في ضواحي طهران بإيران، واجهت شركة بيئية متخصصة في إعادة تدوير إطارات السيارات المستعملة مشكلة في خط إنتاج الكربون الأسود. تأسست الشركة عام 2020، وتنتج بشكل أساسي الكربون الأسود المُعاد تدويره (rCB) من خلال عملية التحلل الحراري لإطارات السيارات المستعملة، وذلك لتلبية احتياجات مصنعي منتجات المطاط المحليين، ومصانع الإطارات، وقطاع الطلاء.
باعتبارها دولةً رئيسيةً في استهلاك الإطارات في الشرق الأوسط، تُنتج إيران أكثر من 500,000 طن من الإطارات المُهدرة سنويًا. ومع ذلك، فإن تقنيات معالجة أسود الكربون التقليدية محدودةٌ بدقة المعدات، حيث لا تتجاوز دقة المنتج عادةً 200-250 شبكة. وهذا أقل من مُتطلب دقة 325 شبكة (حوالي 45 ميكرومترًا) للتطبيقات المتقدمة. ونتيجةً لذلك، تنخفض القيمة المضافة للمنتج، وتزداد تكاليف المعالجة اللاحقة.
في أوائل عام 2025، دخلت الشركة في شراكة مع شركة إبيك باودر ماشينري (مسحوق إبيك) لتحديث خط التحلل الحراري الحالي من خلال تقديم مطحنة تصنيف الهواء MJW-L. كان الهدف هو تحقيق تحكم دقيق في حجم الجسيمات، وتحسين نقاء المنتج، وتعزيز القدرة التنافسية من خلال تقنية التصنيف المتقدمة.
نظرة عامة على العملية
يعتمد خط إنتاج أسود الكربون الخاص بالعميل على عملية تحلل حراري مستمرة. تُفرم الإطارات المستعملة أولًا إلى جزيئات (<50 مم)، ثم تُسخّن إلى 500–650 درجة مئوية في بيئة خالية من الأكسجين. ينتج عن التحلل الحراري ثلاثة منتجات:
- غاز (~15%)، يتم إعادة استخدامها في الموقع لتوليد الطاقة
- زيت التحلل الحراري (~40%)، يتم تكريره إلى زيت وقود
- أسود الكربون الصلب (~35–45%)
في التركيبات التقليدية، يُبرَّد أسود الكربون ويُفصل مغناطيسيًا، ثم يُغربل باستخدام مناخل هزازة. ينتج عن ذلك توزيع واسع لحجم الجسيمات - متوسط D50 ≈ 60 ميكرومتر- مع تكتل الجسيمات الخشنة بشكل متكرر مما يقلل من أداء التعزيز.
بعد التحديث، تم دمج مطحنة التصنيف الهوائي MJW-L في نهاية خط الإنتاج كنظام تصنيف رئيسي. وقد طورت شركة EPIC Powder هذا الجهاز بشكل مستقل، وهو يجمع بين الطحن بالصدم والتصنيف الهوائي، مما يجعله مثالياً للمواد الهشة ذات صلابة أقل من 3 على مقياس موس، مثل الكربون الأسود.
مبدأ العمل
يتم تغذية المادة إلى حجرة الطحن عبر وحدة تغذية لولبية. دوار عالي السرعة (سرعة طرف تصل إلى 200 م/ث) يوفر قوى تصادم واحتكاك وقص للطحن الأولي. وفي الوقت نفسه، تقوم عجلة تصنيف مثبتة رأسيًا، بمساعدة تدفق هواء بضغط سلبي، بفصل المسحوق الناعم (<45 ميكرومتر)، بينما تعود الجسيمات الخشنة لمزيد من الطحن. مع التحكم في السرعة بتردد متغير (حتى 8000-12000 دورة في الدقيقة)، يضمن النظام ثباتًا 325 شبكة مخرجات المنتج.
مواصفات المعدات وتنفيذها
نموذج: MJW-L-500 (السعة: 500 كجم/ساعة)
المعلمات الرئيسية:
- قطر غرفة الطحن: 500 ملم
- سرعة عجلة المصنف: 2000–4000 دورة في الدقيقة قابلة للتعديل
- تدفق الهواء: 2000 متر مكعب/ساعة
- الطاقة: محرك رئيسي 30 كيلو واط، محرك مصنف 5.5 كيلو واط
النتائج بعد التنفيذ
| المؤشر الرئيسي | قبل (النظام التقليدي) | بعد (مطحنة تصنيف الهواء MJW-L) | التحسينات |
|---|---|---|---|
| دقة المنتج | D97 ≈ 60–75 ميكرومتر | D97 ≤ 44 ميكرومتر (شبكة مستقرة 325) | يلبي هدف العميل بالكامل |
| استقرار الدقة | تقلبات كبيرة | توزيع ضيق ومستقر للغاية | اتساق الدفعة ممتاز |
| استهلاك الطاقة | عالي | تم تخفيضها بشكل كبير | ~15% انخفاض استخدام الطاقة |
| كفاءة الإنتاج | تصنيف ثانوي منخفض ومطلوب في كثير من الأحيان | تحسنت بشكل كبير | >زيادة القدرة بمقدار 20% |
| معدل النجاح | ~85% | >98% | مكاسب اقتصادية كبيرة |
تعليقات العملاء:
"دمج مسحوق ملحمي حوّلت مطحنة MJW Air Classifier أسود الكربون لدينا من "مادة مُعاد تدويرها منخفضة الجودة" إلى "بديل عالي الجودة". تُصدّر منتجاتنا الآن إلى تركيا والإمارات العربية المتحدة، بأسعار بيع أعلى بمقدار 30%. بلغ عائد الاستثمار في السنة الأولى 180%.”
لم يقتصر المشروع على حل مشكلة حجم الجسيمات فحسب، بل ساهم أيضاً في إنعاش اقتصاد إعادة تدوير إطارات السيارات المستعملة في إيران. وتخطط الشركة لتوسيع نطاق التحديث ليشمل خطوط إنتاج السيليكا (الكربون الأسود الأبيض) في المستقبل.