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1、碎玻璃对窑炉及玻璃熔制的影响上海每年产生多少废玻璃瓶罐？ 15万吨。如果把这些废玻璃瓶罐全部回收再利用， 可以节省多少经济价值？亿元。因为玻璃生产废料来自生产过程，所阻含有许多有利用 价值的元素和化合物，但是往往它们又被某些其它物质污染，所以处理起来并不容易。 玻璃生产废料的回收利用节约了资源保护了环境，具有一定的经济效益和社会效益。 据测算，瓶罐公司使用再生的玻璃粒生产玻璃瓶罐， 每吨可节约682kg石英、216kg纯碱、 214kg石灰石、53kg长石粉、400多度电、折合降低成本980元。碎玻璃简称熟料，是生 产玻璃的辅助原料，又是十分有效的助熔剂。据国外资料介绍，每加入10的碎玻璃，可
2、减少能耗23%。所以合理使用熟料，不仅可以降低物料消耗，而且能改变熔化时间 和温度分布曲线，从而能提高熔化能力，增加拉引量。因此一般在配合料内视生产情况 要掺人15-30 %的碎玻璃。而国内大部分玻璃生产企业使用的碎玻璃大都是生产过程中 的废品和切裁下来的边角料，通过机械破碎，控制一定的块度而使用的。众所周知，在玻璃的生产、加工和使用过程中会产生大量碎玻璃。据调查，我国现 有数百家玻璃生产企业，每年仅日用玻璃的破损就在 200万吨左右。国外发达国家十分 重视碎玻璃的回收利用，如德国的利用率为 54%、意大利的为 44%、荷兰的高达 66%， 而我国碎玻璃回收利用率仅为 10%左右。碎玻璃作为可
3、持续利用的再生资源，其大量流 失不仅浪费了非常有限的能源、原料，还对土壤、地下水等造成了新的危害，如能充分 利用对节约资源、降低成本和环境保护有着不可低估的作用。作者通过对碎玻璃正反两 方面作用的分析，指出了碎玻璃再利用中应注意的问题，以便更好地提高碎玻璃的回收 利用率。近年来，随着玻璃生产工艺控制手段的成熟发展以及玻璃市场的激烈竞争。降 低生产成本，提高市场竞争力是每一个企业必须正视的问题。 降低生产成本有多种方式， 其关键是降低物料消耗提高产量与玻璃成品率。如何解决这个问题，行之有效的方法是 提高碎玻璃的掺入率。1 使用碎玻璃的理论分析在配合料中引人一定量的碎玻璃，由于能降低熔体的表面张力
4、提高料层的热辐射 透过率，而且其润湿性好，易分布到配合料中去，因此碎玻璃具有加速配合料熔化和节 能等效果。有研究结果表明，一种餐具玻璃的配合料中每加入 1%碎玻璃。然而实践证 明，碎玻璃的引人量过多 （例如引人量超过 50%）就会使玻璃的质量变坏， 机械强度下降， 料性变脆，产生气泡以及色泽变化等。其中料性变脆最为突出，特别引起人们的重视， 关于碎玻璃用量多引起玻璃发脆和强度下降的原因有不同的论述，一般可归纳如下：有 人认为，在混含有碎玻璃的配合料中，由于碎玻璃优先与纯碱反应，而使配合料本身在 熔化过程中缺少纯碱导致粉料中的石英砂因没有足够的纯碱而难以熔化，致使熔体均 化困难，最终因玻璃内部产
5、生结构应力，而形成玻璃强度下降、玻璃料性变脆的现象。 另一种观点认为是由于玻璃脱氧所致。玻璃经过高温长时间的熔化和热激励，引起熔体 结构内部脱氧，使玻璃结构网络的连结程度下降，引起强度变坏、发脆。还有一种观点 认为，碎玻璃一般都经过一定程度的热处理 （例如制品的成形等 ） 或热加工，由于它们的 温度通常均接近于玻璃的析晶温度，而使碎玻璃内部存在一定程度的“潜伏性”析晶而 导致玻璃强度下降、变脆。基于上述的论点，我们在引人大量碎玻璃时，为了减少玻璃料性发脆的问题，采取 了补充助熔剂、氧化剂和其它活性添加剂的方法，使含有大量碎玻璃的配合料补充一定 量的碱、氧和其它活性物质，以消除或减少上述引起玻璃
6、发脆的各种因素。碎玻璃的处理与利用111碎玻璃的处理在玻璃生产早期，碎玻璃就被回收利用，用作玻璃配合料必不可少的一部分。在特 种玻璃工业所用的大多数碎玻璃都来自特种窑炉，经历的几个生产阶段是明确的，所阻 这种碎玻璃的化学成分是确定的，不需要再作抽样分析可重新直接投入玻璃窑炉，对玻 璃料方也不需要作任何调整。而在其它玻璃工业。厂家回收的都是丢弃在垃圾堆中的碎 玻璃，它们往往很脏很杂，受到污染，化学成分未知。要利用这些碎玻璃，就要对它们 进行清理、分类、清洗、作抽样成分分析，确定其化学成分。采购来碎玻璃即使满足了质量要求，也不能直接使用，还必须设计一套碎玻璃处理 系统对碎玻璃进行处理后，才能放心使
7、用。系统的设计既要考虑可操作性，又要考虑到 实用性。碎玻璃处理一般有三种方法：光学分选、浮选、机械分选。光学分选技术国外 已进行试验，应用在碎玻璃分选上，国内尚未见过这方面的报道。浮选在矿物精选操作 中效果明显，仅靠浮选出来的碎玻璃，投资也大，其质量不能满足玻璃工业生产。机械 分选比较适合碎玻璃的分选，分选量可因规模而定，而且机械分选碎玻璃是由几个工序 组合而成，随时可以分离，不同的碎玻璃，可由不同的操作过程来实现。整个系统分清洗、分级、破碎 3个阶段。其流程如图 l ：清洗系统：由料仓、皮带机和旋转笼式喷射管、沉淀池组成，其功能是要清除所有 的泥砂，使碎玻璃干净明亮，便于分捡。分级系统：由皮
8、带机和振动筛组成。主要是把碎玻璃按不同要求进行分极，大块的人工挑选，细颗粒的进入下一道工序粉碎系统，直接由皮带机进入碎玻璃料仓破碎系统：由对辊、提升机、电磁振动给料器、六角筛、除尘器组成。通过对辊粉碎以后的细粉由提升机提升到六角筛，经过筛后粗颗粒的碎玻璃重新回到对辊二次粉碎，符合要求的细颗粒碎玻璃（20目全通过）进入配料料仓，化验成份后按配方进入配合 料。这样确保碎玻璃不带难熔杂质进入熔窑，避免结石，保证质量。在德国费尔腾（Velten）有一个高产优质的玻璃处理厂，它采用的是复杂的激光分类 设备，每年可处理不同颜色、不纯净的废玻璃 25万吨，而且处理后的碎玻璃质量很高， 可以重新用于玻璃生产。
9、在这家工厂对碎玻璃的处理步骤是：首先手工分选大块杂物， 然后投人输送系统。碎玻璃中混杂的轻质材料如纸片、塑料片、软木等在输送带的不同 位置通过吸嘴剔除，其中的铁质颗粒则被输送带上方的磁体吸附。经过上述处理后，要 对碎玻璃作振动筛分，按筛分尺寸分成 4组尺寸小于5mm的一组被直接输送到存放处理 好的玻璃容器内，或按它的颜色输送到相应颜色的玻璃料仓尺寸为53Omm和3060mm的两组碎玻璃通过自动的KSP分选器和自动的BWG颜色（棕-白-绿）分选器。 KSR分选器采用红外线扫描探测器和脉冲传感器以及电磁阀，可以剔除陶瓷颗粒、石块 等杂质。BWG颜色分选器是以不同颜色吸收光谱的差别为依据设计的，它的
10、原理与KSP分选嚣的原理相似。尺寸大于60mm的一组内，往往在完整的玻璃瓶。首先要用手工分 选出完整的瓶子，再对其余的大块碎玻璃用破碎机破碎后再按上述方法处理。美国则有一个生产高质量的碎玻璃粉的系统。 这种优质的碎玻璃粉使再生瓶罐玻璃 质量大为改观。这个系统采用的是一个自动发生的差动破碎机和一个高频筛分机当混杂了大量铝、塑料和陶瓷等耐久性材料的碎玻璃被投入破碎仓时，那些耐久性材料的破 碎方式与玻璃的破碎方式不同，它们有助于玻璃破碎，而本身完好无损，只有一些不规 则的棱角和边沿被磨圆，从破碎机里出来的块状物还是比玻璃颗粒大经过破碎处理后， 用高频筛网分筛。碎玻璃粉被筛出，而尺寸较大的污染物质则留
11、在系统内直到系统将它 们排出为止。综上所述，无论采用什么方法、设备，都要剔除回收的碎玻璃中的杂质，要用破碎 机破碎，最好破碎后的尺寸为520mm，要作振动筛分和旋风除尘，还要按颜色分类, 最后才能得到符合配台料使用的碎玻璃。1.1. 2碎玻璃的质量标准杂质生产用碎玻璃的允许限度金属（金属盖、箔片商标、其它金属）单个重量小于10 g，1t玻璃中小于lOOg耐火材料（瓷碗、砖石等）颗粒小于1mm3，1t碎玻璃中少于10粒纸屑、塑料、术片、碎布及其它有机 物单块小于10cm3，1t碎玻璃中少于100 g，不能堵塞碎玻璃的加工系统碎玻璃粒度（加工破碎后）每块碎玻璃的任一边不得大于30mm， 每块体积小
12、于8cm3,厚度小于1 mm1. 2碎玻璃的称量1. 2. 1碎玻璃的称量设备配料车间共有四个碎玻璃料仓，分别存放不同颜色的厂内和厂外碎玻璃。每个料仓 下各安装了一套称量及皮带输送设备，具体包括以下部件：1. 手动闸门：该闸门可对进料速度进行初步设定和调整，并有助于设备维修。2. 自动称量闸门：它是控制称量进料量的执行机构，由两个配置相同的气动闸门组成，可按序实现 快进和慢进两种进料状态，即： 快进两闸门同时开启，开始快速进料称量；慢进快进闸门关闭、慢进闸门保持开启，即接近称量设定时慢进料保持精度； 停止慢进闸门关闭，即到达设定重量，进料称量结束。两个气动闸门的驱动汽缸选型为 80X 235B
13、( QGS-MFI ), 汽缸与闸板的连杆长度可 调从而可实现对慢进料速度的调整。汽缸供气管道安装有过滤、调压和加油装置，工作压力设定为450 500KPa3. 称量斗：称量斗总容积约为1.2M由碎玻璃配方设定的相应碎玻璃料仓下的自动称量闸门全部打开， 开始快速进料 称量。 当称斗内玻璃重量到达预设慢进料值时，快进料闸门关闭，进行慢进料称料。 当称斗内玻璃重量到达设定值后，慢进料闸门关闭，称量结束等待排料信号。,配有四只济南金钟L-BS1000KG传感器，称斗内部设有分流缓冲板用于使用玻璃在料斗内均匀分布，减少对安装在它下方的皮带机的冲击。4. 皮带输送机：位于称斗下方和称斗链接为一体， 当称
14、量结束并接到排料信号后将碎玻璃输送至 原有碎玻璃卸料三通。皮带机宽度为 500MM, 驱动马达功率为，配有摆线针轮减速机， 皮带运行速度由变频器控制可调。122碎玻璃称量工作流程在进行正式运行前，首先在称重控制器内设置好 CS1和CS2的碎玻璃配方及慢进料称量参数，并按粉料和碎玻璃配方情况设定碎玻璃排料皮带机的排料速度。1. 在现有ZIPPE配料系统开始运行时，混合机的启动将发送信号至碎玻璃称重控制 器，选择确定当前运行的碎玻璃配方 CS1或CS2。2. 在ZIPPE配料系统开始称量一付配合料的石英砂时，石英砂振动给料机的启动将 发送信号至碎玻璃控制器，作为碎玻璃称量开始命令。6. 当ZIPP
15、E配料系统的粉料称料混合结束从混合机排出，现有 PLC向原有相应位置 的碎玻璃振动给料机发出的启动命令将送至碎玻璃称量控制器作为排料信号， 碎玻璃排 料皮带将按设定的速度进行排料；7. 称量控制器将同时发送信号给打印机记录该付碎玻璃的称量情况。8. 排空后将自动停机，系统可进行下一付料的运行。2 碎玻璃的引入存在的问题2 1 挥发引起的成分波动配合料经过高温熔制后，除化台物分解外，还包括氧化物组分的不同程度的挥发， 当碎玻璃重熔后，易挥发的组分如N&O、B2O3。等将进行第二次挥发，因此该组分在玻 璃中含量将明显减少，特别是当制品合格率不高时，经多次反复熔制的碎玻璃其成分波 动幅度就难以控制，
16、影响玻璃质量，严重时对玻璃制品的成型、退火及理化性能均产生 影响，且重熔后的玻璃液多具有还原性，对以变价元素为基础的颜色玻璃来说会引起色 泽的变化。由于玻璃液对耐火材料的侵蚀作用，使碎玻璃组成中的含量相对地增加，与 原设计成分的配合料在组成上不一致。再者，碎玻璃的表面有很快地吸附水气和大气作 用的倾向，使表面形成胶态，与玻璃内部的组成也发生差异。二次重熔对玻璃质量的影 响。碎玻璃重熔时，热分解会使Fe?O3转变为FeO，同时铁的变价，也影响硒的脱色作用， 使玻璃的颜色变坏。热分解放出的氧，容易扩散到周围的气泡中去，与之一并逸出玻璃 液外，导致玻璃缺氧，呈还原性熔制。有色玻璃重熔时，由于某些着色
17、成分的挥发，使 玻璃的颜色变浅，某些着色离子，也会向低价过度，使玻璃的颜色改变。含氟的乳浊玻 璃，因氟有矿化剂的作用易在玻璃中形成品粒而发脆，不能多量使用含氟碎玻璃。2 2 耐火材料侵蚀对玻璃质量的影响由于玻璃液对耐火材料的侵蚀作用，使碎玻璃组成 AI2O3、SiO2、Fe?O3含量相对地 增加，因此其粘度和表面张力与使用配合料熔制的玻璃有所不同碎玻璃进入熔窑后， 虽然通过热对流与固相反应使均匀性有较大改善， 但要使碎玻璃与原设计成分的配合料 在成分上达到均匀一致的统一体是很困难的，尽管宏观上看是均匀的，但在整个玻璃体 内部的局部区域内还有着较大的微不均匀性。 特别是当使用外购碎玻璃且碎玻璃比
18、较大 时易出现条纹和杂层，使制品存在较大的内应力，性能下降。2 3 产生二次气泡碎玻璃块间所含的气体以及碎玻璃中含有少量的化学结合气都会随着加料进入玻 璃液中，在重熔时易产生相当于二次气泡那样的微小气泡。 特别是当碎玻璃加入量多时， 整个配合料的气体比率降低给澄清均化带来困难。2 4 易带人杂质碎玻璃一般露天堆放，易混入硬纸、石块、砖块等杂物。特别是外购碎玻璃来源复 杂，杂质较多，常带有金属铁、锡、铅、铝等，除破碎清洗外，还需进行除金属处理， 否则杂物的混入不仅影响熔制，而且对制品的质量也带来影响。241铝。在碎玻璃夹杂的金属中、铝较为常见，其难熔性直接影响制品质量。实验证明，缺 陷产生的根源
19、是由于铝的引入而降低了制品中的硅的含量。 铝主要是由碎玻璃中夹杂的 各种瓶盖引入，在一定温度、时间及积聚条件下发生反应：3 SQ2+4 Al 2 AI2O3+3 Si根据实验结果可以推测在窑炉中反应的进行过程。铝在670C快速熔化后，成松散的熔体漂浮在玻璃熔体中，一边与 SiO2反应一边流入澄清冷却部，在冷却部反应结束。当Si（通常是直径球1mm的小球）能自由移动时，它的高分散性使它能自由通过 AI 203含量较低的区域而不与其它熔体更容易扩散均化。从而产生含AI2O3较高的条纹、结石等缺陷。在制品中还可以观察到带色的黄玉围绕着硅小球体。 这种现象是由于碎玻璃中夹角 的AI与Si02反应不充分
20、造成的。在实际生产中，将生产百色玻璃制品改成生产绿色制品时，在制品中也可以看到带 色的黄玉及大量的气泡、结石。这也主要由于碎玻璃的污染造成的。可以根据上述反应方程式计算每引入I08克AI可产生84克Si。考虑到硅小球体直径 为1.1mm密度为2.33 g/cm。，理论上每引入一克铝，可产生615个硅小球体。一个包装 香烟的金属泊中含的铝就可以产生 200个硅小球体。因此必须严格检查碎玻璃，消除碎 玻璃中央杂的铝。242镍在维卡什的一个熔炉放料冷修时，在ZAC耐火材料上发现一些小孔。在小孔中含有些具有磁性的金属小瘤。推测这些金属瘤有由碎玻璃中夹杂的瓶盖或铁片引起的，但实测证明，这些金属瘤的主要成
21、分有镍。进一步观察镍在长时期高温电熔下的特性，用一条带有洁净小孔的耐火材料，在孔 中加入直径2至3mm纯镍小球，然后加入少量的玻璃粉未，将其在 1400C保温6O分钟, 实验过程记录见下图。图2镍小球的小孔实验结束后状态分离覆盖层后状态实验结果表明：在球状体表面有一层黑色覆盖层。去掉覆盖层后发现，镍已渗入耐 火材料中，这并不会导致严重的制品缺陷。但考虑到镍具有磁性，可以在砌窑时安装一 种具有适当磁性的材料。使两种磁性相互作用从而消除磁性。2. 4. 3铅维卡什的一个熔炉的窑底砖上，发现一些熔融物，这些熔融物主要含铅、铜、镍以 及四价铁。但没有迹象表明它们发生了化学反应。由于在熔炉中发现了一定数
22、量的铅，把铅放在熔融玻璃液中做了一系列实验表明： 铅与玻璃液不发生化学反应。在电熔窑中铅与玻璃液不发生反应而呈液态金属，但不可能侵蚀耐火材料。铅的流 动性无疑会使铅穿过窑底造成穿孔漏料，在窑的使用后期常可发现这种现象。2. 5粒度不适影响熔制碎玻璃的块度需合适，对于粗大的碎玻璃输送困难，且影响混合料的均匀性；过细 的碎玻璃由于它与硅沙分享与纯缄的接触机会，延缓玻璃的熔制过程。3解决办法3. 1补充因挥发和损耗引起的成份波动在使用碎玻璃时既要充分利用其有利于降低成本和改善熔制条件的优点，又要考虑补充固挥发和损耗引起的组成波动，才能保证制品的性能不受影响。对碎玻璃的全分析 和原始玻璃的分析含量进行
23、比较.确定应补充的组成和含量再进行计算验证，看是否符 合设计的组成要求。在实际生产中，也可通过对玻璃密度、热膨胀系数软化点、环切应 力的测试.及时掌握玻璃组成的变化情况，使玻璃组成控制在设计范围内。补充澄清剂 和氧化物的挥发损失。使用碎玻璃时，要根据碎玻璃的用量计算出氧化物的（B2O3、Na2O 等）二次挥发损失，确定应补充的组成和含量对料方进行调整，保持玻璃的成分不变。 在实际生产中，也可通过对玻璃密度、热膨胀系数、软化点、应力的测试，及时掌握玻 璃组成的变化情况，使玻璃组成在设计范围内。当碎玻璃加入量较多时，适当加入芒硝 和萤石，以解决碎玻璃二次重熔时的澄清问题。若能补充挥发的氧化物，保持
24、玻璃的成 分不变，并使玻璃充分均化，则碎玻璃的用量可以超出规定的范围。S1不同梓sa引入祸酬隣补40删50%35%+2.5%+ 0J5#+ D.05%图3补充引入纯碱的量与碎玻璃含量的关系3 2 碎玻璃的使用比率要适当随着碎玻璃加入量的增加，配合料的熔化时间缩短。但应注意引入过多的碎玻璃会 造成先与碳酸钠等易熔物质发生反应，导致配合料初期缺少碳酸钠使一些难熔物 SiO2等 熔融发生困难，且碎玻璃量愈多，使配合料缺少一定的气体率，使熔融玻璃的均化和澄 清困难。若不适当补充澄清剂，即使延长澄清时间或提高熔制温度也无济于事。也有资 料介绍，碎玻璃量超过配合料量60%时已使熔化温度达到1420r的临界
25、线（全碎玻璃熔 制的温度 ），因此节能效果不再明显上升。一般厂家认为在熔制钠钙硅玻璃时碎玻璃使 用量超过 50%就会降低玻璃的质量，机械强度变脆，但亦有实践证明：只要适当地补充 氧化剂、澄清剂、助熔剂、部分挥发组分（B2O3、Na2O等），再给玻璃充分均化并不影响 色泽和性能。无沦怎样，要求碎玻璃的用量在配合料中的比例为一个基本稳定值，且外 来碎玻璃与本厂碎玻璃使用比率要适当，才能保证工艺制度的稳定。究竟碎玻璃适用比 率为多少合适要综合考虑，既要保证产品质量，又要综合考虑成本、产品能耗、工艺制 度和玻璃来源情况。3 3 保证碎玻璃的适当的块度保证碎玻璃合适的粒度。碎玻璃的粒度，没有严格的规定，
26、但应当均匀一致。根据 实践，如碎玻璃的粒度与配合料的其它粒度相当，则纯碱将优先与碎玻璃反应，使石英 砂溶解困难，整个熔制过程变慢变坏。碎玻璃的粒度，应当比其它原料的粒度大得多， 这样有助于防止配合料分层，并使熔融加快。碎玻璃的粒度小于0.25 mm和粒度220mm 之问时，两者对熔化均有良好效果。在生产中则采用后者的颗粒度以减少粉碎所用的动 力，综合考虑到各种形状碎玻璃的加工处理因素，通常采用 2040m m的颗粒度。3 4 严格碎玻璃的管理与加工处理回头料的处理比较简单，因是同组分波动，基本无影响产品质量的物质，一般可直 接经破碎或不经破碎 （ 放料时冷却料 ）就可直接使用， 工艺上有保证，
27、 但对本厂炉底料 （冷 修时炉底部分玻璃 ）含有析晶颗粒的玻璃和含有耐火材料的碎玻璃和玻璃块是不能 使用的。带有金属的芯柱料或人为污染的也不能直接投入使用。在使用外购碎玻璃时，因质量波动很大，所含杂质较多，与自己厂回头料要分别堆 放，严格管理。除要进行清洗、分选、除杂和磁选除铁来保证玻璃质量外，同时必须经 常取样进行分析，根据化学成分对配合料进行适当调整。4 奥联使用碎玻璃的情况奥联2号池炉，以重油为燃料（现以天然气为原料），供两台行列式制瓶机生产翠 绿料啤酒瓶、葡萄酒瓶和白酒瓶等。粉料配方见表 2。表2某一棕色料配方及单价原料名称龙溪/长兴石英砂石灰石芒硝纯碱煤粉用量（kg）2156132单
28、价（元/t）100905601300440原料名称氧化铁厂内绿色碎 玻璃厂外棕色碎 玻璃（申行）厂内棕色碎 玻璃碎玻璃总量用量（kg）30021003002700单价（元/t）3500380原料名称碎玻璃的百分比（%碎玻璃重量一付配合料 融化玻璃总 量龙溪/长兴 砂水分每天配料熔成的玻璃液重量用量（kg）90270030002970原料配方中碎玻璃用量占配合料的90%，玻璃成份见表3表3玻璃成份（重量%氧化物SiO2NA2OK2OCAOMgO含量氧化物BAOAl 2O3TiO2Fe2O3C2O3含量不同碎玻璃含量的耗油量的记录，见表 4表4 颜色：棕色日 期油耗t/出料量t碎玻璃%日 期油耗t
29、/出料量t碎玻璃%日 期油耗t/出料量t碎玻璃%8月22日709月4日8010 月9日97.858月23日709月5日8010月10日99.858月24日709月6日8010月11日100858月25日709月7日8010月12日99.858月26日709月8日8010月13日85引入不同碎玻璃含量时，玻璃中重要氧化物的含量，见表5IE合料中345679910SiONasOCaON&O74.15t4.99e , 654,2074.2S14.&A6.7 14. 1874, IB14. 34&,784.2074.2314.806t774t3074.4G14.51&.804.2374.7 1!4,
30、24B34.2274.9Gao8.8S4+ 2Q75. !313.906 d794* IS75. 1613.316.8i心275.2?13.55e.ss4,2 J不同碎玻璃含量的热量消耗，见表6讣算值BS合料；邮玻璃j %平循坝目75J2510血30：70热量收入燃料燃烧时产生的热流千瓦132D91285212138物理黯诜T瓦在温度为时駆斛产生的H.5H.210,6温度在eoocy下蓄热室中预热空苓aasB.t)32眦5311L4产生的总计16609.516159.715262.0热览消鞍譌函千焦耳/公斤玻 M2002,0002.02002.0脱气产物弗045B.7360.9玻璃形曲反应的热
31、效应千煤耳/公斤 热量，千蟻耳/會斤，456.3398.0316.6玻璃熔化262.6229.1IB2.2物理水褂93.0瞅868.3总讣3330.93168.62930.0堀于熔制的热量消耗并讣算配含料和 碎玻璃的热函千備耳/公斤3I1S.03H7.82910.0垢于熔制玻璃it程的热流（即是考虑到窑炉生产率T8公斤/秒）千爾19241825t6I68S.0热量拥帽千瓦：|废 气HG50.6113360.010106.0辎射瓦074&,0749.0通过砌徉531.063L0&H/0排出的气体1071.01071.0107 L 0冷却对流池0E5D.0650.0总讣18575.6 -16162
32、.615395.0燃料涓総疳/秒0.210.205 碎玻璃回收与利用的意义回收利用碎玻璃可以变废为宝，节约资源，保护环境，好处是很多的：5 1 可显着降低原料消耗l t 分类加工好的碎玻璃相当于 t 制取玻璃必须的生配合料，而其生产成本只有生配 合料的70%如日本某玻璃公司，用再生碎玻璃制取1t玻璃费用为13000日元，而用普通原 料制取为17 000日元。同时使用碎玻璃可大大节约纯碱，使用每吨碎玻璃可节约纯碱 200kg以上。从经济角度考虑，使用碎玻璃作为原料与配台料一起投入使用可降低粉 料的消耗量。如使用含Na2O的钠钙碎玻璃可以减少昂贵的纯碱用量。特别是对于一些使用特殊昂贵或稀缺原料的制
33、品意义更重要。例如：颜色玻璃中以金、银、硒、硫化镉等 着色的玻璃；艺术玻璃中以稀土材料着色的制品；晶质玻璃中含大量高铅成分和以高纯 度原料制成的光学玻璃等都可以节约大量的资金。5 2 节约燃料美国某试验研究报告指出，使用碎玻璃20%以上的熔窑，每增加10%的碎玻璃用量 可节能1 %5%,每使用lt碎玻璃可节省3040m3的天然气。使用碎玻璃在工艺上可以 降低玻璃的熔化温度，节约能源。从玻璃熔制来看，经熔融后的碎玻璃原料中含有的气 体已分解逸出，材料闻的固相反应已进行完毕熔制成的玻璃液主要是物理变化。每公 斤碎玻璃熔制成1500 E玻璃液大约需要消耗1977k J,而配合料熔制成玻璃液由于要经过
34、 一系列的物理的、化学的复杂反应热量消耗较大，熔制 I kg(1 500 C)玻璃大约耗热 2608kJ。因此增加碎玻璃的掺入量可大大降低熔制时的能耗，且每增加 10%碎玻璃，熔 制耗热可节省约%。5 3 可降低熔窑的操作温度在使用 20%以上碎玻璃的熔窑内每增加 10%的碎玻璃一熔窑操作温度可以降低 5C。这就减轻了高温对熔窑耐火材料的损坏，相应地延长了熔窑的使用寿命。美国一 家使用碎玻璃的熔窑，使用寿命已达 14年之久。配合料的熔化与熔化温度、熔化制度、 气氛、料堆的分布以及窑型有关系，但配合料的熔化速度取决于配合料中石英颗粒的熔 解和扩散速度，而且后者更慢。生产中凡是可提高石英颗粒扩散速
35、度的方法和措施，均 可提高熔化速度。在相同的熔化温度的情况下，碎玻璃含量多，相应的配合料中粉料就 少(即石英颗粒少 )。熔化时石荚颗粒周围的玻璃液中浓度梯度大，有利于石荚颗粒的熔 解和扩散。随着耐火材料工业的发展，高温熔化得已实现，逐渐成为提高熔化率的主要 方法之一。因为熔化温度高，玻璃液的粘度降低， 石奠颗粒熔解后，扩散容易进行。 从而促进熔化进程。54提高熔化率，有利于澄清和均化随碎玻璃比率增大，配合料的熔融时间相应地缩短。这是因为配合料的熔融主要是SiO2的熔融生产中凡是提高石英颗粒扩散速度的方法和措施，均可提高熔化速度。熔 化时石英颗粒周围玻璃液中浓度梯度大，有利于石英颗粒的扩散熔融，
36、从而加速了硅酸 盐的形成和玻璃的形成过程。当碎玻璃加入量台适时，由于碎玻璃有助熔作用，从而使 玻璃熔体粘度降低，缩短澄清和均化时间。特别是熔制一些不能加入澄清剂仅能在还原 条件气氛下熔制的颜色玻璃，其碎玻璃加入量可达 60%80%左右，甚至更高，否则无 法得到撮清效果较好的玻璃。55碎玻璃含量与窑龄的关系就窑炉本身而言，影响其使用寿命除了所用耐火材料的理化性能外，主要是窑炉的 使用温度。耐火材辩随着使用温度的逐渐提高， 砖体内的液相含量逐渐增多， 结构强 度逐渐降低。当温度达到其荷重软化点时，砖体内液相达到使用极限。耐火材料的使用 温度越高，砖体的破坏性越强。对于平板玻璃池窑而言，使用温度每提
37、高 40-50 C,耐 火材料寿命将要减少一半。当配合料中碎玻璃含量较少时，相对的粉料就多，能耗大。这样就得通过增加燃料的数量来满足配合料熔化时能量要求。由于目前我国平板玻璃窑炉热效率普遍较低（25%），而燃料燃烧时大部分的热量从窑体四周散发或随废气经蓄热室排除窑外。这样， 相应的增加了窑炉耐火材料的热负荷，使用温度提高，窑炉窑龄缩短。56减少大气污染碎玻璃的使用可相应地减少原料和燃料在加工中的粉尘柯染， 减少它们在熔窑内分 解出来的有害废气量（SO2、NO等）。当使用碎玻璃含景占配合料总量的60%时，玻璃工 厂对大气的污染可减少 20%。561硫化物烟气中S02是大气的主要污染物。空气中SO
38、2在8ppm时，人会感到刺激作用，达到100pp m时，人畜将会迅速窒息死亡。SO2能够在大气中长期存在，氧化后遇水蒸汽形成 硫酸烟雾，其毒害要比SO2高10咅。前述玻璃当碎玻璃含量为10%时要比含量为30%时， 每天多用芒硝，如果芒硝的纯度95%玻璃液中残留SO3为0. 3%,熔成率为83%，那么 2. 27t的芒硝每天要多排放，若采用CO29, , H214/18C,的发生炉煤气为燃料， (D=5998KJ/Bm3)粉料将每天多消耗煤气约54000Bm3/d,要排出。两项总计每天要排 +=。每立方米烟气中SO2含量增加1.39g，远远超过SO2空气中的最大允许浓度m3。5.6.2氮化物根据
39、日本资料介绍：在1500C以上作业的玻璃熔窑，当过氧量为时， 产生的NOn 量为1500180Cppm,而NO2和NO的含量各占50%。套用此数据，300t熔窑当碎玻璃含量 为1O%时要比30%时多排NOnd。每立方米烟气中NOn排放量达到0.26 g/ m3。综上所述，碎玻璃的再利用对节约资源、保护环境有很大的作用，在经济上也有很 大的效益。在配合料中加入一定量的碎玻璃，不但可以降低成本，延长窑龄，减轻大气 污染，改善环境，而且厂家可以获可观经济效益。但是碎玻璃用量也不能过大，否则会 降低玻璃质量，使玻璃发脆，机械强度下降。因此使用时，在配台料中应该适当补充挥 发份氧化物，保持熔化后的纳钙硅玻璃的化学组成不变，并能够充分均化，玻璃的产质 量不会下降。目前，我国的碎玻璃不仅用于日用玻璃、瓶罐玻璃、平板玻璃的生产，而 且还可以用于建筑装饰 (如玻璃马赛克、大理石、地而砖等 )、玻璃纤维、涂料等许多方 面，这无疑拓宽了碎玻璃制造产品的市场竞争力。如果我们严格按照要求使用碎玻璃， 必将能提高碎玻璃的回收利用率，提高经济效益和社会效益，并为保护环境作出贡献。