Переработка стекла и стекольной продукции

Стекольное производство несовершенно и способно оставлять после себя множество отходов, состоящих из бракованных стекольных изделий и стеклобоя. Но у данного материала есть уникальная особенность, которая состоит в его возможности бесконечно поддаваться переработке, что делает его идеальным для производства.

Переработка стекла на сегодняшний день особенно актуальна, так как промышленность развивается с каждым днем. Это довольно трудоёмкий процесс, подразумевающий различные способы переработки стекла.

Данные методы требуют огромных энергетических затрат, без которых производству никак не обойтись, ибо просто так выбрасывать стеклобой на свалку нельзя, потому что период распада материала составляет от 500 до 1000 лет. Выброшенная разбитая бутылка своим видом сможет напоминать не одному поколению о безалаберности предков.

Что собой представляет стеклобой и стекольные отходы?

Стеклобой – это осколки стеклянных изделий, которые образовываются в течение производства стеклянной тары на заводе, либо уже после применения в быту. Отходы делятся на два сорта:

1. Первый подразумевает под собой куски стеклобоя от 10 до 50 миллиметров. При этом допускается содержание в партии стекольных отходов 1-го сорта кусков меньше 10 мм не более 1% от всей массы, а частей размером больше 50 мм не более 5%.


2. Второй сорт не нормируется никакими размерами, только массой кусков до 2-х кг.

Также по ГОСТу Российской Федерации стеклобой подразделяют на марки, согласно цвету:

• бесцветный прозрачный (БС);
• полубелый тарный (ПСТ);
• полубелый листовой (ПСЛ);
• зеленый (ЗС);
• КС (коричневый).

Для разных сортов стеклобоя нормируется такое содержание цветных типов стекла:

• в первом сорте стеклобоя марок ПСТ, БС, ПСЛ допускается содержание других типов ЗС и КС не более 0,5%, для второго сорта – не более 4%;
• для первого сорта марок ЗС и КС разрешено содержание типов ПСТ, БС, ПСЛ не более 10 процентов, для второго не более 20-ти;


• для содержания сортов боя ЗС в КС и, наоборот, для первого сорта разрешено содержание не более 7%, а для второго – не более 15-ти процентов.

Дополнительно в стеклобое ГОСТ допускает содержание примесей армированного стекла, триплексов, металла, зеркал, фарфора, бетона, кирпича, шлака, песка в пределах от 0,2% до 5% в зависимости от компонента.

В наши дни стеклобой использует не только переработка листового стекла. Он также применяется для производства большого спектра материалов, которым уже не настолько важна изначальная чистота стекла.

Одним из основных направлений является производство стекольной тары (банки, бутылки). Для них требования по химическому составу изначального сырья не являются такими жесткими, как например, для лабораторного стекла.

Не менее значимый вклад стекольный порошок вносит в изготовление различных пеноматериалов, использующихся в строительстве для теплоизоляции и шумоизоляции стен.

Строительство вообще является одним из основных потребителей стекольных отходов, ибо с их помощью производятся различные типы бетона, кровельных материалов, мрамора, плиток для полов.

Также относительно недавно был разработан особый перспективный состав асфальта, в который входит до 60% молотого стеклобоя.

Оборудование для переработки стекла

В последнее время за счёт роста производства напитков и прочих продуктов питания, использующих стеклянную тару, наблюдается рост объемов отходного стеклобоя. Постепенное повышение цен на сырье и производство вынуждают все чаще обращаться к переработке.

Утилизация стекла и переработка стеклобоя включает в себя такие действия:

• сбор стеклянных отходов;


• транспортировка на перерабатывающий завод;


• обработка отходов, состоящая из нескольких стадий по сепарации, чистке от примесей и промывке;


• повторная обработка, включающая дробление стеклобоя, помол на мельчайшие кусочки, пакование полученного стеклянного порошка для дальнейшего использования.

Переработка битого стекла является самым прибыльным действием по сравнению с утилизацией прочих твёрдых бытовых отходов (ТБО). За границей уже накопился огромный опыт по сбору и технологии переработки.

Для получения использованных изделий из стекломатериалов установлены специальные контейнеры по всей площади населенного пункта.

В крупных городах посредством специализированных предприятий осуществляется сбор стеклоотходов, в некоторых случаях эти же предприятия являются производителями стекольных изделий. В данном случае оборудование для переработки битого стекла сразу же монтируется на заводе.

Технологии переработки отходов из стекла ничуть не отстают в развитии от технологии изготовления готовых изделий из него же. Оборудование для переработки стекла зачастую громоздкое и дорогостоящее, поэтому его размещение могут себе позволить только состоятельные компании. Линии рециклинга этого сырья обычно включают в себя:

• автоматизированные системы сортировки стекольного боя по цвету, которые способны различать оттенки благодаря современным оптоэлектронным системам;


• контейнеры для отсортированного битого стекла;


• территорию, где расположен склад боя для использования в будущем;


• системы мойки стекла от грязи и налипшей бумаги;


• различные фильтрующие сита;


• электромагнитные и воздушные системы, отсеивающие металлические элементы (крышки, упаковки) от стеклотары;


• дробилки различных типов и размеров, способные перемолоть обломки стекла до состояния порошка;


• конвейерную ленточную систему;


• компьютерный диспетчерский пункт, осуществляющий наблюдение и контроль процесса переработки;


• упаковочные линии для отгрузки готового стекольного порошка на дальнейшее производство.

 

Переработка боя стекла – это процесс, к которому выдвигают определенные требования безопасности. Территория, где расположен завод по переработке, должна находиться далеко за пределами жилой зоны, ибо современное производство такого типа не способно обеспечивать приемлемые нормы по шумности.

Также должны соблюдаться требования по ограждению территории и обеспечению специальной одеждой сотрудников.

Вторичная переработка стекла

Одним из развитых направлений в грамотной утилизации данного материала является вторичная переработка стекла прямо на заводе-изготовителе стекольных изделий, либо в специальном помещении.

Такая технология переработки стекла состоит из нескольких этапов. Для примера приведем последовательность передельного цикла обычных стеклянных бутылок:

1. На первом этапе от стеклянного боя и бракованных изделий отделяют все материалы, сделанные не из стекла. После этого все перемалывается в измельчённое стекло и с помощью магнита отделяются оставшиеся металлические крышки. А различные вакуумные процессы обособляют пластиковые части и бумагу.


2. Далее этот бой отправляют на повторное производство бутылок. Для изготовления стеклянных изделий используют кремнезём, соду и известь, но более чем 30% от этого сырья можно заменить стекольным боем. Всё это перемешивается и при температуре свыше 1500 градусов Цельсия обратно превращается в стекольную массу.


3. Полученную смесь заливают в формы и выдувают обратно новые бутылки, которые после некоторой обработки принимают законченный вид и готовы снова служить ёмкостью для жидкостей на полке магазина.

По качеству переработанная бутылка ничем не уступает аналогу, на 100% изготовленному из свежего сырья. При этом стеклянный бой плавится при меньшей температуре, чем стекольная шихта. Это позволяет экономить электроэнергию на переплавке отходов.

Одна бутылка, изготовленная из бракованных отходов, способна сэкономить на переплавке энергию, достаточную для четырёхчасового горения 100 ваттной лампочки.

Основными преимуществами такой переработки являются:

1. Экономия энергии, необходимой для производства. Каждые 10% используемых отходов от общей массы сырья снижают потребление энергии на 2-3%.


2. Отсутствие неперерабатываемых отходов: стекло – это материал, поддающийся переплавке на 100%, и процесс переработки являет собой полностью замкнутый цикл.


3. Понижение вредных выбросов от производства. Согласно статистике выбросы двуокиси серы падают на 10 процентов, окиси азота – на 4%, а количество микрочастиц уменьшается на 8%.


4. Экономия места на полигонах для отходов. Ежегодно на специально отведенные земельные участки отправляют десятки тысяч тонн, как целых, так и битых стекольных изделий для дальнейшего вторичного использования в будущем. Своевременный передельный цикл позволяет экономить место и денежные средства для содержания таких земельных угодий.

Вторичная переработка стекла использует только высокотехнологичное оборудование, ибо продукты, которые будут изготавливаться с её помощью, требуют стекла, имеющего высокое качество и нужные химико-механические характеристики.

Переработка автомобильного стекла

Особняком от остальной технологии переработки стекольной продукции стоит переработка автомобильного стекла. Обычные линии для передельного цикла предназначены для утилизации и повторного производства оконного стекла и прочей продукции, изготовленной из однослойного материала.

Лобовые (иногда боковые и задние) автомобильные стекла изготавливаются по технологии триплекс и являются многослойными, прочно скреплёнными поливинилбутиральной плёнкой. Это изделия повышенной безопасности, которые при разбитии не распадаются, а крошатся на множество маленьких кусочков и остаются скреплёнными на пленке, позволяя человеку избежать травм. В связи с этим применять стандартные технологии по утилизации стекла для таких стеклопакетов не является возможным.

В нынешнее время утилизация такого стекла приобрела большое значение, и занимаются ей множество развитых стран.

Число автомобилей стремительно растёт с каждым годом, причём каждая автомашина среднего класса потребляет около 30 килограмм многослойного стекла.

Для примера, в Германии каждый год утилизируется около 20-30 тысяч тонн триплексных стекол.

Переработка многослойного материала, произведенного по технологии триплекс, является трудоёмкой и обеспечивает меньшие переработанные объемы в день, в отличие от того, что предоставляет обычная утилизация стекла и переработка стеклобоя. Она состоит из такого алгоритма эффективностью около 8 тонн стекла в час:

1. На первом этапе отсортированное битое триплексное стекло проходит процедуру предварительного дробления посредством многовалковой установки, за счёт чего нарушается жесткая структура стекла и оно сминается без отделения осколков.


2. Далее проводится складирование полученного стеклобоя на временное хранение, в течение которого происходит частичное отделение склеивающей пленки, что позволяет упростить дальнейшую переработку.


3. Последующая операция состоит в повторном дроблении через другую многовалковую дробилку.


4. После этого следует ручная сортировка стеклобоя для окончательного измельчения и просева с магнитной сепарацией.


5. Посредством аспирации удаляют легковесные обрывки плёнки.


6. Проводится оптическая сепарация.

В зависимости от качества технологии переработки триплексов в дальнейшем определяется судьба стеклобоя. Зачастую такое стекло невозможно полностью очистить от мелких кусочков плёнки, из-за чего нельзя его использовать в последующей переработке для производства флоат стекла и прочей стеклотары. Поэтому изделие такого типа отправляется на переделывание в различные теплоизоляционные материалы (стекловату), добавки для краски и прочие другие изделия.

Особенности технологии переработки стекольной продукции

В результате проведенных экспертных исследований и испытаний было установлено, что стеклобой не уступает и порой даже превосходит по производственным и функциональным качествам аналогичное традиционное исходное сырье. Технология переработки стекольной продукции по второму кругу отличается высокой рентабельностью в силу доступности входящих материалов.

Вторичная переработка стеклотары возможна благодаря факторам:

• поддержке государственных и коммунальных служб по вопросам экологии и сохранения ландшафтов,


• инвестиционным фондам, вкладывающим средства в сбор и сортировку стеклобоя;


• снижению налогообложений относительно фирм, на которых осуществляется технология переработки стекольной продукции и отходов.

Применение стеклобоя приводит к экономии энергоресурсов, используемых стеклотарной индустрией. Переработка каждых 10% стеклотары снижает потребление  топлива и электричества на 2-3%. Применение вторичных технологий позволяет избежать побочных продуктов, снизить количество выбросов оксидов азота, диоксида серы, что катастрофически загрязняют атмосферный воздух.

Комбинаты по переработке осуществляют отбор и сортировку всех поступивших стеклянных материалов. Отобранные партии превращаются в измельченные стекла, которые пропускаются сквозь магниты и вакуумные установки с целью отделения  пластиковых и металлических ободков, крышек.

Технология переработки стекольной продукции может сопровождаться добавлением кварцевого песка, соды, гашеной извести.

Если в печи температура более 1500 градусов Цельсия, обрабатываемый стеклянный бой расплавляется до однородности. Затем стекломасса отправляется в формовочную машину, где в условиях 1220 градусов Цельсия производится новая тара для продуктов питания и напитков (бутылки, банки) в несколько этапов:

• выливание;
• остывание и закалка;
• сортировка;
• отделение брака в стекловарную печь;
• вакуумное упаковывание тары.

Переработанная банка по качеству ничем не отличается от изготовленной из чистого песка с известняками. Вторичное сырье и стеклобой имеет сравнительно низкие температуры плавления при незначительных затратах энергоресурсов.

Один образец стеклотары, произведенный из вторичной стекломассы, экономит электричество, что равняется четырехчасовому горению лампочки мощностью в 100 ват.

Переработка стеклобоя способствуют ежегодному сохранению более 16000 гектаров свободной от отходов земли. В данном рыночном сегменте 97% собранных партий состоят из целых стеклянных сосудов, что после очищения и дезинфицирования могут без переработки применяться под пищевую и техническую продукцию во второй раз. Остальные 3% приходятся на стеклянный бой, являющийся производственным сырьем.

Линия подготовки небитых ёмкостей из стекла есть почти во всех регионах РФ по причине простоты сбора и экономической заинтересованности предпринимателей, применяющих в качестве вторичной тары и сырья данные отходы.

Подытожив, можно сказать, что переработка стекла является важной отраслью в промышленности.

Для желающих ознакомиться с технологиями переработки отходов из стекла в ближайшем будущем будет проведена выставка «Мир Стекла», которая пройдет на площадке выставочного комплекса «Экспоцентр».

Cтекольная продукция
Вторичная переработка стекла
Технологии переработки стекольной продукции