Рециклинг ПВХ  –  это тема, вызывающая бурные обсуждения уже не одно десятилетие. Споры о целесообразности вторичной переработки, стихийно меняющееся мнение потребителей, достижения и провалы в разработках, активная деятельность экологов много лет вызывают колебания на рынке вторичной переработки.

Кабельный бизнес отличается достаточно низкой рентабельностью и внушительными объемами производства. Даже незначительная экономия может оказать сильнейшее влияние на формирование прибыли. Именно поэтому в индустрии вопросы минимизации отходов и повторного использования материалов вызывают повышенный интерес.

Мировой рынок ПВХ отличается невероятной пластичностью и изменчивостью. Где-то темпы производства активно наращиваются, где-то  –  искусственно снижаются. Так, например, в некоторых странах ЕС уже установлено законодательное ограничение на использование ПВХ-упаковки, что существенно влияет на объемы производства.

Итак, что же такое рециклинг ПВХ в кабельной промышленности  –  необходимость, выгодное вложение или же просто стремление соответствовать повестке? Можно ли повысить эффективность деятельности завода с помощью вторичной переработки и с какими трудностями придется столкнуться? RusCable разбирается.

Место ПВХ в современной промышленности

Поливинилхлорид является одним из ключевых крупнотоннажных полимеров. В 2018 году ПВХ среди остальных базовых полимеров занял второе место по спросу в мире, разделив его с полиэтиленом низкого давления (ПЭНД). Доля ПВХ составила порядка 17%, уступив лидерство полипропилену (ПП), занимающему 28% рынка.

По данным исследования «Центра Развития» НИУ ВШЭ емкость мирового рынка ПВХ в 2020 году находилась у отметки в 46 млн тонн, и при этом средний мировой темп роста спроса на смолу ПВХ составил 3% ежегодно, что является достаточно высоким показателем. Пандемия вируса Covid-19, начавшаяся в начале 2021 года, существенно затормозила развитие рынка, создав определенный дефицит смолы ПВХ, однако последние данные говорят об успешном преодолении полимерного кризиса.

Отходы кабельной промышленности (оболочка, изоляция и заполнение межжильного пространства кабеля) представляют собой достаточно большой пласт рынка вторичной переработки пластикатов прежде всего благодаря однородности - производители включают отходы собственного производства в состав композиций. Из них изготавливается термопластик, полиэтиленовая упаковка, оплетка и трубы.

Несмотря на существование достаточно большого количества технологий переработки и вторичного использования ПВХ, объем рисков, связанных с использованием вторсырья, достаточно велик, из-за чего многие предприятия осознанно отказываются от концепции рециклинга. Поэтому сегодня перед производителями и покупателями пластмасс сформировалась задача по разработке новых подходов вторичной переработки отходов ПВХ.

Как перерабатывают кабели?

Большинство из используемых сегодня технологий переработки кабеля ориентированы на сохранение эксплуатационных свойств металлов, а не пластикатов.

Термический метод, к примеру, подразумевает обжиг оплетки с использованием пиролиза  –  сжигания кабеля в условиях ограниченного количества кислорода. Такой способ считается одним из самых дешевых, однако исключает возможность вторичной переработки ПВХ. Термический метод является не только наиболее вредным с точки зрения экологии, но и существенно снижает качество медного и алюминиевого сырья за счет окисления проводника при горении.

Химическая переработка кабеля подразумевает растворение полимерной оплетки с помощью органических соединений. Она позволяет получить чистый металл и оставляет возможность для выделения полимера. Эта технология требует гораздо больших вложений и подразумевает крупные организационные затраты, а потому используется намного реже.

То же самое можно сказать и о криогенной обработке кабеля  –  заморозке лома с помощью азота, позволяющей максимально “чисто” отделить жилу от оболочки. Этот метод сегодня считается экономически нецелесообразным, поскольку выгоды от вторичной переработки не могут компенсировать цену жидкого азота.

Небольшие предприятия по прежнему используют метод механической разделки кабеля  –  снятия изоляции вручную или с помощью специальных станков. Этот способ считается достаточно экологичным и не требует больших вложений, но подходит только для небольших объемов лома.

В чем сложность?

В теории внедрение рециклинга в производственные процессы выглядит достаточно просто  –  разбираешь лом на запчасти, плавишь, используешь повторно, получаешь прибыль. Но, как обычно, на практике дело обстоит несколько иначе.

По сравнению с остальными термопластами отходы ПВХ обладают гораздо меньшими возможностями вторичной переработки.

Во-первых, сложность композиции делает переработку достаточно сложным и многоуровневым процессом. При переработке ПВХ применяется многокомпонентный химический комплекс, состоящий из термостабилизатора, антиоксиданта, пластификатора (для пластифицированных рецептур), модификатора переработки, внутренних и внешних смазок и иных компонентов, применяемых в зависимости от желаемых конечных физико-механических свойств материала.

Во-вторых, специфика композиций ПВХ предполагает, что рецептурный состав изделия заранее неизвестен, что приводит в определенных условиях к ухудшению эксплуатационных характеристик материала после переработки.

Отходы ПВХ сами по себе неоднородны из-за наличия в композиции специфических добавок. Это приводит к тому, что для разных типов ПВХ необходимы разные процедуры рециклинга. Таким образом процесс вторичной переработки перестает быть универсальным, становясь более дорогим.

При повторной переработке ПВХ возникает достаточно большое количество проблем, связанных с изменением эксплуатационных свойств материала.  В процессе рециклинга полимеры подвергаются воздействию высоких температур, сдвиговых напряжений и окислению, что приводит к изменению структуры. Результатом термоокисления становятся агрегативные и дезагрегативные процессы  –  сшивание и деструкция.

Эти проблемы предопределили потребность промышленности в поиске новых эффективных решений в области переработки ПВХ. Необходим способ переработки, не только безопасный экологически и отвечающий возможностям современных предприятий, но и позволяющий сохранить (или даже улучшить) эксплуатационные свойства материала.

Технологии будущего: что предлагает рынок?

Европейские страны не случайно считаются своеобразным законодателем моды в области экологии и рециклинга. Европейские компании задают всему миру определенный вектор развития и активно ведут разработки по бережливому производству. Многие “технологии будущего” разрабатываются именно там.

Одной из таких технологий стало производство восстановленных компаундов «Vinyloop». Метод относительно прост: проволоку размалывают, медь удаляется с помощью магнитов, а полученный материал разделяется электростатическим сепаратором. Таким образом производитель может получить строго определенные пропорции резины и ПВХ для будущего компаунда. Смесь растворяется в растворе метиэтиленкетона, а затем фильтруется от синтетических волокон и примесей. Под воздействием водяного пара ПВХ оседает в форме гранул, по своим характеристикам практически не отличающихся от первичного компаунда. Восстановленный ПВХ сохраняет все добавки и стабилизаторы первичного материала и не требует специальной подготовки. Самое главное преимущество технологии в том, что они подходит для всех видов ПВХ-отходов.

Еще одна разработка европейских компаний, все еще не внедренная на российский рынок  –  это центрифужное разделение. Метод основывается на комбинировании быстрого вращения и теплового воздействия на лом. На рециклинг с применением центрифуги расходуется в пять раз меньше энергии, чем затрачивается при производстве первичного сырья. Кроме того, процесс полностью экологичен и исключает выбросы вредных веществ. Все, что нужно для работы  –  высокая температура.

О целесообразности и выгоде

Большинство предприятий живо интересуется вопросом, насколько выгодно внедрять в производство технологии рециклинга. К сожалению, однозначного ответа на этот вопрос нет, поскольку целесообразность зависит от целого ряда факторов и условий.

Во-первых, немаловажен доступ предприятия к технологиям. Чем более передовые методы рециклинга используются на производстве, тем ниже риски и тем выше качество вторичного продукта. 

Во-вторых, большую роль играет размер предприятия. Именно от объема выпуска зависит окупаемость затрат на рециклинг, а также выбор оптимального метода переработки. Если небольшой завод отлично справляется механическим путем, то для крупного производства необходимо внедрять более прогрессивные технологии.

Несмотря на все тонкости производства, нельзя не признать, что прогресс в области рециклинга уже давно шагнул далеко вперед. Если несколько лет назад заявление представителей Solvay о “бесприбыльности” переработки ПВХ еще находили отклик в промышленной среде, то сейчас ситуация кардинально изменилась. Современное оборудование позволяет не только производить качественное вторсырье, но и удешевить рециклинг до уровня ниже первичного производства. 

Рециклинг сегодня  –  это не только вклад в экологию и защиту окружающей среды, но и выгодное финансовое вложение, позволяющее минимизировать количество отходов и удешевить производство.