廢棄玻璃的綜合應(yīng)用

程瑛豪，蔣元海，吳淑偉，於婕，丁康

（嘉興學(xué)院，浙江嘉興314001）

1 我國廢棄玻璃的利用生產(chǎn)回收現(xiàn)狀

近幾年，在國家"十三五”戰(zhàn)略規(guī)劃的激勵下，玻璃行業(yè)又開始有了新的進(jìn)展。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理出的數(shù)據(jù)顯示，去年一整個季度，平板玻璃制造業(yè)收益約32億元，創(chuàng)造了一個良好的開端。截至2017年5月份，我國平板玻璃產(chǎn)量為7305.5萬重量箱左右，同比上月上漲8.9%，1～5月累計產(chǎn)量34156萬重量箱，累計同比上漲6.4%。但我國廢玻璃回收量僅約為860萬噸，廢棄玻璃回收率僅僅占11.8%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于50%的世界平均水平。由此看出廢棄玻璃的潛在價值被人們所忽視：例如每20重量箱廢棄玻璃在經(jīng)過回收利用可再次生產(chǎn)出約2萬個500克裝的酒瓶，可以節(jié)約石英砂720千克，節(jié)約長石粉60千克，節(jié)約煤炭10噸，電量400度，通過此方法比通過利用新原料生產(chǎn)節(jié)約成本近20%。

2 廢棄玻璃的綜合資源化利用途徑

廢棄玻璃的再利用是一個急需解決的問題，也是我們的最終目的。目前在廢棄玻璃回收和處理上存在很多方式，可以作為鑄造用的熔劑、回爐再造、原料回收或者轉(zhuǎn)型。碎玻璃可在鑄銅鐵時作為熔劑，起到了覆蓋熔液以防氧化的作用；回爐再造是將回收的玻璃回爐熔融后再次進(jìn)行制造成各類器皿等生活及工業(yè)用品；原料回收即將回收的碎棄玻璃作為玻璃制品的添加原料。

2.1 作為鑄造用熔劑

廢棄玻璃可作為鑄鋼和鑄造銅合金熔煉的熔劑，起覆蓋熔液防止氧化作用。

2.2 廢棄玻璃生產(chǎn)玻璃纖維

玻璃纖維是一種可利用廢棄玻璃加工而成，具有優(yōu)良性能的無機(jī)非金屬材料。玻璃纖維將廢棄玻璃作為加工原材料經(jīng)過一系列熔融、拉絲等生產(chǎn)工藝制造而成。其具體的生產(chǎn)工藝流程：首先加入原料→加水沖洗→靜置曬干→加入至坩堝→噴燈引火預(yù)熱→加熱至1200℃左右→玻璃熔融調(diào)節(jié)溫度→拉絲→抽絲→軟化→上絲→夾絲纏絲→下絲成品→包裝→成品→入庫。利用玻璃纖維的各項優(yōu)秀性能在復(fù)合材料中將其作為增強材料，電絕緣材料和隔熱保溫材料，電路基板等國民經(jīng)濟(jì)各方領(lǐng)域[1]。

2.3 廢棄玻璃生產(chǎn)泡沫玻璃

泡沫玻璃是可以利用廢棄玻璃和各玻璃制品在高溫發(fā)泡下成型的多孔無機(jī)非金屬材料，被譽為綠色環(huán)保節(jié)能工程的黑珍珠。其成形方法可分為人工成形和機(jī)械成形兩種模式，成形實質(zhì)是一個冷卻過程，首先將原材料由黏性液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軕B(tài)，再由可塑態(tài)向脆性固態(tài)轉(zhuǎn)變，在操作時必須嚴(yán)格將溫度控制在一定的范圍內(nèi)。泡沫玻璃所具有的多項優(yōu)異的性能使得其在建筑功能的各領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，有很大的發(fā)展前景。①泡沫玻璃是一種良好的保溫隔熱材料。它具有表面密度小、強度高、絕熱性能好、抗凍性好、吸濕率低、不燃燒性、吸聲降噪、耐腐蝕、不老化等，不僅在能源輸送、化工、國防建設(shè)等領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用，而且也是環(huán)保節(jié)能的綠色新型建筑材料。②泡沫玻璃應(yīng)用于外墻保溫。利用硅酸鹽材料和單獨的封閉微小氣孔匯集成的泡沫玻璃所具有的不透氣、不燃燒、防嚙防蛀、耐腐蝕、無毒、無放射性、化學(xué)性能穩(wěn)定、易加工而且外形穩(wěn)定等特點，使用壽命可以與建筑物的使用壽命相媲美，是一種既安全可靠又經(jīng)久耐用的建筑綠色環(huán)保材料。

2.4 廢棄玻璃生產(chǎn)玻璃輕石

玻璃輕石也是利用生產(chǎn)生活中的廢棄玻璃研墨成粉末，再通過添加各種不同的助劑，經(jīng)過高溫焙燒發(fā)泡后所重新形成的一種多孔輕質(zhì)無機(jī)材料。玻璃輕石于2013年在國內(nèi)由江蘇晶瑞特企業(yè)首創(chuàng)研發(fā)成功，并通過了江蘇省新產(chǎn)品、新技術(shù)和科技成果鑒定，申報了20多項國家發(fā)明和實用新型專利。玻璃輕石具有多孔質(zhì)輕，耐擠抗壓，清潔環(huán)保，保水保肥，化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)良特點。利用其這些特點可以將玻璃輕石應(yīng)用在各個領(lǐng)域。①土地改良：將玻璃輕石作為土壤改良劑加入土壤，使干旱地能夠鎖水，澇濕地能夠有效滲水，黏土地能夠疏松透氣，荒地變良田。②雨水收集：作用在城市建設(shè)的雨水收集系統(tǒng)中，可將廣場、公園、小區(qū)及居民生活區(qū)、人行道等城市路面上的雨水收集起來，經(jīng)過凈化，來用于綠化灌溉和地下水源的補充，達(dá)到充分利用水資源的目的，實現(xiàn)我國的可持續(xù)發(fā)展。③路橋市政：作為透水材料，在道路鋪設(shè)中加入玻璃輕石制作成透水混凝土，減輕城市排水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，防止道路積水，解決夜間路面反光的問題，提高路面安全系數(shù)。城市綠化和"海綿城市”的建設(shè)是一個龐大的系統(tǒng)工程。玻璃輕石在綠色"海綿”工程中所起的作用體現(xiàn)了玻璃循環(huán)利用體系在國計民生和社會科技進(jìn)步發(fā)展的價值。

2.5 廢棄玻璃制作玻璃微珠

玻璃微珠是一種用途廣泛，具有優(yōu)良性能，并且在短時間內(nèi)迅速發(fā)展的新型材料。目前在使用廢棄玻璃生產(chǎn)玻璃微珠方法上通常采用兩種方法：一次成型和燒結(jié)制球。一次成型的本質(zhì)是將處理好的廢棄玻璃熔化成液態(tài)后再進(jìn)行吹、拋、噴等各項生產(chǎn)工藝得到的珠體。它具有獨特良好的性能：表面圓整度好，輕質(zhì)高強，高分散不但具備玻璃原有的低導(dǎo)熱，熱穩(wěn)定性，電絕緣性，還具有獨特的反射發(fā)光的性能。因此目前它已廣泛應(yīng)用于化工、機(jī)械、交通、紡織等各個領(lǐng)域。

2.6 廢棄玻璃加工玻璃馬賽克

玻璃馬賽克是一種小規(guī)格的彩色飾面玻璃。目前全球建筑物裝飾材料和藝術(shù)鑲嵌材料廣泛應(yīng)用到了玻璃馬賽克[2]。玻璃馬賽克的生產(chǎn)工藝可分為熔融法和燒結(jié)法兩種。其中燒結(jié)法主要是利用廢棄玻璃作為原材料，添加膠粘劑等輔助材料，再經(jīng)過壓塊、干燥、燒結(jié)和退火等多道工藝制作而成。

2.7 廢棄玻璃制作玻璃瀝青

玻璃瀝青是將30%的瀝青和65%左右的廢棄玻璃及其他骨料混合而成的組合體。將廢棄玻璃碎塊作為瀝青道路的填料，它能將玻璃、碎石、陶瓷等材料混合使用，無需通過顏色進(jìn)行篩分。用廢棄玻璃制作成的玻璃瀝青道路相較于普通瀝青混凝土道路所具備的幾個優(yōu)點：道路表面抗滑性能更高；道路面更強的耐磨性能；提高路面反光度，增強夜間可視效果；節(jié)約填料運輸費用，降低成本等。

2.8 廢棄玻璃運用于建筑材料裝飾

將廢棄玻璃作為原料，再摻入粉煤灰和具有可塑性的黏土料，以及水玻璃作為黏結(jié)劑，經(jīng)過造粒，成型，燒結(jié)等多道工藝，生產(chǎn)制成建筑面磚。此類新型的建筑面磚具有高強度、耐酸性、不易褪色等優(yōu)點。

將搗碎的玻璃碎塊與建筑材料混合，制備成建筑預(yù)制件、建筑面磚等建筑制品。實踐證明，用有機(jī)物質(zhì)作膠結(jié)劑加壓成型的制品的尺寸精度和強度較高、生產(chǎn)成本低。

3 廢棄玻璃代替粗集料制作透水混凝土的研究試驗

我們在利用廢棄玻璃制作透水混凝土這項試驗過程中，采用了正交試驗法進(jìn)行透水混凝土試驗配合比設(shè)計，在試驗過程中采用從玻璃加工廠收集的廢棄玻璃來代替石子，通過該實驗來探索對廢棄玻璃的回收利用途徑。在多次試驗后，在最佳配合比：水灰比為0.3，目標(biāo)孔隙率為18%下制得的透水混凝土抗壓強度為21.1Mpa，透水系數(shù)為2.5mm/s，符合我國道路路面強度及透水系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，抗壓強度隨著碎屑摻量的提高而降低，透水系數(shù)隨著碎屑摻量增大先提高后降低，最優(yōu)碎屑摻量取為20%；并且通過廢棄玻璃碎屑在透水混凝土中的試驗研究，驗證了廢棄玻璃碎屑替代石子運用到透水混凝土的可行性，對透水凝土的研究取得了一定成果，但透水混凝土研究應(yīng)用還有很多的空間需要我們不斷探索。

4 結(jié)語

廢品只是被放錯地方的資源，在廢品中可循環(huán)利用的廢棄玻璃等資源，是人類可持續(xù)發(fā)展的道路上的潛在寶物，在未來廢棄玻璃回收利用的前景是非常巨大的。