Технология переработки стеклобоя в гранулы, переработка отходов
Технология переработки стеклобоя в гранулы, переработка отходов
Эффективная энергосберегающая технология
переработки стеклобоя и технических
отходов стекла в легкие гранулы, используемые
в качестве особо легкого заполнителя
для производства строительных блоков,
а также в виде эффективной теплоизоляционной
засыпки.
Сфера применения: строительная
индустрия, промышленное оборудование,
установки глубокого и умеренного холода,
теплотрассы, сферы использования теплоизоляционных
оболочек или легкого гранулированного
заполнителя.
Продукция: гранулированное
теплоизоляционное пеностекло.
Технические характеристики:
Насыпная плотность-180-250 кг/ куб. м.
Прочность при сжатии-0.5-1.0 МПа
Водопоглощение-до 16 %
Теплопроводность-0.07-0.079 Вт/ (м К)
Требуемое сырье и материалы: стеклобой
тарного и строительного стекла, бой кинескопов,
отходы специальных стекол, бытовые отходы
стекла (бутылки, банки и т.д.), порошковый
газообразователь, жидкое стекло, песок.
Требование к производственному
помещению:
помещение категории Г, t=16-18°С, W=60%
площадь 1300 кв.м.(18х72)
полезная высота 12м
установленная мощность=1000 кВт.ч.;
природный газ.
Краткое описание:
Основным отличием разработанной технологии
гранулированного пеностекла является
реализация процессов механохимической
активации компонентов смеси, гранулирование
смеси с последующим вспучиванием гранул
стекломассы в пластично-вязком состоянии
и их контролируемым затвердеванием.
Состав порошкового газообразователя,
связующие компоненты для гранулирования
смеси и технологические режимы активации,
вспучивания и затвердевания гранул разработаны
специально для варианта использования
в качестве сырья городских отходов стекла.
Комплектация производства осуществляется
на базе стандартизованного отечественного
оборудования при незначительном объеме
нестандартного специального оборудования.
Преимущества технологии:
· Энерго- и ресурсосберегающая
технология утилизации городских отходов
стекла;
· Экономически выгодное
промышленное производство особо легкого
гранулированного пеностекла теплоизоляционного
назначения;
· Экологическая чистота,
биостойкость и повышенная влагостойкость
теплоизоляции;
· Отличные потребительские
свойства заполнителя (особо низкая плотность,
высокие тепло- и звукоизоляционные свойства);
· Использование отечественного
оборудования и недефицитного сырья.
Экономические характеристики
типового проекта реализации технологии: Типовая
мощность-20 тыс. тонн в год при 3-х сменной
работе
Количество перерабатываемого стеклобоя-18000
т/год
Окупаемость проекта-2.25-2.75 года в зависимости
от стоимости сырья, рынка сбыта и конъюнктуры.
Каждый день используется огромное количество песка, соды, известняка для изготовления стекла.
Но существует способ избежать такого большого расходования этих ресурсов, этот способ — вторичная переработка стекла.
Например, в Европе в среднем перерабатывается 81% стекла, идущего в отходы, ведь одна тонна битого стекла способна заменить одну тонну песка и четверть тонны соды!
Положительные моменты в переработке стекла
Неоспоримым
преимуществом вторичной
Ещё одним не менее важным плюсом в использовании вторсырья является сохранение территорий, которые могли бы быть заняты под отходы из стекла.
Этапы переработки
Вторичная переработка стекла осуществляется поэтапно и в неё входят следующие пункты:
- Сбор,
- Транспортировка,
- Обработка (включает в себя сортировку, сепарацию, отмывку, очистку),
- Дробление,
- Помол,
- Получение конечной продукции.
Подготовка вторсырья
Перед тем как превращать стеклянное вторсырье в готовую продукцию, нужно провести очистку и сортировку. Сначала вторсырье попадает на сортировочные станки, где стекло отделяется от всего остального мусора.
Затем стекло попадает в сепараторы, задачей которых является отделение мелких частиц мусора, после этого стекло моется и очищается. Далее вторсырьё попадает на дробилки, где превращается в стеклянный бой (дроблёное стекло).
После этого возможна ещё одна обработка сепаратором, так как при дроблении могли вновь возникнуть чужеродные частицы. Последним этапом является плавление стеклобоя и либо изготовление из него продукции, либо добавление его в стекло, готовящееся из первичного сырья.
Продукция из вторсырья
Стеклянное вторсырьё — достаточно универсальный материал и из него может изготавливаться множество изделий:
- Мелкозернистый бетон, изготавливаемый способом минерализации пены порошком стеклобоя. Доля стекла составляет около 95%.
- Щелочноземельное вяжущее. Доля стекла составляет от 6,5% до 45%.
- Шлакостельное вяжущее вещество.
- Стеклоизделия.
- Стеклопорошок разных фракций.
- Стеклотара. Кстати, именно стеклотара является самым популярным и массово выпускаемым изделием, по причине того что она не требует особого качества и химического состава.
- Пеностекло. Пеностекло — это изоляционный материал, широко применяющийся в строительстве. Этот материал обладает отличными качествами теплоизоляции и пожаростойкости, а также он не подвержен воздействию грызунов и насекомых.
- Каменная вата. Это теплоизоляционный материал, содержащий 25% стеклобоя.
Проблема переработки стеклобоя в настоящее время стала одной из наиболее остростоящих и для этого есть причины:
- во-первых, на производство стеклянной продукции требуются огромные энергозатраты;
- во-вторых, стеклобой является одним из наиболее сложноутилизируемых отходов (наряду со сталью он может разрушаться десятки лет) и наносит значительный экологический ущерб.
Учитывая весомую долю
стеклобоя в общем объеме ТБО - по некоторым
оценкам, она достигает 20% (по данным МГУП
«Промотходы» только в Москве скапливается
до 160 000 тонн стеклобоя в год), возникает
необходимость разработки технологий
по использованию стекольных отходов.
Приоритетным направлением применения
стеклобоя (ввиду содержания в нем кремнезема,
щелочных оксидов, Al2O3 и CaO) является получение
вяжущих автоклавного и безавтоклавного
твердения. Наиболее перспективным направлением
в данной области является производство
пеностекла — высокопористого неорганического
теплоизоляционного материала, получаемого
спеканием тонкоизмельченного стекла
и газообразователя. Сырьем для его производства
может служить как стеклобой, так стекломасса,
сваренная из кварцевого песка, известняка,
соды и сульфата натрия. При этом использование
стеклобоя, из-за его низкой стоимости
на российском рынке, ведет к значительному
удешевлению производства. Благодаря
тому, что пеностекло практически на 100%
состоит из стекла, оно имеет широкий температурный
диапазон применения, является негорючим,
стойким к агрессивным средам и не дает
усадки. Поэтому и область его применения
достаточно широка: от промышленного и
гражданского строительства до атомной
промышленности. Мировым лидером по производству
пеностекла является корпорация Pittsburg
Corning (США). Так же пеностекло производится
в Китае (Lanzhou Pengfei Heat Preservation Co., Ltd.), Белоруссии
(ОАО «Гомельстекло»), а с недавнего времени
и в России (ЗАО «Пеноситал», ООО «Экспресс-Стройиндустрия»,
Penostek).
Созданием вяжущих, на основе стеклобоя
занимаются в МГСУ. Уже удалось получить
несколько новых строительных материалов
на основе этого вяжущего с высокими физико-механическими
и эксплуатационными свойствами:
- мелкозернистый бетон (доля стеклобоя в составе материала достигает 95%) - изготавливается посредством минерализации пены порошком стеклобоя;
- щелочеземельное вяжущее с применением щелочных затворителей (доля стеклобоя от 6,5% до 45%) - шлакостекольное вяжущее вещество безавтоклавного твердения.
Данные материалы, также
как и пеностекло, имеют повышенные
защитные, антикоррозийные и другие
свойства, область их применения - промышленное
и гражданское строительство, химическая,
атомная, пищевая промышленность и
т.д. Сейчас в МГСУ создаются технологии
производства данных материалов.
Исследования по получению новых материалов
из стеклотходов проведены и в МГУИЭ. Совместно
с АО «Эковтормит» они разработали технологию
и оборудование для получения микроизделий
(микроптарики, микросферы, бисерные шарики),
декоративно-облицовочных материалов
(фасадные, интерьерные и тротуарные плитки),
покрывных высоконаполненных композиций
(стеклочерепица, лакокрасочные материалы,
антикоррозионные мастики) и цементных
растворов на основе стеклобоя. В частности,
предложен антикоррозионный состав, в
котором в качестве наполнителя битумной
основы используются микроизделия из
стеклобоя, предназначенный для обработки
и восстановления покрытий днища и колесных
арок кузова легковых автомобилей, а также
для защиты химического и нефтегазового
оборудования. За счет стеклянных наполнителей
увеличивается гидрофобность и адгезионная
способность, возрастает ударная прочность
и термостойкость покрытия, повышается
проникающая способность наносимого состава.
Видим, что плюсов у материалов, изготовленных
на основе стеклоотходов, много, проведенные
испытания также показали, что материалы
на основе стеклобоя не уступают, а в ряде
случаев и превосходят, по технологическим
и функциональным свойствам аналогичные
традиционные материалы. Да и рентабельность
производства данных материалов весьма
высока. Возникает вопрос: почему так мало
производств, применяющих данные технологии?
Ответ очевиден - для организации производства
материалов на основе стеклобоя необходимы
существенные капиталовложения в специализированное
оборудование. К тому же, имеются проблемы
с сырьем — несмотря на большие запасы
и низкую стоимость стеклобоя в России,
предприятий занимающихся его сбором
и реализацией - единицы, соответственно,
могут потребоваться дополнительные затраты
на организацию собственного сбора стеклоотходов.
Выходом в сложившейся
ситуации может стать поддержка
государства — организация
Интересно!
Вторично переработанное сырье или стеклянный бой плавится при более низкой температуре, и его плавление потребляет меньше энергии, чем производство стекла из природного сырья – одна бутылка, произведенная из переработанного стекла, обеспечивает экономию энергии, которая позволяет лампочке мощностью 100Вт гореть на протяжении четырех часов.
Утилизация и использование стекла
3.1. Вторичная переработка
стекла. История, отечественный и
зарубежный опыт вторичного
Ресурсы многих материалов на Земле ограничены и не могут быть восполнены в сроки, сопоставимые со временем существования человеческой цивилизации. Попав в окружающую среду, материалы обычно становятся загрязнителями. Отходы и закончившие свой жизненный цикл изделия часто (но не всегда) являются более дешевым источником многих веществ и материалов, чем источники природные.
В СССР утилизации придавалось большое значение. Были разработаны унифицированные бутылки для молока, пива и прохладительных напитков, по всей стране существовали пункты сбора стеклотары. Для сбора макулатуры и металлолома привлекались школьники и члены пионерской организации. Был налажен жесткий учет драгметаллов, применяемых в промышленности, в частности в электронике.
Вторичное сырье заготавливали четыре главка:
Главвторсырье (Министерство легкой промышленности) — сбор вторсырья в городах и рабочих поселках;
Центросоюз — сельские местности;
Главвторчермет (Министерство черной металлургии) — промышленные предприятия, совхозы и МТС;
Множество различных отходов может быть использовано вторично. Для каждого типа сырья есть соответствующая технология переработки. Для разделения отходов на различные материалы используются различные виды сепарации, например, для извлечения металла — магнитная.
Ученые из Нидерландов представили последние
В Германии построен и протестирован
TUV (немецкой Службой технического контроля
и надзора) завод, который успешно работает
по данной технологии 10 лет в тестовом
режиме. На данный момент правительство Нидерландов
В настоящее время существует
достаточно большое количество технологий
по переработке стекла. Все они отличаются
друг от друга по различным параметрам,
но имеют одно общее свойство - в долевом отношении
приблизительно одна четверть от объема
стекла, подлежащего утилизации, преобразуется
в новые изделия. Три четверти от объема
при переработке отбрасываются.
Процесс утилизации "бытового"
стекла начинается с правильной организации
процесса сборки использованных изделий.
В странах Западной Европы проблема сборки
и хранения стеклоотходов решается достаточно
просто. В жилом секторе буквально возле
Следующим этапом после сборки бытового стекла является его очистка от инородных материалов (например, бумажных этикеток, пластмассовых пробок, алюминия и т. д.). Этот процесс выполняется уже на перерабатывающих предприятиях, куда "бытовое" стекло доставляется из жилого сектора. На этом этапе процедуры утилизации редко возникают какие-либо затруднения: более 98% использованной стеклотары поддаются очистке и только 1-2% бракуются окончательно.
И вот наконец, после всех предварительных приготовлений "бытовое" стекло поступает на перерабатывающие установки. В настоящее время при утилизации стекла предпочтение отдается тем технологиям, которые не оказывают вредного воздействия на окружающую среду и не требуют больших затрат энергии. В этой сфере широкое распространение получили такие методы, как использование новейших перерабатывающих систем с циркуляционным движением теплоносителя, расплавление и фильтрация стекла по современной "газовой" технологии и т. д.
После соответствующей переработки
полученная стекломасса может
Преимущества повторной переработки стекла
- Экономия энергии
Использование стеклобоя позволяет стеклотарной
промышленности уменьшить энергетические
затраты. Так потребление
- Отсутствие побочных продуктов
Стекло 100% рецеркулируемый материал. Процесс переработки стекла - полностью замкнутый цикл, не создающий никаких дополнительных отходов или побочных продуктов.
- Снижение объема вредных выбросов
При производстве стеклотары каждые 10% стеклобоя в шихте снижают содержание в выбросах:
микрочастиц — на 8%
окиси азота — на 4%
двуокиси серы — на 10%
- Экономия сырья
Каждая тонна переработанного стекла экономит более тонны природного сырья, в том числе около 650 кг песка, 186 кг соды и около 200 кг известняка.
- Снижение поступления отходов на полигоны
Переработка стекла предотвращает попадание отходов стекла на полигоны, что позволяет только в Украине и в Роcсии сохранить более 16 000 га земли ежегодно.[13].
3.2. Вторичное использование стеклотары и стеклобоя
Отходы стекла можно разделить на несколько основных типов. К таким типам традиционно относят:
Бой стекла. Наверное каждый знает о самом досадном недостатке стекла, как материала, из которого изготавливается огромное количество разнообразных вещей. Этим недостатком, вне всяческих сомнений, является его хрупкость. Каждый знает об этом не по наслышке, ведь вряд ли найдется человек, который никогда ничего не разбивал. Именно поэтому крайне распространенным видом стеклянных отходов является бой. Среди боя можно встретить как осколки от разбитых окон, так и разбитые бутылки и прочие осколки. Стоит, однако, добавить, что современное производство давно знает методы повышения прочности изделий из стекла. Современное стекло может быть противоударным, термостойким, высокопрочным и даже пуленепробиваемым;
Стеклотара. Не всякий человек небрежно относится к стеклянным банкам и бутылкам. Многие приносят их в пункты приемы целыми и невредимыми, за что получают некоторое материальное поощрение. Утилизация стекла для этого вида отходов состоит в том, что пустую тару дезинфицируют моют и снова пускают на упаковку продуктов питания.[15].
В последние годы наряду с уже известными
и традиционными в определенном смысле
отходами особый интерес вызывает утилизация
несортированного боя искусственных (техногенных)
стекол, или просто — стеклобоя. Дело в
том, что образующийся во время производства
брак или бой стекла в большинстве случаев
используется этими же заводами повторно.
Такое стекло имеет стабильный (в рамках
данной технологии) химический состав
и находит применение в процессе плавки
шихты. Несортированный же бой различных
видов стекол (оконного, тарного, оптического
и пр.) имеет довольно широкий диапазон
химического состава. Плюс возможны посторонние
примеси, попадание которых в сырьевую
смесь не допустимо, если желательно получить
стекло с определенным составом или качеством.
Поэтому несортированный стеклобой, в
огромных количествах образующийся в
отвалах и на свалках, до сих пор не находит
должного применения.
Объемы неиспользованного стеклобоя,
по данным Института вторичных ресурсов,
составляло на 2011 г. более 2,5 млн т. Среди
всего многообразия городских отходов стеклобой
занимает одно из лидирующих мест, более
20% от общего количества.
Многие ведущие научно-исследовательские
центры в России, странах СНГ и за рубежом
в последние годы ведут активные работы
в области утилизации стеклобоя. Так, например,
в США, на исследования, проводимые специалистами
инженерного факультета и прикладных
наук Колумбийского университета (штат
Нью-Йорк), связанные с проблемой замены
каменного заполнителя в бетоне боем стекла,
было выделено 444 млн долл.
Создаваемые материалы с заданными регулируемыми
свойствами можно использовать в разных
областях. Во-первых, в промышленном и
гражданском строительстве (бетоны различного
назначения, строительные растворы для
наружных и внутренних работ, тепло- и
звукоизоляция, отделка, благоустройство
территорий и т.д.). Во-вторых, в атомной
промышленности (бетоны радиационной
защиты, негорючие теплоизоляционные
покрытия и т.д.). В-третьих, в химической
промышленности (специальные бетоны, стойкие
к агрессивным средам).
Энергосберегающая технология изготовления материалов на основе стеклобоя чрезвычайно проста, не требует специального оборудования и позволяет организовать производство на свободных площадях действующих предприятий стройиндустрии без
существенных капиталовложений.
После сортировки, дробления, помола и рассеивания на фракции стекло можно считать полностью подготовленным для получения строительных материалов. Фракции стеклобоя более 5 мм используются в бетонах в качестве крупного заполнителя, мелкие фракции (менее 5 мм) — в качестве мелкого заполнителя (песка), а тонкомолотый порошок — как связующее.
Так как стеклобой при затворении водой не проявляет вяжущих свойств, то чтобы началась реакция гидратации, необходимо использовать активизатор в виде соединения щелочного металла. В щелочной среде стеклобой гидратируется с образованием кремниевых кислот, которые при достижении определенных значений кислотности среды начинают превращаться в гель. А гель, уплотняясь, омоноличивает крупные и мелкие фракции заполнителя. В итоге получается плотный, прочный и долговечный силикатный
конгломерат — стеклобетон.
Материалы на основе
Вторичное использование стеклотары — это использование стеклянной тары в каких-либо целях после того, как ее первичное содержимое уже выпито или съедено.
Вторичное использование может быть
близко первоначальной функции (например,
хранение кваса в трехлитровой банке), но
и может сильно отличаться (например, декоративное
оформление изгороди пустыми бутылками).
В конце концов стеклотара либо рециклируется,
либо выбрасывается. Вторичное использование
Вторичное использование стеклотары в советские времена получило широкое распространение. Частично это было связано с тем, что стеклотару не выкидывали, так как ее можно было сдать обратно в магазин или на специальный приёмный пункт по достаточно высокому тарифу. Так, залоговая стоимость бутылки из-под лимонада была примерно равна стоимости лимонада. Стеклотару мыли и некоторое время хранили дома, что способствовало ее вторичному применению. Иногда стеклотара, получив вторичное применение, хранилась годами.
Вот наиболее известные примеры вторичного использования:
- Очень распространенным применением трёхлитровых банок было использование их для хранения кваса. Квас продавался в разлив на улице в специальных бочках, и продавца нередко просили: «Мне три литра кваса, пожалуйста». Наполненную квасом трехлитровую банку помещали в авоську (или сетку) и приносили домой. В трехлитровую банку входило три с половиной литра кваса из бочки.
- На селе стеклотара использовалась для транспортировки и хранения молока (часто парного) и молочных продуктов.
- В советские времена было широко распространено домашнее консервирование. С этой целью чаще всего использовали трехлитровые и двухлитровые банки для маринованных овощей. Более мелкие ёмкости — для хранения маринованных/солёных грибов или варенья.
- Банка из-под майонеза из-за своего удобного размера получила огромное количество применений.
- В советские времена было широко распространено самогоноварение
, которое требовало стеклотары.
Во второй половине XX века насущным стал вопрос рециклирования старой стеклотары. Это было связано с формированием так называемого «общества потребления»: если ранее стеклотара выбрасывалась только после прихода в негодность, а производилось её не очень много, то теперь огромное количество стеклянных упаковок выбрасывается после использования содержимого.
В настоящее время в большинстве стран Европы налажен сбор и переработка старой стеклотары. Рекордсменом являются Нидерланды, где переработке подвергаются 78 % процентов старой стеклотары (в среднем каждый житель этой страны использует 30 кг стеклянных упаковок в год, цифры на 2003 год).[10]. Старое стекло используется для изготовления нового стекла. Это имеет следующие преимущества: уменьшается общее количество мусора, экономятся сырьё для производства стекла и энергия.
Интересно, что сбор старой стеклотары
для последующей переработке начался в
3.3. Утилизация стекла для производства стройматериалов
Идея о "непрерывном круговороте
В настоящее время существует
достаточно большое количество технологий
по переработке стекла. Все они отличаются
друг от друга по различным параметрам,
но имеют одно общее свойство - в долевом отношении
Процесс утилизации "бытового" стекла начинается с правильной организации процесса сборки использованных изделий. В странах Западной Европы проблема сборки и хранения стеклоотходов решается достаточно просто. В жилом секторе буквально возле каждого дома устанавливаются специальные контейнеры, маркированные цветом и запоминающейся "символикой", в которые жители домов выбрасывают пустые бутылки и прочую стеклотару. За нарушение этого установленного порядка налагаются штрафы, но эта мера применяется крайне редко, так как не возникает такой необходимости (видимо, сказывается природная дисциплинированность западноевропейцев). Согласно статистическим данным, в той же Германии специальными контейнерами для стеклотары
оборудовано более 97% придомовых территорий.
Следующим этапом после сборки бытового стекла является его очистка от инородных материалов (например, бумажных этикеток, пластмассовых пробок, алюминия и т. д.). Этот процесс выполняется уже на перерабатывающих предприятиях, куда "бытовое" стекло доставляется из жилого сектора. На этом этапе процедуры утилизации редко возникают какие-либо затруднения: более 98% использованной стеклотары поддаются
очистке и только 1-2% бракуются окончательно.
И вот наконец, после всех предварительных приготовлений "бытовое" стекло поступает на перерабатывающие установки. В настоящее время при утилизации стекла предпочтение отдается тем технологиям, которые не оказывают вредного воздействия на окружающую среду и не требуют больших затрат энергии.
В этой сфере широкое распространение
получили такие методы, как использование
новейших перерабатывающих систем с циркуляционным
движением теплоносителя, расплавление
и фильтрация стекла по современной "газовой"
технологии и т. д.
После соответствующей переработки полученная
стекломасса может использоваться для
изготовления различных строительных
материалов, конструкций и изделий: стеклоблоков,
стеклопакетов, обычного оконного стекла,
изоляционных материалов и других видов
продукции.
Само собой разумеется, что при переработке
"бытового" стекла под конкретные
цели (то есть для изготовления тех или
иных строительных материалов) технологии
утилизации корректируются в соответствии
с поставленными задачами. С этой точки
зрения интересным представляется опыт
по использованию стеклоотходов одного
из крупнейших европейских производителей
изоляционных материалов - фирмы "Isover".
Необходимость следования новым экологическим
стандартам стала важным критерием, отразившимся
на выборе производственных технологий
и методов. А результаты этой стратегии
оказались такими: стекловолокно G+H Ki 40,
из которого впоследствии изготавливаются
теплоизоляционные изделия, на 70% состоит
из стеклоотходов, а также песка, соды
и других природных компонентов. Другой
сырьевой материал для изготовления изоляционных
изделий - каменная вата G+H Ki 40 на 25% состоит
из стеклоотходов. И ресурсы в этой области
далеко не исчерпаны, так как расход сырья
при изготовлении изоляционных изделий
очень мал: из 1 м 3 сырьевого материала
можно изготовить 150м 3 изоляционного материала
(для сравнения - такого количества изоляции
достаточно, чтобы
утеплить два малоэтажных односемейных дома).
Технология производства теплоизоляционных изделий с использованием стеклоотходов построена с учетом современных экологических требований. Во всяком случае, количество углекислого газа и водяного пара, выделяемого в атмосферу в ходе процесса переработки стекла и изготовления новых строительных изделий, несопоставимо с тем ущербом для окружающей среды, который наносится в результате сжигания топлива, предназначенного для отопления зданий. Так, по расчетам специалистов, каждый квадратный метр изоляционного материала толщиной 160 мм за 50 лет эксплуатации сокращает количество вредных выбросов в атмосферу, выделяемых в результате

- Технология песочного печенья с повышенным содержанием белка
- Технология пиар - менеджмента в библиотеке
- Технология пива
- Технология пива
- Технология пива
- Технология питания кухонь народов России
- Технология планирования в спорте
- Технология переработки газа и газоконденсата
- Технология переработки композиций на основе эпоксидных смол
- Технология переработки масел
- Технология переработки нефти
- Технология переработки полимеров
- Технология переработки ржаного хлеба
- Технология переработки сметаны