田正波，伍偉

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424)

玻璃鋼廢舊料的回收與應(yīng)用

田正波，伍偉

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424)

隨著玻璃鋼工業(yè)的飛速發(fā)展，玻璃鋼廢舊料每年也急劇增加，如何解決玻璃鋼廢舊料對(duì)環(huán)境造成的危害已成為亟待解決的問題。本文針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外常用的一些玻璃鋼廢舊料回收方法進(jìn)行了分析，并對(duì)玻璃鋼廢舊料的物理回收工藝流程、破碎設(shè)備及粉碎料的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

玻璃鋼廢舊料;破碎設(shè)備;回收工藝;物理回收法;應(yīng)用

1 前言

我國(guó)的玻璃鋼工業(yè)自1958年起步以來，經(jīng)過50多年的發(fā)展，玻璃鋼制品已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)中國(guó)玻璃鋼工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，至2007年，我國(guó)玻璃鋼總產(chǎn)量已超過270萬t［1］。由于玻璃鋼具有設(shè)計(jì)靈活、易成型、輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，其用量每年仍快速增長(zhǎng)，而熱固性玻璃鋼產(chǎn)品在其中占據(jù)主要地位，但其也存在不易降解、分化及回收的缺點(diǎn)。一方面，在冶金化工等企業(yè)中，由于在生產(chǎn)中工藝介質(zhì)大多具有腐蝕性且大氣腐蝕嚴(yán)重，往往使用大量玻璃鋼設(shè)備、管道及電纜橋架等，隨著使用壽命到期和維修更換，產(chǎn)生了大量的玻璃鋼廢舊料;另一方面，玻璃鋼生產(chǎn)和施工企業(yè)在進(jìn)行玻璃鋼制品加工和施工中也存在大量邊角廢料。這些玻璃鋼廢舊料的堆放或處理既占用了工業(yè)用地又對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了污染，已經(jīng)成為阻礙玻璃鋼工業(yè)發(fā)展的一個(gè)瓶頸，隨著世界各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來越嚴(yán)，玻璃鋼廢舊料的回收已成為國(guó)際上的研究熱點(diǎn)之一。

2 玻璃鋼廢舊料回收工藝介紹

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)玻璃鋼廢舊料的回收及應(yīng)用尚處于起步階段，通常采取焚燒及填埋處理，這些都不符合我國(guó)的環(huán)境保護(hù)政策。國(guó)外，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)玻璃鋼廢舊料的回收工藝研究較多，也取得了一些成果，概括起來主要的回收工藝有:化學(xué)回收法、能量回收法、物理回收法等三種工藝。這幾種回收工藝的特點(diǎn)具體見表1。

表1 化學(xué)回收法、能量回收法、物理回收法對(duì)比［2］

2.1 化學(xué)回收法工藝

該工藝主要利用化學(xué)改性或分解將玻璃鋼廢棄物轉(zhuǎn)變成可回收利用的其他物資。例如:熱解法就是將廢棄物中的樹脂部分分解為可回收利用的燃?xì)狻⑷加偷?，而其中的玻纖在高溫作用下力學(xué)性能下降，可研磨成粉料作為填料使用。在美國(guó)汽車協(xié)會(huì)和通用公司共同努力下，1988年和1989年分別由Conrad工業(yè)公司和Wind Gap，JlHlBeers公司進(jìn)行了數(shù)十噸SMC廢棄物熱解試驗(yàn)，證實(shí)了熱解法的可行性。熱解法是借鑒塑料、橡膠高溫分解回收法，將玻璃鋼廢棄物在無氧情況下，加熱分解成為保存能量成份的熱解氣和熱解油，以及以Ca2CO3、玻纖為主的固體副產(chǎn)物。熱解過程和最終產(chǎn)品均滿足安全性和環(huán)保的要求。

但該方法技術(shù)難度大，對(duì)回收設(shè)備要求高，回收費(fèi)用很高。其優(yōu)點(diǎn)是可處理被油漆、粘接劑及其他材料污染過的玻璃鋼廢棄物，一般適合大批量玻璃鋼廢棄物的處理［3］。

2.2 能量回收法工藝

該工藝是通過對(duì)廢舊料進(jìn)行焚燒等處理，將其中的有機(jī)物轉(zhuǎn)換為熱能或其他能量方式后進(jìn)行利用。對(duì)熱固性的玻璃鋼來說，其燃燒后產(chǎn)生熱量一般，且含有大量灰份，該方法有著生產(chǎn)成本低，處理簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但是在焚燒過程易釋放有毒氣體，焚燒后的灰份需填埋，會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染［4］。

2.3 物理回收法工藝

物理回收顧名思義是將玻璃鋼廢舊料通過機(jī)械粉碎等物理方法處理后將粉碎料回收利用，這些粉碎料通?？勺鳛橹谱餍碌牟Ａт摬馁|(zhì)產(chǎn)品的填料或直接填充熱塑性塑料等使用。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本較低，同時(shí)可將回收料進(jìn)行再利用，不會(huì)造成二次污染，但是對(duì)受污染的廢棄物需先進(jìn)行分類并清洗后方可進(jìn)行。

國(guó)外曾將酚醛樹脂玻璃鋼進(jìn)行過物理法回收的試驗(yàn)。先把酚醛玻璃鋼廢料用錘磨機(jī)磨碎成6.35mm的小粒子，再用針模機(jī)、球磨機(jī)或單輥滾壓機(jī)進(jìn)一步粉碎，減小尺寸。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)將50%玻纖增強(qiáng)酚醛樹脂粉磨成76～200μm的細(xì)粒子，并以質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%～12%重新加入到玻纖增強(qiáng)酚醛樹脂中，其模壓件性能相比未添加時(shí)沒有變差。小粒子相比大粒子填充效果好，但是大粒子也可以使用。將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的240～600μm的大粒子回收料加入到礦物質(zhì)或纖維素填充酚醛樹脂中，對(duì)其力學(xué)性能也無不良影響［5］。

3 回收工藝流程

通過研究及試驗(yàn)，決定采用物理回收工藝來回收玻璃鋼廢舊料。其工藝流程為:

廢舊料在清理完成后，依次要經(jīng)過切斷、破碎、粉碎等工序，達(dá)到可使用粒徑后方可作為填料使用。物理回收法不同粒徑尺寸及其適用范圍見表2。

表2 物理回收法回收物粒徑尺寸及應(yīng)用范圍［4］

4 破碎工藝設(shè)備

回收玻璃鋼廢舊料的破碎工藝設(shè)備主要由:切割機(jī)、皮帶輸送機(jī)、破碎機(jī)、旋風(fēng)分料器、除塵器、磨粉機(jī)等組成，如圖1所示:

圖1 破碎工藝流程圖

由于玻璃鋼廢舊料尺寸大小不一，大尺寸的有玻璃鋼廢舊設(shè)備、管道等，所以在破碎前，必須將大尺寸的玻璃鋼廢舊料切割成小塊，使之成為破碎機(jī)所能處理的尺寸。方法是:先用手持式切割機(jī)將大尺寸玻璃鋼廢舊料分解為一定尺寸的玻璃鋼板材，然后再用板材切割機(jī)將其切割成所要求尺寸。板材切割機(jī)通過自主研發(fā)而成，一臺(tái)為管材專用切割機(jī)，一臺(tái)為平板切割機(jī)，其中的管材專用切割機(jī)如圖2所示:

圖2 管材專用切割機(jī)工作示意圖

在兩套切割機(jī)上均安裝有收塵罩，切割過程產(chǎn)生的粉塵經(jīng)布袋除塵后向外排放，避免造成二次污染。

破碎工藝設(shè)備中的破碎機(jī)是整條生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備，它主要由喂料口、破碎刀具、篩網(wǎng)等組成，而破碎刀具是破碎設(shè)備中最關(guān)鍵的部件，其刀刃必須具有高抗沖性，由特殊的合金鋼加工而成。我們選擇了國(guó)內(nèi)某廠家生產(chǎn)的剪切式玻璃鋼破碎機(jī)作為該生產(chǎn)線的主要破碎設(shè)備，該設(shè)備最大可破碎玻璃鋼塊的尺寸為200mm×200mm，厚度為20mm，處理能力達(dá)到150Kg/h，通過篩網(wǎng)控制粉碎料粒徑在3mm～4mm。磨粉機(jī)可根據(jù)不同使用要求選擇是否將破碎后的粉料處理成粒徑更小的微粉，該設(shè)備采用內(nèi)裝分級(jí)機(jī)構(gòu)，能同時(shí)對(duì)破碎后的玻璃鋼料完成粉碎和微粉分級(jí)兩道處理工序。在不停機(jī)情況下，通過調(diào)節(jié)分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速或調(diào)節(jié)風(fēng)量，即可得到所需粒度。生產(chǎn)的微粉其目數(shù)可達(dá)到200目、300目、400目等。

5 粉碎料的應(yīng)用

通過破碎機(jī)產(chǎn)生的粉料粒徑較大，可用作地面防腐的填料使用，也可作為設(shè)備基礎(chǔ)、梁等建筑構(gòu)件以及樹脂混凝土設(shè)備的填料。磨粉機(jī)處理過的粉料粒度小可作為SMC、BMC及熱塑性塑料的填料使用［6］。

以下是玻璃鋼粉碎料在某銅冶煉廠應(yīng)用的幾個(gè)案例:

案例一:用于混凝土樓地面的防腐面層，采用乙烯基酯樹脂作為基體材料，破碎后的玻璃鋼粉料作為填料。施工方法為:混凝土基層干燥至含水率小于5%后對(duì)混凝土基層進(jìn)行處理，鏟去浮砂層，使混凝土基層表面牢固，然后刷底漆;再施工玻璃鋼隔離層;最后將樹脂和玻璃鋼粉料等骨料的混合料作為防腐蝕面層進(jìn)行施工。采用該方法施工的混凝土樓地面防腐面層厚度一般為6～8mm，與銅冶煉廠常用的呋喃樹脂混凝土防腐面層相比，厚度大幅降低，成本也大幅降低，且施工的樓地面防腐蝕面層可進(jìn)行著色，比黑色的呋喃樹脂混凝土防腐面層美觀。

案例二:用于鋼平臺(tái)及走道的防腐面層。施工方法為:先對(duì)鋼平臺(tái)進(jìn)行表面處理，通過噴砂或手工除銹至鋼材露出金屬光澤并有均勻的粗糙度即可;表面處理完成后，8h內(nèi)涂刷底漆;再鋪覆玻璃鋼隔離層;最后將乙烯基酯樹脂和玻璃鋼粉料的混合料直接涂敷至隔離層上。該方法相比使用防腐涂料:一是可以提高整個(gè)平臺(tái)或走道的耐磨性;二是成本低廉;三是防腐蝕性能更為優(yōu)良;四是使用壽命長(zhǎng)。

案例三:用于樹脂混凝土泵基礎(chǔ)、地坑、設(shè)備等的制作。制作方法為:將破碎后的玻璃鋼粉料作為填料按比例添加在樹脂混凝土中，然后澆搗成泵基礎(chǔ)、地坑和樹脂混凝土槽等設(shè)備。因?yàn)榉鬯榱现杏卸汤w維、已固化的樹脂顆粒，能顯著提高樹脂混凝土的抗收縮性、韌性和抗裂性。

6 結(jié)論

玻璃鋼廢舊料的處理，通過將大的玻璃鋼塊切割成小塊，然后通過破碎設(shè)備破碎，進(jìn)而將破碎的較大顆粒通過磨粉機(jī)處理成各種粒度的微粉，破碎的較大顆粒和研磨的微粉均可作為耐腐蝕填料進(jìn)行應(yīng)用。

物理法回收玻璃鋼廢舊料，工藝流程簡(jiǎn)單，處理成本低，有效地解決了玻璃鋼廢舊料對(duì)環(huán)境造成的危害，作為一個(gè)資源回收利用方法對(duì)玻璃鋼工業(yè)的發(fā)展有較大的推動(dòng)作用。

［1］李彥春.我國(guó)玻璃鋼/復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展動(dòng)向［A］.賈運(yùn)華.中國(guó)不飽和聚酯樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)第十二屆年會(huì)論文集［C］.中國(guó)長(zhǎng)春:中國(guó)不飽和聚酯樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)，2008:117－118.

［2］焦斌，蔡晴，李杰.熱固性玻璃鋼廢棄物的回收利用［J］.玻璃鋼/復(fù)合材料，1997，(6):38－41.

［3］徐佳，孫超明.樹脂基復(fù)合材料廢棄物的回收利用技術(shù)［J］.玻璃鋼/復(fù)合材料，2009，(4):100－103.

［4］曾一錚，游長(zhǎng)江.熱固性聚合物基復(fù)合材料廢棄物回收利用進(jìn)展［J］.廣州化學(xué)，2009，34(2):54－60.

［5］吳自強(qiáng)，付桂珍.廢舊玻璃鋼的回收利用［J］.再生資源研究，2002，(3):11－14.

［6］張東興，黃龍男.玻璃鋼廢棄物排出量估算及其粉料應(yīng)用可行性研究［J］.纖維復(fù)合材料.1999，16(3):43－44.

Recycling and Application of the FRP Waste Material

TIAN Zheng－bo，WU Wei

(JCC Guixi Smelter，Guixi Jiangxi，China335424)

With the rapid development of FRP industry，F(xiàn)RP waste material increases dramatically every year.How to solve the harm of waste FRP material to the environment becomes an urgent problem.This article analyzes some usual recycling methods of the Fiber Reinforce Plastic(FRP)waste material currently used at home and abroad，and introduces the physical recovery process flow，crushing equipment and application of crushing materials in detail.

FRP waste material;crushing equipment;recovery process;physical recovery method;application

X78

C

1009－3842(2011)04－0034－03

2011－04－19

田正波(1983－)，男，漢族，湖北襄陽人，主要從事防腐高分子材料設(shè)備設(shè)計(jì)及生產(chǎn)管理工作，E－mail:tiansxz@sina.com