Oplossing van teruggewonnen koolstofzwartraffinage

Het MC Pyrolysis Team is al meer dan 20 jaar toonaangevend in de sector voor teruggewonnen roet (rCB). Lang voordat rCB erkenning kreeg in de industrie, produceerden we het al en ontwikkelden we nieuwe toepassingen om de waarde ervan te maximaliseren. We zijn er trots op onze uitgebreide kennis en expertise met klanten te delen. Sterker nog, de inzichten die ons team heeft opgebouwd, zijn zo diepgaand dat we meer over rCB zijn vergeten dan de meeste huidige 'zogenaamde' experts ooit wisten – ze zijn nog steeds bezig onze decennialange ervaring in te halen.

Om premium teruggewonnen carbon black (rCB) te produceren en een leidende positie in de branche te verwerven, is toegewijde tijd in de rCB-industrie – inclusief bouwprojecten – essentieel. In tegenstelling tot andere leveranciers van apparatuur die losse machines aanbieden, zijn wij er trots op een uitgebreid, hoogwaardig systeem te bieden, ontworpen als een aanpasbaar, compleet pakket, specifiek voor diverse soorten koolstof afkomstig van banden.

Onze innovatieve, modulaire oplossing stelt klanten in staat om elke van banden afkomstige koolstof om te zetten in hoogwaardige rCB, ondersteund door onze prestatiegaranties. We gaan verder dan alleen de levering van apparatuur en helpen klanten bij het afsluiten van langetermijncontracten vóór de installatie van het systeem, waarmee we de basis leggen voor een sterk rendement op hun investering.

Invoering
Carbon Black (CB), een veelzijdig materiaal dat veel wordt gebruikt in kunststoffen, inkten, verven en rubberproducten (met name banden), vormt een aanzienlijk deel van de wereldwijde industriële vulstoffen. Het recyclen van CB uit afgedankt rubber – met name banden – blijft echter een uitdaging vanwege de inherente problemen bij de herverwerking van rubber, waardoor het vaak wordt gereduceerd tot een wegwerpproduct. Groeiende milieuzorgen hebben geleid tot onderzoek naar het terugwinnen van CB uit afgedankt rubber, met als doel de ecologische voetafdruk van de industrie te verkleinen. Dit artikel presenteert de bevindingen van een door Artis gefinancierd onderzoek en gezamenlijke experimenten van Michelin en Bridgestone, met de nadruk op de eigenschappen van teruggewonnen carbon black (rCB) en de dringende noodzaak om gestandaardiseerde evaluatiecriteria vast te stellen.

De opkomst van RCB: Een duurzaam alternatief

Naarmate duurzaamheid steeds belangrijker wordt in de rubberindustrie, is rCB een haalbaar alternatief geworden voor fossiele vulstoffen. Conventioneel CB wordt geproduceerd door onvolledige verbranding van plantaardige oliën of aardoliederivaten (bijv. koolteer), terwijl rCB wordt gewonnen uit gerecycled rubber – een cruciale innovatie, aangezien banden alleen al 70% van de wereldwijde CB-productie verbruiken. Deze verschuiving zou de CO2-uitstoot van de industrie aanzienlijk kunnen verminderen.

Als nieuwe vulstofklasse vereisen de prestatiebepalende eigenschappen van rCB echter een grondige analyse. Onderzoek van Norris (Murfitts Industries), López Cerdán (Artis) en ter Haar (Circtec) benadrukt de impact vanaggregaatgrootteverdeling (ASD), silicagehalte, koolstofresten en organische verontreinigingen op de consistentie van rCB. Deze factoren bepalen de geschiktheid voor industriële toepassingen.

Belangrijkste parameters die de rCB-kwaliteit definiëren

Geaggregeerde grootteverdeling (ASD)
CB bestaat in colloïdale vorm en bestaat uit primaire deeltjes (10–300 nm) die snel aggregeren tot clusters (tot 500 nm) en grotere agglomeraten (groter dan 100 µm). In tegenstelling tot uniform commercieel CB varieert de ASD van rCB vanwege de heterogeniteit van afgedankte banden. De ASD is een belangrijke indicator voor het versterkingspotentieel van rCB. Studies tonen aan dat de bredere ASD van rCB quasi-statische eigenschappen (bijv. variatie in de elasticiteitsmodulus onder vervorming) vermindert in vergelijking met conventioneel CB met vergelijkbare colloïdale eigenschappen. Daarom wordt ASD voorgesteld als een primaire maatstaf voor de karakterisering van rCB.

Silica en restgehalte
rCB neemt silica, koolstofresten en organische verbindingen over uit de grondstoffen van banden. Gecontroleerde retentie van organische resten kan bijvoorbeeld de dispersie en treksterkte verbeteren. Standaardisatie van deze parameters is essentieel om voorspelbare prestaties te garanderen.

Samenwerking met de industrie: Whitepaper van Michelin en Bridgestone

In 2022 presenteerden Michelin en Bridgestone een gezamenlijk initiatief om de acceptatie van rCB te versnellen, met de nadruk op:

Standaardisatie: Het definiëren van klassen/specificaties voor rCB in de bandenproductie.

Leveranciersbetrokkenheid: De kwaliteit van rCB afstemmen op de eisen van de industrie.

Circulariteitsdoelen: Met 1 miljard banden (30 miljoen ton) die jaarlijks worden weggegooid, wordt momenteel 85%versus maagdelijke CB.

Classificatie-uitdagingen en toekomstige vooruitzichten

Bridgestone en Michelin voorspellen een markt voor rCB-auto's van1 miljoen ton/jaar in 2030, maar om dit te bereiken, is onmiddellijke actie vereist. De samenstelling van rCB varieert afhankelijk van het type band (bijv. "zachte" N7xx/N6xx-klassen versus "harde" N1xx/N3xx-loopvlakklassen) en pyrolyseomstandigheden. Er zijn voorlopige ASTM-classificaties (klassen A-D) voorgesteld, maar er zijn nog steeds hiaten in de milieu- en veiligheidscriteria onder de REACH-regelgeving.

Conclusie
rCB biedt een transformerende kans voor circulaire banden. Hoewel er nog steeds obstakels bestaan ​​op het gebied van schaalbare productie en standaardisatie, effenen gezamenlijk onderzoek en inzet van de industrie de weg voor een groenere toekomst.

Casestudy: Toepassing in decoratief beton

Een recent project waarbij Huayuan Tech's rCB werd gebruikt in decoratief beton toonde het volgende:

• Esthetische uitmuntendheid: Het beton had een uniforme, diepzwarte tint met een subtiele blauwe ondertoon, wat de visuele aantrekkingskracht versterkte.

• Duurzaamheid: Het met rCB geïmpregneerde beton is effectief bestand tegen verwering en behoudt zijn kleurechtheid in de loop van de tijd.

• Kosteneffectiviteit: Door rCB te gebruiken, zijn de materiaalkosten verlaagd zonder dat dit ten koste gaat van de kwaliteit. Ideaal voor grootschalige projecten.

De resultaten:

• Een aanzienlijke vermindering van de milieuvervuiling bereikt.

• Hergebruikte pyrolysekool uit banden tot een hoogwaardig commercieel vulproduct, toegepast in de productie van off-roadbanden, de productie van rubberen auto-onderdelen en kunststof masterbatchtoepassingen (geschatte hoeveelheid):

• Er is een nieuwe binnenlandse markt voor vulstoffen voor koolstofzwart ontwikkeld om aan de enorme vraag naar gerecycled koolstofzwart (rCB) te voldoen.

• Aanzienlijke vermindering van luchtvervuiling en vervuiling van stortplaatsen door het recyclen van pyrolysekool uit banden tot hoogwaardige RCB-pellets.

• Het stimuleren van werkgelegenheid en innovatie in een regio die economische ontwikkeling nodig heeft.