[发明专利]一种利用废旧轮胎橡胶制备活性炭的方法

说明书

技术领域

本发明涉及轮胎橡胶再利用技术领域，具体涉及一种利用废旧轮胎橡胶制备活性炭的方法。

背景技术

随着汽车逐渐成为拉动居民消费的第一引擎，中国己经面临废旧轮胎造成的严重环境污染问题。据相关报道，中国成为继美国、日本之后第三个汽车年产超千万辆的国家，成为名副其实的“汽车大国”。然而，与汽车时代一同到来的，还有堆积如山的废旧轮胎。废旧轮胎是固体工业废弃物的一种，随着橡胶工业及汽车工业的发展，大量的废旧轮胎、橡胶制品及边角料不断增多。世界环卫组织统计，世界废旧轮胎积存量己达30亿条，并以每年约10亿条的数字增长。美国每年产生2.7亿条橡胶轮胎，迄今己经有3亿多个橡胶轮胎未做任何处理。我国废旧轮胎年产量己经超过1亿条，并以每年两位数的速度增长。一项统计数字显示，到2020年，我国废旧轮胎产量将达2000万吨。日益加剧的“黑色污染”给我国本已脆弱的生态环境雪上加霜，因此治理废旧轮胎造成的“黑色污染”刻不容缓。废旧轮胎的处理及其回收利用，是世界瞩目的难题。随着汽车工业的迅速发展，废旧轮胎对环境污染的问题日趋严重，已引起人们关注，废旧轮胎很难生物降解，可以选择焚毁或者长期露天堆放，埋在地下会阻碍空气和水的流动，故不适宜填理处理；在地面上堆积如山，占用大量土地，还会因积水而孽生蚊虫和病菌，从而造成环境的严重污染，又是火灾的引发源，如何处理和利用废旧轮胎，已成为急需解决的环境课题。

目前，废旧轮胎的利用主要有以下几种方式：（1）废旧轮胎直接利用；（2）废旧轮胎翻新；（3）废旧轮胎热能利用；（4）橡胶再生；（5）废旧轮胎橡胶粉混合沥青制铺路材料；（6）废旧轮胎热解制碳氢化合物和炭渣。其中废旧轮胎的热分解技术主要包括常压惰性气体热解、真空热解和熔融盐热解，但无论采取哪种方法，都存在处理温度高，加热时间长、产品杂质多等缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用废旧轮胎橡胶制备活性炭的方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用废旧轮胎橡胶制备活性炭的方法，包括如下步骤：

1） 将废旧轮胎清除掉泥沙和油污，并去除金属、纤维杂物、烘干后，破碎成颗粒；

2）将轮胎颗粒放入微波干燥箱中进行热解，收集固态物质，所述的微波功率为400～800W，热解时间30～60min；

3）将收集的固态物质用双氧水处理并进行干燥，得到焦炭；

4）将焦炭放入马弗炉中，在氮气气氛下将固态物质加热至800～900℃，保持4～6h后自然降至室温；

5）将获得的样品浸渍于硝酸溶液中，再浸渍于氢氧化钾溶液中，获得活性炭。

进一步，所述步骤1）中废旧轮胎颗粒为20～30目。

进一步，所述步骤5）中硝酸溶液和氢氧化钾溶液的浓度均为3～4mol/L。

本发明的有益效果在于：

本发明技术方案用微波法热解废旧轮胎橡胶粉，缩短了反应时间，简化了工艺流程，获得的炭黑通过后续氧化、活化制得活性炭的工艺，可以简便的制备活性炭，对废旧轮胎橡胶废物再利用，具有一定的经济和社会价值。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例1

一种利用废旧轮胎橡胶制备活性炭的方法，包括如下步骤：

1）将废旧轮胎清除掉泥沙和油污，并去除金属、纤维杂物、烘干后，破碎成颗粒20目；

2）将轮胎颗粒放入微波干燥箱中进行热解，收集固态物质，所述的微波功率为400W，热解时间60min；

3）将收集的固态物质用双氧水处理30min并进行干燥，得到焦炭；

4）将焦炭放入马弗炉中，在氮气气氛下将固态物质加热至800℃，保持6h后自然降至室温；

5）将获得的样品浸渍于3mol/L硝酸溶液中，再浸渍于4mol/L氢氧化钾溶液中，在50℃下恒温4小时。最后，将获得的产物用去离子水洗净，获得活性炭。

实施例2

一种利用废旧轮胎橡胶制备活性炭的方法，包括如下步骤：

1）将废旧轮胎清除掉泥沙和油污，并去除金属、纤维杂物、烘干后，破碎成颗粒30目；

2）将轮胎颗粒放入微波干燥箱中进行热解，收集固态物质，所述的微波功率为800W，热解时间30min；

3）将收集的固态物质用双氧水处理45min并进行干燥，得到焦炭；