废玻璃的利用

1、废玻璃的资源化利用摘要 ：目前，生产、生活领域所生产的废玻璃日益增多，渐成公害。由于废玻璃 类物质，其化学性质稳定，不腐烂、不燃烧、不能化解，也不会自然溶解于泥土 之中。本文主要介绍了对废玻璃的资源化利用的方法。关键词 ：废玻璃 资源化 产生 利用1.废玻璃的产生和来源 随着科学技术的迅速发展和人民生活水平的日益提高， 玻璃不但广泛应用于 房屋建设和人民的日常生活之中， 而且发展成为科研生产以及尖端技术所不可缺 少的新材料。 同时不可避免地要产生许多玻璃废弃物、 形成大量的废玻璃。 拿玻 璃厂来说， 在正常生产情况下， 从平板玻璃原片上切下来的边角玻璃约占玻璃生 产总量的 15%-25% ，还

2、有相当一部分废玻璃是定期停产产生的废玻璃，约占玻 璃生产总量的 5%-10% 。生产非正常情况下有余熔窑作业温度偶尔波动或原料 质量和配合料均匀度突然变化及操作失误等造成的生产不稳定生成的废玻璃及 玻璃制品在运输和使用过程中的损耗， 其数量则难以估计 1 。玻璃废丝是玻璃纤 维工业生产过程中必然产生的一种玻璃废渣，产生量一般占玻纤产量的 15% 左 右。人们日常生活中丢弃的玻璃包装瓶罐及打碎的玻璃窗碎片等也是产生废玻 璃的来源之一。废玻璃类物质，其化学性质稳定，不腐烂、不燃烧、不能降解， 大量废玻璃既给人们的生产和生活带来了不便， 又对环境产生了负荷。 因此，如 何开展废玻璃资源化成了一个当今

3、亟待解决的问题2玻璃的理化特性我们现在使用的玻璃是由石英砂、 纯碱、 长石及石灰石经高温制成的。 熔体 在冷却过程中黏度逐渐增大而得的不结晶的固体材料。 性脆而透明。有石英玻璃、 硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、氟化物玻璃等。通常指硅酸盐玻璃，以石英砂、纯碱、 长石及石灰石等为原料， 经混和、高温熔融、 匀化后，加工成形，再经退火而得。 广泛用于建筑、日用、医疗、化学、电子、仪表、核工程等领域。21 玻璃的分类玻璃简单分类主要分为平板玻璃和特种玻璃。 平板玻璃主要分为三种： 即引 上法平板玻璃 （分有槽 /无槽两种 ）、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。 由于浮法玻璃由 于厚度均匀、上下表面平整平行， 再加上劳

4、动生产率高及利于管理等方面的因素 影响，浮法玻璃正成为玻璃制造方式的主流。玻璃通常按主要成分分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃。 非氧化物玻璃品种和 数量很少， 主要有硫系玻璃和卤化物玻璃。 硫系玻璃的阴离子多为硫、 硒、碲等， 可截止短波长光线而通过黄 、红光 ，以及近、远红外光，其电阻低，具有开关 与记忆特性。卤化物玻璃的折射率低，色散低，多用作光学玻璃。氧化物玻璃又分为硅酸盐玻璃、 硼酸盐玻璃、 磷酸盐玻璃等。 硅酸盐玻璃指 基本成分为 SiO2 的玻璃，其品种多 ，用途广。此外，玻璃按性能特点又分为：钢化玻璃、多孔玻璃 （即泡沫玻璃，孔径约40 ，用于海水淡化、病毒过滤等方面） 、导电玻璃

5、（用作电极和飞机风挡玻璃 ）、 微晶玻璃、 乳浊玻璃（用于照明器件和装饰物品等） 和中空玻璃（用作门窗玻璃） 等。2 2 玻璃的生产工艺玻璃生产的主要原料有玻璃形成体、 玻璃调整物和玻璃中间体， 其余为辅助 原料。主要原料指引入玻璃形成网络的氧化物、中间体氧化物和网络外氧化物； 辅助原料包括澄清剂、助熔剂、乳浊剂、着色剂、脱色剂、氧化剂和还原剂等。玻璃生产工艺主要包括： 原料预加工。将块状原料粉碎， 使潮湿原料干燥， 将含铁原料进行除铁处理，以保证玻璃质量。配合料制备。熔制。玻璃配合 料在池窑或坩埚窑内进行高温加热， 使之形成均匀、 无气泡， 并符合成型要求的 液态玻璃。 成型。将液态玻璃加工

6、成所要求形状的制品， 如平板、各种器皿等。 热处理。通过退火、淬火等工艺，消除或产生玻璃内部的应力、分相或晶化， 以及改变玻璃的结构状态。3废玻璃的主要资源化利用途径31 玻璃原料将废玻璃经过收集、分选、处理，将其作为生产玻璃的原料，这成为废玻璃 的回收利用主要途径。 废玻璃可用于对化学成分、 颜色、杂质要求较低的玻璃制 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。这些产品的废玻璃掺入量一般在 30wt% 以上 ,绿色瓶罐 制品的废玻璃掺入量可达 80wt% 以上。如果我国有 50wt% 的废玻璃被回收利用 每年可节约 360 万 t 的硅质原

7、料、 60 万 t 的纯碱和 100 万 t 的标准煤 2 。32 涂料原料日本常总木质纤维板公司利用废玻璃和废轮胎经破碎成细粉状， 按一定比例 掺入涂料中，可取代涂料中的二氧化硅等材料。 它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 量相等的涂料相混合。 并赋予以前的涂料所没有的质感与图案性。 这种涂料可制 成水溶性汽车用涂料。 使用这种混合废玻璃涂料的物体， 如受到汽车灯光或阳光 照射就能产生漫反射，具有防止事故发生和装饰双重效果。33 微晶玻璃原料微晶玻璃质地坚硬， 机械强度高， 化学稳定性和热稳定性好。 但目前微晶玻 璃常用

8、的传统原料生产费用较高。 国外采用浮法工艺的废玻璃和电厂的粉煤灰替 代传统微晶玻璃原料生产微晶玻璃获得成功。 该微晶玻璃采用熔融与烧结相结合 的技术路线制成： 将粉煤灰与废玻璃混合， 在 1400 下熔融， 形成非晶态玻璃， 进行水淬，然后粉磨，再在 810 850 下烧结，可制成力学性能很好的微晶玻 璃，适用于建筑领域 3 。我国清华大学、 武汉工业大学等科研人员，已成功地掌 握了采用粉煤灰、煤矸石、各种工业尾矿、冶炼炉渣、黄河泥沙为主要原料生产 微晶玻璃装饰板的关键技术。34 玻璃沥青玻璃沥青是以 30%的沥青和 70% 的废玻璃碎块为骨料的组合体。将废玻璃 用于沥青道路的填料。它可将玻璃

9、、石子、陶瓷混合使用，无需进行颜色分选。 用玻璃作为沥青道路的填料较其他材料具有几个优点： 提高路面抗滑性能； 耐磨 损；提高路面反光度，增强夜间可视效果。35 建筑面砖以废弃玻璃为原料， 掺入适量的可塑性粘土料， 经造粒、成型、烧结等工艺， 在温度 950 1050 下烧结 180 210min 可制得生产建筑面砖，该产品具有 耐酸碱、高强度、不易褪色和抗老化等优点 4 。陕西省建材科研所与陕西玻璃纤维总厂联合研制成功一种新型建筑装饰材 料玻璃废丝饰面砖。 这种产品是用玻璃废丝在 800 1000 下烧结制成的， 其吸水率为 7% 左右，高于玻璃马赛克，低于陶瓷釉面砖，粘贴强度高且施工方 便

10、，抗折强度远远大于陶瓷釉面砖， 稳定性好， 经过急冷热和反复冻融循环都不 会产生裂纹 5 。36 玻璃马赛克玻璃马赛克具有耐急热急冷、耐酸碱腐蚀、不易变形、不退色、雨天自涤、 经久常新等特点。同时，该产品易施工，与水泥的沾合力强，适用于家庭建筑物 等内外装饰。一般采用烧结法和熔融法制成。 其中熔融法是以废玻璃 （掺入量为 25wt% 60wt%） 为主要原料 ,掺入一定量的硅砂、长石、石灰石、纯碱及乳浊剂、着色剂 制成均匀的配合粉料 ,然后送入高温熔窑 （熔化温度为 1400 1450 ）熔化成均 匀的玻璃液。玻璃液流入压延机被压制成规定尺寸形状的玻璃块,送入退火窑。成品检验、铺贴、包装。烧结

11、法是将废玻璃细磨成玻璃粉 ,然后加入一定量的粘合剂和着色剂或脱色 剂 ,用混合机将其混合均匀。采用干压法将配合料压制成坯体 ,经干燥后的坯体送入烧成温度为 800 900 的辊道窑、推板窑或隧道窑进行烧结 ,一般在烧结温度 区停留 15 25 分钟。出窑冷却好的制品进行检选、铺贴、干燥、检验、包装、入库或出厂 ,不合格品则循环再利用。上海硅酸盐所发明了一种利用废玻璃快速 烧成玻璃马赛克的方法， 其特点是用废玻璃作主要原料， 改用新的成型粘结剂（胶 水溶液）、无机着色剂及一整套相应的烧结工艺。成型压力150 450 公斤/厘米 2，最低烧成温度 650 800 ，在连续式隧道电窑内烧成。无需抑泡

12、剂；由 于粘结剂性能优良，用量少，可快速烧成。致使产品色泽多样，无气泡，目视感 强，质地优良。3.7 人造大理石人造大理石是用废玻璃、粉煤灰、砂石等作为集料，水泥作为粘结剂，运用 表层、基层二次注浆成型，自然养护。它不仅表面光亮如镜、色泽鲜艳,而且具有良好的物理力学性能 ,易加工性和良好的装饰效果，具有原料来源广泛、设备 和工艺简单、成本较低、投资少等特点。38 玻璃瓷砖陕西科技大学和陕西宝光真空电器股份有限公司共同利用废玻璃研制了瓷 质砖及陶瓷透水砖。以废玻璃，陶瓷废料和粘土作为主要原料， 1100 烧成。 废玻璃可以使瓷砖内部早期产生玻璃相， 有利烧结，降低烧成温度。 此玻璃瓷砖 被广泛应

13、用于城市广场和城市道路的铺设， 不仅能防止雨水汇集， 保持交通畅通， 还可以美化环境，变废为宝英国一家名为“伦敦再生产”的公司利用旧电视机和电脑屏幕的 100 可循 环玻璃生产不会打滑的玻璃瓷砖。 22t 循环的电视机和电脑屏幕玻璃将被用来制 造 17400 块新型玻璃瓷砖，供伦敦新的集会大楼展览大厅使用。39 陶瓷釉料添加物在陶瓷釉中， 应用废玻璃取代价格昂贵的熔块及其它化工原料， 不仅可以降 低釉的烧成温度， 降低产品的成本， 而且还提高了产品的质量。 利用彩色废玻璃 制作釉料还可减少甚至不需再加着色剂， 这样着色金属氧化物的用量减少， 釉料 的成本进一步降低。广州刘海青利用废玻璃研制了陶

14、瓷釉料。 其配方能适应快速烧成工艺， 提高 釉料中 Al2O3 的含量，降低烧失量，加入 5-10% 的粘土， 5% 的石灰石，大量 的废玻璃， 3% 5%的滑石。其工艺是将清洁的废玻璃经破碎，除铁，筛分，添 加各种助剂进行配料，水磨后喷雾干燥，制得成品。为使釉面呈色效果好，对废 玻璃的纯度要求比较高。 废玻璃中铁或其它着色金属粉末要完全清除。 有色玻璃 和无色玻璃不要混杂， 有色玻璃也要清一色， 不要混有杂色。 这样釉面砖的色泽 就较理想。3 10 生产保温隔热、隔音材料利用废玻璃可生产泡沫玻璃 5 和玻璃棉等保温隔热、 隔音材料。泡沫玻璃是一种 容重较小、 强度较高、整体充满小气孔的玻璃质

15、材料， 气相占制品总体积的 80 -95 ，和其它无机隔热、隔音材料相比较，它具有隔热、隔音性能好，不吸湿、 耐腐蚀、抗冻、不燃、易粘结加工等优点”其生产工艺是把废玻璃粉碎后，加入 碳酸钙、碳粉一一类发泡剂及发泡促进剂， 混合均匀，装入模子， 放人炉内加热， 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，出炉后，经脱 膜、退火、锯成标准尺寸。玻璃棉是呈蓬松棉絮状的短纤维，其特点是容重小， 导热系数低，吸声系数高 （04 09），是高教、优质的保温材料和吸声材料。 它的生产方法是将清洗干燥好的废玻璃加人到玻璃熔化炉中， 熔融好的玻璃液从 漏板流出后， 被喷吹成细短纤维， 经集棉输送带

16、收集成棉层， 经固化后制成软质 卷毯、半硬板或硬板； 膨胀珍珠崭一废玻璃复合饰面板是一种兼备装饰、 隔热和 保温多重功能的新型材料” 。该材料由面层和基层两部分组成，面层的主要原料 为废玻璃。制作工艺包括原料配制、搅拌、成型、烘干和烧结。 4国外研究的利用情况4把热固性树脂玻璃钢废料用作热塑性树脂的填料。 英国大学正在研究将热固性树脂废料用作热塑性树脂的填料 的可能性。 他们先将热固性聚酯树脂玻璃钢或酚醛树脂玻璃钢的废料， 粉碎成具 有一定的物理尺寸和几何形态的填料， 再用表面处理剂处理这些填料。 把这样加 工成的填料同聚丙烯树脂混合均匀后， 用双螺杆挤出机成型为聚丙烯复合材料制 品。他们的试

17、验结果表明， 使用热固性树脂玻璃钢废料填料的聚丙烯复合材料的 微观结构十分均匀，制品的机械强度性能也很好。4环氧树脂层合材料用作聚丙烯的填料。 美国技术大学正在研究把环氧树脂层合材料废 料粉碎成填料后用作聚烧。使用这种方法处理玻璃钢废料不但要占用大量的土 地，并且还会造成对环境的污染。 后来他们成功地把玻璃钢废料粉碎后用作丙烯 树脂的增强材料。用环氧树脂层合材料废料加工成的填料由的玻璃纤维和 的完全固化的环氧树脂组成。 他们在聚丙烯树脂中分别加入的废料 填料和标准料， 并且比较了聚丙烯复合材料的物理性能和强度性能。 他们还对三 种不同尺寸的环氧树脂层合材料废料填料对聚丙烯复合材料的性能的影响进

18、行 了试验。4环状结构热塑性树脂复合材料的回收利用。 美国汽车公司正在研究回收利用环状结构热塑性树脂复合材料的 可能性。他们先用针织玻璃纤维织物和环状结构热塑性树脂用液体模塑工艺成型 为高玻璃纤维含量的复合材料（玻璃纤维含量达），再将复合材料粉 碎，混合后用注塑工艺成型复合材料。 对这样成型的复合材料和标准的环状结构 热塑性树脂复合材料分别进行物理性能和强度性能试验。 标准的环状结构热塑性 树脂复合材料是用短玻璃纤维增强的热塑性复合材料。 试验结果表明， 回收的环 状结构热塑性树脂复合材料的物理性能和强度性能， 与标准复合材料相近， 但最 大拉伸强度比标准复合材料低。4用层合材料废料生产磨料。

19、波兰的研究人员在研究用回收的层合材料废料生产磨料的可能性。 他们对各 种层合材料废料，包括用玻璃纤维、纸、棉和云母增强的酚醛树脂，环氧树脂及 有机硅树脂层合材料废料进行了研究。 试验结果表明， 玻璃纤维增强环氧树脂层 合材料废料经粉磨和碳化处理后， 可以用作磨料。这种磨料具有合适的摩擦系数， 并且在摄氏度以下磨料的摩擦系数对温度的稳定性很好。4 5 用作混凝土的掺和料和骨料由于废玻璃是一种无定型的高 SiO2：材料，可将其用作矿物掺合料，杨医博 01 等的研究表明，将废玻璃用作混凝土的矿物掺合料不会使混凝土产生碱硅 酸破坏。废玻璃的粒径越小，混凝土的抗压强度越高在美国，许多研究表明含有 35 玻璃砖石的混凝土， 已达到或超过美国材料 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。我国刘连新： 研究结果表明， 利用废玻璃制作的轻粗骨料具有较高的强度、 较低的吸水性和较 好的耐腐蚀性，适合于制作轻混凝土 6 。46 玻璃与塑料复合制品Brookhaven 国际实验室为制造污水管， 研制了玻璃塑料材料， 把液态聚丙 烯或聚酯苯乙烯树脂注入模具填充到碎玻璃形成的细小孔隙中，管子被聚合后， 从模具中取出， 再加工。 实验室测试