廢舊玻璃應用在燜渣系統作為尾渣改良性的前景分析

陸宗峰

摘 ?要：玻璃是非晶無機非金屬材料，是一種硅酸鹽復鹽，在用于高溫狀態下的煉鋼尾渣處理時可使尾渣在抗磨性上有所改善，同時能達到廢舊玻璃減量化處理。文章結合廢玻璃處理難題及與鋼渣尾渣抗磨性較好結合的問題，探索廢舊玻璃的綜合再利用的一種途徑。

關鍵詞：廢舊玻璃;燜渣;回收利用;鋼渣尾渣

中圖分類號：X705 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）22-0075-02

Abstract： Glass is an amorphous inorganic non-metallic material. It is a silicate complex salt and can improve the anti-wear property of the tailings when used in the steelmaking tailings treatment under high temperature conditions. At the same time， it can realize the reduction processingof waste glass. This paper starts from the problem of waste glass treatment and its good combination with the anti-wear properties of steel slag tailings， and explores an approach to comprehensive reuse of waste glass.

Keywords： waste glass; slag; recycling; steel slag tailings

在柳鋼目前實施工業垃圾分類回收處置的過程，產生一定量的廢舊玻璃，處理難度較大，大部分廢舊玻璃制品還是通過生活垃圾的處理渠道解決，為能做好資源回收利用的工作，作者就目前本公司涉及的工藝作一個前景分析及應用可行性探究。

1玻璃回收及處置情況

廢舊玻璃為一種再生資源，如果放棄回收而直接當原生垃圾處理，不僅有危害環境的風險，同時也是一種資源的浪費。廢舊玻璃產生于工業企業生產過程和居民日常生產過程，我國現能將少量玻璃回收利用，其余都是被填埋。目前廢舊玻璃大多當生活垃圾處理，處理成本較大。由于玻璃的物相較穩定，難于降解，填埋過程會占用大量場地，有色玻璃中含有的重金屬還存在遷移、污染土壤和地下水的風險。我國每年產生的廢舊玻璃約有1100萬噸，占固體廢物總量的5%左右，且每年都在增加。廢玻璃往往被劃入低值廢棄物，其回收利用的意愿并不強烈，再利用的方法可分為直接回用和間接作為原料、燃料使用。現在國際上，大部分廢舊玻璃應用于建筑工業中，如混凝土材料的骨料、瀝青路面鋪設等，還有部分應用于農業。而我國玻璃回收利用起步較晚，目前只回收完整的酒瓶、罐頭瓶，有些回收的廢玻璃只是用來生產再生小平拉玻璃，隨著這些廠的關閉，玻璃的回收利用更加難開展。

目前我國玻璃回收利用網絡非常不完善，再利用的途徑也比較少，如果按照每年玻璃產生量占比5%計，僅柳鋼每年產生的廢舊玻璃就有300噸左右，但是回收利用率為零，這就不難看出玻璃回收實施性低及回收行業的艱難。

2 玻璃種類及理化性能分析

簡單的分類則分為平板玻璃和特種玻璃，在日常生產中及工業應用上，接觸較多的都是平板玻璃，主要有鋼化玻璃、磨砂玻璃、噴砂玻璃、壓花玻璃、夾絲玻璃等。

玻璃（即二氧化硅）是非晶體，無固定的熔點，只有融程。在600-800℃，開始軟化，溫度越高，流動性越好。鉛玻璃的軟化點為500℃，石英玻璃的軟化點為1600℃。一般玻璃可以用爐火變軟，拉玻璃絲。煤氣噴燈火焰溫度能達1300℃，酒精噴燈能達1000℃。普通玻璃主要成分大致為CaO∶Na2O∶6SiO2，它是磷酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅熔合在一起的物質。因此，普通的酒精燈就足以使玻璃軟化。除普通玻璃外，還有以硼酸鹽、磷酸鹽、氟化物為主的特種玻璃。制玻璃時，原料略高于1200℃時熔化，冷卻以后即又形成玻璃。

3 鋼渣熱燜工藝介紹（工藝流程見圖1）

在燜渣系統處理過程，剛從爐體傾倒的渣溫高達1600℃，即使在靜置4個小時后，液態渣渣溫仍然有1200℃。為保證燜渣過程的安全性，該工藝的燜渣初溫控制在1200℃以下，在燜渣之前有4-6小時的靜置時間。經燜渣系統出來的尾渣主要由水泥廠協同處置，現活性還不能大量的滿足水泥廠的要求。一般來說，激發粉體活性的方法常用的則是機械法，即通過磨機改善粉體細度來提高粉體活性。然而經此工藝處理的尾渣易磨性能還比較差。

4 利用廢舊玻璃提高鋼渣尾渣易磨性分析

行業分析，水泥熟料中的主要礦物相是硅酸二鈣、硅酸三鈣，其莫氏硬度小于5，而鋼渣中含有的薔薇輝石、鐵酸鹽、RO相等礦物相莫氏硬度約為5-7，因而鋼渣的易磨性遠遠低于水泥熟料。

為了提高鋼渣易磨性以促進其在水泥行業的應用及節能，不少學者都開展了相關研究。周云等[1]嘗試用粉煤灰作為改性劑對鋼渣進行高溫調質，得到了顯著改善;吳六順[2]等將SiO2作為改性劑加入鋼渣中發現，隨SiO2加入量增加，鋼渣中鐵酸鈣量減少，渣的易磨性也得到逐漸改善。鋼渣中大量富鐵相的存在是導致鋼渣易磨性差的主要原因。顆粒大的單質鐵可以經磁選分離，而無磁性的FeO、Fe2O3和小部分單質鐵在磁選后依然存在于尾渣中。由以上分析可知，借助合理的改質工藝可使鋼渣的易磨性得到改善。

因玻璃的主要成分為SiO2，普通玻璃里還含有少量Na2O和CaO，普通玻璃的化學組成是Na2SiO3、CaSiO3、Na2O·CaO·6SiO2等，鋼渣原料其化學成分如表1。

從此前參考文獻的分析中得出，鋼渣液態渣出渣溫度達到1600℃，靜置4-6小時后溫度仍然有1200℃，將玻璃搗碎后，放置于空渣罐的底部，在煉鋼出渣的狀態下，高溫足使玻璃呈熔融態物質，符合試驗條件。在投入一定量的廢舊玻璃后，會發生如下反應：

2CaO+SiO2 ? 2CaO·SiO2

從而抑制2CaO+Fe2O3 ?2CaO·Fe2O3反應的發生，形成易磨性較好的硅酸二鈣（2CaO·SiO2），在鋼渣成分中，硅酸二鈣相（2CaO·SiO2）物質的易磨性遠好于鐵酸二鈣相（2CaO·Fe2O3）物質。

5 結論

廢舊玻璃的回收處置問題已經刻不容緩，而鋼渣處理目前來說還存在成本較高、活性低等問題，如果能利用廢舊玻璃改善鋼渣的易磨性能，不僅減少了廢舊玻璃對環境的影響，更能為鋼渣加工及水泥企業減少能源消耗，鋼渣在易磨性改善后磨出的粉體活性也將得到有效提高，應用更廣泛。

參考文獻：

[1]周云，劉會斌，董元篪，等.鋼渣改性對其易磨性影響的試驗研究[J].中國冶金，2010（11）.

[2]周六順，周云，王玨，等.二氧化硅改性鋼渣易磨性的研究[J].煉鋼，2014（2）.

[3]徐美君.國際國內廢玻璃的回收與利用[J].建材發展導向，2007（3）.