Переработка отходов древесины

Существуют две категории отходов древесины: чистые и подлежащие обработке. Чистые отходы появляются в результате прореживания лесов, при рубке леса с целью заготовки древесины, а также в результате деятельности человека в городской и сельской местности. Отходы, подлежащие переработке, содержат такие вещества как краски, органические и неорганические химические вещества, продукты нефтехимической промышленности. К таким отходам этой категории относятся: окрашенная древесина, железнодорожные шпалы, телеграфные столбы, слоистая фанера и т.п.

Отходы древесины — ценное сырье, на основе которого изготавливают большое количество разнообразных изделий, широко применяемых в строительном деле, бумажной, мебельной и топливной промышленностях. Разработана технология получения из отходов древесины осахаренных кормов для животноводства.

Производство строительных и конструкционных материалов из отходов древесины

Одним из основных направлений утилизации древесных отходов является производство различных ограждающих и отделочных строительных материалов: древесно-волокнистых плит (ДВП), древесностружечных плит (ДСП), цементно-стружечных плит (ДСП) и др.

Древесно-волокнистые плиты (ДВП). При их изготовлении древесину измельчают механическим, термохимическим или химикомеханическим способом до тонкого волокна и затем прессуют. Существуют два способа производства ДВП: мокрый (без добавки связующего материала) и сухой (с добавлением 4—8 % синтетической смолы). Для повышения механической прочности, а также стойкости к воздействию влаги, огня, насекомых и микроорганизмов в состав плит вводят антипирены, антисептики и другие вещества. Различают пять основных групп ДВП: изоляционные, изоляционно-отделочные, полутвердые, твердые и сверхтвердые. ДВП применяют в мебельной промышленности, в строительстве — для теплоизоляции кровли, стен, перекрытий, отделки помещений и т.д.

Древесно-стружечные плиты (ДСП) — материалы, изготавливаемые горячим прессованием древесных стружек со связующим веществом. Обычно для этого используются мочевино- и фенолформальдегидные смолы. По способу прессования различают ДСП плоского прессования и получаемые выдавливанием.

Технологический процесс производства ДСП включает: измельчение отходов древесины, сортировку измельченной древесины, приготовление рабочего раствора смолы, отвердителя и добавок, дозирование и смешивание компонентов связующего, добавок и измельченной древесины, формирование стружечного ковра или пакетов, предварительное уплотнение стружечного ковра или пакетов, прессование плит, их сортировку и складирование. ДСП широко используют в мебельной промышленности, строительстве и др.

Цементно-стружечные плиты (ЦСП). При их производстве древесная мука, опилки и стружка связываются посредством каких- либо цементирующих веществ. Так, смешение магнезиального цемента с измельченными древесными отходами, асбестом и другими компонентами позволяет производить ксилолит, а при использовании древесной ваты (продукт из хвои), крупных волокнистых растений и т.п. с магнезиальным цементом — фибролит. Из древесно-цементной массы изготавливают плиты, которые используются в строительстве.

Древесно-слоистые пластики. Это материалы, получаемые горячим прессованием из древесного шпона, пропитанного синтетическими термореактивными смолами. Полученные таким способом указанные пластики обладают высокой прочностью на изгиб, химической стойкостью, твердостью и легко поддаются механической обработке. Из них изготавливают подшипники, зубчатые колеса, электроизолирующие прокладки и т.п. В строительстве эти пластики используют в качестве конструкционных и облицовочных материалов.

Массы из древесно-полимерных материалов (ДПМ). Для их изготовления служат отходы мебельного производства — нитроцеллюлозный лак, вспененный полистирол и древесные опилки.

Для приготовления композиций часто используют смесь полимерного отхода с опилками хвойных и лиственных деревьев, просеянная через сито с отверстиями диаметром 3 мм, и стружка размером не более 15x5x2 мм из хвойных деревьев.

Такая смесь подвергается под давлением 30 МПа нагреву при температуре, обеспечивающей перевод полимера в вязкотекучее состояние. Далее массу в течение 40 мин прессуют при 30 МПа и температуре ПО °С.

В настоящее время одним из важных вопросов строительного материаловедения является проблема получения экологически чистых дешевых строительных материалов. В последние 10—15 лет было установлено, что из ДСП и ДВП, получаемых с использованием фенолформальдегидных смол, в течение многих лет выделяются весьма токсичные фенол и формальдегид в количествах, в десятки раз превышающих предельно-допустимые концентрации. В связи с этим во многих странах мира, включая Россию, введены ограничения и запреты на производство плит и изделий из этих материалов. Поэтому одним из перспективных направлений использования древесных отходов является получение плит без полимерного связующего, вместо которого используются компоненты самой древесины, и коры.

Пьезотермопластики — плитный материал, получаемый в результате обработки измельченной древесины при высоких давлениях и температуре и без связующих веществ. Известны два способа изготовления: без предварительной обработки древесных отходов и с гидрообработкой их перед прессованием горячей водой или паром.

Изготовление по первому способу заключается в следующем. Опилки естественной влажности доставляют в приемный бункер и оттуда винтовым конвейером подают на электромагнитный сепаратор и инерционный сортировочный конвейер для отсева крупных частиц и примесей. Кондиционное сырье поступает в бункер сырья, а крупные фракции — в топку бункера для сжигания. Из бункера сырья опилки подают в пневмогазовую сушилку. Сушка осуществляется при взвешенном состоянии опилок горячими газами, поступающими из газовой топки или котельной. Из сухих опилок на конвейере формируют пакеты, которые подпрессовы- вают при комнатной температуре в течение 20—30 с под давлением 2—2,5 МПа, и затем направляют в многоэтажный пресс горячего прессования. Влажность опилок перед прессованием составляет 5—20 %, температура пресса при изготовлении плит в зависимости от требуемой водостойкости плиты колеблется от 140 до 160 °С, продолжительность выдержки зависит от температуры и соответствует 1,5—4,0 мин/мм толщины плиты. Пьезотермопластики, изготовленные из березовых опилок с начальной влажностью 50 %, имеют плотность 720—1080 кг/м3, водопоглощение за 24 ч составляет 40—98 %, разбухание по толщине 41—92 %, предел прочности при статическом изгибе 8—11 МПа, сжатии 80—125 МПа.

В Институте материаловедения и эффективных технологий разработаны новые материалы — экологически чистые древесно-наполненные пластмассы (ЭДНП) и технология получения изделий из них. Исходным материалом для получения ЭДНП служат древесные опилки, стружка и другие отходы растительного происхождения, а в качестве полимерного связующего — термопласты (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и др.) и их отходы. Изделия из ЭДНП обладают высокими прочностными и эксплуатационными характеристиками, имеют низкое водопоглощение, биологически стойки (не разрушаются бактериями, грибком, термитами), хорошо поддаются механической обработке. По физико-механическим и эксплуатационным показателям изделия из ЭДНП превосходят изделия из ДВП, ДСП, асбестовые плиты, древесины и др.

Разработанная технология ЭДНП позволяет утилизировать до 80—85 % древесных отходов. Технология переработки ЭДНП позволяет использовать экструзию, прессование и литье, что обеспечивает возможность создания изделий любой формы и конфигурации — ажурные, с рельефными вставками, фигурной аппликацией из разных материалов, скульптурными элементами.

Из ЭДНП материалов могут быть получены практически все ограждающие строительные конструкции и отделочные материалы, в том числе отделочная и мебельная доска, плинтусы, наличники, подоконные плиты и др., внутренние перегородки зданий, витражи, двери внутренние и наружные, устройства полов и потолков и др.

В Германии предприятием по изготовлению фанеры в г. Зюд- Мерен совместно с Годонинским кирпичным заводом (Чехия) разработаны технология и оборудование для введения низкосортных отходов древесины в массу при изготовлении кирпича. В состав шихты вводится до 20—25 % древесных отходов. При этом снижаются расходы сырья и топлива и улучшаются свойства: масса кирпича уменьшилась на 10—20 %, морозостойкость и теплоизоляционные свойства улучшаются на 30 %, а водопоглощение снижается.

В США разработана и действует технология по переработке «городского леса» — древесных отходов в городах, мощностью 360 т в сутки. В качестве сырья здесь используются самые разнообразные древесные отходы, часто содержащие гвозди, болты, стальную проволоку, ленту и другие металлические детали. Эти отходы разделяют на части методом флотации, затем дробят на мелкие куски и подвергают другим методам разделения и сортировки, включая магнитную сепарацию. Отсортированные древесные части поступают на переработку в термомеханическую древесную массу, бумагу и картон.

Древесную технологическую щепу используют в качестве сырья для производства сульфитной и сульфатной целлюлозы, полуфабриката тарного картона, гидролизного спирта и кормовых дрожжей. Чистые еловые опилки и стружку деревообрабатывающих цехов используют в качестве наполнителя в производстве фенольных пластмасс, линолеума, взрывчатых веществ и пьезотермопластиков. Некондиционные отходы древесины служат в качестве топлива. На Вестфальском кирпичном заводе (Германия), древесные отходы, измельченные до состояния мягкой стружки, поступают дозированными порциями непосредственно в открытое пламя мазутных форсунок. За счет использования древесных отходов на заводе ежегодно экономится 20 м3 мазута.

Отходы сосновой стружки используют без предварительной обработки для очистки нефтесодержащих сточных вод в кассетных фильтрах отстойников. Сорбционная емкость стружки по нефтепродуктам составляет 0,1 г на 1 г собственной массы.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >