Все резиновые изделия начинаются как «резиновая смесь». Резиновые смеси начинаются с каучукового полимера, натурального или одного из многих синтетических полимеров, наполнителей, пластификаторов, антиоксидантов, технологических добавок, активаторов, ускорителей и отвердителей. Многие химические ингредиенты классифицируются как опасные или токсичные химические вещества, а некоторые могут быть внесены в список канцерогенов. Обращение с этими химическими веществами и их обработка создают проблемы как для окружающей среды, так и для безопасности.
Опасные отходы
Системы вентиляции и пылесборники необходимы для рабочих, занимающихся обработкой и взвешиванием резиновых химикатов, а также для рабочих, смешивающих и перерабатывающих невулканизированную резиновую смесь. Этим работникам также могут понадобиться средства индивидуальной защиты. Материал, собранный в пылесборниках, должен быть проверен, чтобы определить, являются ли они опасными отходами. Это будут опасные отходы, если они химически активны, коррозийны, легко воспламеняются или содержат химические вещества, внесенные в список опасных отходов.
Опасные отходы должны быть перечислены в манифесте и отправлены на утилизацию на полигон опасных отходов. Неопасные отходы могут отправляться на местные санитарные свалки или на промышленные свалки, в зависимости от применимых природоохранных норм.
Загрязнение воздуха
Некоторые резиновые изделия требуют применения резинового клея в процессе производства. Резиновые клеи изготавливаются путем смешивания незатвердевшей резиновой смеси с растворителем. Растворители, используемые в этом процессе, обычно классифицируются как летучие органические соединения (ЛОС). Процессы, в которых используются летучие органические соединения, должны иметь какое-либо оборудование для контроля выбросов. Это оборудование может быть системой регенерации растворителя или термическим окислителем. Термический окислитель представляет собой систему сжигания, которая разрушает летучие органические соединения путем сжигания и обычно требует дополнительного топлива, такого как природный газ. Без оборудования для контроля выбросов летучие органические соединения могут вызывать проблемы со здоровьем на заводе и в обществе. Если летучие органические соединения являются фотохимически реактивными, они повлияют на озоновый слой.
Когда резиновые детали отверждены и сосуд для отверждения открыт, дым от отверждения вырывается из сосуда и из резиновой детали. Эти пары будут в виде дыма, пара или того и другого. Пары от отверждения могут выносить в атмосферу непрореагировавшие химические вещества, пластификаторы, смазки для форм и другие материалы. Нужен контроль выбросов.
Загрязнение земли и воды
Хранение и обращение с ЛОС должны осуществляться с особой осторожностью. В прошлые годы ЛОС хранились в подземных резервуарах для хранения, что в некоторых случаях приводило к утечкам или разливам. Утечки и/или разливы вокруг подземных резервуаров для хранения обычно приводят к загрязнению почвы и грунтовых вод, что приводит к дорогостоящему восстановлению почвы и грунтовых вод. Лучшим выбором для хранения являются надземные резервуары с хорошей вторичной защитной оболочкой для предотвращения разлива.
Отходы резины
В каждом производственном процессе есть отходы процесса и готовой продукции. Некоторая часть технологического лома может быть переработана в целевом продукте или в других процессах продукта. Однако, как только каучук вылечен или вулканизирован, его нельзя больше перерабатывать. Весь отвержденный технологический и готовый лом становится отходами. Утилизация лома или отходов резинотехнических изделий стала мировой проблемой.
Каждое домашнее хозяйство и предприятие в мире используют тот или иной тип резиновых изделий. Большинство резиновых изделий классифицируются как неопасные материалы и, следовательно, являются неопасными отходами. Однако резиновые изделия, такие как шины, шланги и другие трубчатые изделия, создают экологическую проблему, связанную с утилизацией по истечении срока их полезного использования.
Шины и трубные изделия не могут быть захоронены на свалке, потому что пустоты задерживают воздух, из-за чего продукты со временем поднимаются на поверхность. Измельчение резиновых изделий устраняет эту проблему; однако измельчение требует специального оборудования и очень дорого.
При возгорании тлеющих шин может образовываться большое количество раздражающего дыма, который может содержать широкий спектр токсичных химических веществ и твердых частиц.
Сжигание резинового лома
Одним из вариантов утилизации отходов резинотехнических изделий и технологических отходов производственных процессов является сжигание. Поначалу может показаться, что сжигание является лучшим решением для утилизации многочисленных «изношенных» резиновых изделий, существующих сегодня в мире. Некоторые компании по производству каучука рассматривают сжигание как средство утилизации отходов резиновых деталей, а также отвержденных и неотвержденных отходов производства резины. Теоретически резину можно сжигать для получения пара, который можно использовать на заводе.
К сожалению, это не так просто. Установка для сжигания отходов должна быть спроектирована таким образом, чтобы справляться с выбросами в атмосферу, и, скорее всего, потребуются скрубберы для удаления таких загрязняющих веществ, как хлор. Выбросы хлора, как правило, происходят от продуктов горения и отходов, содержащих хлоропреновые полимеры. Скрубберы производят кислотные выбросы, которые, возможно, придется нейтрализовать перед сбросом.
Почти все резиновые смеси содержат наполнители того или иного типа, такие как сажа, глины, карбонаты кальция или гидратированные соединения кремнезема. При сжигании этих резиновых смесей образуется зола, эквивалентная содержанию наполнителя в резиновой смеси. Зола собирается либо мокрыми скрубберами, либо сухими скрубберами. Оба метода должны быть проанализированы на наличие тяжелых металлов перед утилизацией. Мокрые скрубберы, скорее всего, будут производить сточные воды, содержащие от 10 до 50 частей на миллион цинка. Сброс такого большого количества цинка в канализационную систему создаст проблемы на очистных сооружениях. Если это происходит, то необходимо установить систему очистки для удаления цинка. Затем в этой системе обработки образуется цинкосодержащий шлам, который необходимо отправить на утилизацию.
Сухие скрубберы производят золу, которую необходимо собрать для утилизации. Как с влажной, так и с сухой золой трудно обращаться, и утилизация может быть проблемой, поскольку большинство полигонов не принимают этот тип отходов. Как влажная, так и сухая зола может быть очень щелочной, если сжигаемые резиновые смеси содержат большое количество карбоната кальция.
Наконец, количества вырабатываемого пара недостаточно для обеспечения полного объема, необходимого для работы завода по производству каучука. Поставки резинового лома непостоянны, и в настоящее время предпринимаются усилия по сокращению количества лома, что приведет к сокращению поставок топлива. Стоимость обслуживания мусоросжигательного завода, предназначенного для сжигания резинового лома и резиновых изделий, также очень высока.
Если принять во внимание все эти затраты, сжигание резинового лома может оказаться наименее рентабельным методом утилизации.
Заключение
Возможно, лучшим решением экологических проблем и проблем со здоровьем, связанных с производством резиновых изделий, был бы хороший технический контроль за производством и смешиванием порошкообразных химикатов, используемых в резиновых смесях, а также программы переработки всех невулканизированных и отвержденных технологических отходов и продуктов из резины. Порошкообразные химикаты, собранные в системах пылеулавливания, можно было бы добавлять обратно в резиновые смеси с помощью соответствующих технических средств контроля, что исключило бы захоронение этих химикатов на свалках.
Контролировать проблемы окружающей среды и здоровья в резиновой промышленности можно, но это не будет легко или бесплатно. Стоимость, связанная с решением экологических проблем и проблем со здоровьем, должна быть добавлена обратно к стоимости резиновых изделий.