玻璃纤维废丝是玻璃纤维生产中产生的不可避免的工业尾料,这种固体废弃物正常的产生量大概要占到总产量的10%~15%。玻璃纤维废丝以前一直采用土地中深埋的处理方式,但这会对土地造成较为严重的污染,造成土地资源的大量浪费。在环境保护日益为人们所重视的今天,深埋这种方式已经明显不再可行。
玻璃纤维废丝本身所含的工业原料是不少工业材料所需要的,而目前废丝的回收价格比较便宜,如果能充分利用好废丝的有用成分,可以带来十分可观的经济效益。那么玻璃纤维的废丝应当如何处理和利用呢?
1.玻璃纤维废丝的处理
玻璃纤维废丝回收处理需要通过以下几个步骤:
(1)清捡阶段
在玻璃纤维生产过程中,破碎的纸筒、引丝的钩子、设备上的螺丝和螺母、部分玻璃纤维开刀丝可能会混到废丝当中,需要人工清理出夹杂在废丝当中的这些杂物,可以利用电磁除铁器和金属探测器除去其中的金属杂质。
电磁除铁器和金属探测器
(2)粉碎阶段
将清理干净的废丝,由板链输送机送入粉碎机中进行粉碎。由于纤维废丝较长,如果投入量过大,会使长纤维废丝缠绕在破碎机的传动轴上,导致破碎机憋死故障。所以在入口处需要设置控制进料量的对辊,保证破碎机能够正常连续工作。
经过一道破碎的废丝为长度不超过5毫米的短纤维和粉状物,但由于后续利用需要更细粒度的产品,可以在烘干后再加一道粉碎,并在破碎机上加装风选装置,通过调整风量和压力等参数,控制破碎的粒度。
破碎机
(3)清洗阶段
由于废丝里面还含有拉丝作业过程涂覆的浸润剂,浸润剂为有机物,如在废丝中含量过多,回收后直接带入窑炉中熔化,会影响窑炉中的氧化还原气氛,从而影响玻璃液的熔化质量,所以需设一道冲洗环节。经水冲洗后,将附着在纤维上的浸润剂冲掉,冲洗废丝的水。清洗的水可采用污水处理站处理后的水,尽可能少用或不用自来水,以提高水的利用率。冲洗后的水回到污水站进行处理。冲洗后的纤维由砂水分离器将其与水初步分离,再由提升机送入沥水仓内进行二次沥水。经过二次沥水后的纤维水含量已经低于8%。
玻璃纤维浸润剂
(4)烘干阶段
将经过沥水的斗式提升机送入烘干机进行连续式烘干,让废丝脱去残留的水分。斗式提升机具有变频调速功能,加料速度快慢影响烘干后产品的含水量。烘干机的能源有蒸汽和窑炉余热风,烘干后的纤维水含量低于1%。根据生产需要,可以装入料罐或吨袋中备用,或输送到使用仓中备用。
斗式提升机
2.玻璃纤维废丝的利用
玻璃纤维废丝的利用主要有以下几个方面:
(1)在玻璃纤维连续生产上的应用
废丝回炉重新熔化制作新一批玻璃纤维是一个常见的利用方式。多数生产者直接设置废丝仓,方便废丝的回收利用。但要注意以下几点:
①由于矿石粉料与废丝的熔化速度不一样,须在窑头设双侧投料,并尽可能使双侧的加料量相同。否则,由于加入量不同,会使两侧熔化速度不一样,最终导致窑内料界限偏移,影响熔化质量。
②对回窑废丝中水分控制,应尽可能干燥,水分质量分数最好不要超过1%,无碱池窑更要如此。
③对回窑废丝中粒度控制,无碱玻璃液表面张力小,废丝带入的小气泡容易排出,废丝粒度尽可能细一些,而中碱则相反,尽可能粗一些。
④由于玻璃纤维化学成分中含有易挥发组分,如硼和负价氟。二次熔化时必然导致该组分的挥发损失,如不加以补充,就会影响成分的质量分数,进而影响拉丝作业的稳定性。所以,废丝进窑前最好经过称量,根据窑炉熔化时挥发组分的质量和废丝的加入量,计算出挥发组分应补充的量,进而对原配料方进行适当的调整。
(2)在玻璃棉生产上的应用
①由于中碱5#玻璃纤维成分与中碱玻璃棉成分相同,所以,中碱废丝可直接用于生产中碱玻璃棉。
②通过下面无碱玻纤成分与无碱玻璃棉成分对比图表可以看出,两者除CaO(氧化钙)、MgO(氧化镁)相差较大外,在Si(硅)、Al(铝)、B(硼)、R2O(碱金属氧化物)等其他成分上只有微小的差别。在生产上,主要对原配方中引入CaO、MgO两种成分的原料进行补充,其余成分作微小的调整就可以满足生产上的需要。
(3)在压花玻璃生产上的应用
利用废丝生产压花玻璃的主要方法是,根据中碱或无碱废丝的成分特点,按照中碱或无碱废丝量2:1配置出与压花玻璃相近的一个成分配方。再利用补充石英砂和纯碱的办法,对偏低的SiO2(二氧化硅)、R2O和偏高CaO、MgO、Al2O3(氧化铝)等成分进行修正,较终形成满足生产需要的成分配方。在生产上,应注意对退火温度(大概在570°C左右)和成型温度适当控制,保证生产出优质的压花玻璃。
压花玻璃
(4)在玻璃马赛克生产上的应用
不同颜色的玻璃马赛克,其成分上有一定差异,根据不同颜色的成分要求,来选择使用中碱或无碱废丝。但为满足产品颜色和热稳定性、化学稳定性、机械强度等方面的要求,还需对成分作进一步的调整,适当加入硅砂、石灰石、钾长石、钠长石、纯碱、萤石等矿物原料和不同的着色剂。
玻璃马赛克
(5)利用玻璃纤维废丝生产陶瓷釉料
玻璃纤维基本成分都是陶瓷釉料需要的成分,特别是无碱纤维里含有7%的B2O3(氧化硼),对釉料而言是常用的成分,它可以降低釉的熔融温度,防止釉层开裂和提高釉面硬度、光泽度以及抗化学腐蚀能力。由于硼原料价格比较高,占釉料成本比例就很高。充分利用废丝有用成分,可以大大降低釉料的生产成本。
不同颜色的陶瓷釉料
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