玻璃鋼行業廢棄物回收利用現狀及展望
1．玻璃鋼廢棄物的回收利用現狀
1．1玻璃鋼廢棄物處置的必要性
我國目前玻璃鋼年產量已達160萬噸左右，按10%比例計算每年僅加工過程中的玻璃鋼邊角廢料及廢次品就會有16萬多噸。玻璃鋼制品的使用壽命一般為15~20年。20年前使用的玻璃鋼已開始報廢和失效，加起來這數字是驚人的。因此，玻璃鋼廢棄物的處理刻不容緩。
由于玻璃鋼具有優異的耐腐蝕性能，很難自然銷毀。生產過程中產生的邊角廢料以及失效的玻璃鋼制品越來越多，造成了環境污染。如何處置這些廢棄物，或將回收再利用，引起各國的關注。西歐各國的環保當局曾明令表示：如不解決玻璃鋼等復合材料的再利用問題，將限制發展。
可以說，環保問題已成為玻璃鋼工業發展的一大障礙。從這里也可以看出，為什么近幾年，玻璃鋼工業發達出現停滯不前局面，甚至一些發達將部分玻璃鋼企業遷移國外生產。
1996年4月1日起施行的《共和國固體廢物污染環境防治法》規定：鼓勵、支持開展清潔生產,減少固體廢棄物的產生量。產生工業廢物污染環境的措施，并且實行工業固體廢物申報登記制度。對于產生的不能利用或暫時不利用的工業固體廢物，企事業單位必須按國務院環境保護行政主管部門的規定建設貯存或者處置用的設施、處所。
看來，玻璃鋼廢棄物的處置問題，已經成為當前我國玻璃鋼行業面臨的一個十分緊迫的重要課題，廣大玻璃鋼行業和再生資源利用行業的工作者，都有責任有義務去研究它、解決它。
1．2玻璃鋼廢棄物處置現狀
隨著對玻璃鋼廢棄物回收的環保呼聲的日益強烈，玻璃鋼廢棄物的回收問題已極為突出。各發達對玻璃鋼廢棄物的回收利用十分重視，如：美國在80年代即開展熱分解回收方法可行性研究；日本通產省于1990年設立玻璃鋼再資源化處理委員會，并下設調查、標準化、切斷破碎、粉料利用和熱塑性玻璃鋼處理等七個技術分會，自1991年起，制訂了多部有關玻璃鋼回收利用和促進回收利用的法令和政策；歐美確定了以“省資源、再利用、資源化、終處理”為指導方針的玻璃鋼廢棄物處理的發展方向。
目前，玻璃鋼廢棄物的處理、回收利用方法主要原因有：掩埋、焚燒、化學處理、材料回收等。其中，掩埋(將玻璃鋼廢棄物投放到黃浦江浸泡30多年后，物化性能變化不大，很難腐爛)會浪費大量的土地，一般選擇在山溝或荒地里；焚燒可以利用一部分熱能，但卻產生大量有毒氣體，污染環境；化學處理是將基體材料用化學的方法分解，與纖維分離，回收制成右利用的油、瓦斯等，但這種方法的成本高;材料回收是指利用物理的方法，如切割、粉碎、研磨等將玻璃廢棄物制成粉末，作為玻璃鋼生產用的填料。
比較而言,材料回收方法雖然也存在成本問題，但考慮綜合社會效益，相對而言還比較可取的方法?，F在，許多都在努力對玻璃廢棄物進行回收，使之成為可再生利用的資源。
有許多報導證實了了玻璃鋼材料回收法的可行性。例如，日本將廢玻璃鋼船艇經過粉碎以后的碎片進行干餾，留下的玻璃纖維在回轉爐內熔融，然后固化成石塊后為建筑材料使用。還有人利用玻璃鋼廢棄物研磨成粉末，替代碳酸鈣作為玻璃鋼材料SMC的填充料，效果很好。這種粉末還可以同水泥混合制成建筑砌塊或襯墊材料等，但是，回收利用的經濟性、回收后材料的綜合性能(如品質的穩定性)等方面還存在一些問題，尚需進一步改進。
河北興華玻璃鋼制品有限公司是目前國內規模較大的一家玻璃鋼制品企業,年生產玻璃鋼制品1000噸以上。因主導產品以手糊作業為主,盡管我們采取多種措施，不斷改進工藝，但每年產生玻璃鋼下腳料仍達20噸以上。為處理這些下腳料，近年來做了不懈的努力，采取了種種方法，終，借鑒農用飼料粉碎機粉碎各種莖蔓的經驗，進行改造,反復試驗改進，研制成功了玻璃鋼廢料粉碎機，并將其運用到鐵路客車聚酯混凝土地板項目中，取得顯著成效，將廢料中分離出的玻纖加入到人造石中，物理指標一下子提高了將近30個百分點。由于在添加經粉碎處理的玻纖時也把樹脂顆粒加進去了，所以不僅提高強度還解決了原來存在的龜裂收縮變形等問題。很快成功地將采用玻璃鋼下腳料開發研制的鐵路客車仿大理石地板申報了。該地板得到了當時鐵道部李森茂部長的贊揚，并在全鐵路系統推廣。1995年以后新造的鐵路客車包括舊地板改造車，全部采用該項技術生產的地板。該項技術開發成功以后，每年可以消化掉該公司90％以上的下腳料。甚至有時本公司的下腳料不能滿足,還需要外單位的下腳料揀來處理回用。這不僅僅解決了環保問題，還產生了經濟效益。玻璃鋼下腳料這種人見人恨的“爛刺猾”真的變廢為寶了。
該公司研制的處理方法簡單易行,設備投資小,只要購買功率較大的錘式粉碎機：進行如下改造即可：1．把原來的篩改為自制篩(用3毫米鋼板鉆孔)：2．將粉碎機的殼體進行一下補強(防破裂處理)；3．改裝進料口(以滿足下腳料飼喂)；4．把旋錘臂桿進行一下補強；5．功率不足時可以增大電機或換一下槽輪降低轉速。目前,因為受產品品種的限制，處理的廢料仍然局限在聚酯混凝土、人造石等產品上。
近年來，山東省武城縣針對當地玻璃鋼廢料污染嚴重的問題，切實加大治理力度。武城縣環保局建議縣政府制訂出臺了《玻璃鋼廢料管理規定》，通過廣播電視等多種媒介大力宣傳，嚴禁濫倒亂燒玻璃鋼廢料。并在全縣玻璃鋼加工較集中的鄉鎮建立了6處場址，對玻璃鋼廢料實行定點儲存、統一處理?？h環保局在逐一深入到全縣200多家玻璃鋼加工企業開展宣傳的同時，進一步加大監管力度，嚴厲查處各類不法行為，先后查處濫倒亂燒玻璃鋼廢料案件20余起，使玻璃鋼廢料污染問題得到明顯好轉，受到群眾一致好評。
目前，我國玻璃廢棄物的回收利用工作僅僅剛開始起步。要做好這一工作，各有關部門應做好先導研究工作，吸取國外的先進經驗，制定出適合我國國情的玻璃鋼廢棄物處理、回收利用辦法。并廣為宣傳，強制指導玻璃鋼企業合理處置。國外嚴厲的環保法規，刺激了回收利用技術的提高。但是，回收利用的經濟性、回收后材料的綜合性(如品質的穩定性)等問題，成了當前廣泛進行回收利用的一大障礙。
2.玻璃鋼廢棄物的回收利用
2. 1玻璃鋼廢棄物的來源
玻璃鋼廢棄物按其廢棄物原因可分為兩類，即產業廢棄物和一般廢棄物。
產業廢棄物來自成型過程中，主要是成型中產生的純而潔凈的邊角余料、廢料和和廢品。
一般廢棄物來自使用過程中，主要原因是到壽命失去功能的廢棄制品、未到壽命而因運輸、施工、使用過程中偶然損壞的廢棄制品和因更新換代淘汰下來的尚能使用的制(其中一部分轉為他用，一部分作為廢棄物)。
玻璃鋼下腳料，是一種給環境造成嚴重破壞，而又不可再生處理的固體垃圾。它已經成了困擾甚至制約玻璃鋼工業發展的不利因素。我國玻璃鋼的發展及下腳料處理現狀。作為新興的復合材料玻璃鋼以其優異特性在航海、建筑、交通、環保、電子、化工、城市景觀等領域得到非常廣泛的應用，成為一種與國計民生休戚相關的功能性材料。我國自20世紀60年代研究成功玻璃鋼以后,逐漸從軍事工業向民用推廣。特別是改革開放以來，伴隨著國民經濟的突飛猛進,玻璃鋼也得到了同步發展。已經出現一大批大大小小不同規模的玻璃鋼廠。玻璃鋼的發展，不僅推動了的材料工業的進步，縮短了我國與發達的差距，同時還拉動了地方經濟的發展。凡事有利就有弊。玻璃鋼迅猛發展的同時，也產生大量邊角廢料。這種邊角料，尤以手糊成型為多。一般工藝要求邊不超過5毫米，要求嚴格的也只能控制在3毫米以內。這樣計算，手糊工藝制作時產生的下腳料約占材料消耗的3％-10％，個別小件產品超過10％。每生產100噸玻璃鋼制品的產生2~3噸下腳料。我國玻璃鋼生產現仍以手糊為主，因此每年產生的玻璃鋼下腳料是十分可觀的。玻璃鋼下腳料大小不等、形態不一，堆放占用很大的場地；傳統的處理方法一是燃燒，二是深埋。玻璃鋼下角料的處理方法還在繼續探索。
2.2 玻璃鋼廢棄物的回收利用方法
玻璃鋼廢棄物的來源往往決定其回收工藝。純而清潔的玻璃廢料、廢品等一般用物理粉碎法回收;被油漆、膠粘劑、銜接件等污染的廢棄物常用化學熱解法回收。這兩種方法能回收用于或類似的新產品的填料，回收用于填料被優先考慮。
玻璃鋼廢棄物中有機物含量一般較低、灰分高，且焚燒后CaCO3轉化為CaO,影響制品的固化和物理性能，作為能量回收收益十分有限，但對于樹脂含量高的玻璃鋼和塑料廢棄物而言，能量回收不失一種好方法。
玻璃鋼廢棄物回收利用適宜的用途由以下條件決定：①回收粒子的尺寸和尺寸范圍;②回收粒料與新的基體樹脂的相容性；③回收粒料與所取代的填料的應用效果比較，理想情況是回收粒料提供某些優良勝能而成本低于其他填料；④粒料的殘留強度：回收粒料中的玻纖強度下降不大時，可作增強材料，否則只能用于增強性能要求不高的產品或進一步研磨作填料。
國內外玻璃鋼廢棄物的處理一般有以下幾種方法：
a.作為水泥原料。該方法是把玻璃鋼廢物先粉碎為粒徑10mm大小的粉末，吹入水泥窯爐內，可作為燃料燃燒鍛燒的殘渣作為水泥原料使用；
b.作為高爐煉鐵的還原劑使用。把玻璃鋼廢棄物粉碎粒度為1～10mm的粉末，吹入高爐，利用廢棄物的碳與氧反應生成一氧化碳，把氧化鐵還原成為鐵。
C.物理回收。將玻璃鋼廢棄物粉碎成粒度不同的粉末,作為填料使用如作輕型水泥板、BMC、SMC等的填料。利用這種方法，生產成本低，處理方法簡單，粉碎成本相對較高，作為微粉添加到BMC、SMC中或作玻璃鋼的填料，隨著填料的增加，除降低收率外，一般力學性能有所下降。
d.化學回收法。這種方法是把粉碎后的微粒溶解于乙二醇，在230~245℃堿性催化劑作用下使樹脂分解，分離出玻璃纖維，再加入順丁烯二酸或反丁烯二酸進行再反應，重新生成不飽和聚酯樹脂，得到的不飽和聚酯樹脂分子量有所提高，產品性能有較大程度提高。
2.2.1熱解法
美國汽車協會和通用公司共同努力，在1988年和1989年分別由Conrad工業公司和Wind Gap, J. Beers公司進行了數十噸SMC廢棄物熱解試驗，證實了熱解法的可行性。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CaCO3、玻纖為主的固體副產物,其熱解產物隨熱溫度的不同而不同，一般在400~500℃回收熱解油為主，在600~700℃回收熱解氣為主。玻璃鋼廢棄物熱解產物的組成、性能、用途見表2。
一旦熱解過程開始，即溫度達到480~980℃，所產生的熱解氣具有足夠的能量供給熱解使用，達到自給，多余部分，可存儲用作燃料。熱解過程和終產品滿足安全性和環保的要求。
熱解法大的優點在于可處理被油漆、粘接劑和其他材料污染的玻璃鋼廢棄物，而金屬異物在熱解后從固體副產物中除去。熱解法是具開發應用前景的回收技術。
玻璃鋼廢棄物中的玻纖在熱解的高溫下力學性能下降，進一步研磨后，可與其他固體副產物研磨粉料一起用作填料，替代CaCO3.。在通用A級汽車SMC用料中，其替代量高達CaCO3填料的30%(混合物的12%)時，對加工和力學性能無不良影響(見表3)。
2.2.2粉碎回收法
若玻璃鋼廢棄物未被污染，粉碎回收法是好的回收方法，回收的粒料和粉料可象CaCO3.那樣應用情況取決于粒子的尺寸和尺寸范圍，如表4。
玻璃鋼廢棄物回收粗粉碎粒料用于BMC,用量可達50%；粉料用于SMC,用量可達30%;以SMC廢棄物回收粉料為例，全部取代CaCO3和玻纖制得的BMC制品力學性能是標準BMC的70%,而充模性能提高50%~100%,密度下降15%以上。用于BMC的粗粉碎料中的纖維較標準BMC中的纖維的增強效果差。
玻璃鋼廢棄物回收粉料用于BMC、SMC材料性能見表5和表6。由表5和表6可以看出：回收料在BMC和SMC中用量分別達到50%和30%時，對材料的機械性能影響不大，但卻使材料比重下降較大，可制得輕質產品。
3.盡快制定玻璃鋼廢棄物的標準是行業健康發展的基本保障
近年來，我國玻璃鋼行業發展甚速，廢棄料亦相應增長，影響環保，不利行業持續發展，而廢棄料的經濟回收利用乃是國內外復合材料行業還未解決的課題，因而引起行業有識之士與地方政府管理部門的高度重視。
近年來，玻璃鋼行業開展了玻璃鋼企業“玻璃鋼廢棄物處理與回收利用”意向調查;與北京玻璃鋼研究設計院合作，開展玻璃鋼廢棄物綜合處理與再生技術的研究，并與水泥協會共同探討將玻璃鋼廢棄物用于水泥窯燒結試驗的可能性。
2003年秋，玻璃鋼行業可持續發展(固體廢棄料回收利用)現場會在河北省衡水市棗強縣召開。2000年~2003年，北京玻璃鋼研究設計院承擔了科技部“熱固性復合材料(SMC)綜合處理與再生技術研究項目”的研究工作。該項目研究的目的是開展復合材料廢棄物研究，形成一套適合特色的玻璃鋼/復合材料廢棄物回收再利用技術，向復合材料行業推廣，實現復合材料工業的可持續發展。該項目主要解決以下一些問題：
(1)粉碎設備的研究；
(2)不同尺寸粉碎料的利用方式研究；
(3)SMC廢棄物生產線研究；
建立一條SMC廢棄物回收利用中試生產線，年回收SMC廢棄物3000噸。
另外，河北衡水、山東德州、河南沁陽等地政府主管部門采取一系列政策與措施，加大行業健康發展的力度，對質量管理、科技水平――生產力的提高起了很大作用。一些地方已意識到環境保護對行業持續發展的重要性，河北省棗強縣黨政部門支持將玻璃鋼廢料回收利用的做法已引起玻璃鋼行業的重視與興趣，并取得了一定的效果。增強用玻璃鋼廢料制作連續板材的技術已取得，產品已行銷北京與東北，并已成功技術轉讓。各地對環保的重視與采取得力措施，將有助于今后行業的持續發展。
盡管各單位對玻璃鋼下腳廢料的利用做了一些工作，對行業的可持續發展有重要意義。但企業為了生存，不可能單獨地去承擔廢料回收工作而增加產品成本，造成企業市場競爭劣勢。如果對廢料的處理、堆埋或再利用有嚴格的法規和制定玻璃鋼廢棄物的標準，建立一整套關于玻璃鋼廢棄物收集、加工、回收料銷售應用等現代化回收體系，同時，提出新的材料認識觀、發展觀、評價觀和設計觀，加強設計和生產質量管理，提高制品質量和壽命，緩解玻璃鋼廢棄物的排放量以及大力開發新型易回收利用的綠色玻璃鋼材料，增強環境保護協同性，是擺在每一個玻璃鋼企業和研究者面前的急待解決的問題。
