废轮胎裂解及裂解炭黑

梁智彪，董著才，陈志勋，王龙阳，聂绪建

(江西黑猫炭黑股份有限公司，江西 景德镇)

摘  要：废轮胎已成为重要污染源，环境、资源回收利用的压力将迫使相关法律法规推出;废轮胎热裂解是一种有效 的资源回收再利用处理工艺技术，废轮胎无害化处理及资源回收再利用还存在技术瓶颈有待突破;废轮胎热裂解技术能 否成功实施的关键在于“裂解炭黑”利用的出路。废轮胎裂解炭黑的应用将对橡胶轮胎行业、炭黑行业产生哪些影响。

　　关键词：废轮胎;热裂解;裂解炭黑

1  废旧轮胎已成为重要污染源

橡胶作为第四大战略资源，已成为工业及生 活中不可或缺的一部分。但随着汽车行业的迅猛 发展，我国的轮胎生产和消费量巨大，废弃的废旧 轮胎所引起的一系列问题已日益显著。据统计， 我国在2018年产生废旧轮胎约3.8亿条，约1455万 吨。预计废旧轮胎每年产生量将很快达到 2000 万 吨。由于废橡胶在自然状态下很难降解，越来越 多的废旧轮胎长期大量的堆积不仅占用大量土地 资源，而且还会自燃引起火灾隐患，长期堆放的旧 轮胎槽内极容易滋生细菌传播病毒，严重恶化自 然环境。废旧轮胎对自然环境及人的生命健康造 成的巨大威胁显而易见，被人们称为“黑色污染”。 由废旧轮胎带来的环境和社会问题已不容忽视。

必须重视废旧轮胎无害化处理和资源回收利 用。杜绝“黑色污染”，给我们 一个健康的环境。

　　2  废旧轮胎处理的相关法律法规将尽快出台

目前我国每年的废旧轮胎回收处理不足产生 量的40%，累积的未处理废旧轮胎量越来越大。随 着我国近年来对环境保护意识的越来越强，使得 废旧轮胎的无害化处理和资源回收利用引起社会 和政府的重视，国家有关部门相继出台一系列通 知、要求等，从政策方面引导废轮胎无害化处理和 资源回收利用。

如何有效地处理大量的废旧轮胎，是我国面临的一个重大的环境与资源回收利用问题。鉴于 此，我国相继出台了《循环经济促进法》、《废轮 胎综合利用指导意见》等一系列法规和规定，规范 废旧轮胎回收处理和利用，提高资源综合利用技 术和管理水平。国家出台的“史上最严”《环保 法》，加大了对污染企业的处罚力度;对废弃物的 处置方式改为宁可不处理也不能造成二次污染， 规范废旧轮胎综合利用行业发展秩序，提高资源 综合利用技术和管理水平，推动橡胶工业可持续 发展，建设资源节约型、环境友好型社会。

2019 年初，发改委批复了由中国橡胶工业协 会起草的《关于构建轮胎领域生产者责任延伸制 度的实施方案》最为引人关注，要求：建立健全绿 色低碳循环发展的制度体系，落实轮胎领域生产 者责任承担主体，强化回收目标管理，重点推进制 度建设，形成政策导向，提升产业技术装备水平。 “十三五”末，基本构建起轮胎生产者责任延伸管 理体系，轮胎回收利用核心技术取得突破。

轮胎领域生产责任延伸制度一旦实施，将极 大地促进废旧轮胎的无害化处理和资源回收利 用。国家、行业相关政策如下：

※《废轮胎综合利用行业准入条件》

※《重要资源循环利用工程实施方案》

※《循环经济发展战略及近期行动计划》

※《关于建立完整的先进的废商品回收体系 的意见》

※《关于印发循环经济发展战略及近期行动 计划的通知》

※《关于开展国家资源再生利用重大示范工 程建设的通知》

※《工业和信息化部商务部 科技部关于加快 推进再生资源产业发展的指导意见》

※《关于构建轮胎领域生产者责任延伸制度 的实施方案》

※出台“史上最严”《环保法》，加大了对污 染企业的处罚力度;对废弃物的处置方式改为宁 可不处理也不能造成二次污染。

　　3  废旧轮胎的处理方式

　　3.1  废橡胶的处理(再利用)方式

※ 原型改制：包括——轮胎翻新、船坞防护 物、漂浮阻波物等

※再生利用：包括——再生橡胶(轮胎掺用、 衬底、输送带)、制胶粉(地板、跑道塑胶;铺路 材料;橡胶管、带等)

※热分解：包括—热裂解分解物：裂解油、裂 解炭黑、可燃气及钢丝回收、焚烧 (发电、锅炉、 冶金或水泥窑炉等提供热源)

目前，国内外最主要的废旧轮胎处理主要有： 废旧轮胎翻新制造，生产再生胶、生产胶粉和热解 (包括热裂解回收资源或者焚烧利用热能)等方式。

　　3.2  国内外废旧轮胎处理主要方式和差异

欧美等发达国家——以消耗存留量为主要目 的，经济性为辅

※ 填埋以及向欠发达国家转移

※旧轮胎翻新：欧美等发达国家旧轮胎翻新量 占有比较大的份额，在轮胎设计时就考虑了胎冠磨 损到一定程度时仍然保证较完好的胎体用于翻新。

※ 以燃烧为主回收热能：废橡胶直接燃烧可 替代部分石油或者煤炭等化石能源资源的需求， 如果不把经济价值作为其利用的首要因素的情况 下，将废旧轮胎直接做燃料燃烧是一种简便有效 的方式。

※ 制备再生橡胶和橡胶粉：用于公路橡胶沥青，部分超细胶粉用于聚合物基防水卷材超细胶 粉用于喷涂涂敷料等。

※ 热裂解制备裂解油及“裂解炭黑”。 而在中国，以资源回收再利用为主要目的，经 济性为重要指标。

※ 制备再生橡胶：再生胶的生产已成为我国 目前废轮胎处理和橡胶利用的主要途径。再生胶 制备主要是针对废旧载重全钢子午胎，可以在某 些方面代替部分橡胶使用，但再生过程污染较严 重，再生胶利用价值较低;

※ 用废旧载重轮胎制备胶粉：主要用于公路 的改性沥青——橡胶沥青产品;40 目以上的精细 胶粉应用于沥青基防水材料。废旧轮胎生产胶粉 成本较高，污染较大，处理对象有局限性。而且废 胶粉的需求量无法和废旧轮胎的增长量相比;

※ 旧轮胎翻新：我国旧轮胎翻新量非常少， 几乎可以忽略不计;

※ 废橡胶直接燃烧利用热能：直接燃烧利用 其燃烧热能并不是一种经济有效的方式，不太适 用于我国。

※ 裂解制备裂解油及裂解炭黑：废旧轮胎热 裂解可回收燃油、可燃气、钢丝、“炭黑”，从理 论上讲，废旧橡胶的热裂解是一种有效的资源回 收再利用技术，可以回收利用废旧轮胎的全部资 源。从而实现废旧轮胎“吃干榨净”全回收的有效 途径。

但目前，我国废旧轮旧胎热裂解得到的裂解 油品质较差，只能用作为低端燃油或重新炼制;而 “裂解炭黑”的应用性能始终达不到轮胎行业的要 求，废旧轮胎热裂解方式还存在技术瓶颈。

　　3.3  废旧轮胎回收处理行业发展瓶颈

※ 原料成本高：我国废旧轮胎的回收处理没 有补贴或政策优惠，市场价格波动较大，原料成本 高，造成循环利用企业的经营困难。

※ 处理对象局限：破碎做胶粉或再生胶主要 面向载重车胎，且存在污染问题。轮胎翻新在我 国尚不具备推行条件。以上处理方式都有一定的 局限性，没有能够全面解决废旧轮胎的回收利用 问题，也不能彻底实现废旧轮胎减量化处理

※ 经济效益差：缺少财政补贴支持，缺少投 资热情，行业技术进步缓慢，无法同时兼顾社会效 益、经济效益和环境效益。

　　4  废旧轮胎热裂解处理——裂解工艺是可以有效回收资源的处理方式

热裂解作为一种环境友好型的处理废弃物的方 法，能实现废旧轮胎的绿色高效地再循环利用，对 于减少环境污染，缓解我国资源的不足意义重大。

裂解一吨废旧轮胎大约可回收“炭黑”320- 350千克，燃料油/可燃气500-550千克，回收钢丝 120-150千克。先进的热裂解技术可以做到对废旧 轮胎的“吃干榨净”，真正把“黑色污染”变成了 “黑色黄金”。采用先进的废旧轮胎裂解技术和高 效、环保的生产工艺和装备，对废旧轮胎进行无害 化处理，能够彻底解决废旧橡胶产生二次污染的 问题。目前，我国废旧轮胎热裂解工艺正在持续 完善中。已实现工业化规模装置的废旧轮胎热解 处理方式。

间歇式加热裂解：主要裂解设备为裂解罐，采 用加热方式对胶粉或胶块加热(400-450℃)裂解。 间歇式加热裂解工艺投资少，装置较简陋，控制手 段简单，热效能低，污染较严重。裂解产物品质 差、不稳定。近年来，这种裂解工艺装置已逐渐被 淘汰或因环保原因被停运或关闭。

连续式加热裂解：转炉式(或螺旋输送式)废 旧轮胎裂解装置，特点是连续进料、连续裂解。单 套裂解装置处理废轮胎(胶料)能力可达到0.5-1.5 万吨/年;废旧轮胎粒料计量进入裂解炉内层(裂 解温度约400-450℃)，裂解炉内层圆筒后部为气 固分离段，裂解气经多级冷却(冷凝)分离“油”， 可燃气进入贮存罐作为燃料。分离的固相物(裂解 炭黑及废钢丝)经初步冷却送至后续处理工段。

“微波热裂解”技术：是近几年出现的一种较 新的裂解工艺技术，目前已有较小规模的废旧轮 胎裂解中试装置。据介绍，采用微波法加热裂解 废旧轮胎可以使橡胶裂解得比较完全，产生的“裂 解炭黑”表面比较“干净”，“焦粒”含量比较低，得 到的裂解炭黑的补强性略高于一般的热裂解工艺。

　　5  废旧轮胎热裂解处理现状及存在的主要技术障碍

5.1  现状

目前，我国废旧轮胎的热裂解处理的发展仍 然不太理想，还存在有部分的以能耗高、污染大的 间歇式(废轮胎裂解罐)裂解的工艺方法，该处理 方式工艺设备简陋，操作粗放，不仅对自然环境造 成了巨大污染，而且资源浪费严重和裂解产物附 加值低;

近年来发展较快的连续式、模块化的热裂解 技术，其装置技术和控制水平比间歇式都有了大 幅度的提升，但也存在着项目前期(装置)投资 大、运行成本较高等问题;在产出物方面，稳定性 和减少杂质等有所改善，但产品品质(油、炭黑) 改善不明显，尤其是裂解炭黑的性能仍然达不到 作为橡胶(轮胎)补强材料应用的要求。

在产出物销售方面，“裂解炭黑”由于补强性 差，很难在橡胶行业找到较好的应用途径，只有部 分品质较稳定的可用作填料或在胶粉中掺混少量 用于低端用途，价格都较低廉。

在政策层面上，目前国家对废旧轮胎热裂解 企业没有税收减免优惠或合适的经济补贴，废轮 胎热裂解企业多数运转不正常。

目前，具备一定规模，运营比较规范一些的废 轮胎热裂解企业不多。

5.2  技术瓶颈

热裂解方法存在有待突破的技术关键、难点 等。废轮胎热裂解技术能否成功实施的关键在于 “环保”和经济效益、难点在于“炭黑”利用的出 路和品质定位。废旧轮胎热裂解目前存在的主要 问题是：

※ 裂解技术瓶颈还没突破，裂解产出的油杂 质含量高，燃烧时冒黑烟，只能用作为低挡燃油 或重新加工;裂解产生的“炭粉”品质稳定性差， 对橡胶材料的补强性能几乎丧失，达不到橡胶(轮 胎)应用的基本要求，没有找到合适的大批量应 用用途。

※目前废旧轮胎热裂解采用的工艺技术最大的问题是，少量橡胶分子或裂解不完全的物质吸 附(或结合)在炭黑粒子表面使炭黑失去活性、还 存在少量橡胶裂解不完全，在“炭黑”中成为“焦 粒”。这种“炭黑”即使通过后续加工处理，也难 以具有可接受的补强性能。

※裂解炭黑后续加工精制和改性处理技术还 有待进一步研究开发，目前所采用的后续加工精 制和改性处理技术对“炭黑”补强性能的改进效果 还不明显，性价比不太高。

※目前还有一些废轮胎裂解企业的生产工艺 及装置都不太完善，环保要求难以满足，主要包括 轮胎中有较大含量的硫及其化合物，裂解过程如 何除硫防止其对环景的污染问题，

※ 企业运行成本较高、缺少政策优惠支持， 多数企业经济效益差：行业技术进步缓慢，无法同 时兼顾社会效益、经济效益和环境效益。 公益性 与经济性矛盾突出。

　　5.3  废旧轮胎热裂解工艺技术的进展

※ 裂解工艺技术已取得较明显的进步，装置 较简陋，热效能低，污染较严重的间歇式工艺已逐 步被工艺和装备都较先进的连续进料、连续裂解 工艺技术所取代，裂解效率大幅度提高，裂解工艺 技术的进步使得废轮胎裂解过程能够做到基本可 控。目前较先进的裂解生产线能连续、稳定运行 45-60 天以上。

※ 裂解装置及关键设备已得到更新换代，生 产过程无烟尘泄漏;采用了尾气脱硫设施，基本解 决了裂解过程对环境的直接污染问题;裂解炉运 行控制的四个关键参数：炉温、炉压、炉料流量、 裂解时间都可以做到可以比较精准的控制。

※ 裂解产出物性能得到改善，在裂解产物 (油、“炭黑”等)品质稳定性控制等方面有了较 大提升，废轮胎裂解出油率可以达到45%;裂解炭 黑品质波动范围基本可控，部分企业“裂解炭黑” 的甲苯透光率可以控制到 80% 以上;废轮胎中大 部分钢丝在裂解前予以剥离，回收的钢丝品质好， 未经加热氧化。

※ 开展裂解炭黑的改性处理和应用研究

目前已有多家轮胎企业、高校、研究机构和裂解企业等关注并开展裂解炭黑后续加工处理和改 性，在橡胶/轮胎或者其它领域开展应用研究。采 用粉碎、研磨、磁选等后续加工处理方式，选择分 散剂或表面改性剂对裂解炭黑表面改性，通过提 高分散性或者通过改性剂改变炭黑表面活性来达 到增加裂解炭黑对橡胶材料的补强性能。

经过后续处理的裂解炭黑的应用性能都有较 明显的改善，但裂解炭黑对橡胶的补强性能尤其 是300%定伸强度还是与常规炭黑存在明显差距， 高含量的灰分也是影响其在橡胶中应用的重大 缺陷。

　　5.4  废旧轮胎裂解的主要产出物及其应用性能

废橡胶主要有三种裂解产物：裂解油、裂解 气和裂解炭黑，此外废轮胎中的钢丝也是回收 产物。

※废旧轮胎裂解油 橡胶裂解产生的油主要 是链烷烃、烯烃和芳香烃的混合物，是一种棕褐的 液体，其成分比较复杂，热值较高，大约为43MJ/kg， 受裂解条件(温度、压力和停留时间等)的影响，裂 解油的组分变化很大，因而，通过控制裂解温度可 以适当调节裂解油的组分，调节所产油/气比。

※废旧轮胎裂解气 裂解气是一系列烷烃和 烯烃的混合物，同时含有一定的CO、CO2和H2S等 气体。裂解气的组成和产量受裂解原料、裂解工 艺和温度的影响很大。目前，大多数裂解工艺所 得裂解气较少，但热值较高，将裂解气作为燃料为 废轮胎裂解提供能量。

※裂解炭黑的组成及应用特性 由于轮胎胎 面胶与胎体胶所用炭黑不同，所以通过裂解回收 的“裂解炭黑”是由各种类型炭黑的混合组成的。 加之在轮胎制造过程中使用了一定量的配合剂和 填料，这些物质在裂解过程中变成无机灰分沉积 在“裂解炭黑”中，使“裂解炭黑”的灰分含量达 到 9~15wt% 或更多，同时裂解过程中不可避免会 发生胶料裂解不完全和结焦现象，这会导致裂解 炭黑表面会有碳质沉积物的存在，使得裂解炭黑 表面活性将较多地损失。上述因素导致了“裂解 炭黑”与常规炭黑的组成和性能有明显的差别，此 外裂解条件例如温度和压力对“裂解炭黑”的性能也有一定的影响。

　　5.5  裂解炭黑的品质及在橡胶中的应用性能

根据对部分企业的废旧轮胎裂解炭黑主要性能指标的检测分析，与常规炭黑相比，裂解炭黑变 化较大的性能指标主要包括：

① 比表面积：

吸碘值：废轮胎裂解炭黑的吸碘值已不能表 征其粒子的真实比表面积，且随改性处理方式、控 制过程的不同变化很大。

总表面积：未经过后续加工处理的裂解炭黑 总表面积比正常情况下的数值偏小，随加热改性 处理有较大的增加。

② 结构：废旧轮胎裂解炭黑检测到的吸油值 普遍偏低，加热处理后吸油值明显增加。

③ 挥发分：废旧轮胎裂解炭黑的挥发分都比 较高，用常规炭黑的挥发分检测(标准)方法不能 准确测出废轮胎裂解炭黑的挥发分含量。 废旧轮胎裂解炭黑粒子表面的挥发物是对其 应用性能产生严重影响的主要因素之一。

④ 灰分：废旧轮胎裂解炭黑的灰分含量一般 都在 10% 或以上，也是对其应用性能产生严重影 响的主要因素之一。

⑤ 物理性能：(天然胶配方)

拉伸强度：废轮胎裂解炭黑的拉伸强度与 N660 相近，超细粉碎后的废轮胎裂解炭黑样品的 拉伸强度可达到 N330 水平。

扯断伸长率：废轮胎裂解炭黑的扯断伸长率 较高，与半补强或者混气炭黑等相近;加入废轮胎 裂解炭黑的混炼胶比较软，易拉伸，但弹性不好。

300%定伸应力：废轮胎裂解炭黑的300%定伸 应力非常低，与天然气半补强或热裂炭黑的 300% 定伸应力处于同一层级;

裂解炭黑的应用主要包括两方面：一是再次 作为橡胶补强剂或填充剂，这可能是能够消化最 大量的应用领域，但这需要裂解炭黑有较好的界 面性质，来确保炭黑与橡胶大分子产生良好的界 面结合;另一方向是作为其他用途的“碳”材料， 例如用作塑料、油墨、色浆 / 膏等的低端着色剂或 填充剂，也可将裂解炭黑在较高的温度下活化改性制取活性炭。

裂解炭黑应用在橡胶中其补强效果不明显， 300%定伸很低，与常规炭黑有明显的差距。鉴于 裂解炭黑中有较高的无机灰分，同时在裂解过程 中其表面性质遭到破坏，已有研究人员对裂解炭 黑进行改性后处理，增加裂解炭黑与橡胶的相容 性，从而提高一定的性能。但是，目前所知的对 裂解炭黑后期的处理方法虽然可以取得一定的 改进效果，但是并不能显著改进其对橡胶的补强 作用。

“裂解炭黑”是一种混合物，炭黑还是其主要 成份，一般会占到80%以上，因而还是具有较强的 染色功能，精制加工后的裂解炭黑细度可以达到 2000目，可用于部分低端塑料色母或低端色膏/色 浆等作为着色剂，也可以用于一些黑度要求不太 高的油墨、涂料中，多数应用是将部分裂解炭黑作 为配合料与色素炭黑掺混、并用;裂解炭黑用于高 分子聚合物中还具有相当不错的抗紫外老化作 用，在一些对灰分要求不太严苛的应用中可以作 为助剂添加，如电缆护套料、户外使用的橡胶、塑 料管等等。

裂解炭黑制成活性炭，通过在不同温度、不同 活化时间条件下，使用CO2或者水蒸气做活化剂对 裂解炭黑进行活化。利用裂解炭黑所制成的活性 炭具有较多的中孔结构，微孔结构较少，所以可以 作污水处理设备中的吸附剂使用。 裂解炭黑的其它有效利用方式还有待进一步 研究开发

5.6  影响废旧轮胎裂解的主要因素

① 废旧轮胎裂解工艺的影响

采用不同的裂解工艺和裂解方法对裂解产品 各组分的含量、组成和性质有很大的影响，此外裂 解条件也对裂解反应有一定的影响。要想得到更 有价值的裂解产品可以通过改善裂解工艺，改进 裂解方法和改变裂解条件去实现。

② 裂解原料(废旧轮胎)的影响

裂解产出物的组成和品质还要受到裂解原料 (废旧轮胎)的限制。由于轮胎的使用目的不同， 其加工原料和配方也不同，不仅是加入的炭黑、填料、助剂的品种和份数不一样，同时它们还有不同 的天然橡胶和合成橡胶含量，这对裂解产物中裂 解油、气和裂解炭的产量和性质有很大的影响。

③ 裂解工艺参数控制的影响

目前较成熟的裂解工艺技术可以对裂解炉四 个关键参数：炉温、炉压、炉料流量、裂解时间进 行比较精准的控制：在实际的裂解生产过程中，废 旧轮胎裂解企业最为重视的控制参数是裂解温 度，裂解温度的高低对裂解产物中的油气比有较 大的影响作用;其次是裂解时间的控制，裂解是否 完全和裂解炭黑的品质与裂解时间的控制有较大 关系。此外，裂解完成后气固分离过程的温度控 制，也会影响裂解炭黑的应用性能。

　　5.7  下阶段研究重点及需要进一步深入研究的 技术关键点

引起裂解炭黑补强性能“丧失”的主要原因;

※ 热裂解工艺改进，裂解过程中脱出更多的 “挥发分”，控制炭黑粒子表面橡胶裂解残留物低 于 3%;

※去除裂解炭黑“灰分”的有效技术措施，裂 解炭黑“灰分”含量控制在 10% 以内;

※裂解炭黑粒子表面改性处理技术及高效改 性剂的筛选;

※ 其它裂解炭黑后续处理技术，稳定和提高 产品质量。

　　6  废旧轮胎裂解产业的发展展望及对相关 行业的影响

6.1  总体发展趋势思考

国家政策将主导废旧轮胎裂解产业的发展， “轮胎企业责任制延伸”政策的正式推出将是废旧 轮胎处理暨废旧轮胎热裂解处理的一个转折点， 较大力度的“轮胎企业责任制延伸”政策出台将对 轮胎制造、废旧轮胎裂解、炭黑生产等一系列相关 行业都将产生较大影响。

如果废旧轮胎通过热裂解处理达到一定量 时，将出现一系列必须解决的相关问题，例如：

※裂解工艺技术及装置要满足“环保、高效” 和“清洁生产”要求;

※ 装置规模和裂解处理成本的控制;

※ 裂解产物的再利用：裂解油可以作为低端 燃料或者再次精炼，可燃气作为燃料为裂解装置 提供热能“，但裂解炭黑对橡胶的补强作用还远达 不到轮胎生产的要求。只有部分裂解炭黑经过后 续精制加工处理可以在胶管、胶带或者一些要求 不太高的橡胶产品中少量掺混使用;

※裂解企业/装置的合理布局和废旧轮胎的规 范有序回收并分类处理。

6.2  对橡胶 / 轮胎行业的影响作用

轮胎企业责任制延伸”政策的推出将使得 轮胎行业每年要消化大量的废旧轮胎回收物，即 使要求轮胎企业回收处理并消化当年轮胎产出量 50% 的废旧轮胎，每年也有 1000 万吨左右的废旧 轮胎需要实现无害化处理，如果其中的 30% 需要 通过热裂解处理，则“裂解炭黑”产生量大约有 90-100 万吨。除了轮胎行业，其它行业都不可能 有效地消化这些“炭黑”。这将对轮胎生产产生较 大的影响，其中部分可以替代一些价格较高的填 料使用，更多地出路在于作为常规炭黑替代剂或 并用材料用于轮胎配方中。

“裂解炭黑”的高灰分含量将成为其在轮胎 中应用的一大难题，必须要考虑并有效避免应用 了“裂解炭黑”的轮胎再次热裂解所产生的“多次 裂解炭黑”中灰分的累积效应。当“裂解炭黑”灰 分含量达到或超过某个值时应限制其不得作为补 强材料用于轮胎或橡胶中;轮胎的原料配方设计 时要充分考虑“裂解炭黑”的应用特性。

　　6.3  对炭黑行业的影响

对炭黑生产总量的影响 橡胶 / 轮胎行业开始 大量应用“裂解炭黑”，必将替代部分常规炭黑， 对炭黑生产总量尤其是软质炭黑生产量将产生重 大影响，进而影响炭黑价格及市场格局;

为了配合“裂解炭黑”的使用，现有的(软 质)炭黑产品的某些性能指标也许会做适当调整 或者开发一些具有某些方面的特性或某些应用特 点以弥补裂解炭黑的性能缺陷的炭黑新品种，以 便与“裂解炭黑”并用时补充“裂解炭黑”的某些 性能缺陷。

炭黑行业是否将“裂解炭黑”列入炭黑产品系 列?裂解炭黑按生产或者产生的来源属于废橡胶 / 轮胎回收处理，但裂解炭黑的品质定位和质量控 制与炭黑行业更密切，而且裂解炭黑的精制加工 和改性处理与常规炭黑相同，主要应用也与常规 炭黑密切相关，似乎与炭黑行业关联更密切。

6.4  发展展望及建议

※对“裂解炭黑”的定位

“废旧轮胎裂解”获得的“裂解炭黑”，不能 简单地与常规炭黑相对应比较，似乎应当将这种 混合物看作为另外一类材料，也许是一种可用于 橡胶或其它高分子材料等并能具有一定功能的添 加物。不应该在橡胶轮胎中对照某种牌号炭黑进 行应用验证，或者对比考察其补强性能。应该当 作为一种特别的材/原料考察其在橡胶/轮胎中的 应用。

※研究裂解炭黑补强性能“丧失”的根本原 因所在

微观结构和表面性能是否发生根本(化学)的 改变，如果没有，则裂解炭黑对橡胶补强性能的 “丧失”只是由于表面的物理变化引起的，是可逆 的;如果炭黑微观结构和表面性能发生了根本(化 学)的改变，则“裂解炭黑”只能作为填充物低端 使用。

※裂解炭黑表面改性的评价

炭黑后处理技术可改变裂解炭黑粒子表面性 能，有较多的机构在研究废旧轮胎裂解炭黑表面 活化改性的突破方向和活化改性方法、改性剂的 选择等技术。但由于裂解炭黑表面包覆的那层物 质会严重影响其改性效果，改性剂并没有紧密地 与炭黑界面相结合，而是被这层物质相隔离，橡胶 分子链还是不能与“炭黑”有较好的结合。

※研究降低高灰分含量的有效措施

废轮胎裂解炭黑的灰分都很高，可达到 15% 以上，灰分含量也是对其应用性能产生严重影响 的主要因素之一。进一步探索能够有明显效果的 灰分分离或部分脱出的工业化技术措施。

※裂解炭黑产品分类设计

① 废旧轮胎(原料)分类分级：载重(大)车胎—胎冠;—胎侧;—整胎;

乘用(小)车胎—胎冠;—胎侧;—整胎;

其它(白炭黑或其它填料过多的废轮胎)—磨粉

② 裂解炭黑分类分级：轮胎用--补强性能接 近 N660，质量稳定—40-60%;

塑料色母抵挡颜料—低筛余物，—30-35% (总量占比);

填料—(橡胶)填充料或铺路沥青填料—10- 30%

　　7  结束语

废旧轮胎对自然环境及人的生命健康造成的 巨大威胁显而易见，由废旧轮胎带来的环境和社 会问题已不容忽视。如何有效地处理大量的废旧 轮胎，是我国建设资源节约型、环境友好型社会面 临的一个重要的环境与社会问题。

实现废旧轮胎无害化处理和资源回收利用， 必须要从公益性与社会责任层面考虑问题，面对 目前废旧轮胎回收处理过程中所存在的一系列问 题，需要国家政策支持，需要相关行业共同努力做 好以下工作。

① 行业技术融合，实现规范化

加强行业交流与合作，逐步建立行业规范、生 产工艺标准、环保要求以及产品质量标准等，实现 废轮胎处理行业的规范化，为争取国家政策支持 打好基础。进一步制定针对不同种类废轮胎的综 合处理方案，达到资源的合理配置和效益最大化， 合理解决我国废旧轮胎累积量逐年增加的现状， 并且在彻底解决污染问题的同时创造出更多的社 会财富。

② 技术先进，运行规范

淘汰落后的、污染的以及无法正常生产的工 艺路线和设备，打击非法炼油 和污染型作坊企业， 宣传和推广先进的工艺路线和设备，通过政策支 持和保护真正可以保证各项节能环保指标及产品 质量，并且成功实现产业化运营的循环利用企业。 从废旧轮胎的回收源头进行行业的整顿和监管， 废旧轮胎回收渠道规范化建设，要规范和控制废 旧轮胎收购价格和分级分类回收处理。

③ 全产业链协同发展

未来从事废轮胎综合处理的企业，其主体责 任将贯穿产业链各环节，包括废轮胎的回收、综合 处理、资源及能源回收利用，产品应用市场等，进 而发展为与轮胎生产企业、橡胶制品企业、炭黑生 产企业以及石化企业紧密合作，形成一种闭环的 大产业集群模式。在全国范围内建设废轮胎综合 利用产业基地，逐步达到规模效应，形成废轮胎区 域化集中处理的产业格局，带动下游产品深加工 及应用市场。

④ 资源再生和循环利用，减少碳排放

开发并采用先进的废旧轮胎裂解工艺技术，用高品质裂解炭黑来替代部分常规炭黑的使用。 裂解炭黑属于废旧物资再生利用，用裂解炭黑每 替代1吨常规炭黑大约可减少碳排放3吨，如果轮 胎行业每年能够应用50万吨“再生”的裂解炭黑， 可减少碳排放约 150 万吨。

　　参考文献

[1] 吕柏源.轮胎企业在责任延伸制中构建循环经济产业 的思考.

[2] 张斌.废轮胎热裂解技术的发展简述.

[3] 董大伟.废轮胎循环再生利用途径及高质化再生利用 全产业链发展的建议.