Утилизация упаковки. Учебное пособие

81

7.3.Металлические отходы

7.3.1.Состояние и перспективы вторичной преработки и утилизация металла

Внастоящее время увеличился объем розлива напитков

ипива в металлическе банки вместимостью 0,33, 0,5 и 1,0 л. Предприятия в России активно применяют этот вид упаковки для своей продукции, что приводит к росту доли металла в составе городского мусора, сбор которого недостаточно организован.

Вразвитых странах сбору и переработке жестяной тары уделяется значительное внимание. Это связано с подорожанием энергии, ростом цен на первичное сырье, стремлением уменьшить загрязненность окружающей среды. В Великобритании утилизируется до 400 тыс.т. металлического скрапа в год, что позволяет промышленности ежегодно экономить 13,5 млн. фунтов стерлингов. В ФРГ ежегодно из бывшей в употреблении жестяной тары выплавляется около 100 тыс. т металла, что составляет 15 % от годового производства. В США стоимость скрапа жестяных банок, ежегодно оказывающихся в массе отходов, составляет около 200 млн. долларов.

Сегодня в России почти все использованные у населения металлические банки выбрасываются и транспортируются вместе с другим мусором на свалку. Однако существуют технологические инструкции, согласно которым возможна утилизация и переработка почти 90 % всех использованных банок. На практике утилизация использованных жестяных банок не организована. Причина заключается в том, что металлические банки составляют не более 5 % от массы ТБО.

Одним из решений этой проблемы, является собор населением металлических банок в отдельные контейнеры. При организации такой ранней сепарации утилизация жестяных банок становится экономически выгодной. Расчеты показали, что капитальные вложения, необходимые для сбора, переработки вторичного сырья, составляют менее 50% капитальных вложений, требуемых для получения первичного сырья. Увеличение объемов утилизации жестяной тары позволяет значительно повысить эффективность использования этого широко применяемого вида тары.

82

В нашей стране утилизация использованной тары пока еще не приняла таких масштабов, как в развитых зарубежных странах, но проводится подготовительная работа по увеличению объемов ее повторного использования.

7.3.2. Утилизируемые материалы

Жестяная банка состоят из трех частей: корпуса, прикатанной крышки (дна) и крышки, поставляемой в комплекте. Прикатанная крышка может быть стандартной или легковскры-

с заужением края корпуса или без него. К банкам c заужением прикатываются стандартные крышки уменьшенного номинального диаметра.

В зависимости от назначения банки изготавливают

слакированной или нелакированной внутренней поверхностью,

слакированной, нелакированной или литографированной наружной поверхностью. Вид лакокрасочного покрытия внутренней и наружной поверхности устанавливается по согласованию с потребителем.

Характеристики, связанные со вторичной переработкой, и широкие возможности использования делают белую жесть классиком в области упаковки: она является воздухо- и светонепроницаемой и благодаря этому без пищевых добавок обеспечивает консервацию продуктов питания. Белая жесть используется также в качестве материала для транспортных емкостей в химической промышленности или для изготовления завинчиваемых пробок.

Белая жесть, полученная путем вторичной переработки, ни в чем не уступает новому металлу. Ее можно переплавить неограниченное число раз и при этом она не утрачивает своих замечательных качеств. Поэтому возможности изготовления из нее новых изделий практически неограниченны. Кроме того, одна тонна металлолома белой жести, использованного в сталеплавильных цехах, позволяет сэкономить 1,5 т руды и 665 килограмм угля.

83

Алюминий используется в различных формах для производства упаковки, наибольшую часть при этом составляют алюминиевые пленки. Остальная часть алюминия приходится на производство банок, пробок а также тубов или баллончиков для аэрозолей. В 1999 г на вторичную переработку пошло около 37 000 тонн алюминия.

Вторично переработанный алюминий является столь же гигиеничным, пластичным, стойким к нагрузкам, а также не имеющим вкуса и запаха, как и новый материал.

Помимо своих важных для упаковки качеств, таких, как свето- и воздухонепроницаемость и прочность, он также может быть использован в самых различных областях. Он используется, к примеру, в качестве пленки для гигиенического хранения продуктов питания или в виде оболочки меню. Вторично используемый алюминий может быть практически неограниченное число раз использован для изготовления новой упаковки.

7.3.3. Технологии переработка

Суть переработки жести заключается в следующем: полученный мусор сортируют, отбирая банки. Затем их прессуют и отправляют на сталеплавильный завод для переплавки. Пакеты прессованной белой жести с другим металлом попадают через отверстие конвертера прямо в жидкий чугун. Жидкий металл разливают в так называемой установке непрерывной разливки стали с получением слябов (стальных блоков). Из этих слябов на стане горячей прокатки под действием усилия величиной до 1200 тонн производят стальные полосы толщиной 2 мм. После прокатки на стане холодной прокатки эти заготовки для изготовления новых упаковок из белой жести имеют уже толщину лишь 0,12 мм. Тонкий слой цинка, нанесенный на белую жесть, защищает ее от коррозии.

В связи с широким использованием для изготовления консервной тары белой жести определенный экономический интерес представляет снятие с отходов жестяно-баночного производства и с бывших в употреблении жестяных банок олова для повторного использования. На крупных консервных заводах имеются для этого электролитические установки. Практически

84

же на этих установках обрабатываются только обрезки, отходы производства и бракованные банки, причем в процессе производства жестяных банок отходы составляют около 20%. Рационально снимать олово с бывших в употреблении консервных банок на специализированных предприятиях, куда поступают банки от потребителей и отходы производства тары с консервных заводах.

Технология снятия олова предусматривает удаление продольного паяного шва консервной банки, содержащего большое количество свинца, присутствие которого в электролитических установках по получению вторичного олова недопустимо. После снятия олова на электролитических установках стальная основа банок прессуется и отправляется на металлургические заводы для переплавки.

Производство металла из вторичного алюминия позволяет экономить до 95 % энергии по сравнению с производством первичного алюминия из бокситового сырья. Так как алюминий часто поступает на рынок соединенным с другими упаковочными материалами, то прежде, чем его можно будет направить на переплавку его необходимо измельчить или отделить от посторонних материалов. Чистая сепарация осуществляется с помощью так называемого метода пиролиза: при температуре 500 °С без доступа кислорода происходит отделение, к примеру, пластмасс или органических загрязнений. Остающихся материал для вторичной переработки переплавляется при температуре около 600 ºС. Вторичный алюминий, полученный из собранных упаковок и отлитых в виде чушек, направляется непосредственно изготовителям упаковки, для которых вторичный алюминий является особенно желанным вторичным материалом, так как он снова находит применение в качестве упаковочного материала.

7.4.Стекло

7.4.1Состояние и перспективы вторичной переработки и утилизация стекла

Отходы стекла в России превышают 1 млн тонн. Ежегодно в нашей стране образуется около 40 млн тонн твердых бытовых

85

отходов. В составе бытового мусора 3 % – стеклобой. Основной объем отходов стекла образуется за счет различных видов стеклотары. Кроме того, около 3 % стеклобоя приходятся на листовое стекло.

В настоящее время с ростом тенденций перехода к индивидуальной упаковке и почти полным отсутствием пунктов приема стеклотары, объем оборачиваемой стеклотары крайне низок. Поэтому практически весь объем произведенной тары, а также небольшая доля листового стекла и стеклянных изделий переходит в отходы.

Ежегодный объем образования отходов стекла составляет ~ 1.2 млн. тонн. Из-за отсутствия в стране раздельной системы сбора мусора, переработке подвергается не более 35 % образующегося стеклобоя.

Массовый переход изготовителей пищевых продуктов и напитков на одноразовую стеклянную тару ещё больше обостряет экологические проблемы крупных городов.

Вторичный стеклобой содержится в твердых бытовых отходах, образующихся в результате производственной и хозяйственной деятельности человека. Выделение вторичного стеклобоя и его использование является сложной технической задачей. Разработаны различные технологии отделения стекольного боя от общей массы отходов и его последующей очистки, которые с успехом применяются за рубежом.

Основными причинами низкого уровня использования стеклобоя в России является несовершенная система его заготовки, ограниченные направления использования, отсутствие тщательного изучения передового зарубежного опыта и техни- ко-экономического анализа вопросов, связанных с организацией заготовки, обработки и определением путей его использования.

Во многих странах мира сбору и переработке отходов стеклянной тары – стеклобою – уделяется огромное внимание, поскольку для производителей стеклотары это ценнейшее вторичное сырье.

Во всем мире стеклобой используют в основном для производства тары (банок, бутылок), так как требования к постоянному химическому составу стекломассы менее жесткие. Так, в Великобритании используют 15 % стеклобоя, в США — 20...30,

86

вВенгрии — 20, в Чехии, Германии — 30 и в Нидерландах — 40 %. На отдельных предприятиях в Швейцарии, США, Австрии, Германии и других странах перерабатывают от 60 до 85 % стеклобоя, а в некоторых случаях и до 100 %.

За рубежом сбором стеклобоя занимаются фирмы, специализирующиеся только на сборе и переработке этого вида вторичного сырья.

Для сбора стеклобоя за рубежом используют специальные контейнеры (скипы), устанавливаемые на улицах в местах возможного образования стеклобоя. Во многих странах применяют передвижной способ сбора стеклобоя с последовательным объездом жителей города и предприятий.

Во Франции с 01.01.93г. действует закон, который обязывает предприятия, использующие тару, перерабатывать ее самим или обеспечивать переработку ее на специализированных предприятиях. Уже установлено около 60тыс. шт. контейнеров для сбора стеклотары.

ВВеликобритании действует успешно система по поощрению сдачи использованной стеклотары населением – бутылочный банк. Сдающие стеклотару получают особые талоны. Определенную сумму этих талонов можно обменять на наличные деньги. В стране действуют отделения по сбору стеклотары

в200 городах, где число клиентов достигло 200 млн. человек. Ежегодно утилизируются около 200 тыс. использованной стеклотары и боя. Указанные объемы утилизации позволяют ежегодно экономить 2 млн. фунтов стерлингов. Расход первичного сырья для повторного изготовления тары из стеклобоя снижается в 10 раз.

Вряде европейских стран, США, Австралии и Японии внедряют системы регенерации стекла из твердых бытовых отходов, где его содержится 8... 10 % от всех собираемых отходов. В США, Италии, Франции, Испании, Нидерландах, Швеции, Великобритании при сортировке городских отходов стекло сортируют по цвету и дробят.

87

Способы переработки стекла

Утилизация стеклянной тары может производиться по трем направлениям:

1.Использование в качестве вторичного сырья при производстве стеклянной тары

2.Использование в качестве одного из компонентовнаполнителей в различных производствах,

3.Твердые бытовые отходы.

Направления утилизации вышедшей из употребления стеклянной тары представлены на рис. 7.2.

Рис 7.2. Направления утилизации стеклянной тары

В настоящее время существует достаточно большое количество технологий по переработке стекла. Все они отличаются друг от друга по различным параметрам, но имеют одно общее свойство – приблизительно одна четверть от объема стекла, подлежащего утилизации, преобразуется в новые изделия. Три четверти от объема при переработке отбрасываются.

Технологическая схема переработки стекла представлена

ниже.

88

Сбор стеклянной тары

↓

Транспортировка

↓

Обработка

↓

Сортировка

↓

Сепорация

↓

Дробление

↓

Измельчение

↓

Прессование

↓

Отправка брикетов на переплавку

Процесс утилизации «бытового» стекла начинается с правильной организации процесса сборки использованных изделий. Следующим этапом после сборки бытового стекла является его очистка от инородных материалов (например, бумажных этикеток, пластмассовых пробок, алюминия и т.д.). Этот процесс выполняется уже на перерабатывающих предприятиях, куда «бытовое» стекло доставляется из жилого сектора. На этом этапе процедуры утилизации редко возникают какие-либо затруднения: более 98 % использованной стеклотары поддаются очистке и только 1–2 % бракуются окончательно.

После всех предварительных приготовлений «бытовое» стекло поступает на перерабатывающие установки. В настоящее время при утилизации стекла предпочтение отдается тем технологиям, которые не оказывают вредного воздействия на окружающую среду и не требуют больших затрат энергии. В этой сфере широкое распространение получили такие методы, как использование новейших перерабатывающих систем с циркуляционным движением теплоносителя, расплавление и фильтрация стекла по современной «газовой» технологии и т. д.

89

После соответствующей переработки полученная стекломасса может использоваться для изготовления различных строительных материалов, конструкций и изделий: стеклоблоков, стеклопакетов, обычного оконного стекла, изоляционных материалов и других видов продукции.

Во всем мире основным направлением применения стеклобоя является производство новой тары (банок, бутылок), так как это наиболее массовое производство, имеющее наименее жесткие требования к постоянству химического состава стекломассы и позволяющее использовать вторичный стеклобой, различающийся по цвету и составу.

Средний удельный расход стеклобоя при производстве стеклянной тары за рубежом составляет: в Великобритании – 15 %; в Венгрии – 20 %; в США – 30 %, в Чехии – 24 %; в Германии – 30 %; в Нидерландах – 40 %.

Производство стеклянной тары – не единственное направление утилизации боя. За последние 15 лет в США, Канале, Германии созданы технологии, в которых предусматривается использование отходов тарного стекла при строительстве автомобильных дорог. На строительном факультете Университета в Миссури (США) разработан материал «гласфальшт», в составе которого 60 % молотого стекла, 5 % асфальта, 35 % каменной муки и других наполнителей. Этот материал уже опробован при строительстве нескольких автомобильных дорог.

Другим вариантом использования является пеностекло – полностью неорганический теплоизоляционный материал, подвергнутый термообработке при 700-800 °С, который не поддерживает горение и относится к группе негорючих материалов. Подобно обычному стеклу пеностекло экологически безопасно, а его применение позволяет отказаться от широко распространенных в настоящее время материалов на основе фенольных связующих, или экологически вредного и пожароопасного пенопласта.

Стеклянное вторсырьё — достаточно универсальный материал и из него может изготавливаться множество изделий:

– мелкозернистый бетон, изготавливаемый способом минерализации пены порошком стеклобоя. Доля стекла составляет около 95 %;

90

–щелочноземельное вяжущее. Доля стекла составляет от

6,5 % до 45 %;

–шлакостельное вяжущее вещество;

–стеклоизделия;

–стеклопорошок разных фракций;

–стеклотара. Кстати, именно стеклотара является самым популярным и массово выпускаемым изделием, по причине того что она не требует особого качества и химического состава4

–пеностекло. Пеностекло — это изоляционный материал, широко применяющийся в строительстве. Этот материал обладает отличными качествами теплоизоляции и пожаростойкости,

атакже он не подвержен воздействию грызунов и насекомых;

–каменная вата. Это теплоизоляционный материал, содержащий 25 % стеклобоя.

Уменьшение негативного воздействия отходов стеклобоя на окружающую среду может быть достигнуто внедрением системы сбора стеклоотходов, которая должна включать пять основных пунктов:

1. Организация сдачи стеклобоя предприятиями, имеющими в производстве отходы стекла.

2. Оснащение стационарных пунктов в муниципальных округах по приему импортной и невозвратной стеклотары и стеклобоя специальными контейнерами и дробилками для стекла.

3. Сбор стеклобоя в специальные контейнеры, устанавливаемые в жилых кварталах.

4. Постоянная информация населения по радио и телевидению о значении раздельного сбора вторичного сырья в целях сохранения экологии.

5. Строительство или развитие склада—наполнителя стеклобоя и отгрузочного терминала для отправки сортированного стеклобоя на перерабатывающие предприятия.