojazdené pneumatiky na skládkach výrazne zhoršujú kolorit krajiny, sú veľmi často príčinou vzniku rozsiahlych požiarov.

Ak sú tieto použité pneumatiky spracované nesprávnym spôsobom, môžu spôsobiť takzvané znečistenie gumou. Znečistenie gumou je podobné ako znečistenie plastami a pochádza z viacerých zdrojov od potravinárskeho priemyslu, až po uvedené pneumatiky. V roku 1990 bolo na skladoch v USA približne 1 miliarda opotrebovaných pneumatík, v roku 2015 zostalo iba 67 miliónov pneumatík v týchto skladoch.

Ojazdené pneumatiky predstavujú významný zdroj druhotných surovín. Ekologické problémy s gumovým odpadom z ojazdených pneumatík majú všetky krajiny s rozvinutou automobilovou dopravou.

Recykláciu opotrebovaných pneumatík rozdeľujeme na:

1. mechanická recyklácia
2. chemická recyklácia
3. splyňovanie a parciálna oxidácia
4. pyrolýza

Mechanická recyklácia

Použité pneumatiky v popredí čakajúce na mletie a rozdrvené pneumatiky v pozadí.

Patrí sem:

• drvenie
• mletie
• kryogénna granulácia

Typický proces recyklácie pneumatiky prebieha nasledovne:

Proces mechanickej recyklácie pneumatík

Pneumatiky sa zoberú zo skladových priestorov a umiestnia sa pred vstup do drviacej linky. V prípade, že sú znečistené, napríklad blatom, umyjú sa a nastáva proces drvenia na vstupnom strojnom zariadení linky, kde sa pneumatika rozseká na gumové rezky o rozmere cca 30 x 30 cm. Niekedy sa časť gumových rezkov umiestni späť na sklad z dôvodu zmenšenia objemu skladovacích priestorov. Nasleduje opäť drvenie gumových rezkov z cca 30 x 30 cm na rozmer cca 2 x 2 cm na strojnom zariadení. Po tomto procese nastáva separácia kovovej zložky z pneumatiky na magnetickom separátore. Proces drvenia pokračuje na prvom granulátore, kde z 2 x 2 cm gumových kúskoch vzniká hrubý granulát 0 - 10 mm a následne vstupuje tento gumový granulát do druhého granulátora a vzniká gumový granulát o rozmere 0 - 4 mm. Textilná zložka sa separuje vzduchotechnikou po každom čiastkovom drvení, rovnako ako aj kovová zložka je separovaná po každom stupni drvenia. Aspirátorom triedený granulát sa cez plniace zariadenie plní do big – bagov alebo do kontajnerov a následne sa expeduje k zákazníkom resp. sa priamo vo V.O.D.S používa na výrobu rôznych produktov.

Životný cyklus pneumatiky sa skladá zo šiestich krokov:

1. Vývoj produktu a jeho inovácie ako napríklad vylepšenie zmesi, tvarovanie pneumatík, zvýšenie životnosti, bezpečnosti a zníženie odpadu.
2. Kvalitná výroba a správna preprava znižuje odpad pri výrobe.
3. Priama distribúcia cez maloobchodníkov znižuje dobu skladovania.
4. Voľba údržby a používania zo strany spotrebiteľov ako je rotácia, nastavenie pneumatík a správne skladovanie ovplyvňujú opotrebovanie a bezpečnosť ich použitia.
5. Výrobcovia a predajcovia pneumatík stanovujú podmienky vrátenia a výmeny pneumatiky aby zabezpečili zníženie množstva odpadu, ktorý vzniká z pneumatík.
6. Recyklácia pneumatík vývojom stratégií ako spaľovanie alebo spracovanie odpadov na nové produkty. Vytvárajú sa životaschopné podniky.

Kryogénna recyklácia

Pneumatiky je možné zmraziť pomocou kryogénov alebo superstudených kvapalín (napr. v kvapalnom dusíku pri teplote –195,7°C), následne sa pomelú v kladivovom mlyne na jemnejšie zrnenie. Súčasne sa uvoľní oceľový a textilný podiel. Kryogénny proces poskytuje granulky veľmi jemného zrnenia s relatívne hladkým povrchom. Z produktu sa dokáže vyrobiť materiál, ktorý možno použiť na asfaltové cesty alebo v poľnohospodárstve na hadice.

Chemická (materiálová) recyklácia

Pri transformácii a devulkanizácií dochádza k zmene vlastností vulkanizovaného kaučuku. Nové kaučuky sa môžu miešať, spracovávať a re-vulkanizovať v oveľa väčšej miere ako tie pôvodné. Transformačnými procesmi sa získavajú vysokokvalitné polyméry.

Devulkanizácia

Predstavuje rozklad alebo rozštiepenie dlhého polymérneho reťazca. Vznikajú kaučuky s menšou molekulovou hmotnosťou. Štiepia sa priečne a mostíkové prepojenia vo vulkanizovanom kaučuku (C-S a S-S väzby), pričom dochádza k zmene kvality materiálu.

Splyňovanie a parciálna oxidácia

Spracovanie pneumatík sa realizovalo aj splyňovaním s vodnou parou. Tuhý grafitický produkt má veľký povrch a môže byť použitý ako druh aktívneho uhlia.

Pyrolýza

Pyrolýza ojazdených pneumatík v laboratórnom, poloprevádzkovom a priemyselnom meradle patrí medzi relatívne nové procesy.

Recyklácia pomocou pyrolýzy

Metóda pyrolýzy na recykláciu použitých pneumatík je technika, pri ktorej sa ohrievajú celé alebo pomleté pneumatiky v nádobe reaktora bez prístupu kyslíka. V reaktore je guma zmäkčená, po čom sa polyméry kaučuku rozpadajú na menšie molekuly. Tieto pary môžu byť spálené priamo na výrobu energie alebo kondenzované na kvapalinu olejového typu, ktorá sa zvyčajne používa ako palivo. Niektoré molekuly sú príliš malé na kondenzáciu. Zostávajú ako plyn, ktorý možno spáliť ako palivo. Minerály, ktoré boli súčasťou pneumatiky (asi 40% hmotnosti) sú odstránené ako pevný popol. Pri správnom vykonávaní je proces pyrolýzy pneumatík čistou operáciou a produkuje málo emisií alebo odpadu; boli však zdokumentované obavy zo znečistenia ovzdušia v dôsledku nedokonalého spaľovania, ako je to v prípade požiarov pneumatík. Vlastnosti výstupného plynu, kvapaliny a tuhej látky sú určené typom použitej suroviny a podmienkami procesu. Napríklad celé pneumatiky obsahujú vlákna a oceľ. Z drvených pneumatík je odstránená väčšina ocele a niekedy väčšina vlákien. Energia potrebná na poháňanie rozkladu kaučuku zahŕňa použitie priamo vykurovaného paliva, elektrickej indukcie (elektricky vyhrievaná rúra) alebo mikrovĺn (mikrovlnná rúra). Niekedy sa na urýchlenie rozkladu používa katalyzátor.

Nové využitie opotrebovaných pneumatík

Príklad nového využitia opotrebovaných pneumatík

Okrem recyklácie starých pneumatík je možné staré pneumatiky použiť na niečo nové. Inovatívne použitie umožňuje nájsť účel pre existujúcu starú pneumatiku, ktorá nie je vhodná na použitie na cestách. Použité pneumatiky sa tiež používajú ako cvičebné vybavenie pre šport, ako je americký futbal alebo jazdectvo. Jedným z klasických kondičných cvičení, ktoré zdokonaľujú rýchlosť a obratnosť hráčov, je „Tire Run“, kde sú pneumatiky umiestnené vedľa seba, pričom pneumatiky sú v cikcakovom vzore. Športovci potom prechádzajú vzorom pneumatiky tak, že vstúpia do stredu každej pneumatiky. Repasované pneumatiky môžu byť tiež využité ako cenovo dostupný alternatívny stavebný materiál.

Environmentálne obavy

Vzhľadom na obsah ťažkých kovov a iných znečisťujúcich látok pneumatiky predstavujú riziko vyplavovania toxínov do podzemných vôd, ak sú umiestnené vo vlhkých pôdach. Výskum ukázal, že pri použití rozdrvených pneumatík ako ľahkého výplňového materiálu, dochádza k veľmi malému vylúhovaniu. Na použitie tohto materiálu však boli stanovené obmedzenia - každé miesto by sa malo posúdiť individuálne a určiť, či je tento produkt vhodný pre dané podmienky.

Recyklácia pneumatík prichádza so značným množstvom ekonomických a environmentálnych výhod.

• Spotreba menej energie - recyklácia štyroch pneumatík má za následok zníženie emisií oxidu uhličitého o približne 385 €. Recyklácia má 20-krát nižšiu uhlíkovú stopu a nepochybne prospieva nášmu životnému prostrediu.
• Menší tlak na prírodný kaučuk - recykláciou už existujúcich produktov máme dostatok surovín na udržanie výroby. Môžeme ho skombinovať so syntetickými kaučukmi.
• Šetrí priestor na skládkach - milióny gumených výrobkov končí každý rok na skládkach. Značnú časť týchto produktov tvoria pneumatiky a zaberajú značné množstvo miesta na skládkach.
• Vytvára nové produkty - dnes sa výrobky z recyklovanej gumy stali užitočnými v širokej škále oblastí.

Zdroje

• https://www.conserve-energy-future.com/recyclingrubber.php
• https://recyclinginside.com/rubber-recycling/tire-recycling/
• "Scrap Tires: Handbook on Recycling Applications and Management for the U.S. and Mexico" (PDF). epa.gov. United States Environmental Protection Agency. December 2010.
• "Stockpile Cleanup". Rubber Manufacturers Association. 15 March 2016. Archived from the original on 17 November 2016. Retrieved 17 November 2016 – via Google Scholar.
• Myhre, Marvin; Saiwari, Sitisaiyidah; Dierkes, Wilma; Noordermeer, Jacques (2012). "Rubber Recycling: Chemistry, Processing, and Applications". Rubber Chemistry and Technology. 85 (3): 408–449. doi:10.5254/rct.12.87973
• Price, Willard; Smith, Edgar D. (2006). "Waste tire recycling: Environmental benefits and commercial challenges". International Journal of Environmental Technology and Management. 6 (3/4): 362. doi:10.1504/IJETM.2006.009001
• "Crumb Rubber told to move rubble it dumped in Devon woodland". BBC News. 28 February 2012. Archived from the original on 3 March 2014 – via BBC.
• "Burning Tires for Fuel and Tire Pyrolysis: Air Implications". EPA. 1991. Archived from the original on 16 April 2016. Retrieved 4 April 2016.
• "Latest News, Stories & Opinions: Drug Rehab & Alcohol Rehab" (PDF). Archived (PDF) from the original on 30 November 2016. Retrieved 29 November 2016.
• "Earthship – Media Resume for Michael E. Reynolds". Archived from the original on 12 December 2013.
• http://devulcanization.com/#ngr_rubber
• https://www.epa.gov/facts-and-figures-about-materials-waste-and-recycling/rubber-and-leather-material-specific-data#Rubber&LeatherTableandGraph
• www.signus.es/wp-content/uploads/2017/07/Sevilla-1-Marc_Luyten.pdf