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发表人：yadawei |
发表时间：2011/1/4 16:40:00 |
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废玻璃的回收与利用
徐美君
中国建材国际工程有限公司 安徽 蚌埠 233018
摘要：本文介绍了国内外废玻璃的回收概况及应用领域；并对欧、美、日等国各自研制的废玻璃的回收装置和利用废玻璃生产的玻璃制品作了较详细地介绍。对我国今后废玻璃的研制、回收利用具有其一定的参考价值。
关键词：废玻璃 废玻璃的回收利用 废玻璃的综合利用
1国内外废玻璃的回收与利用
1.1国外废玻璃的回收与分类
玻璃工厂每天都有大量的玻璃废料产生，据欧美一些发达国家统计，废玻璃量占城市垃圾总量的4～8％。
国际玻璃界专家指出，玻璃回收除减少废料外还有节省原料，减慢矿山的开采进程等众多优点；从工业生态学角度看，玻璃回收的其它两个主要功效是：降低了能耗和脱碳。每制造1000kg玻璃约需1200kg原料。这200kg的差异主要由原料脱碳产生的CO2构成。此外，熔制玻璃产生的化学反应是吸热式的，使用碎玻璃可节省生产产品的能量。在玻璃配合料中，增加10％的碎玻璃，可以节省2～3％的能量。
(1)欧盟将提高玻璃等包装材料回收利用比例
在欧盟，废玻璃的回收远远领先于其它材料，回收率最高的是包装用瓶罐玻璃，超过50％，在一些国家甚至超过85％。1997年，包装玻璃工业回收720万吨以上。2001年的西欧各国年瓶罐玻璃回收量已经达到800多万吨，目前西欧各国年瓶罐玻璃回收量已超过900万吨。而各国回收的玻璃使该地区熔制玻璃制品所需原料节省了将近50％。目前，发达国家的包装玻璃工业回收等可再生资源产业规模已达6000亿美元，预计2010年可达到18000亿美元。
从表l：欧盟国家2003～2004年的欧盟国家回收废玻璃瓶罐再生利用可以看出，欧洲一些国家废玻璃回收率正在增长，如奥地利、瑞典、瑞士和德国，其玻璃回收率已达到历史最高水平。
表1 2003～2004年欧盟国家回收废玻璃瓶罐再生利用
目前，“欧盟绿色计划”欧盟成员国计划在近2、3年内把各种废玻璃的回收量将增加1倍。估计这一措施可节约石油2500万升，节约原料200万吨，节约垃圾处理费用2000万马克，使垃圾中各种废玻璃减少20％。
(2)比利时推出一种能自动分拣各色玻璃的智能玻璃回收箱
在比利时，一种能自动分拣各色玻璃的智能玻璃回收箱出现在首都布鲁塞尔街头。该装置设有3个分类箱，一个用于有色玻璃，如酒瓶之类；另一个用于无色玻璃，如玻璃罐头瓶等；第三种用于存放非玻璃物品。当你把瓶子放进回收箱时，箱内的光学技术装置就会对瓶子进行识别，鉴别有包还是无包，并计算出瓶子的重量，随后开始自动分拣和破碎程序，箱内安装了一种简易的撞击活塞，它可根据玻璃 瓶罐再生利用的重量自动调节破碎力，被破碎后的玻璃片被自动输入分色玻璃箱。至于那些混入的非玻璃垃圾，回收箱不但能够自动鉴别出来，同时会将它们归纳到第三个存放非玻璃品的垃圾箱里。该智能玻璃回收箱不但提高了回收箱空间的利用率，而且玻璃瓶被破碎成玻璃碎片后，还能使玻璃垃圾的体积减小了70％。
(3)俄罗斯碎玻璃回收和加工后在玻璃熔窑使用的配合料中的含量居世界同行之首
在俄罗斯的玻璃工厂生产中，目前在玻璃熔窑使用的配合料中碎玻璃的含量达到80％～90％甚至100％。
(4)法国按颜色回收碎玻璃利用率显著
在法国由于对棕色玻璃的需求量低于北欧其它国家，因此必须做出双重选择：一是：回收碎玻璃的一个发展方向——按颜色回收，分拣彩色玻璃和无色玻璃；二是：进行实验，以便预见无色玻璃中加入第二组分时的影响；三是：按颜色回收碎玻璃首先可以在生产颜色玻璃的厂家附近进行，然后将获得的结果推广到法国的所有其它厂家。
(5)美国碎玻璃的回收和加工量迅速上升
美国碎玻璃的回收和加工量由1988年占包装玻璃销量的22％增加到1993年的35％。碎玻璃加工特点是由瓶罐玻璃厂承担此过程转变为建立独立的公司，专门从事碎玻璃回收和加工。这种回收加工系统可使玻璃厂家减少开支，提高产品质量和只获得所需颜色的碎玻璃。此外，专业化公司可向玻璃纤维及填料生产厂家供应按颜色分类的碎玻璃。目前，美国碎玻璃加工能力为315万t／a，其中80％由专业化公司承担。
(6)德国已建立起瓶罐和平板玻璃的回收、处理网络
1996年10月，德国就建立起瓶罐和平板玻璃的回收、处理网络；当年共回收280万吨瓶罐玻璃并重新熔制，回收率达到79％。德国已建立起的瓶罐和平板玻璃的回收、处理网络，至今已经取得了良好的效果。其中回收的废旧平板玻璃可以根据要求进行熔化，不会产生性能变化，因此，用废玻璃可以生产出优质的玻璃产品。一般情况下碎玻璃用量占配合料的22％。外购玻璃中不应含任何杂质，同时也应进行颜色分拣。浮法玻璃所用碎玻璃中压延玻璃或着色玻璃的最大用量应在5％以下。如果不符合上述要求，那么会导致玻璃产生缺陷，如气泡、杂质、条纹、色差、板厚及透光率不均等。有些玻璃不能直接用于浮法玻璃的配合料中，如夹丝玻璃、夹层建筑玻璃、夹层汽车玻璃、中空玻璃、防火玻璃等。这些玻璃需经过废玻璃回收公司做特殊处理后才能使用。
德国已建立起覆盖全国的废弃平板玻璃集中、处理网络和碎玻璃加工处理公司。德国的碎玻璃加工处理公司拥有先进高效的设备，将非玻璃产品从废玻璃中分拣出来，制成不含杂质的玻璃碎粒。其步骤如下：将各种分拣出来的废玻璃送至粗碎机，破碎成块状，再送入粗选室由人工拣出塑料、金属、石块及陶瓷等杂质。用磁铁制品拣出后送入细碎机，根据用户要求破碎成不同的颗粒(0～40mm)。如果是夹层玻璃，可通过筛子将胶片筛出。通过电子扫描装置进行检测合格后，装入容器内。
德国在建立起瓶罐和平板废玻璃回收、处理网络的同时，还迅速研制了回收碎玻璃的大规模的分离设备。德国ZIPPE公司已开发出BRV碎玻璃破碎机，此种破碎机适用于任何一种碎玻璃（如器皿玻璃、平板玻璃、晶质玻璃等）的破碎。
德国S+S回收技术公司目前最新研制的激光设备CSF—LAG 7200／2分离需可识别并分离小至2mm的小颗粒杂质。与该设备配套的还有两个光学系统——LAG 7200／4和LAG 7200／8，用于识别中级及粗级颗粒。该系统最显著的特点是高强度的激光和探测能够识别脏玻璃或粘有标签的玻璃，可使玻璃的回收提高到最高程度，由于废玻璃中不仅存在金属物，有一些玻璃本身也带有金属杂质，例如夹丝玻璃。S+S技术公司在分离金属杂质方面做出了新的改进，其最新研制出的MAG金属分离器可有效地识别小至0.6mm的金属杂质。数学式的信号加上技术更好地提高了识别精确度。
(7)英国的玻璃回收再造工厂
目前在英国一种Andela新型玻璃破碎机已经面世；该玻璃破碎机能对有色玻璃进行识别，使之避免进人熔窑，该系统包括一个Andela计量振动仓、Andela玻璃破碎机、Andela转筒筛，金属识别和分拣设备以及输送机，该机同样能对陶磁产品进行破碎、识别和分拣。破碎机内灵活的冲击锤将玻璃破碎，但其它废物如纸、塑料和大块金属物等用转筒分拣。破碎机具有不同的破碎速度，可破碎的范围最大50mm，最小12mm能破碎各种玻璃瓶。
(8)日本板硝子推行玻璃废弃物全部回收利用实现零排放
日本板硝子最近在其京都工厂实现玻璃废弃物的零排放，这在玻璃行业尚属首次。以前京都工厂每年的废弃物达到5100吨，其中4700吨循环利用，剩余的400吨作掩埋处理。现在将废弃物完全分类到50种，全部接受重新处理并回收利用。
玻璃工厂排出的废弃物最多的是切裁时的边角料，此外还有研磨时产生的粉末，并混有砖瓦、金属等杂质。该工厂将上述废弃物按颜色及物质分成l1种类型，分别回收。
实施上述措施只使费用上升10％，今后不仅是京都工厂，其它的工厂在2006年也要达到零排放。
1.2国外废玻璃的开发与应用
(1)俄罗斯
最近五年俄罗斯国家建材工艺研究院玻璃和微晶玻璃化学工艺教研室的研究人员利用工厂中回收的瓶罐、平板和显像管二次废玻璃以及普通石英砂生产硅玻璃、硅粉和多孔玻璃砖获得成功。他们采用化学组成不同的废碎玻璃生产硅玻璃可以使玻璃具有一些特殊的性能。例如，研制出生产具有高度防放射性辐射指标的硅玻璃原料和工艺参数。并采用废光学玻璃(TF-1)和水晶玻璃(PbO-18％质量含量)生产硅玻璃。
另外，在碎玻璃的基础上生产出用于侵蚀环境中的化学稳定性强的多孔玻璃获得成功。多孔玻璃砖生产体积质量为170～600kg／m3它的抗压强度为3.0～4.3MPa。在瓶罐和平板玻璃的混合碎玻璃的基础上生产球体和椭圆体颗粒形式的多孔玻璃，颗粒具有粗糙的或玻璃化的表面；粒化多孔玻璃的机械物理性能如下：颗粒直径，mm：5～35；抗压强度，Mpa：3.0～7.0；密度，kg／m3容积密度：310～380；导温系数，w／(m•K)：0.07～0.08；体积密度：220～290；吸水性，％：5～7。
多孔玻璃工艺生产线可以装配：破碎设备(鄂式破碎机)和磨碎设备(锤磨机、粉碎机和球磨机等)、碟形或锥形粒化器、用于颗粒干燥、起泡和焙烧的热力设备(缝隙式或旋转式干燥器、旋转式滚筒型焙烧炉、网状式退火窑等)。用废玻璃生产的多孔玻璃砖的机械物理性能如表2所示：
表2 用废玻璃生产的多孔玻璃砖的机械物理和保护性能
(2)美国
①注重碎玻璃在平板玻璃工厂原料中的运用
每批进厂的碎玻璃，首先对碎玻璃除去各种杂质、分选颜色玻璃分别储存。然后对碎玻璃水洗和破碎：破碎的颗粒度尤其重要，它不能大于Ø25mm，其具体质量要求、粒度要求分别见表3、表4所示。
表3 碎玻璃的质量指标
表4 碎玻璃的粒度标准
废玻璃根据其来源可分成日用废玻璃（器皿玻璃、灯泡玻璃）和工业废玻璃（平板玻璃、玻璃 |
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