玻璃钢废旧料的回收与应用

田正波，伍伟

(江西铜业集团公司贵溪冶炼厂，江西贵溪 335424)

玻璃钢废旧料的回收与应用

田正波，伍伟

(江西铜业集团公司贵溪冶炼厂，江西贵溪 335424)

随着玻璃钢工业的飞速发展，玻璃钢废旧料每年也急剧增加，如何解决玻璃钢废旧料对环境造成的危害已成为亟待解决的问题。本文针对目前国内外常用的一些玻璃钢废旧料回收方法进行了分析，并对玻璃钢废旧料的物理回收工艺流程、破碎设备及粉碎料的应用进行了详细的介绍。

玻璃钢废旧料;破碎设备;回收工艺;物理回收法;应用

1 前言

我国的玻璃钢工业自1958年起步以来，经过50多年的发展，玻璃钢制品已经得到了广泛的应用。据中国玻璃钢工业协会统计，至2007年，我国玻璃钢总产量已超过270万t［1］。由于玻璃钢具有设计灵活、易成型、轻质高强、耐腐蚀等优点，其用量每年仍快速增长，而热固性玻璃钢产品在其中占据主要地位，但其也存在不易降解、分化及回收的缺点。一方面，在冶金化工等企业中，由于在生产中工艺介质大多具有腐蚀性且大气腐蚀严重，往往使用大量玻璃钢设备、管道及电缆桥架等，随着使用寿命到期和维修更换，产生了大量的玻璃钢废旧料;另一方面，玻璃钢生产和施工企业在进行玻璃钢制品加工和施工中也存在大量边角废料。这些玻璃钢废旧料的堆放或处理既占用了工业用地又对环境产生了污染，已经成为阻碍玻璃钢工业发展的一个瓶颈，随着世界各国对环境保护的要求越来越严，玻璃钢废旧料的回收已成为国际上的研究热点之一。

2 玻璃钢废旧料回收工艺介绍

目前，国内对玻璃钢废旧料的回收及应用尚处于起步阶段，通常采取焚烧及填埋处理，这些都不符合我国的环境保护政策。国外，尤其是发达国家对玻璃钢废旧料的回收工艺研究较多，也取得了一些成果，概括起来主要的回收工艺有:化学回收法、能量回收法、物理回收法等三种工艺。这几种回收工艺的特点具体见表1。

表1 化学回收法、能量回收法、物理回收法对比［2］

2.1 化学回收法工艺

该工艺主要利用化学改性或分解将玻璃钢废弃物转变成可回收利用的其他物资。例如:热解法就是将废弃物中的树脂部分分解为可回收利用的燃气、燃油等，而其中的玻纤在高温作用下力学性能下降，可研磨成粉料作为填料使用。在美国汽车协会和通用公司共同努力下，1988年和1989年分别由Conrad工业公司和Wind Gap，JlHlBeers公司进行了数十吨SMC废弃物热解试验，证实了热解法的可行性。热解法是借鉴塑料、橡胶高温分解回收法，将玻璃钢废弃物在无氧情况下，加热分解成为保存能量成份的热解气和热解油，以及以Ca2CO3、玻纤为主的固体副产物。热解过程和最终产品均满足安全性和环保的要求。

但该方法技术难度大，对回收设备要求高，回收费用很高。其优点是可处理被油漆、粘接剂及其他材料污染过的玻璃钢废弃物，一般适合大批量玻璃钢废弃物的处理［3］。

2.2 能量回收法工艺

该工艺是通过对废旧料进行焚烧等处理，将其中的有机物转换为热能或其他能量方式后进行利用。对热固性的玻璃钢来说，其燃烧后产生热量一般，且含有大量灰份，该方法有着生产成本低，处理简单的优点，但是在焚烧过程易释放有毒气体，焚烧后的灰份需填埋，会对环境造成二次污染［4］。

2.3 物理回收法工艺

物理回收顾名思义是将玻璃钢废旧料通过机械粉碎等物理方法处理后将粉碎料回收利用，这些粉碎料通常可作为制作新的玻璃钢材质产品的填料或直接填充热塑性塑料等使用。该工艺的优点是工艺简单、生产成本较低，同时可将回收料进行再利用，不会造成二次污染，但是对受污染的废弃物需先进行分类并清洗后方可进行。

国外曾将酚醛树脂玻璃钢进行过物理法回收的试验。先把酚醛玻璃钢废料用锤磨机磨碎成6.35mm的小粒子，再用针模机、球磨机或单辊滚压机进一步粉碎，减小尺寸。试验发现将50%玻纤增强酚醛树脂粉磨成76～200μm的细粒子，并以质量分数4%～12%重新加入到玻纤增强酚醛树脂中，其模压件性能相比未添加时没有变差。小粒子相比大粒子填充效果好，但是大粒子也可以使用。将质量分数为15%的240～600μm的大粒子回收料加入到矿物质或纤维素填充酚醛树脂中，对其力学性能也无不良影响［5］。

3 回收工艺流程

通过研究及试验，决定采用物理回收工艺来回收玻璃钢废旧料。其工艺流程为:

废旧料在清理完成后，依次要经过切断、破碎、粉碎等工序，达到可使用粒径后方可作为填料使用。物理回收法不同粒径尺寸及其适用范围见表2。

表2 物理回收法回收物粒径尺寸及应用范围［4］

4 破碎工艺设备

回收玻璃钢废旧料的破碎工艺设备主要由:切割机、皮带输送机、破碎机、旋风分料器、除尘器、磨粉机等组成，如图1所示:

图1 破碎工艺流程图

由于玻璃钢废旧料尺寸大小不一，大尺寸的有玻璃钢废旧设备、管道等，所以在破碎前，必须将大尺寸的玻璃钢废旧料切割成小块，使之成为破碎机所能处理的尺寸。方法是:先用手持式切割机将大尺寸玻璃钢废旧料分解为一定尺寸的玻璃钢板材，然后再用板材切割机将其切割成所要求尺寸。板材切割机通过自主研发而成，一台为管材专用切割机，一台为平板切割机，其中的管材专用切割机如图2所示:

图2 管材专用切割机工作示意图

在两套切割机上均安装有收尘罩，切割过程产生的粉尘经布袋除尘后向外排放，避免造成二次污染。

破碎工艺设备中的破碎机是整条生产线的关键设备，它主要由喂料口、破碎刀具、筛网等组成，而破碎刀具是破碎设备中最关键的部件，其刀刃必须具有高抗冲性，由特殊的合金钢加工而成。我们选择了国内某厂家生产的剪切式玻璃钢破碎机作为该生产线的主要破碎设备，该设备最大可破碎玻璃钢块的尺寸为200mm×200mm，厚度为20mm，处理能力达到150Kg/h，通过筛网控制粉碎料粒径在3mm～4mm。磨粉机可根据不同使用要求选择是否将破碎后的粉料处理成粒径更小的微粉，该设备采用内装分级机构，能同时对破碎后的玻璃钢料完成粉碎和微粉分级两道处理工序。在不停机情况下，通过调节分级机转速或调节风量，即可得到所需粒度。生产的微粉其目数可达到200目、300目、400目等。

5 粉碎料的应用

通过破碎机产生的粉料粒径较大，可用作地面防腐的填料使用，也可作为设备基础、梁等建筑构件以及树脂混凝土设备的填料。磨粉机处理过的粉料粒度小可作为SMC、BMC及热塑性塑料的填料使用［6］。

以下是玻璃钢粉碎料在某铜冶炼厂应用的几个案例:

案例一:用于混凝土楼地面的防腐面层，采用乙烯基酯树脂作为基体材料，破碎后的玻璃钢粉料作为填料。施工方法为:混凝土基层干燥至含水率小于5%后对混凝土基层进行处理，铲去浮砂层，使混凝土基层表面牢固，然后刷底漆;再施工玻璃钢隔离层;最后将树脂和玻璃钢粉料等骨料的混合料作为防腐蚀面层进行施工。采用该方法施工的混凝土楼地面防腐面层厚度一般为6～8mm，与铜冶炼厂常用的呋喃树脂混凝土防腐面层相比，厚度大幅降低，成本也大幅降低，且施工的楼地面防腐蚀面层可进行着色，比黑色的呋喃树脂混凝土防腐面层美观。

案例二:用于钢平台及走道的防腐面层。施工方法为:先对钢平台进行表面处理，通过喷砂或手工除锈至钢材露出金属光泽并有均匀的粗糙度即可;表面处理完成后，8h内涂刷底漆;再铺覆玻璃钢隔离层;最后将乙烯基酯树脂和玻璃钢粉料的混合料直接涂敷至隔离层上。该方法相比使用防腐涂料:一是可以提高整个平台或走道的耐磨性;二是成本低廉;三是防腐蚀性能更为优良;四是使用寿命长。

案例三:用于树脂混凝土泵基础、地坑、设备等的制作。制作方法为:将破碎后的玻璃钢粉料作为填料按比例添加在树脂混凝土中，然后浇捣成泵基础、地坑和树脂混凝土槽等设备。因为粉碎料中有短纤维、已固化的树脂颗粒，能显著提高树脂混凝土的抗收缩性、韧性和抗裂性。

6 结论

玻璃钢废旧料的处理，通过将大的玻璃钢块切割成小块，然后通过破碎设备破碎，进而将破碎的较大颗粒通过磨粉机处理成各种粒度的微粉，破碎的较大颗粒和研磨的微粉均可作为耐腐蚀填料进行应用。

物理法回收玻璃钢废旧料，工艺流程简单，处理成本低，有效地解决了玻璃钢废旧料对环境造成的危害，作为一个资源回收利用方法对玻璃钢工业的发展有较大的推动作用。

［1］李彦春.我国玻璃钢/复合材料行业发展动向［A］.贾运华.中国不饱和聚酯树脂行业协会第十二届年会论文集［C］.中国长春:中国不饱和聚酯树脂行业协会，2008:117－118.

［2］焦斌，蔡晴，李杰.热固性玻璃钢废弃物的回收利用［J］.玻璃钢/复合材料，1997，(6):38－41.

［3］徐佳，孙超明.树脂基复合材料废弃物的回收利用技术［J］.玻璃钢/复合材料，2009，(4):100－103.

［4］曾一铮，游长江.热固性聚合物基复合材料废弃物回收利用进展［J］.广州化学，2009，34(2):54－60.

［5］吴自强，付桂珍.废旧玻璃钢的回收利用［J］.再生资源研究，2002，(3):11－14.

［6］张东兴，黄龙男.玻璃钢废弃物排出量估算及其粉料应用可行性研究［J］.纤维复合材料.1999，16(3):43－44.

Recycling and Application of the FRP Waste Material

TIAN Zheng－bo，WU Wei

(JCC Guixi Smelter，Guixi Jiangxi，China335424)

With the rapid development of FRP industry，FRP waste material increases dramatically every year.How to solve the harm of waste FRP material to the environment becomes an urgent problem.This article analyzes some usual recycling methods of the Fiber Reinforce Plastic(FRP)waste material currently used at home and abroad，and introduces the physical recovery process flow，crushing equipment and application of crushing materials in detail.

FRP waste material;crushing equipment;recovery process;physical recovery method;application

X78

C

1009－3842(2011)04－0034－03

2011－04－19

田正波(1983－)，男，汉族，湖北襄阳人，主要从事防腐高分子材料设备设计及生产管理工作，E－mail:tiansxz@sina.com