【原创】废玻璃的“来生”:12种回收利用途径大揭秘


来源:中国粉体网   平安

[导读]  包括我国在内的世界上许多国家都十分重视对废玻璃的回收与利用,并不断探索其回收利用的新技术、新途径。

中国粉体网讯  废玻璃是一种生活垃圾,它的存在既容易给人们的生产和生活造成伤害和不便,又会带来环境污染,占用宝贵的土地资源,增加环境负荷,还造成了大量的资源和能源的浪费。



(图源:pixabay)


据统计,每生产1吨玻璃制品,约消耗700~800千克石英砂、100~200千克纯碱和其他化工原料,合计每生产1吨玻璃制品,要用去1.1~1.3吨原料,而且还要消耗大量煤、油和电。

更麻烦的是,废玻璃是一种无法通过焚烧、无法在填埋中自然降解且无法采用一般的物理、化学方法加以分解和处理的废弃物。有研究表明,玻璃及其制品的自然降解时间可长达4000年。

由于玻璃制造和加工等原因,废玻璃中一般含有锌、铜等重金属,如果处理不当,可能还会污染土壤和地下水。另外,玻璃容易破碎,一旦有人或动物试图吞下或舔食玻璃碎片上残存的食物或饮料,就有可能受到严重伤害。

事实上,包括我国在内的世界上许多国家都十分重视对废玻璃的回收与利用,并不断探索其回收利用的新技术、新途径。

废玻璃回收工艺流程

废玻璃回收利用主要是将被污染的废玻璃收集起来后集中进行处理得到合格的可以使用的废玻璃。其工艺过程为首先清洗被污染的玻璃,其次按要求进行破碎到合适的粒度,再剔出废玻璃中掺杂的金属、石块、泥土、陶瓷等杂物,最后进行颜色的分选,将不同颜色的废玻璃分开堆放,进行回收使用。



废玻璃处理工艺流程


碎玻璃的块度须合适,粗大的碎玻璃会输送困难,因为碎玻璃的输送多是通过斗提机和皮带机来完成的,这些设备对输送的固体物料的外形尺寸都有一定的要求,超过限度会造成堵料,而且影响混合料的均匀性及玻璃制品的质量,过细的碎玻璃也是不好的,因为碎玻璃的粒度细到和配合料中其他原料的粒度相当时,碎玻璃会和硅砂分享与纯缄的接触机会,致使配合料中的石英砂熔解困难,延缓玻璃的熔制过程。

碎玻璃的粒度小于0.25 mm和粒度2~20 mm时,两者对熔化均有良好效果。在生产中则采用后者的颗粒度以减少粉碎所用的动力,综合考虑到各种形状碎玻璃的加工处理因素,通常采用20~40mm的颗粒度为宜。

废玻璃回收利用的主要途径

废玻璃回收利用技术和方法目前比较成熟。比如废玻璃经过分类检选和加工处理后,可作为玻璃生产的原料用于对原料质量和化学成分、颜色要求低的玻璃制品的生产,如有色瓶罐玻璃、玻璃绝缘子、空心玻璃砖、槽形玻璃、压花玻璃和彩色玻璃球等玻璃制品;可加工成为泡沫玻璃、实心玻璃微珠、硅微晶玻璃复合材料、玻璃马赛克等玻璃质制品;还可作为石英石板材、人造大理石、人造岗石等建筑材料的主要添加材料。



废玻璃回收利用示意图


废玻璃的开发与应用

废玻璃用于沥青道路的填料

将回收的废玻璃用于沥青道路的填料,可将玻璃和石子、陶瓷材料混合使用;无需在颜色上进行分选;将玻璃废品和垃圾的处理场地设在修路设备的附近,能节约填料运费等。用玻璃作为道路的填料比用其它材料可减少车辆横向滑翻的事故;光线的反射合适;路面磨损情况良好;积雪溶化变快,适于气温低的地方使用等。

用废玻璃代替岩石骨料

美国把大量废玻璃应用在建筑工业中,如用废玻璃代替岩石骨料、各种砖的粘土材料和水泥块产品的骨料,用玻璃粉代替粘土砖里的粘土矿物组分,它可作为助熔剂,通常,玻璃能增加粘土砖耐风化程度和粘土砖的强度,当玻璃做助熔剂时,可降低烧成温度,节省能量,减少成本,增加砖产量50%。欧洲的一些制砖厂已经用玻璃取代了较昂贵的助熔剂长石

废玻璃应用于混凝土

美国把废玻璃应用于混凝土中,许多研究表明含有35%玻璃砖石的混凝土,已达到或超出美国材料测试协会颁布的抗压强度、线收缩、吸水性和含水量的最低标准,虽然某些高碱水泥能侵蚀玻璃骨料,但是已有许多方法可以解决该问题。

用碎玻璃生产贴面材料

美国西加尔陶瓷材料公司在20世纪80年代就研制成功了用碎玻璃生产大小为2 cm2、厚4 mm的五颜六色贴面材料,颇受顾客欢迎。工艺过程是:先将碎玻璃压碎,碾成直径1mm的粉粒,然后将粉粒同所需色彩的有机颜料混合,置入模具冷压成要求的形状,再将坯料放入加热炉,加热到使坯料表层的每一颗粉粒软化,颗粒之间相互熔接在一起为止,由于只需使坯料表层的玻璃粉粒软化,因而加热温度仅需750℃即可。该产品是建筑物极好的贴面材料,也可用于装饰品和某些设备,该工艺过程简单,耗能少,生产成本低。

用碎玻璃生产玻璃微珠

在国外用碎玻璃生产玻璃微珠做路标反射材料这一工艺十分普遍,几乎所有微珠都是用100%碎玻璃做的,据报道,美国是世界上采用碎玻璃生产玻璃微珠做路标反射材料最早国家之一,每年用来做玻璃微珠的碎玻璃消耗在5万t以上。

据日本媒体报道,日本一厂家开发出一种遇色变光的玻璃微珠。其制造方法是将回收的废玻璃瓶破碎形成颗粒状后,利用着色粘接剂着色并采用荧光发色、蓄光性夜光技术制成马赛克或造型物。当制品遇到光后随着光照射角度、照度的变化,色彩会发生梦幻般变化。

用碎玻璃生产玻璃棉

美国加利福尼亚的欧文斯康宁玻璃纤维厂是美国的一座大型玻璃棉生产厂家,它多年来已经成功地使用50%碎玻璃来生产玻璃棉,使用碎玻璃生产玻璃棉只需要较少的原料和能源。欧文斯康宁发现,使用碎玻璃生产玻璃棉可节省60%二氧化硅和40%的纯碱,节省能耗10%。

碎玻璃用于农业生产

碎玻璃可用来改进排水系统和水分分布,从而改善农业土壤条件,将碎玻璃加工成直径为1.4~2.8 mm的小颗粒,用有机物处理,使其表面附上一层极薄的有机物质,如与亲水物质按一定比例混合,施于干旱的农田后以保持土壤中的水分;与憎水物质按一定比例混合,施于雨水多的农田后起到渗水作用,减少水分在植物根部的浸泡时间。

利用废玻璃生产泡沫玻璃

美国、加拿大及欧洲等国都利用废玻璃生产泡沫玻璃。把废玻璃粉碎后,加入碳酸钙、碳粉一类发泡剂及发泡促进剂,混合均匀,装入模子,放入炉内加热,玻璃在软化温度的条件下,掺加发泡剂形成气泡,制成泡沫玻璃,经出炉、脱模、退火、锯成标准尺寸。

废玻璃制微晶玻璃

东京都立产业技术研究所成功开发出利用玻璃瓶碎玻璃等城市废弃物生产微晶玻璃的再生技术。微晶玻璃的组成中玻璃瓶碎玻璃和混凝土淤渣占95%以上,再混合以控制结晶生成方向的硫化铁、硫酸钠、石墨。据资料介绍,通过玻璃化工序和结晶化工序进行制造,首先调合原料,然后再加热到1450℃,在退火过程中生成微晶玻璃。这种结晶是硅灰石形式,抗弯强度约28 MPa,是大理石的1.65倍,耐酸性约8倍,可作为建材使用。

利用废玻璃生产吸音板

日本的新日铁化学公司利用废玻璃生产出硬质吸音板。与以前一般陶瓷系硬质吸音板相比,不仅价格降低一半,重量减轻,而且强度得到提高。该板是利用废玻璃制轻质球形颗粒而制成的。每平方米重5~10 kg,重量是一般瓷系硬质吸音板的25%~35%,抗弯强度提高了一倍,吸音性能却相同。

废汽车玻璃用于瓷砖

日本丰田汽车公司与瓷砖制造厂家——伊奈制陶公司共同开发出从废汽车处理后的废弃物中分离出碎玻璃的技术。将碎玻璃粉碎加工成粒径20微米的玻璃粉,以3%的比率掺入瓷砖原料中,在1200℃中烧成瓷砖。此时瓷砖的抗弯强度为33.34 MPa,比以前的提高了10%,并可使瓷砖变薄。

废弃玻璃生产建筑涂料

日本常总木质纤维板公司成功开发出一种混有碎玻璃的廉价涂料,现已应用于道路、建筑物、居室墙壁、门用涂料等方面。使用这种混有碎玻璃涂料的物体,如受到汽车灯或阳光照射就能产生漫反射,具有防止事故发生和装饰效果好的双重效果。其生产方法是将回收的废弃空玻璃瓶破碎,磨去棱角加工成安全的边缘,成为与天然砂粒几乎相同形状的碎玻璃,然后与数量相等的涂料混合均匀而制成。

参考来源:

徐美君:国际国内废玻璃的回收与利用

狄磊刚:废玻璃的回收和再利用

才秀芹等:废玻璃的回收处理与利用

陈伟熙:垃圾去哪儿了——废玻璃的“来生”

刘志海:我国废玻璃回收利用综述

(中国粉体网编辑整理/平安)

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作者:平安

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