废旧轮胎回收利用现状和利用途径

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1、废旧轮胎回收利用现状和利用途径引言 废旧轮胎被称为“黑色污染”，其回收和处理技术是世界性难题，处置废旧轮胎，长期以来一直是环境保 护的难题。大量废弃的旧轮胎对环境造成了严重的污染，如不能有效地处理，会对环境造成严重损害，同时浪费了宝 贵的橡胶资源。为把这些废旧轮胎回收好、利用好，变废为宝、化害为利，目前世界上对轮胎回收利用做了大量研 究，得出了多种回收轮胎的方法，并将回收轮胎应用于多方面领域。1废旧轮胎翻新与再用1.1轮胎翻新翻胎工业是橡胶工业的一个重要组成部份，又是资源再生利用环保产业的组成部分。翻新是利用废旧轮胎的主要 和最佳方式，即将已经磨损的、废旧轮胎的外层削去，粘贴上胶料，再进行硫化

2、，重新使用1。1.2轮胎直接利用废旧轮胎原形直接利用。用作港口码头及船舶的护舷，防浪护堤坝，漂浮灯塔，公路交通墙屏、路标，以及海水 养殖渔礁，游乐游具等，但使用量很少，不到废轮胎量的1% 2。原形改制是一种非常有价值的回收利用方法,但该方 法消耗的废旧轮胎量并不大，所以只能当作是一种辅助途径。2 . 1胶粉的生产方法2.1.1.1常温粉碎法常温粉碎法是指加工温度在（5 0 士 5 ） C或略高温度下通过机械作用粉碎废旧橡胶块，制成胶粉的一种方 法。最早的常温粉碎法采用辐筒粉碎，主要有粗碎和细碎2个工序，废旧橡胶通过粗碎与细碎后，接着进行磁选除铁 和纤维分离，筛分出不同粒径的胶粉。由此法生产的胶

3、粉粒径一般在0 . 3 a - 1 . 4 m m之间。如用辐筒法生产胶粉， 辐筒线速度超过5 0 m/ s，则称为常温高速粉碎法，可同时粉碎橡胶和纤维材料。工艺流程：废旧轮胎清洗，切片研 磨，筛分胶粉5 l2.1.1.2低温粉碎法低温粉碎法是通过制冷介质（主要采用液氮）使橡胶冷冻到玻璃化温度以下，进行粉碎的一种有效方法。低 温粉碎按粉碎前的处理工序可分为3种形式：废旧橡胶经过预处理后直接冷冻，低温下粉碎；破碎和粉碎两工序均在低温下进行；常温下先粉碎成粗胶粉，然后在低温下进行粉碎。低温粉碎采用的粉碎机一般为冲击式粉碎机6。2.1.1.3湿法或溶液粉碎法湿法或溶液粉碎法是一种在溶剂或溶液等介质中

4、进行粉碎的方法，由此法生产的胶粉表面状态同常温法， 但粒径较小，一般在2 0 0目以上，将其加人新胶料中，胶粉性能优于常温粉碎法和低温粉碎法胶粉。该法主要采 用的粉碎设备是磨盘式胶体研磨机.粉碎过程分3个步骤7 :第1步是废旧橡胶的粗碎，采用常温粉碎法进行；第2 步是用化学药剂或水对胶粉进行预处理，预处理有3种方式：即使用脂肪酸（如油酸）和碱（如氢氧化钠）预处理; 使用液体介质（如四氢吠喃、乙酸乙酷和三抓甲烷等）进行预处理；使用过量水预处理胶粉;第3步是将预处理胶粉 在磨盘式胶体研磨机中研磨粉碎，并经除碱、除溶剂或脱水干燥等处理后，即得超细胶粉。胶粉的用途胶粉有许多重要用途，譬如掺入胶料中可代

5、替部分生胶，降低产品成本；活化胶粉或改性胶粉可用来制造各种橡 胶制品（汽车轮胎、汽车配件、运输带、挡泥板、防尘罩、鞋底和鞋芯、弹性砖、圈和垫等等）;与沥青或水泥混 合，用于公路建设和房屋建筑；与塑料并用可制作防水卷材、农用节水渗灌管、消音板和地板、水管和油管、包 装材料、框架、周转箱、浴缸、水箱；制作涂料、油漆和粘合剂；生产活性炭。2 . 1.2改性沥青范春华a通过对废轮胎胎面胶粉改性沥青性能研究，分析研究了一种5 O目废轮胎胎面胶粉改性沥青的 工艺参数和性能指标。研究表明，这种胶粉具有较好的高低温性能和高温存储稳定性，常规性能指标高于一 些项目标准，路用性能等级能达到PG7 6。随着胶粉掺量

6、的增加，沥青的软化点、延度、老化延度、 弹性恢复、粘度、DS R值都呈上升变化趋势，此种胶粉掺量1 6 %左右为宜； 添加少量S B S的胶粉/ S B S复合改性沥青较胶粉改性沥青具有更好的低温性能和高温抗车辙性能，老化后5。的延度有明显的提 高，路用性能等级能达到P G8 。用胶粉改性沥青铺设的路面比普通沥青路面更耐用，少产生裂纹，耐候性更好，遇 严寒天气也不易结冰。改性水泥基材料张云莲，d废旧轮胎橡胶改性水泥基材料的试验研究中，通过添加高性能矿物掺合料和对废旧轮胎橡胶颗粒进行 聚合物乳液湿润的方法来改善橡胶颗粒与水泥基体的界面。试验结果表明，混凝土和砂浆的抗压强度和表观密度随橡 胶掺量的

7、增加而降低，但添加适量高性能矿物掺合料、对胶粉颗粒进行聚合物乳液润湿处理，一定程度上均能提高橡 胶砂浆的密实度和强度。且对于较大胶粉掺量的橡胶砂浆，后者处理效果更显著。2 . 1 . 1轮胎市场早在1953年，美国就把一定粒径的胶粉用于轮胎生产。1989年，青岛橡胶二厂在国内首家将胶粉直接用于 轮胎生产。1995年，胶粉应用在原化工部重点厂家和一些中小企业中普及,仅69家重点厂在其生产的1870万条轮 胎中掺用的胶粉就达1.7万t。由于天然橡胶价格下降、胶粉质量不稳定等因素,1996年后胶粉在轮胎生产中的应 用出现滑坡,1999年起又开始回升。目前，中科进公司等企业生产的0.18 mm以上胎面

8、胶胶粉已开始取代0.45 mm、 0 .28 mm活化胶粉，直接应用于轮胎生产，效果很好。专家们认为，“轮胎市场”需要进一步巩固和拓展。2 . 1.3橡胶砖市场自1995年我国台湾厂商的橡胶砖制品在北京展览馆展出后，北京、绍兴、福州、南京等地陆续办厂。1999年6月中国化工报关于辽宁丹东下岗夫妻成就大业废旧轮胎脱胎换砖的报道更是点燃了一把火，全 国有20多个省、区、市的企业、个人或行业主管部门给编辑部打电话或发来传真，寻求技术转让与合作事宜，表 现出对橡胶砖市场的浓厚兴趣。当前，要以北京市申办2008年奥运会为契机，在体育场馆、学校、幼儿园、社 区、宾馆、办公楼等场所铺设橡胶砖、橡胶地板、跑道

9、、草坪等，这样不仅能消化万t以上胶粉，为绿色北京 添风采，而且能进一步拓宽国内外市场。2 . 1.4防水卷材市场1986年，前苏联将胶粉成功地应用于橡胶沥青防水卷材、无机绝缘卷材和三层板材组成的隔音复合地板等建 筑材料中。90年代以来，我国北方地区普遍开始把粗胶粉用于防水卷材。北京京辰工贸公司每年生产精细胶粉1000 t，用于自产的野牛牌防水卷材，并正在用0.18 mm以上精细胶粉开发建材新产品。目前，一种以硫化胶粉为原料的 新型建筑材料一一Rob ir it （简称RB）已经问世。有人预测，这种新型材料的发展可能成为废旧轮胎再利用的更有效的方 法。该材料可用于桥面和人行路面、隔音材料和公路分

10、流路障等。2 . 1.5高分子复合材料市场有资料显示，美国一家公司开发出了一种改性硫化胶粉，并将这种胶粉与聚氨酯胶料混合，得到一种廉价复 合材料，这种复合材料的性能与聚氨酯非常接近。有报道称，用乙烯、丙烯酸共聚物改性的胎面胶粉能提高聚乙烯的 抗冲击性能。有试验证明，在固井水泥中加入0.18 mm胎面胶粉，其物性得到了明显改善。因此，在抗裂、抗震、 抗磨、抗疲劳等特殊要求场合，可使用胶粉改性水泥。另据了解，把胶粉与玻璃粉末共混，或与各种有色金属、稀 有金属的粉末共混，都可能产生新一代高分子复合材料。4.3再生胶生产及其应用再生胶再生方法4.3再生胶通过化学方法，使废旧轮胎橡胶脱硫，得到再生橡胶是

11、综合利用废旧轮胎最古老的方法。目前采用的再生胶 生产技术有动态脱硫再生法（恩格尔科法）、常温再生法、低温再生法（TCR法）、低温相转移催化脱硫法、微波再 生法、辐射再生法和压出再生法。2.3相转移催化剂相转移催化脱硫是借助于脱硫催化剂对硫化胶的硫交联键进行催化脱硫并在两相介质间实现硫相转移的脱硫方 法。方法是采用有选择性切断橡胶多硫交联键的脱硫剂一一含有盐的有机溶剂，如十二烷基二甲基苄基氯化铵溶液， 先将其浸润废旧橡胶颗粒，然后再用含有羟基离子水溶液浸泡混合而实现脱硫相转移。这种脱硫方法主要使占交联键 总数6 6% 7 5%的多硫交联键断裂。2.4 De-link 再生剂其基本原理是采用一种化

12、学剂（De- l i n k11）使其与S - S键反应，而不破坏C - C键，使硫化网络断裂。De - l i nk再生剂只适用于硫黄硫化橡胶。2.5 RRM再生剂利用可再生资源（Renewab l e Reso urce Mater i al， RRM）作为再生剂12。其效果与De-l i n k再生剂相当，有 着非常光明的前途。天然植物再生剂利用了可再生资源，具备了可持续发展的条件，对黑色污染的处理以及橡胶资源 的回收利用具有长远意义。1.1 微波再生微波脱硫法是一种非化学、非机械的一步再生法，它是利用微波能量切断硫-硫键（S -S）、硫-碳键（S - C） 而不破坏碳-碳键（C -C）

13、，因而达到再生的目的。微波能断键是有选择性的，故用这种方法生产的再生胶性能接近 原胶，微波脱硫过程中无需添加任何助剂，因此，微波脱硫基本上无污染。通过控制微波强度，可以有效地破坏交联 键而不损害橡胶分子主链，从而使再生的橡胶具有生胶的性能8。3、挤出法制备再生胶c:挤出法再生技术是利用螺杆挤出机的剪切挤压作用，使拌入再生剂的废旧胶粉在热和氧的作用下，于短时问 内获得较高塑性的一种机械方法。该方法的特点是设备简单，机械化程度高，可连续生产，脱硫过程不产生废水。挤出法再生工艺的流程是：将胶粉与再生剂按比例混合均匀，在180200 C下，由供料装置均匀地 送入挤出机，在螺杆的剪切挤压作用下得到塑化，

14、然后从出料口排出，再经捏炼、滤胶和精炼等常规操作进 行加工。由于硫化胶弹性大，在高温下易使机械磨损，造成螺杆与内套的配合间隙增大，使生产效率下降，因 此一般以优质钢材制造挤出机，并经热处理，以延长机器的使用寿命。再生胶的应用再生胶的主要用途是在橡胶制品生产中，按一定比例掺入胶料，一来取代一小部分生胶，以降低产品成本，二 来改善胶料加工性能。掺有再生胶的胶料可制造各种橡胶制品。再生胶在轮胎中的用量一般为5% ,在工业制品中的 用量一般为10 %20 %，在鞋跟、鞋底等低档制品中的用量一般可达到40 %左右。1、利用废旧橡胶生产橡胶人行道b:再生橡胶卷材作为一种新兴的材料，在生产过程中无废气和废水

15、排放，并能再次回收利用，目前已被成功 的运用到室外运动场等领域，其良好的降噪，缓冲，耐用等性能正被越来越多的人所接受。采用废旧轮胎橡 胶材料铺设人行道具有环保、减少行走造成的伤害、减少路面噪音、医疗保健等优点。3废旧轮胎可用于建筑张云莲h废旧轮胎橡胶改性水泥基材料的试验研究摘要：通过添加高性能矿物掺合料和对废旧轮胎橡胶颗粒进行 聚合物乳液湿润的方法来改善橡胶颗粒与水泥基体的界面。试验结果表明，混凝土和砂浆的抗压强度和表观密度随橡 胶掺量的增加而降低，但添加适量高性能矿物掺合料、对胶粉颗粒进行聚合物乳液润湿处理，一定程度上均能提高橡 胶砂浆的密实度和强度。且对于较大胶粉掺量的橡胶砂浆，后者处理效

16、果更显著。陈柯柯f在废旧轮胎橡胶粉改性水泥砂浆的研究进展将废旧轮胎加工成而的橡胶粉应用于水泥砂浆，是废旧轮胎 资源化的途径之一.本文阐述了国内外在废旧轮胎橡胶粉改性水泥砂浆领域的最新研究成果，结合笔者的试验结果， 就废旧轮胎橡胶粉改性水泥砂浆的研究和应用前景提出了看法.行深入研究。另外，笔者认为目前更多的研究工作以 将橡胶粉改性水泥砂浆作为建筑结构材料使用作为主要目的，但考虑到其许多除力学性能以外其它独特的性能，如很 高的延性，很好的能量吸收性能、优越的抗裂性能，很好的耐水、保温隔热和隔音性能等，更应该考虑将结构物，高 抗裂结构物，屋顶防水砂浆，建筑物外墙保温砂浆，隔音砂浆，饰面砂浆等。也可以

17、将其加工成各种功能性水泥砂浆 制品，例如建筑物自保温板材和隔音降噪板材等。3 . 1作填料近年来，废旧轮胎于土木（岩土）工程中的应用在逐步增加，通常是将整条轮胎切成50300 mm的碎片。在 岩土工程中使用碎轮胎作填充材料有多种益处。碎轮胎的单位体积重量只是常用回填材料的10 3,因而其用作填料所 产生的上覆压力要比泥土回填材料所产生的小得多。这对软弱地基而言，将会明显地减少沉降，增强整体稳定性。并 且碎轮胎填料所引起、施加在挡土结构上的水平应力不到泥土回填材料的10 2,为大幅降低挡土结构的造价提供了 前提。然而，碎轮胎在当前土木工程的应用中面临一系列的技术问题。首先，其压实过程的质量控制受

18、许多因素制 约，且有很大的不确定性。压实的碎轮胎的力学性与工艺质量高度相关。其次，碎轮胎作为回填材料时，其本身受 荷载作用会产生较大压缩。尽管土与碎轮胎的适当掺和能部分减少这种压缩，但土与碎轮胎的混合物在振动荷载下 极易相互分离，长远来讲，填料仍将产生较大压缩。况且土与碎轮胎混合物的单位体重增加很大，这将导致填方工程 造价上升。再者，碎轮胎作为填料时也可能会受到热解作用，土中的水分会使碎轮胎中的钢材腐蚀。由于基本上是一 种放热过程，钢材的腐蚀将使温度逐步升高,从而引起一系列的热解作用，散发的气体容易引起火灾，热解的烃油会污 染土壤。现在已有一些利用回收的橡胶轮胎制作建筑材料的发明。然而，目前已

19、知的所有发明都具有许多缺陷。首 先，采用的粘结剂一般比较昂贵，产品的造价也就很难降下来。其次，浇铸过程伴随一段时间的加热加压，这就限制 了产品的产量，大量地增加了能源消耗。一般而言，用目前已知的各种发明可制成适用于建筑、施工或室外场合的 密实性产品，这些产品能够承受较大的结构荷载、冲击力，也能满足大多数室外场合常规的耐磨要求。但是，碎橡 胶的颗粒状和重量轻等特性，在目前已知的各种发明中并没有得到充分利用。3.2橡胶土技术橡胶土是一种新的轻质多孔隙建筑材料。该材料主要由碎橡胶、水泥、煤灰或粉煤灰(PFA )、橡胶粉或聚合 物纤维和水制成。碎橡胶主要来自去掉钢丝的废旧橡胶轮胎，也可用其他回收的橡胶

20、制品进行加工。将上述原料以预 定比例充分混合制浆即可浇筑成轻质多孔隙的建筑材料。同样，也可将制成的浆倒入铸模浇铸成轻质建筑块。制成 的新材料可取代通常填土在各种各样的岩土工程中使用。应用的领域包括路堤、挡土结构、山坡填土、地下厂房 回填、道路填土、 土地开垦及其它的土木工程应用。橡胶土技术的目的与优势： 提供一种能大量、持久地利用废旧轮胎的技术;(2)提供制造一种新的含橡胶 轻质多孔隙建筑材料的技术。碎橡胶之间的粘结主要由硬化的水泥材料(水泥浆)提供。(3)采用橡胶粉或聚合物纤维 作添加剂，增加硬化后水泥材料的柔性，进而改善水泥材料与橡胶粒的应变相容性。橡胶粉可由橡胶颗粒磨碎成粉状 制成。用煤

21、灰或粉煤灰代替部分水泥作为橡胶颗粒之间的粘结剂，以降低粘结剂的成本。(5)提供一种将碎橡胶与 水泥浆体浇筑成轻质块体的方法。块体可以在建筑场地现场或工厂内浇筑并养护。因而，块体可在较好的受控条件 下生产。其密度、孔隙比和力学性质比较一致。这种过程很大程度地消除了常规填土现场压密时造成力学性质的多 变与不确定性。(6)提供含橡胶轻质多孔隙建筑材料在各种岩土工程中应用的施工技术，比如建造路堤、挡土结构、 边坡及开垦土地等。4其它利用途径4.2热能利用废旧轮胎是一种高热值材料，每kg的发热量比木材高69 %，比烟煤高10 %，比焦炭高4 %。热能利用就是 把废旧轮胎当燃料使用。一是直接燃烧回收热能，

22、此法虽然简单，但会造成大气污染，不宜提倡；二是将废旧轮胎破碎, 然后按一定比例与各种可燃废旧物混合，配制成固体垃圾燃料(RDF )，供高炉喷吹；代替煤、油和焦炭，供水泥回转; 代替煤以及火力发电用。同时，该法还有副产品一一炭黑生成，经活化后可作为补强剂再次用于橡胶制品生产。如今在美国、日本以及欧洲许多国家，有不少水泥厂、发电厂、造纸厂、钢铁厂和冶炼厂都用废旧轮胎 作燃料，效果非常好，不仅降低了生产成本，而且根治了废旧轮胎引起的环境问题。就水泥厂而言，废旧轮胎中的钢 丝帘线和胎圈钢丝正好代替制造水泥所需的铁矿石成份，也就是说用废旧轮胎焙烧水泥，可以少加或不加铁矿石。在所有综合利用途径中，热能利用

23、是目前最大量能够消耗废旧轮胎的唯一途径，此是其一；由于轮胎是橡胶、钢丝、纤维等多种不同材料的复合体，这就增加了回收利用的难度，像制造胶粉就必须先对废旧轮胎进行预处理，将 轮胎中的橡胶部分和钢丝、纤维部分分离，而热能利用则无此要求，此是其二;其三是相对于其它综合利用途径，热能 利用的设备投资最少。4.4热分解王丽华g在废橡胶催化裂解生产原料油工艺的实验研究采用常压为了节约能源提高原料油的使用价值探讨对 废橡胶再生的处理方法采用常压减压催化剂方法对废旧轮胎橡胶进行热裂解研究通过实验分析了不同催化剂对 废旧轮胎橡胶进行热裂解的影响及催化剂配比C 一定催化剂配比B 一定催化剂配比A 一定和不同热解方法

24、的影 响实验得到在常压条件下加入优化配比的催化剂在废橡胶催化裂解生产原料油工艺中可以得到最短的反应时间最 低的反应温度及合理的混合油与炭黑研究结果对废橡胶再利用的工业化生产技术参数的确定有参考价值热分解就是用高温加热废旧轮胎，促使其分解成油、可燃气体、碳粉。热分解所得的油与商业燃油特性相 近，可用于直接燃烧或与石油提取的燃油混合后使用，也可以用作橡胶加工软化剂；所得的可燃气体主要由氢和甲烷 等组成，可作燃料使用，也可以就地燃烧供热分解过程的需要；所得的碳粉可代替炭黑使用，或经处理后制成特种吸 附剂。这种吸附剂对水中污物，尤其是水银等有毒金属有极强的滤清作用。此外，热分解产物还有废钢丝。张兴华e

25、，在碱性条件下废轮胎真空热裂解研究：研究了废轮胎橡胶粉在&#! A (! 真空热解系统中热解的特 性，以及温度和添加B2-C$、B2CD对热解气液态产物的影响。实验表明，真空下废轮胎热解油收率在#! 时 达到最大值，为&，E左右。添加$E的B2CD能明显促进废轮胎橡胶热解，&，! 时油产率达到最大值& (E，随后随着温的升高油产率呈现下降趋 势。添加$的B2-C$对热解的促进作用不明显。热解气体产物主要有D、-C、-D&、-C、- D&、- D(以及 少量其他化合物。B2CD的加入使气体产品中的D相对体积分数明显增加，而-D&、-C、-等的体积分数降低。 通过F-和F-%GH分析热解石脑油发现

26、，热解油品中含有*E以上的柠檬油精。为此，我们建议：一是加快建立健全相关的法规体系。废旧轮胎的翻新、修理涉及交通、环保、矿山开 采等人民群众的生命安全，必须建立完善的各项法规制度，加快制定我国废旧轮胎回收利用法及其相关的制度、 法规。二是制定废旧轮胎翻修利用的正确政策导向。我国是进口天然橡胶大国，也是耗胶大国，除每年有45 %的胶 靠进口外，还要进口大量的子午线轮胎，为此支付大量外汇。应效仿发达国家，回收废旧轮胎再生利用实行政府补贴, 或者建立专项基金用于发展废旧轮胎的再生利用。三是加大经济政策的支持力度。在有关技术政策、信贷、税收、 市场准入等方面，对废旧轮胎翻新、修补、再生利用，例如生产精

27、细胶粉等，明确倾斜，为该行业的发展营造宽松的 环境。参考文献：1庾晋，白 杉废旧轮胎回收利用现状和利用途径B化工技术与开发2003, 08月2李如林 我国废旧轮胎回收利用行业的现状及发展对策中国资源综合利用2003.35章敬泉，王京刚.常沮下粉碎废旧轮胎的研究J .环境工程,2 0 0 3,2 1 ( 1 ) , 5 3 5 5 .6废橡胶再生1 2法张卫昌.章于川 特种橡胶制品B 2 0 0 8年2月7刘玉强.废旧轮胎的回收利用J .轮胎工业,2 0 0 0,2 0 ( 1 2)7108废橡胶再生技术研究进展 覃柳莎，赵素合橡塑技术与装备B (2 007 )03 -00 22- 059思明.

28、徽生物再生废橡胶技术J .中国橡胶,2 0 0 3 , 1 9 ( 5 ) ,2510由莉.废旧丁基橡胶的辐射再生J.制品与工艺，20 002： 3 3 .11 Jang， Do o Young . Meth od o f r epr odu cing t i re sque eze d-ru bb erP . KR 2 00 000 31 878 A5，Ju n，200 0.12熊晓红，周彦豪，陈福林.RRM再生废旧橡胶新技术J .特种橡胶制品，2 0 0 3，2 4(4) : 4 .13 Straube G， Straube E， Neumann W.Method for Reproces

29、sing Scrap RubberP. USA， US5275948， 1 9 9 4 - 1 - 4 .a废轮胎胎面胶粉改性沥青性能研究范春华涂娟杨汉文张树领交通科技2011.05.027b1废旧轮胎橡胶材料在道路人行道上的应用初探杨叉欢城市道桥与防洪09年2月第2期65-68 ；c5国外挤出法再生废旧橡胶的研究进展陈文青，黄承亚合成橡胶工业，2008-09-15，31 ( 5)： 406-408 ；D废旧轮胎橡胶改性水泥基材料的试验研究 张云莲，。周宏凯，。李启令 混凝土 2008，5E碱性条件下废轮胎真空热裂解研究张兴华*，”，常+杰*，王铁军*，张+琦*，马隆龙*燃+料+化+学+学+ 报 200506071304f废旧轮胎橡胶粉改性水泥砂浆的研究进展陈柯柯孙振平首届全国再生混凝土研究和应用学术交流会g废橡胶催化裂解生产原料油工艺的实验研究王丽华1张 媛1宋丽娜2辽宁工程技术大学学报2006年6月 第25卷第3期