浅谈废玻璃的资源化再利用

2020-11-25 13:15孙晓玮牟秀军张丽霞
建材发展导向 2020年17期
关键词:碎玻璃原料玻璃

孙晓玮 牟秀军 张丽霞

(1.河北建材职业技术学院,河北 秦皇岛 066004;2.秦皇岛市房屋维修管理处,河北 秦皇岛 066004)

近年来,我国废玻璃的年产生量为2000余万吨,主要来源于生产和生活两个方面,而回收量不足1000万吨。其中,生产性废玻璃主要是指玻璃工厂在生产过程中切割下来的边角料、非正常生产及运输过程中损耗的玻璃及制品等,占回收量的55%左右;生活性废玻璃是指不具有完全价值、且被人们放弃并不再使用的玻璃及其制品,如碎玻璃片、玻璃瓶罐、镜子、玻璃家具等。前者基本回收用于玻璃生产原料,而后者利用率相对低得多,主要来源于生活垃圾,占城市垃圾总量的35%。

废玻璃作为生活垃圾的重要组成部分,其化学稳定性高,自然降解需要近4000年的时间,且成分中含有锌、铜等重金属,若自然填埋会严重污染土壤和水源。因此,废玻璃回收再利用亟需解决,这不仅有利于环境保护,也有利于社会经济的提高。目前,世界各国对于废旧玻璃的回收再利用也越来越重视。发达国家对于废玻璃的回收再利用起步较早,已有五六十年的发展历史,部分国家还专门制定了废旧玻璃回收再利用的法律法规,用来规范废玻璃回收利用系统。其中,德国是玻璃制品回收率最高的国家,回收率接近100%,具有完整的回收、处理与再利用系统;澳大利亚将完整的瓶罐全部回收,居民需要去掉瓶盖和贴纸后将其放置在专门的回收垃圾桶内;英国回收后的废玻璃不再分批处理,而采取重熔法,这种方法较分批处理更加节能;瑞典对于垃圾分类非常细致,废玻璃属于家庭生活垃圾类,在回收中需将其分为有色和无色两类分别存放。

随着社会发展和科学技术的进步,我国对废玻璃的回收量逐年提高,据统计2017年对废玻璃的回收率为45%左右,其再利用途径主要有两个,废玻璃通过预处理分拣后,一是用于再生玻璃制品,二是再生其他建筑材料。

1 废玻璃再生玻璃制品

废玻璃再生玻璃制品主要分为两类,一类是经过挑选后直接应用,如作为装饰材料和制镜等;另一类是经预处理后将其熔化后再加工利用。

1.1 直接应用

1)循环再利用,废玻璃循环再利用主要集中在玻璃包装上,如玻璃制啤酒瓶、汽水瓶等。啤酒瓶和汽水瓶在经过回收后,经厂家检测后,符合标准的瓶子经消毒后再利用。这样不仅可以降低生产成本,也可以提高生产效率,还可以节省能源。据报道,一个啤酒瓶重复使用所节省的能源可以让电脑工作30分钟,100W 的灯泡亮4个小时。但啤酒瓶和汽水瓶经过多次使用后,玻璃会变脆弱,因此废旧玻璃瓶直接循环再利用次数有限。

2)装饰原料,装饰用废玻璃主要来源于生活性废玻璃,不同颜色和形状的废玻璃经过艺术家创意设计,制成具有独特艺术效果的景观或小品,如不同颜色碎玻璃拼成装饰画置于墙面或地面;20世纪90年代,艺术家AmberCowan用不同形态废玻璃塑造成雕塑等,使之成为公共艺术品。废玻璃直接用作装饰,虽然利用量较低,但利用过程不仅不会产生任何污染,而且变废为宝,是废玻璃的无害化、资源化处理的途径之一。

1.2 再加工利用

1)平板玻璃,碎玻璃是在浮法玻璃生产过程中不可缺少的一种原料。碎玻璃的加入可以提高熔化率,有助于玻璃液澄清和均化,有利于节省原料、节约能源、延长熔窑的使用寿命。浮法玻璃原料中碎玻璃加入量为30%左右,根据实际生产需要,碎玻璃的加入量可以进行调整。一般玻璃厂所用碎玻璃是在生产过程中切割下来的边角料和非正常生产损耗的本厂玻璃。而湖南巨强再生资源科技发展有限公司所使用的废玻璃主要来源于废玻璃处理厂、生活垃圾收购点、周边玻璃厂加工尾料等,废玻璃添加量高达90%以上。

2)玻璃容器,碎玻璃是玻璃容器生产原料之一。除了本厂内的碎玻璃外,还可以通过回收废玻璃用来作为生产玻璃容器的原料。废玻璃由于质量不均、颜色不同,需经过分选、处理后,作为生产颜色、质量要求较低的玻璃容器,如绿色瓶罐玻璃,其中废玻璃的掺入量一般为30%左右,最高可达到80%-90%。

3)玻璃纤维,废玻璃可以作为玻璃纤维的主要原料,其中,所用废玻璃多为废旧玻璃纤维经过一系列分拣、粉碎、清洗等工序后,将废旧玻璃纤维丝回炉重造,生产新的玻璃纤维材料。玻璃棉属于短纤维的一种,也可以使用废玻璃来制备。

4)装饰玻璃,废玻璃经过清洗、粉碎后制成小于1cm的玻璃碎片,将其装入加热炉里的装饰模具中,经过高温熔化,降温退火后,制成具有特殊图案的装饰玻璃,如热熔玻璃、玻璃马赛克等。利用废玻璃作原料,其加入量可达100%,不仅成本低、能耗低,还变废为宝,利于环境保护。

2 废玻璃再生建筑材料

废玻璃作为建筑材料原料得到广泛应用,主要因其对颜色无特殊要求,所以对各种废玻璃不需要分拣,可以替代部分矿物组成而减少对矿产的开采,也可以作为助溶剂使用,既节约原料,又能降低成本,还可以处理固体垃圾,是目前可以大量消耗废旧玻璃的最直接有效的途径。

2.1 混凝土

混凝土是目前应用最广泛的建筑材料,废旧玻璃在生产混凝土时可以作为骨料替代材料被大量使用,制备成玻璃骨料混凝土;也可以经过粉碎后作为掺合料,制成玻璃粉混凝土。作为混凝土的原料之一,废玻璃节省了天然矿产资源,降低了生产成本,也改进了混凝土的部分技术指标。

2.2 装饰板材

装饰板材广泛应用于建筑物的内外墙,其中废玻璃制备的装饰板材因其低能耗、低成本而受到追捧。如中国耀华玻璃集团研制的玉质装饰板材,采用废玻璃作为主要原料,经过预处理,加入着色剂,混合均匀后装入模具中,经过高温烧结、成型退火等工艺,制成具有特定形状和不同色泽的高级装饰板材。

2.3 新型墙体材料

新型墙体材料是区别于传统墙体材料而出现的新品种,主要特点为节约土地、节省能源。主要生产流程是将废玻璃、碎砖头和水泥混合制成砖材和砌块。这种墙体材料的生产可以大量消耗废旧玻璃等建筑垃圾且成本低廉。

3 结语

废玻璃资源化再利用已经成为解决资源短缺、实现资源可持续利用的重要途径,具有很大的经济效益、社会效益和环境效益。今后,在国家政策的正确引导和全国人民的高度配合下,完善废玻璃回收体系,支持废玻璃再利用产业发展,我国废玻璃的回收再利用一定会爆发出巨大的产业潜能。

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