利用玻璃包装废弃物开发新产品的探讨

发布时间:2020-04-09  栏目:新闻资讯  评论:0 Comments

摘要:随着人们环保意识的加强和政府有关环境保护法规的出台,玻璃包装废弃物的回收率逐渐提高,利用玻璃包装废弃物开发新产品的前景是广阔的。
  一、引言  玻璃作为一种非常重要的包装材料,其优良特性使它倍受消费者的青睐。在提倡节约包装、绿色包装的今天,其包装废弃物的合理回收和利用尤其重要。不仅直接关系着企业的利益和生态环境的好坏,而且对合理保护社会资源也具有很大的现实意义。本文对玻璃废弃物新产品的开发进行了探讨。  二、利用玻璃包装废弃物开发新产品  1、制造微晶玻璃  微晶玻璃是将玻璃在熔融状态时控制晶化而制得的含有大量微晶的多晶固体。它与普通玻璃相比具有机械性能高、抗震性能良好、化学性能稳定和具有一定的切削加工性能等特性。生产微晶玻璃的主要原材料是电厂粉煤灰、废有金属矿砂、高炉矿渣、铝厂赤泥和废玻璃等,再配以少量硫化物、氮化物或氧化铬等晶核剂,经粉碎和搅匀后再投入熔窑。在1400-1500℃熔化,稳定1-2h再出炉,将玻璃液迅速投入水中淬,涝出碎玻璃,烘干、球磨、筛分,然后在800-950℃间核化,烧结0.5-1h升温到1000-1150℃间晶化、摊平,经0.5-1h后取出,最后自然冷却、退火、脱核、研磨、抛光,制成微晶玻璃制品。烧结法生成的微晶玻璃能呈出闪闪发光的美丽花纹。这是因为玻璃水淬成颗粒表面折晶程度高,内部析晶程度低,结晶程度高的部分和结晶程度低的部分颜色及对光线的反射不同,因而使微晶玻璃在研磨后呈出花纹,要想获得清晰的花纹需将玻璃颗粒过筛分级,按一定的粒级配比逐层铺在模具里,注意表面的颗粒不能过细,否则表面花纹将不明显。微晶玻璃颜色极重要,要增加制品的白度,可在基础玻璃中引入适量的氧化锌。由于微晶玻璃色泽好,无脆性,又有高强度性能,对人体无影响,因此得到了较大的普及和推广。  2、制造泡沫玻璃  泡沫玻璃具有吸水率低、导热系数小、热膨胀率低、强度高、耐久性好,可锯削、易粘合等特性。是一种轻质、隔热、保湿和防火的建筑材料,现已大量用于天花板、围护墙、内隔墙、暖气管道、通风管、冷库、石油、天然气输送管道的保温和隔热设施。它也能起隔音作用,有些产生噪音的地方,如压缩机、风机房用它作业内墙护壁,能起隔音、吸音作用。随着科学技术的发展,泡沫玻璃将在石油化工、冷藏、地下工程、建筑、电力和造船等方面得到广泛的应用。其制造方法通常是将一定量的发泡剂加入玻璃原料粉末中,均匀混合后装入成型模具内,在回热炉中使之受热发泡成型,然后慢慢退火冷却即可得到气孔率在10%以上,由独立气孔组成的玻璃泡沫体。该产品的原材料是玻璃制品包装废弃物中软化点较低的钠钙硅玻璃,生产方法有两种:一种是粉末熔烧法,另一种是浮法,目前我国多采用前种方法。粉末熔烧法的工艺流程是:将废玻璃洗净、烘干与发泡剂等辅助原料按精确的配比混合后送入球磨机研磨。当物料达到规定粒度后,从球磨机中取出,倒入模框中,送入隧道窑,先在350-400℃预热0.5h,再加热至850℃使之熔化、膨胀、发泡、烧成、送入退火炉退火,冷却后按要求规格裁切成产品。泡沫玻璃常用配方为:废玻璃75%-80%,水淬渣10%-15%,发泡剂(石墨)10%-1.5%,促熔改性剂(Na2B10石7)2%-4%,发泡剂促进剂(Sb203)1%-3%。  3、生产玻璃纤维  玻璃纤维的化学成份为氧化硅15.4%、氧化铝17.5%、氧化钙15.4%、氧化镁4.2%、氧化钠2%等。若废玻璃与上述组成不同,可以在配料时作适当调整。在熔炉中熔化后,通过自动制球机制成玻璃球,再将玻璃熔化,通过喷丝孔和拉丝机制造玻璃纤维。利用废玻璃制造玻璃纤维,可用来生产对玻璃纤维要求不严格的玻璃钢制品,如聚脂玻璃和硅镁水泥等产品。  4、制造建筑材料  玻璃回炉再生时,对废玻璃的纯净和颜色等要求十分严格,因而限制了其大量使用。而用废玻璃生产建筑材料,一般要求不十分严格,其用量也大,所以是玻璃包装废弃物最大的去向。  制造玻璃马赛克:它是具有一定孔隙而且表面光滑的装饰建筑材料,广泛用于建筑物室内外装修和防滑地面。其生产方法主要有压制成型低温烧结方法和熔融压延法两种。前者以废玻璃为主,也可因地制宜适当利用废渣和尾矿。废玻璃洗净后,去掉金属和非金属等杂物,然后再晾干送入球磨机中粉碎,粉碎后加入粘结剂、水、着色剂等,混合均匀,半干压成型,送入电热窑。在800-900℃左右烧结,在500℃左右退火。冷却后,分离废品,在纸上晾干,最后包装入库;后者主要生产方法是:将废玻璃、硅砂、白云石、石灰石、纯碱等主要原料及乳浊剂、着色剂和助熔剂辅助原料粉碎,按配方混合,用对辊式或链式压延机成型,然后送入玻璃窑中熔化,熔化温度为1250-1400℃,成型后退火冷却、贴纸、晾干、包装入库。  制造人造大理石:人造大理石可以用废玻璃烧结而成,其强度比天然大理石高。其配方是:废玻璃50-60份,碎石100份,粘土20-50份,粒度80-100目,搅拌均匀后倒入模具中,压制成型,置于窑内,在1200℃左右,煅烧8-10h,然后取出冷却。用烧结法生产仿大理石饰面板的技术关键在于适当控制好玻璃的颗粒线配,制定合理的烧结温度曲线,并在析晶温度区进行适当保温,而后注意缓慢降温,进行退火,着色剂可采用搪瓷色油料,可以制得具有结晶状态花纹的各种彩色玻璃大理石面板。大理石的纹理和颜色的深浅,可用石灰石与滑石粉调配。  三、结束语  随着人们环保意识的加强和政府有关环境保护法规的出台,玻璃包装废弃物的回收率逐渐提高,利用玻璃包装废弃物开发新产品的前景是广阔的。

一、引言玻璃作为一种非常重要的包装材料,其优良特性使它倍受消费者的青睐。在提倡节约包装、绿色包装的今天,其包装废弃物的合理回收和利用尤其重要。不仅直接关系着企业的利益和生态环境的好坏,而且对合理保护社会资源也具有很大的现实意义。本文对玻璃废弃物新产品的开发进行了探讨。

玻璃制作包装容器已有悠久的历史。后来随着工业技术的日新月异,出现了塑料包装容器、复合包装容器等,因而玻璃包装容器处于同上述新材料容器的剧烈竞争之中。但由于玻璃包装容器质地晶莹透亮,清洁美观,密封性良好,化学稳定性卓越等多方面的优点,特别是由于玻璃的主要原料是地壳上蕴藏极其丰富的石英砂和各种矿石,价格低廉,因而至今玻璃容器不但没有受到排挤、淘汰,反而因为各种表面涂层新技术以及容器轻量化的趋势,导致了一定程度的发展。玻璃包装容器常见的有瓶、罐、杯和医用安瓿瓶等。
玻璃包装废弃物是指失去或完成保护内装物原有价值和使用价值的功能,成为固体废物丢弃的玻璃包装容器及材料;玻璃包装废弃物的综合治理是指对玻璃包装废弃物进行处理和利用。
一、玻璃包装废弃物在城市生活垃圾中的含量
玻璃包装容器当它失去或完成保持内装物原有价值和使用价值的功能之后,它也和其他包装废弃物一样,成为固体废弃物加入垃圾的行列。有资料显示,美国每年产生生活垃圾1.5亿吨;我国近年城市生活垃圾量已达1.5亿吨。以上海市和广州市为例,上海市已日产城市生活垃圾约1万吨;广州市已日产城市生活垃圾约5千吨以上。而这些城市生活垃圾中大约有1/3至1/2是包装废弃物,其中玻璃包装废弃物约5~10%。例如,美国的包装废弃物约占城市生活垃圾的33%,日本约占40%,欧盟各国约占30%至50%,我国约占30%至40%。
二、玻璃包装废弃物回收利用的意义
世界各国玻璃回收情况是,美国回收玻璃为30%左右;法国为48%左右;德国为76%左右;荷兰77%左右。
我国是一个人口众多,玻璃容器消耗较多,而资源和能源又十分缺乏的国家。我国1999年生产玻璃容器约900万吨,其回收率低于20%,远不及工业发达的国家。玻璃包装废弃物的回收再利用或开发新产品,不仅可以节约矿产资源,减少能源消耗,同时也可以降低对环境的污染。从节约矿产资源而言,每利用一吨碎玻璃,可节省石英砂700公斤,石灰石150公斤,纯碱约160公斤等,合计可节约各种原材料1200公斤;从节省能源而言,从玻璃的熔制过程来看,若用生料的配合料时,化学反应复杂,耗热量高,制1公斤玻璃液约耗热量624大卡。若用玻璃料时主要是物理变化,制1公斤玻璃液只需耗437大卡热量;从节省时间而言,采用完全粉料完成玻璃熔制的时间约为200分钟,掺入1%的碎玻璃后可缩短为95分钟;从减少对大气的污染而言,玻璃配合料在高温熔制时起化学反应,会产生有毒的烟尘,如砷的化合物、氟的化合物、铅的化合物、镉的化合物等。另外原料在加工配制和加料过程中均会产生粉尘。这些都会给大气带来污染。而碎玻璃的熔化只是简单的物理变化过程,故可大大地减少对大气的污染。正因为玻璃包装废弃物具有上述经济和社会效益,所以国内外使用碎玻璃的量都在逐渐增加,百分之百的使用碎玻璃的工厂,国内均已出现。例如北京地区、广州地区等玻璃厂碎玻璃的使用量已扩大到50~70%左右。
三、玻璃包装废弃物的分选技术
玻璃包装废弃物经常与其他包装废弃物以及其他生活垃圾混杂在一起。除了传统的人工分选外,还可以采用现代技术进行分选。
1、利用重力进行分选
首先利用物质的不同密度,通过空气分离设备,将密度小的物质和密度大的物质材料粗步分离,然后将掉落在容器底部的密度大的物质进一步分选。例如密度大的玻璃和金属就常用振动筛进行再次分选。除此之外,也可以采用惯性方法进行分选,常用设备有弹道分选机、反弹道分选机和斜板运输分选机等;还可以采用离心分选法从大量密度较小的材料中分选出密度较大的玻璃和金属。设备可使用环形筛或滚圈,依靠旋转离心力作用,使玻璃和金属移向外面,密度较小的物质移向里面。将密度大的玻璃和金属从垃圾中分离出来后,再利用磁选的方法,将玻璃与金属再次分离。
2、利用重介质进行分选
首先将细的磁铁矿或硅铁合金配成水的悬浮液,然后将破碎后的垃圾或包装废弃物置于重介质中,密度小的则上浮排出,密度大的玻璃沉淀被分离。此种重介质可以反复使用,以降低分选的成本。
3、利用光学技术进行分选
为了将有色和无色的玻璃进行分离,可以采用电子颜色挑选器进行分选。其方法是:将玻璃粉碎成6~16毫米的碎片,放到皮带运输机上布成一条线,送到设有光电管和特殊的背景台上,在降落的途中通过光学方法进行检测,将带色的玻璃或其他杂物借助喷气嘴吹开。
四、玻璃包装废弃物的回收利用 1、玻璃瓶罐清洗消毒再使用
玻璃瓶罐表面光洁、中性,不需加敷涂料,易清洗,易重新封口。如果使用周转得当,一个瓶罐可以反复使用十次左右。回收的空瓶罐只要认真清洗、消毒,如有压力要求可作一下压力测试后即可重复使用。玻璃瓶罐的再使用关键在于洗瓶和消毒。玻璃瓶罐的内外都要洗干净,而且要保证一定的清洗速度。为了保证玻璃瓶罐的清洗质量和速度,必须采用机械设备。至于玻璃瓶罐的消毒杀菌,要根据内装物的要求选择消毒杀菌工艺,然后再确定其消毒杀菌液和机械设备。
2、玻璃包装废弃物的回炉处理
玻璃包装容器如果不能再使用,已经破损或者已经成为碎片,都可以进行回炉处理。回炉处理不仅可以节省生产玻璃的原材料和纯碱,节省能源和时间,而且还可以起到助熔剂的作用。
碎玻璃回炉再生产是近20多年科学技术进步的结果。在这以前,各玻璃工厂对掺入碎玻璃的量控制在10%以内,其原因是回收来的碎玻璃很脏,而且夹着各种杂物,如铁、铝、纸、塑料、软木塞、石头和碎瓦片等,而且碎玻璃自身成分又复杂,粒度也不均匀。碎玻璃回炉再生产要严格把好三大关:其是是前期处理关。必须对回收来的碎玻璃进行认真分拣、洗、碎和调配处理,才能保证玻璃要作严格的成分化验、分析,并将其他为实用工艺配方的依据;其三要把好制作关。根据具体情况制定生产工艺,并严格按工艺规定进行实际操作。
3、玻璃包装废弃物开发新产品 利用玻璃包装废弃物开发微晶玻璃
微晶玻璃是将玻璃在熔融状态时控制晶化而制得的含有大量微晶的多晶固体。它与普通玻璃相比具有机械性能较高,抗热震性能良好,化学性能稳定和具有一定的切削加工性能等特性。生产微晶玻璃的主要原料是电厂粉煤灰、废有色金属矿砂、高炉矿渣、铝厂赤泥和废玻璃等,再配以少量硫化物、氟化物和氧化铬等晶核剂,经粉碎和搅匀后再投入熔窑。在1400~1500℃熔化,稳定1~2小时再出炉,将玻璃液迅速投入水中淬,捞出碎玻璃、烘干、球磨、筛分;然后在800~950℃间核化、烧结0.5~1小时,升温到1000~1150℃间晶化、摊平,经0.5~1小时后取出;最后自然冷却、退火、脱核、研磨、抛光制成微晶玻璃制品。烧结法生成的微晶玻璃能呈现闪闪发光的美丽花纹,这是因为玻璃水淬成颗粒进行热处理时,颗粒表面析晶程度高,内部析晶程度低,结晶程度高的部分和结晶程度低的部分颜色及对光线的反射不同,因而使微晶玻璃在研磨后呈现花纹。要想获得清晰的花纹,需将玻璃颗粒过筛分级,按一定的粒级配比逐层铺在模具里,注意表层的颗粒不能过细,否则表面花纹将不明显。微晶玻璃颜色极为重要,要增加制品的白度,可在基础玻璃中引入适量的氧化锌。由于微晶玻璃色泽好、无脆性,又有高强度性能,对人体无影响,因此得到了较大的普及和推广。
利用玻璃包装废弃物开发泡沫玻璃
泡沫玻璃具有吸水率低,导热系数小,热膨胀率低,强度高,抗冻和耐久性好,可锯削,易粘合等特性,它是一种轻质、隔热、保湿和防火的建筑材料,现已大量用于天花板、围护墙、内隔墙、暖气管道、通风管、冷库、石油、天然气输送管道的保温和隔热设施。它也能起隔音作用,有些产生噪音的地方,如压缩机、风机房用它作为内墙护壁能起隔音和吸音作用。随着科学技术的发展,泡沫玻璃将在石油化工、冷茂、地下工程、建筑、电力和造船等方面得到广泛的应用。其制造方法通常是将一定量的发泡剂加入玻璃原料粉末中,均匀混合后装入成型模具内,在回热记中使之受热发泡成型,然后慢慢退火冷却即可得到气孔率在90%以上,由独立气孔组成的玻璃发泡体。该产品的原料是玻璃制品包装废弃物中软化点较低的钠钙硅玻璃,生产方法有两种:一种是粉末熔烧法,另一种是浮法,目前我国多采用前种方法。粉末熔烧法的工艺流程是:将废玻璃洗净、烘干与发泡剂等辅助原料按精确的配比混合后送入球磨机研磨。当物料达到规定粒度后,从球磨机中取出,倒入模框中,送入隧道窑,先在350~400℃预热0.5小时,再加热至850℃使之熔化、膨胀、发泡、烧成,送入退火炉退火,冷却后按要求规格裁切成产品。泡沫玻璃常见配方为:废玻璃75~80%,水淬渣10~15%,发泡剂1.0~1.5,促熔改性剂(Na2B4O7)2~4%,发泡促进剂(Sb2O3)1~3%。
利用玻璃包装废弃物开发玻璃微粒
玻璃微珠按不同的分类法有不同的种类。按其用途来分,可分为工业珠、光学珠和特殊珠;按空心和实心来分,可分为空心珠和实心珠;按其大小来分,可分为细珠和微珠。玻璃微珠化学性能稳定,机械强度大,光洁充良好,光的反射性优良。它用途独特而广泛,其低折射型的用量最大。例如掺在油漆中作为道路标志;作室内装饰和工艺品。在夜间可起到神奇的灯光效应。生产方法常采用火争漂浮法、隔离剂法和喷吹法生产。前两者方法为二次成型方法,通常是以回收的废玻璃为原料来生产,火争漂浮法的基本原理是将回收的废玻璃破碎成一定粒度的颗粒,并以一定方式将玻璃颗粒送入火焰中。在火争的作用下,玻璃颗粒软化熔融、珠化、冷却固化

二、利用玻璃包装废弃物开发新产品1、制造微晶玻璃微晶玻璃是将玻璃在熔融状态时控制晶化而制得的含有大量微晶的多晶固体。它与普通玻璃相比具有机械性能高、抗震性能良好、化学性能稳定和具有一定的切削加工性能等特性。生产微晶玻璃的主要原材料是电厂粉煤灰、废有金属矿砂、高炉矿渣、铝厂赤泥和废玻璃等,再配以少量硫化物、氮化物或氧化铬等晶核剂,经粉碎和搅匀后再投入熔窑。在1400-1500℃熔化,稳定1-2h再出炉,将玻璃液迅速投入水中淬,涝出碎玻璃,烘干、球磨、筛分,然后在800-950℃间核化,烧结0.5-1h升温到1000-1150℃间晶化、摊平,经0.5-1h后取出,最后自然冷却、退火、脱核、研磨、抛光,制成微晶玻璃制品。烧结法生成的微晶玻璃能呈出闪闪发光的美丽花纹。这是因为玻璃水淬成颗粒表面折晶程度高,内部析晶程度低,结晶程度高的部分和结晶程度低的部分颜色及对光线的反射不同,因而使微晶玻璃在研磨后呈出花纹,要想获得清晰的花纹需将玻璃颗粒过筛分级,按一定的粒级配比逐层铺在模具里,注意表面的颗粒不能过细,否则表面花纹将不明显。微晶玻璃颜色极重要,要增加制品的白度,可在基础玻璃中引入适量的氧化锌。由于微晶玻璃色泽好,无脆性,又有高强度性能,对人体无影响,因此得到了较大的普及和推广。

2、制造泡沫玻璃泡沫玻璃具有吸水率低、导热系数小、热膨胀率低、强度高、耐久性好,可锯削、易粘合等特性。是一种轻质、隔热、保湿和防火的建筑材料,现已大量用于天花板、围护墙、内隔墙、暖气管道、通风管、冷库、石油、天然气输送管道的保温和隔热设施。它也能起隔音作用,有些产生噪音的地方,如压缩机、风机房用它作业内墙护壁,能起隔音、吸音作用。随着科学技术的发展,泡沫玻璃将在石油化工、冷藏、地下工程、建筑、电力和造船等方面得到广泛的应用。其制造方法通常是将一定量的发泡剂加入玻璃原料粉末中,均匀混合后装入成型模具内,在回热炉中使之受热发泡成型,然后慢慢退火冷却即可得到气孔率在10%以上,由独立气孔组成的玻璃泡沫体。该产品的原材料是玻璃制品包装废弃物中软化点较低的钠钙硅玻璃,生产方法有两种:一种是粉末熔烧法,另一种是浮法,目前我国多采用前种方法。粉末熔烧法的工艺流程是:将废玻璃洗净、烘干与发泡剂等辅助原料按精确的配比混合后送入球磨机研磨。当物料达到规定粒度后,从球磨机中取出,倒入模框中,送入隧道窑,先在350-400℃预热0.5h,再加热至850℃使之熔化、膨胀、发泡、烧成、送入退火炉退火,冷却后按要求规格裁切成产品。泡沫玻璃常用配方为:废玻璃75%-80%,水淬渣10%-15%,发泡剂10%-1.5%,促熔改性剂2%-4%,发泡剂促进剂1%-3%。

3、生产玻璃纤维玻璃纤维的化学成份为氧化硅15.4%、氧化铝17.5%、氧化钙15.4%、氧化镁4.2%、氧化钠2%等。若废玻璃与上述组成不同,可以在配料时作适当调整。在熔炉中熔化后,通过自动制球机制成玻璃球,再将玻璃熔化,通过喷丝孔和拉丝机制造玻璃纤维。利用废玻璃制造玻璃纤维,可用来生产对玻璃纤维要求不严格的玻璃钢制品,如聚脂玻璃和硅镁水泥等产品。

4、制造建筑材料玻璃回炉再生时,对废玻璃的纯净和颜色等要求十分严格,因而限制了其大量使用。而用废玻璃生产建筑材料,一般要求不十分严格,其用量也大,所以是玻璃包装废弃物最大的去向。

制造玻璃马赛克:它是具有一定孔隙而且表面光滑的装饰建筑材料,广泛用于建筑物室内外装修和防滑地面。其生产方法主要有压制成型低温烧结方法和熔融压延法两种。前者以废玻璃为主,也可因地制宜适当利用废渣和尾矿。废玻璃洗净后,去掉金属和非金属等杂物,然后再晾干送入球磨机中粉碎,粉碎后加入粘结剂、水、着色剂等,混合均匀,半干压成型,送入电热窑。在800-900℃左右烧结,在500℃左右退火。冷却后,分离废品,在纸上晾干,最后包装入库;后者主要生产方法是:将废玻璃、硅砂、白云石、石灰石、纯碱等主要原料及乳浊剂、着色剂和助熔剂辅助原料粉碎,按配方混合,用对辊式或链式压延机成型,然后送入玻璃窑中熔化,熔化温度为1250-1400℃,成型后退火冷却、贴纸、晾干、包装入库。

制造人造大理石:人造大理石可以用废玻璃烧结而成,其强度比天然大理石高。其配方是:废玻璃50-60份,碎石100份,粘土20-50份,粒度80-100目,搅拌均匀后倒入模具中,压制成型,置于窑内,在1200℃左右,煅烧8-10h,然后取出冷却。用烧结法生产仿大理石饰面板的技术关键在于适当控制好玻璃的颗粒线配,制定合理的烧结温度曲线,并在析晶温度区进行适当保温,而后注意缓慢降温,进行退火,着色剂可采用搪瓷色油料,可以制得具有结晶状态花纹的各种彩色玻璃大理石面板。大理石的纹理和颜色的深浅,可用石灰石与滑石粉调配。

三、结束语随着人们环保意识的加强和政府有关环境保护法规的出台,玻璃包装废弃物的回收率逐渐提高,利用玻璃包装废弃物开发新产品的前景是广阔的。

相关文章

留下评论

网站地图xml地图