玻璃生产的污染与防治

玻璃工业属于高耗能产业，同时消耗大量的资源，在玻璃生产过程中，分别介绍了原料、熔化、成形、退火等生产过程产生的废气、废水以及噪声等对环境产生的污染，并提出相应的防治措施。首先在原料方面：（1）玻璃原料中有害物的挥发与防治。玻璃生产所用的原料一般分为主要原料（矿物原料及一些化工原料）和辅助原料（澄清剂、着色剂、氧化和还原剂、乳浊剂等），其中包括一些重金属（如：砷、铅、镉、铬、锌、钡、锰、镍、铜、钒等）、有毒物质（如：砷、氟等）。如：氟（F-）是乳浊玻璃常用的乳浊剂和微晶玻璃常用的晶核剂，以及玻璃生产中常用的助熔剂和澄清剂，毒性较强，玻璃生产中极易挥发，对操作工人的身体健康及工厂周围的动植物造成极大破坏。为减少氟挥发，通常用矿物原料萤石来代替或部分代替含氟的化工原料（氟硅酸钠、冰晶石等），同时调整熔化工艺参数，减少氟挥发。（2）玻璃中有害物的溶出及防治。可溶出有害物质（如铅、镉、砷等），为尽量降低铅、镉、砷等重金属的溶出，首先调整玻璃组成，以能够满足相应性能要求的其它物质代替，如用氧化铈（CeO2）或其它复合澄清剂代替氧化砷，用TiO2和ZrO2代替氟（F-）作为乳浊剂。同时也要调整玻璃的基础组成，提高玻璃组成中的Al2O3、CaO、MgO含量，降低碱金属氧化物（Na2O、K2O）含量，从而提高玻璃的化学稳定性，减少有害物的溶出。（3）粉尘污染及防治。玻璃生产中用量最大的就是硅质原料（砂岩、硅砂、石英砂、长石、白云石等），占玻璃配合料的70%以上，其中砂岩、硅砂、石英砂中含有大量游离SiO2，粉尘中游离SiO2含量大于70%时，就会产生矽肺。玻璃生产中作为燃料大量使用的煤和作为还原剂的碳粉，在煤炭粉碎、过筛、运输及加煤以及制造煤气和煤气加工过程中，都会产生煤炭粉尘颗粒。卫生标准中对生产操作条件下车间有害物允许的浓度做了严格规定，见表1。为减少粉尘，首先从源头上加以控制，对各种矿物原料严格规定超细粉含量，尽量采用天然石英砂代替硅石粉，使用粒化重碱（容重0.55～0.65t/m3）代替轻质纯碱（容重0.55～0.65t/m3，粒度为0.075mm）。配合料混合时加一定的水操作。对所有产生粉尘的区域和设备设置密封罩，并设抽风罩，防治粉尘外逸。配备各种除尘设施，如旋风除尘器、袋式除尘器、电除尘器等。其次在熔化方面：（1）玻璃配合料在高温下发生一系列物理、化学及物理化学反应，产生一些废气，主要有CO2、SO2、SO3等，以及一些易挥发原料的挥发物，如铅、氟、硼等。在保证玻璃性能前提下，尽量降低气体率。对于含有大量易挥发性物质的玻璃，尽量采用冷顶全电熔窑熔化生产，以减少挥发污染。（2）燃料燃烧造成的污染，燃料燃烧产物主要为CO2、NOX、SOx和H2O蒸气及CO、H2S等。国家标准对大气污染物排放量的要求越来越严格，见表2。为减少废气排放，首先选择清洁能源（天然气和电）天然气比重油和煤气燃烧产生的废气少，对煤及煤气进行脱硫处理，以减少SOx、H2S排放。对于某些玻璃采用全电熔窑形式，可大大减少挥发和燃烧产生的废气。采用富氧和全氧燃烧的窑炉结构及燃烧方式，比空气助燃窑炉，可显著降低废气排放量，NOX排放量降低75%～95%，CO2排放量降低50%左右，SOx排放量降低75%。表2现有污染源和新污染源大气排放标准注：现有污染源（1997年1月1日以前）新污染源（1997年1月1日以后新建、扩建、改建）。最后在成形、退火及冷端方面：瓶罐及器皿玻璃成形用行列机及空压机产生较大的噪声，采取消声、隔声降噪处理，以降低噪声污染。退火窑使用多台风机，产生较大噪声，通常采用合理设计、布置，并加消声、隔声处理，把噪声污染降到最低。玻璃生产涉及多个环节，需要多道工序，把各种矿物原料和化工原料科学组合，经高温熔化、澄清、成形、退火，制成各种形式和用途的玻璃制品。同时也会对环境造成一定的污染，通过调整玻璃组成及原料引入形式、改善窑炉结构及燃烧方式等，尽量