报废汽车材料的组成及再生技术现状

关键词：报废汽车；材料；再生技术

中图分类号：U466 文献标识码：A

0 引言

2023年，欧盟对于汽车产品的全生命周期环境责任、经济责任等，制定了一系列规定，要求报废汽车在进行回收之后，促使其中的金属、钢铁、玻璃及橡胶等材料得到再次处理。通过科学化处理后，这些材料达到一定标准才能进行再利用，从而降低废弃物对环境的污染和破坏，创造更多的经济效益。

1 报废汽车再生回收利用的背景及研究意义

如今，我国的资源再生回收利用市场已经越来越庞大。在2022年，社会环保总投资已达到17万亿元，其中再生资源行业投资则达到了1.7 万亿元，占比超过10%。尤其是汽车报废能源再生行业，更是具有相当大的发展前景。

汽车在报废之后，会产生大量的废旧零件和材料，这些材料包括了废旧钢铁、塑料、金属、玻璃和橡胶等，如果不进行科学处理就会带来一定的危害。比如焚烧和掩埋会污染土地，造成大气污染，所以需要对这些汽车材料进行回收再利用[1]。而且，通过开展对报废汽车再生回收利用的研究，不但能解决报废材料对环境的影响，也能节约更多的资源，所以要加强对技术的研发，并且开发出更加完善的再生回收流程和技术体系，从而促进我国再生资源行业的发展，改善我国汽车行业在回收再利用方面的不足，提升整体竞争力，这就是开展研究的意义。

2 我国报废汽车材料的回收现状

2.1 回收拆解数量逐渐增多

近几年，我国报废汽车的回收拆解数量越来越多。2017—2023年，报废汽车的回收数量产生了一些波动，2018 年报废汽车回收数量超过了230 万辆，比起2017 年增长了15% 左右。在2023 年1 月，我国月报废汽车回收数量达到了12.5万辆，因此产生了较大的材料回收利用需求，市场规模也越来越大。

2.2 拆解存在一定的损耗

我国报废汽车回收拆解能获得的材料，包括废钢铁、有色金属以及塑料、橡胶等。在每吨废旧材料中，大约能回收70% 的废钢铁、6% 的有色金属、7% 的塑料、4% 的橡胶以及1.5% 的玻璃。进行拆解时，也会形成5% 左右的拆解损耗、4% 左右的其他废弃物（皮革、海绵、木制品和废旧电路板等）[2]。

2.3 有较高的经济价值

汽车报废之后，要对其进行拆解，获取其中可利用的材料。这些材料不但存量大，而且零件可再制造应用，属于循环经济上游原材料来源的重要支柱，具有一定的经济价值。除去少量的损耗，基本上可以进行回收利用，而且在回收利用的过程中，不但节约了资源和成本，也创造了一些经济效益。

3 报废汽车材料的组成

在报废汽车的材料中，包含金属、塑料、橡胶及玻璃等。金属材料在报废汽车材料中是占比较多的一种，包括了铸铁、碳钢、铝合金、铜、镁及锌等。金属材料中也包括了铝合金，其一般用于发动机零件、壳体零件和底盘零件的制造，例如发动机缸体、缸盖、保险杠和车轮等。还有比铝轻15% 的金属材料镁，其一般用于汽车的车身与底盘零件，例如仪表盘骨架和横梁、转向盘支架等。

每辆汽车的塑料用量占汽车质量的10% 左右（表1），平均为75.00 ～ 100.00 kg/ 辆，因此塑料也属于报废汽车材料组成的重要部分。其包括了聚丙烯、聚氯乙烯、聚氨酯和聚乙烯，主要用于汽车内外饰件以及结构功能件，例如保险杠、车轮罩、翼子板及进气管等[3]。

橡胶作为汽车不可缺少的零部件材料，也可以回收再利用。车用橡胶包括了丁腈、丁苯等不同的类型，一辆汽车需要用到的橡胶配件约为450 个，总质量占整车的5% 左右，一般为80.00 kg/ 辆，载重汽车更是超过了145.00 kg/ 辆。橡胶材料在汽车中的应用非常多，包括轮胎、胶管、胶带、密封条和装饰材料等，其对于汽车行走、制动安全、减振静音以及密封防尘起着非常重要的作用。

汽车玻璃主要分为夹层和钢化两种，其中夹层指的是超过两层的玻璃材料，在玻璃之间有一层PVC 胶片，所以非常安全。一旦玻璃破裂，PVB 胶片会促使玻璃碎片粘在一起，避免散乱的玻璃渣掉落下来伤到人，而且容易收集处理。而钢化玻璃区别于普通玻璃具有一定的特殊性，具有较高的强度，如果受到外力的冲击，玻璃不会散成碎片，而是成为颗粒，从而避免产生危险后果。汽车前风挡玻璃中较多使用夹层玻璃，钢化玻璃则通常被用于后挡风玻璃。

4 报废汽车的再生技术现状分析

4.1 报废汽车金属材料的再生技术

对于金属材料回收，要先排出废旧油液，再开展分解。

（1）对于分解获得的金属材料，对其进行回收。在这个过程中，要先进行剪切、打包、压扁、粉碎，完成机械处理之后送往钢材厂冶炼。用废钢剪断机将废钢铁进行剪断，从而方便运输和冶炼。

（2）打包又被称为压块，通过金属打包设备，将驾驶室挤压成长方形的块状物体，促使容积缩小， 从而方便运送和装卸，更好地进行装卸、冶炼。并通过破碎机进行破碎，促使水喷淋装置对其进行清洗，对挤压的汽车材料进行锤击。形成小块之后，再对其进行分拣。

（3）之后还要完成磁选的工作，对各种废物的磁性进行检测，在不均匀的磁场中进行选择，找出能回收利用的钢材。固体废物被放进磁选设备，磁性物体在不均匀磁场的影响下，形成磁化作用，被吸入到圆筒中，跟随圆筒排出到料端[4]。磁选设备中的第二出料口，通过输送皮带机和风选设备的进料口进行连接。非磁性颗粒因为受到磁场的影响不大，所以留在废旧材料中。

（4）最后是重力分选，促使物料进入介质中，颗粒密度不同会影响运动的速度，所以要根据各种密度选择不同的技术。例如，重介质分选适用于介质很重的材料，风力分选适用于介质较轻的材料。筛选出来的物料被送入到有色金属分选的装置中，挑出其中的铜和铝。通过输送皮带机送到第二物料收集箱，并存储在其中，实现对废旧金属的再回收利用。

4.2 报废汽车塑料材料的再生技术

报废汽车的塑料材料，要先通过外观鉴别、密度鉴别、燃烧鉴别以及热分析鉴别等一系列的鉴别方法进行分类，了解塑料的类型，再对塑料进行分离处理。例如，针对少量的塑料材料可以采用人工分离的方法，挑出其中的金属与橡胶等材料，再将热塑性和热固性的物质分开，找出其中的聚苯乙烯、聚氯乙烯和有机玻璃等材料。

为了对大量废旧塑料进行筛选，要采用磁性分离滚筒、交叉带式分离等一系列的设备，进行磁选分离，剔除材料的杂质。另外，还有风力分离的技术，利用风力对密度和体积相似的塑料进行筛选，从而找出密度有差异的塑料材料；还可以采用静电分离技术，根据材料的带电特性来分离废旧塑料。之后的回收顺序，先进行无害化处理，去除电池和车轮、分离铅平衡载荷，以及含汞的部件等；再拆除破碎的大件，例如线路板、门和空调等；再拆解可利用的部件和热塑性塑料件，以及其他的塑料件。

找出塑料材料之后，要对其进行科学化、环保处理，填埋和焚烧对环境的污染和破坏非常大，因此这样的方式不能使用，对于没有拆解的车体进行压碎，对已破碎混合物进行物理分选处理，然后再进行回收利用。

利用分为两种。第一是直接再次利用，通过机械对废旧塑料进行筛选、清洗以及破碎之后，再次加工；第二是改性再生，通过物理和化学原理，改变废旧塑料的力学性能，处理了废旧塑料之后，获得燃料油、燃料气。例如通过化学方法对废旧塑料进行分解之后，能获得化工原料。这种方法是通过剪断聚合物的长链，恢复原来的性质，促使裂解出的原料能被生产出新的塑料产品。

此外，还可以采用能量回收的技术，对废旧聚苯乙烯泡沫塑料进行处理之后，将碎片埋入土壤中，可以促使土壤维持良好的保水性、排水性。而且这些填料还可以和水泥混合，形成轻质混凝土，还可以加入黏合剂制作成垫子，不但能发挥出塑料再利用的作用，而且也能保护生态环境[5]。

4.3 报废汽车橡胶材料的再生技术

橡胶的一般处理方法是对其进行焚烧、填埋，但这样做容易对环境产生破坏和影响，所以一般将废旧橡胶剪裁之后再进行利用。例如，可以应用在码头、船舶的护舷中，放进海底将其作为渔樵、缓冲带。对于废旧轮胎，也可以拆下来后对缺陷进行修补，再贴覆胎面胶，最后再硫化处理，促使橡胶可以再次得到利用。

收集的废旧硫化橡胶，被粉碎和加热之后，还要再次进行处理，促使橡胶更加具有弹性、可塑性，并且能再次进行硫化，其流程如图1 所示。

通过生产硫化橡胶粉，制作出新的橡胶制品，用于道路、建筑行业，这样的技术不但环保安全，而且可以实现资源的再生。

此外，也可以采用常温粉碎法，废旧橡胶在低温催化之后，通过机械进行粉碎，从而得到更小的胶粉。将液氮（制冷剂）直接输入到粉碎机中，从而缩短预冷的时间。最后还有热分解的技术，通过路易斯酸熔融盐岩作为催化剂，提高反应的速度，从而对轮胎进行分解和利用，这种技术不但适用于橡胶轮胎的回收利用，也适用于其他高分子材料。

4.4 报废汽车玻璃材料的再生技术

玻璃也属于汽车中必不可少的一部分，其分为夹层玻璃、钢化玻璃两种，来自于汽车的驾驶室、反射镜等。玻璃的回收再利用包括了直接利用、转型利用。

所谓直接利用，指的是对拆下来的汽车玻璃进行检查，合格之后将其用于生产各种不同产品的原材料，具体流程如图2 所示，而转型利用则指的是将回收的玻璃直接加工为原料进行利用。

然后再进入后续破碎的环节，采用锤式破碎机。第一步进行初步破碎，将玻璃破碎成不超过50 mm 的粗料；再进入磁选环节，剔除玻璃中掺杂的金属物质；经过清洗之后，进行二次破碎，促使玻璃粒径不超过7 mm，然后对其进行熔融，制作出新的玻璃。或者在碎玻璃中添加炭粉，再加入一部分化工原料，经过烧结之后制作出能代替矿棉的玻璃材料。也可以将玻璃和塑料作为添加料，添加到混凝土、沥青中，从而用于建筑施工。而对于夹层玻璃的再生，则可以将其加热至中间聚合物软化的温度，促使玻璃与高聚物进行分离，再进行利用[6]。

5 结束语

综上所述，在如今的时代背景下，汽车材料的回收再利用已经成为了提升产业国际竞争力的重要途径。为了提高材料的利用率，必须要根据材料的特性，加强对再生技术的研究和开发，促图1 橡胶再生技术的流程使报废汽车的材料得到更好地利用，实现生态和经济的共同发展。

作者简介：李俊，本科，工程师，研究方向为汽车及零部件生产制造，废旧物资回收加工及再利用。