Recycling szkła.

Stłuczka szklana to materiał złożony ze zniszczonych lub bezużytecznych wyrobów szklanych oraz odpadów szkła, powstających przy krajaniu szkła lub kształtowania wyrobów. Jest ona wyrobem cennym, który należy wykorzystywać. Szacuje się, że w Polsce na jednego mieszkańca przypada około 18 kg odpadów szklanych w okresie jednego roku. Zasoby stłuczki szklanej w Polsce szacuje się na 66,1 tys. Mg, a w 1996r.- 102,9 tys. Mg.
W odpadach komunalnych szkło występuje w ilości ok. 7%. W związku z przewidywanym rozwojem gospodarczym, naciskiem konsumentów, powrotem do opakowań nieszkodliwych dla środowiska przewiduje się, że w roku 2010 szkło będzie stanowiło 14% odpadów komunalnych.

Stłuczkę szklaną ze względu na pochodzenie można podzielić na:
Własną, tj. powstającą producentów szkła;
obcą, dostarczoną do hut szkła z zewnątrz, tj. np. z hut szkła innych branż, od dużych odbiorców wyrobów szkła (w rozlewniach napojów, wytwórniach sprzętu oświetleniowego, zakładach stolarki budowlanej)
pokonsumpcyjną, powstających u indywidualnych odbiorców opakowań i wyrobów szklanych.

Z kolei Kurek i Ochyra proponują podział stłuczki szklanej na:
Stłuczkę szklaną związaną z procesem produkcyjnym;
Stłuczkę przemysłową powstającą u masowych użytkowników;
Stłuczkę pokonsumpcyjną powstającą u indywidualnych odbiorców wyrobów szklanych.

W Polsce dość dobrze rozwiązano kwestię zagospodarowania stłuczki własnej oraz pochodzącej od dużych odbiorców. Stłuczka przemysłowa związana z procesem technologicznym produkcji z wyrobów szklanych stanowi około 28% globalnej ilości stłuczki możliwej do odzyskania.
Źródłami powstania stłuczki szklanej są:
- Postoje maszyn formujących
- Eliminacja wyrobów wadliwych w procesie kontroli jakości
- Remonty kapitalne pieców szklarskich
Powstająca na terenie hut stłuczka szklana ze względu na swoją czystość nadaje się do powtórnego przetopu w piecach szklarskich bez wstępnego przygotowania (oprócz skruszenia do żądanego uziarnienia). Stąd te w całości jest wykorzystana prawie we wszystkich hutach szkła.
Przyczynami powstania stłuczki szklanej u masowych użytkowników są wadliwie prowadzone procesy produkcyjne, niewłaściwy transport i składowanie, nieszczęśliwe wypadki oraz w niektórych przypadkach sam proces technologiczny.
Zebrana i przygotowana wstępnie stłuczka może znaleźć zastosowanie jako:
- jeden ze składników wsadu do pieca szklarskiego ;
- surowiec do produkcji włókien szklanych oraz mat i płyt izolacyjnych;
- surowiec do produkcji szkła piankowego;
- surowiec do produkcji kulek szklanych;
- surowiec do produkcji grysów do tynków;
- dodatek do mas ceramicznych;
- dodatek do past czyszczących



Stłuczka jako składnik zestawu surowcowego w hucie szkła.
Przez hutę szkła może być przyjmowana stłuczka, która odpowiada wymaganiom normy PN-80/B-13010. zwykle wymaga się też, aby stłuczka była segregowana kolorami. Tona stłuczki pozwala zaoszczędzić ok. 250 kg sody, 180g mączki wapiennej oraz 800 kg piasku. Dodatek 50% stłuczki przedłuża czas użytkowania pieca dwukrotnie. W krajach zachodnich udział stłuczki szklanej w hutach dochodzi do 80% w przypadku szkła zielonego, 50% brunatnego oraz 20% bezbarwnego. Poza wspomnianymi już korzyściami wynikającymi z zastosowania stłuczki szklanej uzyskuje się ograniczenie emisji szkodliwych gazów (CO , SO , Cl, F, NO) oraz pyłów.

Stłuczka jako grys do budownictwa
Budownictwo wykorzystuje i może wykorzystywać znaczne ilości barwnych grysów. Ze stłuczki szklanej można uzyskiwać o barwach: zielonej, brązowej, białej.

Stłuczka jako składnik mas ceramicznych
Ogólnie znane jest bardzo korzystne oddziaływanie stłuczki szklanej jako składnika mas ceramicznych: obniża ona temperaturę wypalania oraz polepsza techniczne parametry wyrobów. Dodanie stłuczki np. do cegieł byłoby technologicznie trudne i zbyt kosztowne. Natomiast celowe jest jej stosowanie w innych działach ceramiki, gdzie koszt niektórych surowców zastępowany przez stłuczkę jest wyższy. Np. zastąpienie mączki ceglanej mączką szklaną o zbliżonym uziarnieniu polepszyło mrozoodporność dachówek i zmniejszyło ich przesiąkliwość.

GRYSY

MĄCZKI



Można wymienić jeszcze następujące kierunki zagospodarowywania stłuczki szklanej:
- produkcja nośników katalizatorów;
- produkcja płytek budowlanych-dekoracyjnych;
- produkcja grysów budowlanych spienionego ( izolacja );
- produkcja materiałów filtracyjnych.

Czynnikiem ograniczającym przetwórstwo stłuczki szklanej są zanieczyszczenia występujące w zależności od źródła pochodzenia stłuczki w ilości od 5% do 35%. Za zanieczyszczenia z punktu technologicznego uważa się substancje znajdujące się w stłuczce szklanej, zbędne lub szkodliwe w przypadku prawidłowego procesu produkcji wyrobów szklanych. Stłuczkę obcą zanieczyszczają różnego rodzaju zamknięcia z materiałów innych niż szkło, np. kapsle zakrętki metalowe, różnego rodzaju zakrętki i korki z tworzyw stluczki lub gumy. W dużych ilościach występują też fragmentów skrzyń z tworzyw sztucznych i drewnianych, używanych w transporcie opakowań szklanych, płachty termokurczliwej folii oraz tektury, służące do pakowania wyrobów. Szkło opakowaniowe zanieczyszczone jest również najróżniejszymi środkami spożywczymi i chemikaliami, do przechowywania, których zostało przeznaczone. Źródłem zanieczyszczeń stłuczki przez dostawców jest także niewłaściwe jej magazynowanie wraz z odpadami czy złomem metalowym. Gromadzenie stłuczki na nieutwardzonych składowiskach powoduje zanieczyszczenie stłuczki ziemią i piaskiem. Nie przestrzeganie oddzielnego składowania stłuczki bezbarwnej i kolorowej powoduje, że stłuczka taka może być kierowana do produkcji tylko szkła kolorowego. Oprócz niewłaściwego składowania również transport w nieprzystosowanych wagonach jest źródłem takich zanieczyszczeń w stłuczce, jak bryły węgla, koksu, rudy czy kamienia.

RODZAJ ZANIECZYSZCZENIA % MASY OGÓLU ZANIECZYSZCZEŃ
Metale ferromagnetyczneMetale nieferromagnetyczneTworzywa sztuczne, folie, papier, drewnoCeramika, kamień, węgiel i koks 50202010

Tab. Rodzaj i ilość stluczki szklanej

Linia uzdatnienia stłuczki szklanej powinna charakteryzować się:
- odpowiedzią wydajnością (czyli produkcją takiej ilości stłuczki, która zaspokoi zapotrzebowanie danej huty na ten składnik);
- wysokim stopniem czystości (uzdatnianie stłuczki powinno doprowadzić do obniżenia udziału zanieczyszczeń do poziomu odpowiadającemu poprawności procesu technologicznego);
- odpowiednim uziarnieniem produktów (wymiar ich nie powinien przekraczać 50 mm).

W zakładzie uzdatniania stłuczki szklanej wykorzystuje się różnicę we właściwościach między szkłem i zanieczyszczeniami. Przy uzdatnianiu stłuczki wykorzystuje się takie różnice we właściwościach jak: gęstość, przenikalność magnetyczna, barwę i połysk, zwilżalność, właściwości elektryczne, a także podatność na zmiany pod wpływem temperatury.
Ze względu na gęstość zanieczyszczeń szkła można podzielić na:
- zanieczyszczenia o gęstości mniejszej od gęstości szkła;
- zanieczyszczenia o gęstości większej od gęstości szkła.

Rodzaj zanieczyszczenia Gęstość w [Mg/m]
Zanieczyszczenia lekkie:drewnoebonitgumapolietylenpolistyrenkauczukcegla zwyklaWartość graniczna - szkloZanieczyszczenia ciężkie:stalestopy aluminiumstopy cyny 0,4-1,41,1-2,01,20,9-1,20,9-1,20,9-1,81,4-1,82,1-2,87,5-7,82,1-2,87,3-7,5

Tab. Gęstość zanieczyszczeń stluczki szklanej

Problemem, który nie może być rozwiązany przy zastosowaniu tej metody, jest oddzielenie stłuczki szklanej od ceramiki. Gęstość oraz właściwości ceramiki są bardzo zbliżone do gęstości i właściwości szkła. Duży problem stanowi również oddzielenie metali nieferromagnetycznych, które- podobnie, jak w przypadku ceramiki – mają podobną, jak stłuczka szklana, gęstość.
Proces wzbogacania stłuczki szklanej winien składać się z trzech etapów.
· Podczas pierwszego etapu następuje kruszenie materiału do uziarniania spełniającego wymagania technologii szkła. Zwykle wymagana jest średnica nie większa niż 50 mm, jednak ze względu na warunki prowadzenia procesu korzystne wydaje się zmniejszenie średnicy do 30 mm. Do tego celu bardzo dobrze nadają się kruszarki działające udarowo: wirnikowe młotkowe lub wibracyjne szczękowe. Powinny one być tak dobrane, aby zapewnić wykruszenie szkła z wnętrza zakrętek i korków wykonanych z tworzyw sztucznych i metalu.
· Podczas drugiego etapu należy oddzielić zanieczyszczenia lekkie oraz metale ferromagnetyczne od surowej stłuczki.
· Podczas trzeciego etapu należy usunąć ceramikę oraz metale nieferromagnetyczne.

Stosując stłuczkę szklaną jako surowiec wtórny w formie składnika zestawu szklarskiego, tj. wsadu do pieca, można ze starego wyrobu otrzymać nowy, wartościowy wyrób. Wykorzystanie stłuczki w produkcji nowych wyrobów szklanych ma uzasadnienie ekologiczne, technologiczne i ekonomiczne. Bezpośrednie korzyści ekologiczne, wynikające z zagospodarowania stłuczki, polegają na wyeliminowaniu szkła, materiału trudno ulegającego roskladowi, z odpadów trafiających na wysypiska. Pośrednie korzyści ekologiczne związane są z topieniem zestawu szkła o zwieszonym udziale stłuczki szklanej, wskutek czego zmniejsza się emisja spalin, a wraz z nimi emisja do atmosfery ekotoksyn:CO
NO , SO itp.
Z punktu widzenia ekonomicznego udział stłuczki w zestawie pozwala na obniżenie zużycia ciepła potrzebnego do wytopienia szkła ze stłuczki. Teoretyczna ilość ciepła potrzebnego do wytopienia szkła ze stłuczki wynosi ok. 66% ilości ciepła potrzebnego do wytopienia szkła z zestawu szklarskiego. Większa ilość stłuczki w zestawie – to mniejsza korozja ściany basenu pieca wannowego,a także mniejsze rozpylanie zestawu w piecu, a zatem im mniejsza korozja materiałów ogniotrwałych przestrzeni ogniowej pieca, wylotników palników, komór regeneracyjnych. Ogólnie przyjmuje się, że jeden kilogram stłuczki zastępuje 1,2 kg surowców obniżając jednocześnie koszty surowcowe zestawu.
Z punktu widzenia technologicznego dodatek stłuczki do wsadu jest bardzo porządany. Stłuczka o odpowiednich parametrach, a więc właściwie oczyszczona i rozdrobniona topi się w niższych temperaturach (1000C), dzięki czemu tworzy szybciej niż pozostałe składniki fazę ciekłą, co znacznie przyspiesza przebieg reakcji topnienia szkła. Oczywiste jest, że ilość dodawanej stłuczki nie może wzrastać w nieskończoność. Jak wykazuje doświadczenie światowych producentów szkła, udział stłuczki tradycyjnie uważany za graniczny, równy 35% jest coraz częściej przekraczany. W amerykańskich hutach stosuje się od 15-50% stłuczki w zestawie, a zauważa się tendencję do stosowania 80%. Według ekspertów angielskich udział stłuczki może podnieść nawet do 90%.
Odzyskanie znacznej części stłuczki pokonsumpcyjnej wydaje się w najbliższym czasie mało realne. Nawet w bardzo zdyscyplinowanych i bogatych społeczeństwach nauczenie ludzi, aby niepotrzebne opakowania wyrzucali do specjalnych pojemników zabrało sporo czasu. Poprzedziła to przeprowadzona na duża skalę, kampania informacyjna.
Wobec braku w Polsce spójnego systemu wiedzy ekologicznej, powiązanego z bodźcami finansowymi, problem utylizacji wielu cennych surowców odpadowych i wtórnych, w tym stłuczki szklanej, pozostaje nadal nierozwiązany. Dlatego też powinny zostać uruchomione odpowiednie mechanizmy promujące intensywną zbiórkę i skup stłuczki szklanej oraz powstawanie zakładów do jej przerobu. Zagadnienia te powinny być rozwiązywane zarówno globalnie, jaki i lokalnie, przy uwzględnieniu zagęszczenia ludności oraz sąsiedztwa hut szkła.