废玻璃的利用

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。

2．1 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(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：①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。②配合料制备。③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。④成型。将液态玻璃加工成所要求形状的制品，如平板、各种器皿等。

⑤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

3．1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的硅质原料、60万t的纯碱和100万t的标准煤[2]。

3．2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。

3．3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。

3．4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、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。

3．5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，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]。

3．6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