Примером такой линии может служить линия для получения стеклопорошков (5-100 мкм) из стеклобоя и отходов предприятий стекольной промышленности.

Достоинства технологической линии:

·                       Низкий расход электроэнергии

·                       Простота и надежность конструкции

·                       Малые габариты и металлоемкость

·                       Высокая степень измельчения

·                       Отсутствие пневмотранспорта

Основные узлы и механизмы

1.                  Бункер

2.                  Мельница

3.                  Элеватор

4.                  Вибросито

5.                  Промывочная станция

6.                  Мельница типа МС

7.                  Магнитный сепаратор

Загрузка материала, может осуществляется ковшовым автопогрузчиком или непрерывным транспортом.

Конечный продукт по желанию заказчика может классифицироваться на различные фракции в пределах (5 - 600 мкм); упаковывается в мешки типа "биг-бэг".

По оценкам специалистов, создание предприятий с государственным участием эффективной, динамически развивающейся системы сбора и утилизации стеклотары способно обеспечить  уровень рентабельности в 20%.[6]

2. Пример практического использования стеклобоя

В экологической политике страны роль обработки вторичных материальных ресурсов вообще и стеклобоя в частности до сих пор была незначительной. Опыт селективного сбора отходов в г. Красногорске Московской области, длящийся уже три года, до последнего времени можно было назвать в этом плане уникальным. Сейчас первый эксперимент по селективному сбору вторичного сырья у населения проходит в Москве. Но опыт столицы, как правило, неведом на просторах страны, поэтому остановимся на нем поподробнее.

Наиболее значимым направлением употребления битого стекла — производство пеноматериалов.

Школой горного дела в Колорадо (США) был предложен новый материал — тиксит, вырабатываемый из дробленого стеклобоя (32%),строительного бутового камня (62%) и глины (6%). Плиты, получаемые из тиксита, очень прочны, отличаются низким поглощением воды, красивым внешним видом, их производство обходится дешевле производства стандартных пеноматериалов. У нас в стране планируется начать в 2001 г. производство из стеклобоя пеностекла — теплоизоляционного материала с высокими теплотехническими свойствами на базе Воронежского электролампового завода (ОАО «ВЭЛТ», г. Воронеж) по технологии, разработанной специалистами 000 «Экология». Проект предусматривает получение из стеклобоя в год 20 тыс. м3 пеностекла в виде блоков и крошки. [7]

Исходя из запасов стеклобоя на площадке хранения ОАО «ВЭЛТ», специалисты подсчитали, что производство пеностекла уже сегодня обеспечено сырьем на 6 лет вперед.

Теплоизоляционные материалы на основе вспененной стекломассы имеют широкую область применения: изоляция стен, перекрытий, кровли, трубопроводов. Они являются альтернативой широко распространенным в настоящее время материалам на основе фенольных связующих, применение которых в жилых помещениях вызывает большие опасения экологов из-за вредных выделений.

Пеностекло обладает высокими эксплуатационными характеристиками: негорючее, нетоксичное, с низкой теплопроводностью, долговечное. Оно также сравнительно недорого (1.5-2 тыс. руб. за 1 м3), поскольку его можно производить из отходов стеклобоя без связующих компонентов. Таким образом, переработка образующегося стеклобоя в пеностекольные теплоизоляционные материалы актуальна как с экологической, так и экономической точек зрения. [8]

Исходя из технологии получения стекла и стеклоизделий главными компонентами стекла являются диоксид кремния SiO2, содержание которого в стекле составляет от 40 до 80% (по массе), в кварцевых стеклах от 96 до 100% и ряд других неорганических оксидов. [9]

Для правильного понимания свойств ТПО стекольных производств разберем химический состав различного вида стекла.

ТПО стекольных производств включают разнообразные виды твердых отходов. Это отходы, образующиеся при производстве стекла и стеклоизделий, и ТПО от готовой продукции. Итак, твердые промышленные отходы, образующиеся в процессе производства стекла и стеклоизделий включают следующие основные виды:

Смесь солей Ca и Mg. Эта смесь состоит из 30-50% CaSO4; 20-30% CaF2; ~10% CaO; 15-25% MgO. Влажность хранящейся смеси зависит от времени года и светопогоды и составляет от 20 до 40%.

Осадок из отстойников, шлам, соли Na, Ca, Si.

Древесные опилки, срезки и т.п. в качестве побочных сопутствующих вспомогательных отходов.

Кроме того, в производстве кварцевого стекла образуются ряд ТПО в виде соединений SiCl4, GeCl4, POCl3.

Смесь солей Ca и Mg, главным компонентом из которой является сульфат кальция, фторид кальция, оксид кальция и магния. Больше всего в этой смеси содержится сульфата кальция - CaSO4. Сульфат кальция в виде кристаллогидрата есть гипс - CaSO4·2H2O. Гипс - это вяжущий строительный материал. Итак выше +66°С в безводном состоянии (ангидрид) из раствора выделяется сульфат кальция. Если температура ниже +66°С, то из водного раствора осаждается гипс - CaSO4·2H2O, т.е. кристаллогидрат.

Нагревание гипса до +150°С переводит его в более бедный водой кристаллогидрат - 2CaSO4·H2O. Если замешать этот порошок 2CaSO4·H2O с водой (70% от веса гипса), то происходит обратное присоединение воды, сопровождающееся отвердением всей массы вследствие ее перехода 2CaSO4·H2O + 2H2O 2 [CaSO4·2H4O].[10]

Таким образом, образуется гипс. Это свойство перехода сульфата кальция из одного кристаллогидрата в другой можно использовать для получения самых разнообразных изделий от декоративной плитки до художественных горельефов для коттеджей, офисов и т.п. Так в частности и получаются различные виды изделий на ряде малых предприятий.

Итак, к замешиваемой композиции на основе сульфата кальция CaSO4 добавляются ТПО первого вида, а именно смесь CaSO4; CaF2; CaO и MgO. При этом перед добавкой эти отходы высушиваются и дробятся. Сушка отходов первого вида производится при температуре t +170-180°С. Добавка этих видов ТПО в основную массу производится в количестве от 10 до 45% от общего веса. Перед введением воды необходимо достижение полной однородности композиции, что достигается интенсивным перемешиванием или в смесителе, или в ручную в зависимости от необходимости.

Для приготовления декоративных изделий и художественных горельефов при ограниченном количестве форм следует применять ручное перемешивание. Здесь, по-видимому, необходимо принять во внимание быстрый переход одного кристаллогидрата в другую форму кристаллогидрата. При этом в процессе производства было отмечено, что если добавки CaSO4, CaF2, MgO и CaO вводятся в количестве 10% от общей массы, то свойства формуемых изделий практически не изменяются. Если добавки CaF2, MgO и CaO, CaSO4 составляют 20-45% от общей массы смеси, то у готовых изделий начинают снижаться физико-механические показатели и одновременно готовые изделия начинают белиться при контакте. Окраска декоративной плитки и художественных изделий снимает этот недостаток.

Покрытие плиткой изделий, поверхностей, наклейку художественных изделий можно производить различными видами клеев органической и неорганической природы. Таким образом можно полностью использовать отходы первого вида - смесь CaSO4, CaF2, MgO и CaO. Применение указанной смеси для нужд сельского и лесного хозяйства нецелесообразно. Дело в том, что в состав смеси входит сульфат кальция, т.е. с химической точки зрения соль сильной кислоты - серной кислоты H2SO4 и слабого основания - гидроксида кальция - Ca(OH)2. Катион Ca2+ оказывает в общем благотворное влияние на почвенный слой. Однако анион SO42-, содержащий еще серу S и анион сильной кислоты может постепенно способствовать закислению почвы. А это нежелательный процесс. Он и без добавок происходит, почти повсеместно в центральных областях РФ. Поэтому вводить смесь CaSO4, CaF2, MgO и CaO в почву в качестве минерального удобрения нежелательно.

Сами по себе оксиды MgO и CaO для большинства почв полезны, они снижают кислотность почв, введением их в почвенный слой достигается известкование почвы и в конечном итоге это способствует формированию комковатости почвенного слоя. Но поскольку сульфат кальция CaSO4 содержится в смеси в больших количествах, то общий эффект воздействия смеси на почву может оказаться отрицательным из-за наличия сульфат иона.

ТПО второго вида, а именно брак и стеклобой следует использовать на переплавку. Обычно стеклобой идет на переплавку в количестве от 40 до 100% от первичного сырья. Возможно применение стеклобоя в качестве наполнителя в дорожном строительстве. Для этого он предварительно тщательно дробиться, а уже потом идет на приготовление массы для дорожного покрытия. Стеклобой может использоваться также для получения строительной керамики, панелей и т.п.

Практическую возможность использования измельченных отходов стекловолокна показал Полоцкий завод стекловолокна, который начал производство кирпича для строительных целей с добавкой таких отходов. Здесь в основную массу для приготовления кирпича вводятся отходы стеклянного волокна (в процентах от основной массы SiO2 - 53; Al2O3 - 15; Fe2O3 - 0,4; CaO - 17; MgO -4; K2O + Na2O - 0,5; B2O3 - 10,3. Получаемые кирпичи имеют более высокие физико-механические показатели и поэтому пользуются наибольшим спросом у покупателей. Для приготовления сырой массы кирпича можно использовать 2-х лопастный шнековый смеситель типа Вернер-Пфлейдерера периодического действия.

Третий вид сырья, осадок из отстойников, соли Na, Ca, Si. По-видимому, для переработки этого осадка нужно перевести водо-растворимые соли Na в раствор, а затем использовать этот раствор в зависимости от его химической природы. Соли кальция и кремния использовать по назначению также в зависимости от их химической природы.

В производстве кварцевого стекла образуются также ТПО особого вида, а именно GeCl4, SiCl4 и POCl3. Из трех соединений особое внимание заслуживает четыреххлористый германий GeCl4, так как германий принадлежит к рассеянным элементам. Кроме того нельзя забывать, что германий широко используемый полупроводник. Содержание германия в земной коре составляет 7 - 10-4% (весовой процент).

Для разделения смеси GeCl4; SiCl4; POCl3 данные компоненты следует подвергнуть разгонке при обычных условиях. При этом следует собрать все компоненты раздельно. SiCl4 кипит и отгоняется при t=+57°С; GeCl4 кипит при t=+86°С; в остатке в кубе останется POCl3, который кипит при t=+107°С. Четыреххлористый германий GeCl4 при обычных условиях жидкость, которую можно подвергнуть гидролизу в водной среде. Последнее свойство германия можно использовать для получения элементарного германия по схеме GeCl4 + 4H+ + 4OH- Ge(OH)4 H4GeO4 = 2H+ + GeO32- + H2O; (вода) в избытке