废旧玻璃应用在焖渣系统作为尾渣改良性的前景分析

陆宗峰

摘  要：玻璃是非晶无机非金属材料，是一種硅酸盐复盐，在用于高温状态下的炼钢尾渣处理时可使尾渣在抗磨性上有所改善，同时能达到废旧玻璃减量化处理。文章结合废玻璃处理难题及与钢渣尾渣抗磨性较好结合的问题，探索废旧玻璃的综合再利用的一种途径。

关键词：废旧玻璃;焖渣;回收利用;钢渣尾渣

中图分类号：X705 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）22-0075-02

Abstract： Glass is an amorphous inorganic non-metallic material. It is a silicate complex salt and can improve the anti-wear property of the tailings when used in the steelmaking tailings treatment under high temperature conditions. At the same time， it can realize the reduction processingof waste glass. This paper starts from the problem of waste glass treatment and its good combination with the anti-wear properties of steel slag tailings， and explores an approach to comprehensive reuse of waste glass.

Keywords： waste glass; slag; recycling; steel slag tailings

在柳钢目前实施工业垃圾分类回收处置的过程，产生一定量的废旧玻璃，处理难度较大，大部分废旧玻璃制品还是通过生活垃圾的处理渠道解决，为能做好资源回收利用的工作，作者就目前本公司涉及的工艺作一个前景分析及应用可行性探究。

1玻璃回收及处置情况

废旧玻璃为一种再生资源，如果放弃回收而直接当原生垃圾处理，不仅有危害环境的风险，同时也是一种资源的浪费。废旧玻璃产生于工业企业生产过程和居民日常生产过程，我国现能将少量玻璃回收利用，其余都是被填埋。目前废旧玻璃大多当生活垃圾处理，处理成本较大。由于玻璃的物相较稳定，难于降解，填埋过程会占用大量场地，有色玻璃中含有的重金属还存在迁移、污染土壤和地下水的风险。我国每年产生的废旧玻璃约有1100万吨，占固体废物总量的5%左右，且每年都在增加。废玻璃往往被划入低值废弃物，其回收利用的意愿并不强烈，再利用的方法可分为直接回用和间接作为原料、燃料使用。现在国际上，大部分废旧玻璃应用于建筑工业中，如混凝土材料的骨料、沥青路面铺设等，还有部分应用于农业。而我国玻璃回收利用起步较晚，目前只回收完整的酒瓶、罐头瓶，有些回收的废玻璃只是用来生产再生小平拉玻璃，随着这些厂的关闭，玻璃的回收利用更加难开展。

目前我国玻璃回收利用网络非常不完善，再利用的途径也比较少，如果按照每年玻璃产生量占比5%计，仅柳钢每年产生的废旧玻璃就有300吨左右，但是回收利用率为零，这就不难看出玻璃回收实施性低及回收行业的艰难。

2 玻璃种类及理化性能分析

简单的分类则分为平板玻璃和特种玻璃，在日常生产中及工业应用上，接触较多的都是平板玻璃，主要有钢化玻璃、磨砂玻璃、喷砂玻璃、压花玻璃、夹丝玻璃等。

玻璃（即二氧化硅）是非晶体，无固定的熔点，只有融程。在600-800℃，开始软化，温度越高，流动性越好。铅玻璃的软化点为500℃，石英玻璃的软化点为1600℃。一般玻璃可以用炉火变软，拉玻璃丝。煤气喷灯火焰温度能达1300℃，酒精喷灯能达1000℃。普通玻璃主要成分大致为CaO∶Na2O∶6SiO2，它是磷酸钠、硅酸钙和二氧化硅熔合在一起的物质。因此，普通的酒精灯就足以使玻璃软化。除普通玻璃外，还有以硼酸盐、磷酸盐、氟化物为主的特种玻璃。制玻璃时，原料略高于1200℃时熔化，冷却以后即又形成玻璃。

3 钢渣热焖工艺介绍（工艺流程见图1）

在焖渣系统处理过程，刚从炉体倾倒的渣温高达1600℃，即使在静置4个小时后，液态渣渣温仍然有1200℃。为保证焖渣过程的安全性，该工艺的焖渣初温控制在1200℃以下，在焖渣之前有4-6小时的静置时间。经焖渣系统出来的尾渣主要由水泥厂协同处置，现活性还不能大量的满足水泥厂的要求。一般来说，激发粉体活性的方法常用的则是机械法，即通过磨机改善粉体细度来提高粉体活性。然而经此工艺处理的尾渣易磨性能还比较差。

4 利用废旧玻璃提高钢渣尾渣易磨性分析

行业分析，水泥熟料中的主要矿物相是硅酸二钙、硅酸三钙，其莫氏硬度小于5，而钢渣中含有的蔷薇辉石、铁酸盐、RO相等矿物相莫氏硬度约为5-7，因而钢渣的易磨性远远低于水泥熟料。

为了提高钢渣易磨性以促进其在水泥行业的应用及节能，不少学者都开展了相关研究。周云等[1]尝试用粉煤灰作为改性剂对钢渣进行高温调质，得到了显著改善;吴六顺[2]等将SiO2作为改性剂加入钢渣中发现，随SiO2加入量增加，钢渣中铁酸钙量减少，渣的易磨性也得到逐渐改善。钢渣中大量富铁相的存在是导致钢渣易磨性差的主要原因。颗粒大的单质铁可以经磁选分离，而无磁性的FeO、Fe2O3和小部分单质铁在磁选后依然存在于尾渣中。由以上分析可知，借助合理的改质工艺可使钢渣的易磨性得到改善。

因玻璃的主要成分为SiO2，普通玻璃里还含有少量Na2O和CaO，普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、Na2O·CaO·6SiO2等，钢渣原料其化学成分如表1。

从此前参考文献的分析中得出，钢渣液态渣出渣温度达到1600℃，静置4-6小时后温度仍然有1200℃，将玻璃捣碎后，放置于空渣罐的底部，在炼钢出渣的状态下，高温足使玻璃呈熔融态物质，符合试验条件。在投入一定量的废旧玻璃后，会发生如下反应：

2CaO+SiO2   2CaO·SiO2

从而抑制2CaO+Fe2O3  2CaO·Fe2O3反应的发生，形成易磨性较好的硅酸二钙（2CaO·SiO2），在钢渣成分中，硅酸二钙相（2CaO·SiO2）物质的易磨性远好于铁酸二钙相（2CaO·Fe2O3）物质。

5 结论

废旧玻璃的回收处置问题已经刻不容缓，而钢渣处理目前来说还存在成本较高、活性低等问题，如果能利用废旧玻璃改善钢渣的易磨性能，不仅减少了废旧玻璃对环境的影响，更能为钢渣加工及水泥企业减少能源消耗，钢渣在易磨性改善后磨出的粉体活性也将得到有效提高，应用更广泛。

参考文献：

[1]周云，刘会斌，董元篪，等.钢渣改性对其易磨性影响的试验研究[J].中国冶金，2010（11）.

[2]周六顺，周云，王珏，等.二氧化硅改性钢渣易磨性的研究[J].炼钢，2014（2）.

[3]徐美君.国际国内废玻璃的回收与利用[J].建材发展导向，2007（3）.