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循环经济科技创新让废弃玻璃包装制品变“黄金”

时间:2022-03-28 08:10:32 来源:网友投稿

众所周知,玻璃具有无毒、无污染、耐火、不腐烂和具有化学惰性等特性,因此成为主要的包装材料被广泛使用。玻璃制作中,唯一的技术革命发生在1900年左右,实现了吹制机械化。目前正在进行的玻璃容器轻量化是玻璃制作中的又一次规模较大的改革。玻璃制品的原材料是石英砂,每生产1吨玻璃需要1.2吨原料石英砂,废旧玻璃的回收利用可以大量减少原料砂的开采量,对地球环境保护提供了实质性保障。同时还免去了玻璃生产的前期工艺流程,大大降低能源消耗。可见,在毫不起眼的废弃玻璃中隐藏着巨大财富。因此,废弃玻璃的回收再利用应当引起全社会的高度重视。

玻璃包装制品迫切需要回收再生循环利用

全世界每年的玻璃产量相当大,仅中国的玻璃包装制品出口就将达到900万吨/年。我国是世界第一大玻璃生产国,年产玻璃幕墙7000万平方米,占世界产量的75%。另生产钢化玻璃1.44亿平方米,还有软饮料玻璃瓶及各类工艺玻璃包装制品等。玻璃产品是易碎品,废弃玻璃包装制品是垃圾源,约占垃圾量的4%~8%。由此可见,它的产量之大,废弃物之多。要是中国13亿人每月每人扔几个瓶子,那每月全国将丢掉几百万吨的玻璃,一年将是一个天文数字。这是一种巨大的资源,充分的回收利用是十分必要的,所以世界各国都十分重视废弃玻璃包装制品的回收利用。在我国,废弃玻璃包装制品的回收率在13%~15%左右,而在欧盟国家,废弃玻璃的包装制品回收率达到了50%~85%。

玻璃包装制品的回收再造可以节省大量的能源消耗,节约大量的资金和生产周期。因为它不需再经过采集矿物来开始提炼冶炼的过程,可以用现有的设备对废旧玻璃进行熔融再造。可是目前玻璃的回收率除一些经济科技发达的国家较高外,一些发展中国家做得不好。就拿我国来说,玻璃包装容器的回收仅在20%左右,绝大部分都无人问津,任其丢弃,造成极大的资源浪费。

玻璃材质的特点是可100%回收再用,既适用于原用途,也可经加工转型再利用。但若未经回收处理,不仅增加掩埋工作的负荷,也无法被生物所分解,若进入焚化炉处理,还可能造成炉体损坏。由于玻璃具有阻隔性强、透明度高的优点,玻璃包装制品广泛用作啤酒、饮料、调味品和化妆品等的包装容器。这些玻璃包装制品的市场是一个新旧瓶共存的特殊市场,并以旧瓶居多。玻璃包装制品的回收利用创造了以下社会效益:节约能源,减少玻璃废弃物填埋,减少玻璃原料矿的开采和降低玻璃熔炼过程的废气排放。

玻璃包装制品的应用范围及回收利用方式

玻璃包装材料在包装工业中也相当重要,从传统的包装发展到今天的现代包装,玻璃包装材料一直以它特殊的性能和特征用于液体包装。它干净、直观、造型优美各异、保质、保味、无任何微小的污染等优良品质,是任何材料所不能代替的,这也是它经久不衰的重要原因。玻璃制品相对比较经济,适应多种商品包装;玻璃透明度好,适宜各种造型;易于印刷、美化,可精制为档次很高的容器,增加附加值;玻璃资源丰富、工艺成熟、设备耗资小,所以价格较适当、稳定;玻璃对内装物的保存性、阻隔性好,不怕外界湿潮与气味的侵蚀,可阻止紫外线、阳光的照射;化学稳定性好,不怕腐蚀,可有效的保护内装物多年不变质、不变味、不变色;玻璃包装材料易于回收处理、复用或再造,不污染环境。作为销售包装通常用于饮料、酒、油、醋、调料、罐头、药品、化学试剂、化妆品、墨水、墨汁等。因为玻璃不易被腐蚀,化学稳定性高,所以是以上商品最好的包装材料之一。在运输包装中,主要做成既厚又结实的大容量容器,用于盛装化工产品中具有危险性和腐蚀性的强酸、强碱及有毒的化学试剂等。

目前,西欧国家玻璃容器的平均回收率已达30.5%,欧盟各成员国计划在2年一3年内将各种废旧玻璃的回收量增加1倍,对此初步估算可节约石油2500万升,原料200万吨,垃圾处理费约1180.4万美元,还能使垃圾中的废弃玻璃量减少20%。

在玻璃包装制品的回收利用方面,英国、日本做得比较出色。出口包装制品仅英国年回收量就达到了501,000吨,相当于玻璃容器生产量的30%,即14亿个瓶罐。日本全国有200个废旧玻璃包装制品回收处理中心,玻璃瓶回收率达50%左右,而酒瓶、饮料瓶的回收率已高达80%以上。他们规划玻璃瓶的回收率达90%,复用率达60%。日本回收再制造的玻璃平均每年达70万吨左右,占玻璃工业生产原料的1/3。

我国玻璃包装制品平均每年的产量约430万吨,除部分用于饮料、啤酒的玻璃瓶能复用外,其他的酒瓶,或用于罐头、食品、医药、化妆品等的包装瓶几乎全部废弃,也没有任何人或任何部门、机构去收购,极大地浪费了资源。数据表明,每吨碎玻璃加入熔炉重熔比用原材料节约纯碱25kg,降低能耗1.5%,降低成本260元。

目前废旧玻璃包装制品的回收利用主要有4种类型:包装复用、回炉再造、原料回收和转型利用。

包装复用废弃玻璃制品包装的原型复用是指回收后,玻璃制品仍作为包装容器利用,可分为同物包装利用和更物包装利用两种形式,同物包装利用又分为同品牌和异品牌的包装利用。例如啤酒玻璃瓶回收利用再作啤酒包装则为同物包装利用,但是可能包装的啤酒不是原来的品牌,这时就是同物包装的异品牌包装利用;反之,回收瓶前后包装为同一品牌的啤酒则称为同品牌包装利用。目前市场上的回收利用多为同物包装利用。更物包装利用也较为普遍,如有很多生产食醋的厂家将回收回来的啤酒玻璃瓶、酱油玻璃瓶等用于食醋的包装。原型复用方法省却了制造新瓶时所消耗的石英原料费用和避免产生大量废气,是值得提倡的。但其有一个较大的缺点就是消耗大量的水和能源,在使用该种方法时必须把所需费用纳入成本预算之中。

回炉再造废弃玻璃包装制品的回炉再造是指将回收来的各种包装玻璃瓶用于同类或相近包装瓶的再制造,这实质上是一种为玻璃瓶制造提供半成品原料的回收利用。具体就是将回收的玻璃瓶进行初步清理、清洗,按色彩分类等预处理,回炉熔融与原始制造相同,用回炉再生的料通过吹制、吸附等不同工艺方式制造各种玻璃包装瓶。回炉再造是一种适宜于各种难以进行复用或无法复用(如破损)的玻璃瓶的回收利用方法,该法比原型复用方法耗能更多。

原料回收废弃玻璃包装的原料回收是指将不能复用的各种玻璃制品包装废物用作制造各种玻璃产品的原料利用方法。这里的玻璃产品不仅是玻璃包装制品,同时也包括其他建材及日用玻璃制品等产品废弃物。该法均比前两种回收利用法耗能多。

适量的加入碎玻璃有助于玻璃的制造,这是因为碎玻璃与其他原料相比可以在较低温度下融熔。因此回收玻璃瓶需要的热量较少,而且炉体磨损也可减少。经检测表明,用再生玻璃生产的玻璃容器,器壁透明度和容器强度都和用新原料生产的玻璃容器一样,并且使用回收的二次料要比原料节省38%的能源、50%的空气污染、20%的水污染和90%的废弃物。目前玻璃容器工业在制造过程中使用约20%的碎玻璃以促进融熔以及与砂子、石灰石和碱等原料的混合。

转型利用回收废弃玻璃包装制品的转型利用是指将回收的玻璃制品直接加工转为其他有用材料的利用方法。这种利用方法分为两类,一种是加热型,另一种是非加热型。

加热型利用是将废玻璃捣碎后,用高温熔化炉将其熔化,再用快速拉丝的方法制得玻璃纤维。这种玻璃纤维可广泛用于制取石棉瓦、玻璃缸及各种建材与日常用品。非加热型利用也称机械型利用,其具体方法是根据使用情况直接粉碎或先将回收的破旧玻璃经过清洗、分类、干燥等预前处理,然后采用机械的方法将它们粉碎成小颗粒或研磨加工成小玻璃球待用。其利用途径有如下几种:将玻璃碎片用作路面的组合体、建筑用砖、玻璃棉绝缘材料和蜂窝状结构材料;将粉碎的玻璃直接与建筑材料成分共同搅拌混合,制成整体建筑预制板;粉碎了的容器玻璃还可以用来制造反光板材料和服装用装饰品,用于装饰建筑物表面使其具有美丽的光学效果;可以直接研磨成各种造型,然后黏合成工艺美术品或小的装饰品如钮扣等;玻璃和塑料废料的混合料可以模铸成合成石板产品,用于生产污水管道。

由于各种包装容器的崛起和容器材料的多样化,所以目前对玻璃制品的需求有所下降。因此有必要开拓玻璃废弃物在制瓶以外其他领域的应用,即转型利用,将回收的玻璃包装制品直接加工,制成其他有用的材料。玻璃制品的生产是耗能最多的包装产品之一,它的回收利用很有价值。上述废弃玻璃包装制品的回收利用方法中,包装复用是一种节能而且经济和最理想的回收利用方法。而作为转型利用则是一种急待开发的回收利用方法。废弃玻璃包装制品的复用回收利用应大力提倡,而转型利用回收应加大研发力度,无论哪一种回收利用方式都可节省能源,都应因地制宜加以研究和推广。

废弃玻璃包装制品的回收再用及,新产品开发

环境保护和资源合理利用是一项紧迫的、艰巨的任务。包装废弃物是一种污染源,但也是一种可利用的资源。对包装废弃物的回收处理既有经济目的,使其变废为宝,也有保护生态平衡的目的。在我国,由于包装工业的快速发展,包装废弃物的问题也日益突出,废弃玻璃包装制品的回收再用开发新产品出现了新的热点

利用玻璃包装废弃物开发玻璃微珠。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(直径在0 8mm-5mm)和微珠(直径小于0.8mm)。玻璃微珠化学性能稳定、机械强度大、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。

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、易黏合等特性,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、石油与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、冷藏、地下工程、建筑、电力和造船等方面得到广泛的应用。

利用玻璃包装废弃物开发微晶玻璃。它是一种国外刚刚开发的新型的建筑材料,其学名叫做玻璃水晶。微晶玻璃具有玻璃和陶瓷的双重特性,普通玻璃内部的原子排列是没有规则的,这也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃象陶瓷一样,由晶体组成,也就是说它的原子排列是有规律的。所以微晶玻璃比陶瓷的亮度高,比玻璃韧性强。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。由于微晶玻璃具有色泽好、无脆性、高强度性能、对人体无影响等优点,因此得到了较广泛的普及和推广。

利用废弃玻璃包装制品开发建筑材料。废弃玻璃包装制品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,所以是废弃玻璃包装制品最大的去向。

保护生态环境是当今全人类的共同职责。对包装行业而言,可以说废弃玻璃包装物是对环境的一个重要污染源。基于这一点,我国既要搞好废弃玻璃包装物资源有效回收利用,还要加快绿色包装新材料和新产品的开发与研制,这是适应“绿色革命”浪潮席卷全球的客观需要。我们还必须清醒地认识到,“绿色革命”既是一种历史的必然,又是人类探索自我生存的明智之举,同时还是在观念、材料、生产和消费等方面引起的一次大变革。

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