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 переработки  является экономия на энергозатратах. По статистике на каждые 10% вторсырья приходится экономия в 2-3%, это очень большая цифра.

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 экофондов для инвестирования подобных проектов и снижение налогов для предприятий, внедряющих новые технологии по переработке стеклоотходов.

 

 

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 использования  

 

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 разработки в сфере переработки отходов  — улучшенную технологию, которая  без предварительной сортировки, в рамках одной системы, разделяет  и очищает все отходы, которые  туда поступают, до первоначального  сырья. Система полностью перерабатывает все виды отходов (медицинские, бытовые, технические) в закрытом цикле, без  остатка. Сырье полностью очищается  от примесей (вредных веществ, красителей и т. д.), пакуется и может быть использовано вторично. При этом система  экологически нейтральна.

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 рассматривает  вопрос о строительстве на территории своей страны.

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.[11].

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.