瓶中信：混合颜色玻璃是提高回收利用率的一种选择

Josiah01 · 发表于 2024-7-24 09:55:45

　　我们扔进回收箱的玻璃瓶并不总是能到达我们期望的地方。根据环境保护署的数据，美国只有约 33% 的玻璃被回收，部分原因是按颜色分类瓶子等费用较高。宾夕法尼亚州立大学的科学家最近发现，用不同颜色的消费后瓶子批量生产的钠钙硅酸盐玻璃可以在回收过程中安全地熔化在一起，这可能会导致更多的瓶子被回收。
　　研究团队在《国际陶瓷工程与科学杂志》上发表了他们的研究成果。
　　“这项研究在很大程度上解决了一个普遍存在的误解，即不同颜色的玻璃瓶不能一起回收，”凯蒂·杰拉斯 (Katy Gerace) 说道，她是宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系的博士生，于 2023 年毕业。“我们已经证实，你可以将所有这些消费后的玻璃瓶熔化在一起，创造出新的、有用的玻璃产品。”
　　钠钙硅酸盐瓶是回收率最高的玻璃类型，在重新熔化之前，先将其变成碎玻璃（即被压碎成小块或颗粒的玻璃）。碎玻璃通常按颜色分类，以便制造商能够为其产品获得特定的颜色和透明度。研究人员表示，纯净、按颜色分类的碎玻璃的可用性限制了制造过程中使用的回收材料的数量。
　　科学家表示，专注于回收利用而不是生产特定颜色瓶子的小规模制造商可以利用混合颜色的碎玻璃，从而避免将更多的玻璃瓶进入垃圾填埋场，并降低与制造玻璃相关的能源成本。
　　重新熔化玻璃碎粒所需的能量比原材料少，这意味着熔化过程中产生的二氧化碳更少。科学家表示，回收材料含量每增加 10%，能源消耗就会减少 3%。
　　“我们正在探索如何让废弃物增值，”杰拉斯说道，他现在是 Vitro Architectural Glass 的研发高级工程师。“我们试图不把这些垃圾看作是废弃物，而是看作可能具有价值的东西。”
　　这项工作源于宾夕法尼亚州立大学与 Remark Glass 的合作，Remark Glass 是一家总部位于费城、专注于创新和创意玻璃回收的公司。
　　宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系 Dorothy Pate Enright 教授、这项研究的共同作者约翰·毛罗 (John Mauro) 表示：“作为一家小企业，他们确实有兴趣尝试从废物流中去除玻璃，并避免将其进入垃圾填埋场。”
　　“他们只使用消费后玻璃瓶，因此他们非常有兴趣了解他们业务中使用的原材料的化学和材料特性。他们想知道是否有任何技术原因让他们担心他们所做的事情。”
　　Remark Glass 为研究提供了玻璃瓶，Gerace 分析了样品的化学成分和热性能，以量化五大颜色系列的变化：透明、蓝色、琥珀色、森林绿和翠绿色。
　　除了证明不同颜色和品牌的消费后瓶子可以重新熔化而不会出现材料不兼容的风险之外，研究人员还介绍了各种加工方法来控制仅由回收玻璃瓶中的混合颜色碎玻璃生产的玻璃的颜色均匀性。
　　杰拉斯说，碎玻璃的颗粒大小以及重熔过程的温度和时间对颜色均匀性的影响最大。
　　“你必须让玻璃保持熔化状态，这样所有不同的离子才能扩散并移动，从而形成一致的颜色，”她说。“因此，你可以延长熔化时间，长时间保持在高温下，等待所有物质达到平衡，或者你可以将碎玻璃的颗粒尺寸减小到更像细粉的程度。这样，就更容易获得一致漂亮的颜色了。 ”
　　例如，这意味着可以将各种色调的绿色瓶子压碎成碎玻璃并熔化以生产出均质的绿色玻璃。但是，如果需要特定色调的绿色，则需要进一步将瓶子分开。
　　“玻璃是最适合回收的材料之一，但当你真正去了解回收过程时，你会发现它非常复杂，”杰拉斯说。“不幸的是，我们放入回收箱的很多东西都被丢进了垃圾填埋场，因为我们没有很好的方法对它们进行分类和分离。这真的很不幸。”

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