废玻璃回收利用的国际经验

废玻璃回收利用的国际经验

1回收再利用系统发达国家的玻璃回收是一项非营利性公司，政府高度重视和全球行动。从20世纪70年代起,欧美等发达国家就认识到废旧玻璃回收利用的重要性,把回收旧玻璃当做一项重要的原料收集工作去开发。欧洲国家均有废旧玻璃回收再利用协会,负责组织废旧玻璃的回收处理和再利用工作。回收协会负责回收社会上各种废玻璃,包括平板玻璃、瓶罐、医用玻璃等。收回的各种废玻璃被送到碎玻璃加工厂加工后,再送到玻璃厂作为原料投入生产。整个废旧玻璃的回收再利用已形成一个完整的系统,可以有效地节约能源和资源,降低成本,促进环境保护。发达国家还制定了相应的法律和法规,同时这些法律法规随环境保护要求的提高而日趋完善。例如将“如何处理废弃物”转向“如何避免废物产生”为重点,玻璃被列为规定的回收包装材料之首。每年提出预期回收率与再生循环率目标,从法律上规定了生产与消费者义务,把废弃物利用与减少环境负荷有机地结合起来。德国在这方面做得非常出色,多年来,德国的废旧玻璃回收率达到了97%,并形成了完善的回收、处理、利用系统。在发达国家,回收废玻璃和保护环境已成为全民的良好习惯和自觉行动。例如,城市的商店和居民区都设有回收废旧玻璃瓶的专门设施和存放废旧玻璃的垃圾箱。人们把不重复使用的玻璃、玻璃瓶及碎玻璃,按无色透明、绿、棕三种不同颜色分别放入不同的垃圾箱内,由垃圾清理或废品回收站的人员回收、集中,然后运到废玻璃处理工厂。垃圾箱由政府提供,居民免费使用。在商业集中的地方,设有专门回收废旧玻璃瓶的无人收购点。人们把用过的废旧玻璃的盖和瓶分开,瓶盖放到专门的回收箱内,瓶子则放在无人看守的全自动旋转输送机上,然后,在自动打印机上打出数据,顾客凭收据可到商店换取价款,也可换取商品。据介绍,啤酒瓶一般要重复使用20次,普通玻璃则不重复使用。对于不重复使用的玻璃瓶和碎玻璃,由收购点集中起来运到碎玻璃处理工厂。2废玻璃的分拣加工发达国家废旧玻璃的处理工厂是专业化的。玻璃原料掺入废旧玻璃以后,不能影响玻璃产品的质量。因此对于参加熔化的碎玻璃的质量要求越来越高,必须除去其中金属、纸、砂石、陶瓷等杂质。目前,国外的废玻璃处理工厂除去杂质的方法,除采用手工分拣以外,还采用自动分拣和分离技术,具体如下。(1)通过磁性分离机对铁质材料进行分拣;(2)大块杂质的分拣,如木板、金属块、陶瓷碎片等,由分拣工人手工操作;(3)轻质材料的分拣,如铝、纸、木片、树枝、树叶等;(4)非磁性金属如铝、铅、不锈钢等,通过压缩空气吸引进行识别;(5)杂质如陶瓷、砂石、瓷等不透明物质的分拣,通过检查旧玻璃的透明度,由压缩空气推动的气动力分开;(6)玻璃的分色:由光学传感器进行检查,压缩空气推动分开。未经加工的废玻璃由喂料布料器喂入皮带机,由组合型称重系统控制设计的流量,并记录在案。首先,皮带上方的磁选机对废旧玻璃中的亲磁材料进行分选,沿皮带方向有一个粗杂质分拣位置对粗杂质进行分选。然后,振动筛把粗大材料从细粉和小的材料中分离出来,这些粗大材料在破碎之前进行人工分拣,而细粉和小的材料则直接通过破碎机。破碎后的废玻璃再进入铁材分拣机将铁质材料分拣出来,然后,废玻璃按不同的颗粒度被筛分成了3~4种,进入下一步优化自动分选和分级。筛和筛后面系统之间有振动输送单元,这是工厂最重要的组合设备。它可以处理大量的轻物质如软木塞、纸片等,减轻了后续工序的负荷,同时提高终端产品的质量。除去金属的废玻璃进入陶瓷分离机,所有玻璃片均由一个强光源透视,并根据透明度目测检查。通过这种方法可以确定所有不透光的材料,并以很高的速度由气流射出来。在陶瓷分离系统之前,所有的金属分离必须完成。分拣的废品主要是陶瓷、石头和瓷片。这样,经过处理的废玻璃就成为可熔化的、纯净的玻璃粉末,可以直接送到玻璃加工厂。3国外废弃玻璃的研发和应用3.1废玻璃在混凝土中的应用早在20世纪80年代,美国西加尔陶瓷材料公司就研制成功了用废玻璃生产贴面材料新技术,制造出面积为2cm2、厚4mm的五颜六色贴面材料,颇受顾客欢迎。其工艺过程是:先将废玻璃压碎,碾成直径1mm的颗粒,然后将颗粒同所需色彩的有机颜料混合,置入模型冷压成要求形状,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,直至颗粒之间相互熔接在一起,由于只需使坯料表层的玻璃颗粒软化,因而加热温度只需750℃即可。它是建筑物很好的贴面材料,也可用于装饰装修,该工艺技术简单,耗能少,生产成本低。美国把大量废玻璃应用于建筑工程,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,节省能源,减少成本,砖产量增加50%。美国还把废玻璃应用于混凝土中。研究表明,含有35%玻璃砖石的混凝土,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量。虽然早期的实验指明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。美国矿山局进行试验测试后认为,用膨胀的玻璃骨料替代玻璃碎片效果更佳。用掺有发泡剂的玻璃粉,加热到玻璃熔化点,直至冷却之前,气泡由加热的混合物中逸出,在硬的球体上产生多孔结构,用控制泡形成量的方法,可制成其密度接近固态玻璃并能浮在水中的轻质骨料。用轻质骨料替代混凝土中的砂或石子,混凝土的质量能减少一半而不降低其强度和其他性能。美国利用废玻璃作为沥青道路路面的填料,经过数年的使用证明,效果较好。和其他材料相比较,具有以下优点:(1)车辆横向滑翻事故减少了;(2)道路的光反射比较柔和;(3)路面耐磨损性能好;(4)积雪溶化快,适宜于低气温的路面。这种被称为“玻璃沥青”的路面材料,是用60%的废玻璃、10%的石子等骨料与30%的沥青合制成,可用于冬季路面的维修和施工。泡沫玻璃是一种容重小、强度高、充满小气孔的玻璃质材料,气相占制品总体积的80%~95%。和其他无机隔热、隔音材料相比,具有隔热、隔音性好,不吸湿、耐磨蚀、不燃、可加工、易粘接加工等优点。如果在生产时掺入着色剂,还可制成各种色彩的泡沫玻璃,具有良好的装饰效果。美国等发达国家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。3.2多孔玻璃砖的生产近年来,俄罗斯在以废玻璃为基础制造建筑材料方面卓有成效。发展方向是采用碎玻璃生产建筑用隔热材料和装饰面材料。俄罗斯的日常固体垃圾中废玻璃含量占4%~6%。该国利用工厂中回收的瓶罐、显像管、平板废玻璃掺加石英砂生产硅玻璃、硅粉和多孔玻璃砖获得成功。采用化学组成不同的废玻璃生产硅玻璃可以使玻璃具有一些特殊的性能。例如,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,其标准板的规格为:400×400,300×300,300×200,200×200(mm),它可以有效地用来装饰有放射性源的建筑物的墙面,如原子发电站、X射线诊断或检验室等。采用同样的碎玻璃生产多孔玻璃砖,可以作为隔音或隔热建筑材料得到应用。多孔玻璃砖体积质量为170~600kg/m3,抗压强度为3.0~4.3MPa。在瓶罐和平板玻璃混合成碎玻璃的基础上,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:5~35mm,抗压强度:3.0~7.0MPa,容积密度:310~380kg/m3,导温系数:0.07~0.08W/m·K,体积密度(容重):220~290kg/m3,吸水性:5%~7%。通过对生产含填充物(冶金矿渣)的粒化多孔玻璃进行实验,确定了配合料中矿渣的最佳含量,矿渣含量并不降低颗粒的体积质量,但能将抗压强度增大35%~40%。粒化多孔玻璃作为隔热填充材料和混凝土轻骨料可得到广泛应用。多孔玻璃生产的特点是生态环境不受污染,而且原料来源广泛。在使用性能方面,这种玻璃能够与建筑中广泛应用的陶粒、泡沫玻璃和膨胀珠光岩砂型制品相媲美。3.3瓶罐玻璃的回收利用在德国,平板玻璃和瓶罐玻璃的回收有着悠久的历史。多年前德国就建立了废瓶罐、平板玻璃的回收、处理和利用网络,取得了良好的经济效益。德国实施了“废玻璃预防、再生和堆放管理”条例。该条例要求所有工厂和公司,对生产、加工和销售的产品有责任减少其产品在加工和利用中的废物量,并应在回收和堆放时不对环境产生影响。为了该条例的贯彻,还专门对特殊的产品提出了“补充条例”,包装条例已应用于瓶罐玻璃。与其他工业材料相比,玻璃工业在执行废物利用或废物堆放法规方面要容易得多,因为玻璃主要由天然原料制成,是一种有利于环保的材料,而且回收容易,对环境无害。在欧洲,许多国家废平板玻璃的回收利用水平要低于德国,其原因是这些国家的废物管理工作薄弱或有可供利用的填埋场。德国虽然也有一些废平板玻璃被填埋处理,但随着法规的颁布和平板玻璃工业的发展,已没有废玻璃被填埋,要全部回收利用。为了实现这一目标,平板玻璃公司和联合玻璃公司成立了一家股份有限公司。虽然该公司不从事废玻璃的收集、处理和销售,但保持与平板玻璃行业的密切联系,并从事平板玻璃回收和再利用的研究和开发工作,支持平板玻璃用户、平板玻璃加工商、碎玻璃处理商、玻璃回收利用设备商的工作。目前,德国已将一种新的分选粒度、颜色不同的碎玻璃新型装置投入使用。该机器使用性能良好,由一个带轮的装料机供料。其分选碎玻璃粒度、颜色的通过能力为8~10t/h,配备了碎玻璃的块料粒度小于8mm的细料分选线,这些碎玻璃的细料可直接用于生产绿色玻璃,装置配备了带磁选器的自流槽,以及通过16个机械程序对碎玻璃的大料块的颜色进行光电检测的分拣线。3.4玻璃制品,聚酯纤维瑞士以回收的碎玻璃为原料,天然气为燃料,用回转窑生产泡沫玻璃粒,作为性能优越的隔热、防潮、防火的高强轻质骨料,用于建材业。另外,研制成功了粘土—锯屑—玻璃系统的泡沫玻璃,其方法是利用树木锯屑和白粘土、玻璃粉(回收的碎玻璃)压制成型,干燥后进入推板式隧道窑烧结,由于木屑被完全烧掉,形成大量空隙,制成了具有一定机械强度和隔热性能的玻璃制品。其特点是所用原料价廉,不需要模具,投资少,防火性能好,外形美观,具有较好的装饰效果。科研人员还成功地将回收的碎玻璃(玻璃粉)用于生产粘土砖,将玻璃粉作为助熔剂代替粘土砖里的粘土矿物组分。通常,玻璃能增加粘土砖耐化程度和粘土砖的强度,当用玻璃粉作助熔剂时,可降低烧成温度,节省燃料,降低成本,同时砖的产量可提高50%。瑞士的一些制砖厂已经用玻璃粉取代了较昂贵的长石助熔剂。3.5日本3.5.1材料玻璃混凝土东京都立生产业技术研究所成功开发出利用碎玻璃等生产微晶玻璃再生技术。微晶玻璃的组成中碎玻璃和混凝土渣占95%以上,再掺入控制结晶生成方向的硫化铁、硫酸钠、石墨。通过玻璃化工序和结晶化工序进行制造。首先调和原料,然后再加热到1450℃,在退火过程中生成微晶玻璃。这种结晶状态象硅灰石,抗弯强度约28MPa,是大理石的1.65倍,可作为建材使用。3.5.2回收废玻璃的制备日本一家公司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。3.5.3吸音板的制作日本的新日铁化学公司利用废玻璃生产出硬质吸音板。与过去的陶瓷系硬质吸音板相比,不仅价格降低一半,质量减轻,而且强度得到提高。它是利用废玻璃形成轻质球形颗粒而制成的。质量为5~10kg/m2,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。3.5.4深入分离技术日本丰田汽车公司与瓷砖制造厂家——伊奈制陶公司,共同开发了从废汽车处理后的废物中分离出碎玻璃的技术。将废玻璃粉碎加工成粒径20μm的玻璃粉,以3%的比率掺入瓷砖原料中,在1200℃温度中烧成瓷砖。其抗弯强度为33.34MPa,比瓷砖强度提高了10%,并可使瓷砖变薄。据说这项废汽车玻璃回收利用技术属世界首例。4废玻璃回收利用的建议和建议我国废玻璃回收利用工作与发达国家相比,还存在相当大的差距,主要是需要解决工厂废玻璃的处理问题,废玻璃的回收工作还未全面开展起来。废玻璃形状各异,来源分散,回收率很低,大多数废玻璃随垃圾丢弃。在我国,废玻璃的回收利用未受到重视,有3方面原因:(1)玻璃厂未把废玻璃纳入原料计划,只是在纯碱供应不足时,收购一些废玻璃来补充部分纯碱;(2)废玻璃是一种数量大、价值低、包装和运输费用高,而又不安全、利润很低的商品,废旧物资部门一般不愿经营;(3)由于回收措施、行政立法、分选加工技术和设备都还存在一些问题,致使废玻璃的回收利用率很低。目前,我国废玻璃瓶罐的回收率为25%~30%。要改变这种回收率低的状况,借鉴国外经验,有两方面改进措施:(1)政府要扶持废玻璃利用企业,只有解决了废玻璃的利用问题,消费后的废玻璃才有进入正常回收体系的原动力,才能促使废玻璃有序流动和循环起来;(2)政府应该推动废玻璃或玻璃瓶罐利用企业履行生产责任制度,通过立法,要求玻璃瓶罐生产厂和利用厂家共同制定回收利用责任,由政府建立机制和细则。我国已颁布了《循环经济促进法》,正在制定《包装物回收利用管理办法》,针对玻璃包装废物回收利用的管理,今后应将法规的条款细化,具有明确性和可操作性。借鉴国外利用废玻璃制造新产品的经验,有两种增