Утилизация стекловаты

Будь то изоляция крыши или стены: стекловата является популярным изоляционным материалом. Однако ее нелегко утилизировать. Согласно Европейскому списку отходов (AVV), отходы минерального волокна (включая каменную вату или шлаковую вату) должны утилизироваться с помощью специальных испытаний и мониторинга.

Что такое стекловата?

Стекловата – это минеральный изоляционный материал (минеральная вата), который в основном производится из отходов стекла (70%), а также состоит из кварцевого песка, известняка и соды. В рамках производства искусственных минеральных волокон (KMF) базовые материалы расплавляются и превращаются в длинные, тонкие волокна. Затем эти волокна перерабатываются в панели из флиса или стекловаты. Они используются в теплоизоляции.

В чем разница между стекловатой и каменной ватой?

Каменная вата получается из камней, таких как лонжерон, доломит, базальт и известняк, и в сочетании с коксом в качестве источника энергии, а также связующими веществами и минеральным маслом.

Кроме того, существует доля переработанной каменной ваты и, в зависимости от производителя, до 25% отходов стекла. Минеральная вата создается с более высокой звукоизоляционной способностью, но также и с большим весом.

Каменная вата менее эластична, чем стекловата, поэтому изоляционные плиты более устойчивы к давлению, но также менее эластичны и сжимаемы. Они передают температуру медленнее основной структуре.

Что такое шлаковая вата?

При сжигании в доменной печи шлак образуется как отходы, которые прядутся в искусственные минеральные волокна. Самый старый продукт из минеральной ваты также содержит тяжелые металлы и предполагаемые раковые волокна. В середине 19-го века шлаковатая шерсть использовалась для изоляции машин, но сегодня она почти не используется.

Преимущества стекловаты в качестве изоляционного материала

  • недорогой и мощный
  • огнестойкий
  • частично перерабатываемый
  • влага транспортируется с внутренней стороны к внешней стороне, таким образом предотвращая плесень
  • с ней легко работать, ее можно разрезать по размеру с помощью ножа
  • стекловата используется не только для тепло- и звукоизоляции в доме (ударная шумоизоляция), но также для противопожарной защиты и для изоляции кабелей.

Вредна ли стекловата для здоровья?

Минеральная вата имеет плохую репутацию канцерогенного вещества. Однако следует проявлять осторожность в отношении шлаковой ваты и старой каменной и стекловаты, произведенной до 1995 года. Их волокна меньше трех микрометров и поэтому пригодны для вдыхания.

Проблема: после того, как люди вдыхают мини волокна, они больше не могут полностью откашлять их, и тело не может выделять их. В результате деликатные волокна легких вызывают необратимые повреждения. По этой причине стекловата до 1995 года была столь же опасна с точки зрения риска для здоровья, что и строительный материал асбест.

Производство и использование пригодной для вдыхания минеральной ваты, как правило, запрещено с 1 июля 2000 года. Биостойкие волокна, то есть каменная и стекловата, которые были изготовлены до 1995 года и установлены до 2000 года, обладают лучшей биорастворимостью, но все еще не соответствуют современным требованиям. С 2000 года разрешено продавать и использовать только минеральную вату, что соответствует самым строгим критериям и может разрушиться организмом человека в течение 40 дней. Биорастворимая минвата отмечена знаком качества RAL.

Но даже современная стекловата все еще может оказывать воздействие на здоровье: зуд, вызванный раздражением кожи, пылью, раздражением глаз, воспалением дыхательных путей и слизистых оболочек, нарушением дыхания.

Являются ли крыши с изоляцией из стекловаты опасными для здоровья?

Нет, пока стекловата находится в крыше, например, в качестве промежуточной стропильной изоляции и изолирована пароизоляцией и внутренней облицовкой. Меры предосторожности следует соблюдать только в том случае, если эти пленки были повреждены.

Утилизация стекловаты

Стекловата укрывает профессиональный монтаж в доме и не представляет никаких рисков. Однако при обработке изоляционной ваты применяются особые правила безопасности, которые надо соблюдать. В конце концов, волокна стекловаты становятся хрупкими даже при легком прикосновении к ним и попадают в атмосферу в виде пыли.

  • Всегда надевать специальную защитную одежду: защитный костюм для всего тела, перчатки, защитные очки и головной убор, а также маска для лица.
  • Надо стараться как можно меньше размешивать минеральную вату. Использовать нож, чтобы аккуратно обработать изоляцию.
  • Никогда не бросать и не рвать стекловату, так как это высвободит тонны волокон.
  • После того, как работа сделана, тщательно очистить пылесосом рабочее место. Затем тщательно проветрить комнату.
  • Тщательно смыть строительную пыль водой.
  • Чтобы правильно утилизировать стекловату, надо сразу же герметично упаковывать отходы в специальные пакеты KMF. Нельзя использовать обычные мешки для мусора, так как они быстро рвутся и могут выделять вредные вещества. Адекватные мешки KMF доступны в различных размерах в специализированных магазинах или в Интернете.

Многие изготовители каменной ваты и стекловаты по-прежнему в широком масштабе удаляют обусловленные технологией производства отходы в виде минеральной ваты, снижая таким образом свою потенциальную прибыль. Наряду с затратами на изготовление подлежащих удалению отходов (на сырье, энергию, кадры и оборудование), требуются затраты на их удаление (транспортировка и размещение в хранилищах). Кроме того, эти отходы оказывают вредную нагрузку на окружающую среду в результате хранения на свалках, а также в связи с тем, что для производства используются сырьевые материалы и источники энергии. В установке для вторичной переработки компании FAS большая часть направлявшихся до сих пор на удаление отходов минеральной ваты перерабатывается повторно так, что после этого они могут опять применяться в товарных изделиях. Повышаются объемы произведенной продукции и производительность, сокращается расход энергии и сырья. Кроме того, за счет существенного уменьшения образующихся отходов заметно снижается нагрузка на окружающую среду. С учетом всех этих преимуществ кажется почти невероятным то, что инвестиции в такую установку зачастую окупаются за период менее 1,5 лет.

Из отходов создается прибыль

В процессе изготовления минеральной ваты помимо участков обрезки края ковра, составляющих 6–8 %, образуются дополнительные некондиционные остатки продукта и нетоварные продукты, составляющие приблизительно 5–8 % общего объема выпущенной продукции.

Таким образом, от 5 до 15 % продуктов общего объема производства из-за своего состояния не подходят для продажи.

Многие изготовители минеральной ваты удаляют эти некондиционные изделия или их значительную часть, будучи вынужденными оплачивать не только их удаление, но и стоимость транспортировки.

Установка для вторичной переработки компании FAS дает возможность сэкономить эти расходы. Кроме того, благодаря применению таких прошедших повторную переработку отходов получается товар, который может быть продан за полную цену. Тем самым увеличивается выручка, и это всё достигается при почти одинаковом уровне привлечения материала, энергии и персонала.

Охрана окружающей среды

В качестве дополнительного эффекта обеспечивается существенное снижение нагрузки на окружающую среду за счет предупреждения возникновения подлежащих удалению отходов минеральной ваты. Изготовитель, заявляющий о своей приверженности экологически устойчивому принципу ведения хозяйства (эти аргументы он выдвигает уже на стадии внедрения на рынке своих основных продуктов), может, конечно, особенно хорошо использовать это обстоятельство как маркетинговый аргумент с тем, чтобы таким образом приобрести доверие и привлечь заказчиков, дополнительно укрепляя за счет этого свои позиции на рынке, а также увеличивая объемы оборота и прибыль.

Увеличение прибыли путем вторичной переработки отходов (пример)

Производство минеральной ваты: без установки вторичной переработки FAS (слева); с установкой вторичной переработки FAS (справа) Следующий анализ показывает увеличение прибыли, достигнутое на базе консервативного подхода с применением установки вторичной переработки компании FAS для производства каменной ваты с мощностью 6 т/час:

Объем производства: ~ 40 тыс. т/год;

Некондиционный товар = 6 %: ~ 2400 т/год;

Затраты на удаление и транспортировку: ~ 40 евро/т → ок. 100 тыс. евро/год;

Средняя выручка за готовый продукт: ~ 550 евро/т.

Дополнительная выручка за повторную переработку некондиционного товара составит около 1,3 млн. евро/год (2400 т/год x 550 евро/т).

Так как дополнительная выручка на сумму 1,3 млн. евро/год образуется без значительного дополнительного привлечения материала, энергии и персонала, то ее следует принять в расчет как максимальный объем (здесь она взята в виде ~ 80 %) в рамках увеличения прибыли за счет:

а) утилизации некондиционного товара: ~ 1 млн. евро/год;

b) экономии затрат на удаление отходов: ~ 100 тыс. евро/год.

Повышение прибыли на базе установки для вторичной переработки компании FAS составит около 1,1 млн. евро/год.

Концепция установки и особенности установки для вторичной переработки компании FAS

Если всмотреться в конкретные детали, то все требования заказчиков, предъявляемые к установке для вторичной переработки, характеризуются принципиальным отличием. Поэтому компания FAS всегда разрабатывает концепцию установки и подбирает ее исполнение с учетом специфики данных требований.

Для описания функций за основу взята установка для вторичной переработки компании FAS, приведенная на схеме в качестве примера.

При обрезке краев (1) образуются обрезки. Большинство изготовителей подвергают эти обрезки утилизации на своих предприятиях, измельчая и подавая их по пневмосистеме (2) обратно в камеру волокнообразования (3).

Важнейшее значение имеет максимально возможное количество добавляемого утилизованного материала в волокно в камере волокнообразования, не влияющее на качество готовой продукции.

Многие установки для производства минерального волокна оснащаются оборудованием для обрезки краев, которое обеспечивает неудовлетворительное качество неупорядоченной волокнистой массы первичного ковра, в результате чего на таких предприятиях качество продукции значительно снижается уже после добавления небольшого количества утилизованного материала. В таких случаях невозможно направить на повторную переработку даже образующиеся у них объемы обрезок краев, а остатки приходится удалять в качестве отходов.

Измельчитель боковых обрезков FAS (слева), кромочная фреза FAS (справа)

На базе накопленного на протяжении многих лет опыта работы в этой отрасли компания FAS разработала специальные, очень долговечные и износостойкие измельчители боковых обрезков и кромочные фрезы, которые обеспечивают оптимальное качество утилизованной массы и максимальную степень переработки.

Для соблюдения спецификации специальные изделия из минерального волокна зачастую вообще не должны иметь в своем составе утилизованный материал или содержать лишь его небольшие количества.

Однако так как боковые обрезки образуются всегда, необходимо найти возможность промежуточного хранения этого пригодного для повторного использования материала, чтобы его можно было прибыльно перерабатывать и чтобы не было необходимости удалять его в качестве отходов.

Компания FAS предлагает для этого долговечный, износостойкий и надежный в эксплуатации промежуточный бункер (4), размеры которого рассчитываются в зависимости от производственной мощности, куда могут подаваться все боковые обрезки. С этой целью поток переработанного материала перенаправляется с участка измельчения боковых обрезков через направляющие переключатели (5) в промежуточный бункер (4), а не в камеру волокнообразования (3).

Некондиционный материал (остатки продукта и нетоварные продукты) измельчается в одновальном измельчителе прочной и износостойкой конструкции компании FAS (6) и также направляется в промежуточный бункер (4) по пневмосистеме (7).

Колена труб с облицовкой из композитной брони (слева), вентилятор пневмотранспортера с облицовкой из керамических плит (справа)

На участке пневмотранспортировки, особенно в таких подверженных износу местах, как, например, повороты труб и вентилятор, компания FAS применяет элементы конструкции с высокой устойчивостью к износу.

Во избежание пылевой нагрузки промежуточный бункер (4) оборудован пылезадерживающим фильтром (8).

Затем посредством последовательно подключенного к устройству для выгрузки из бункера (9) взвешивающего и дозирующего устройства (10) из промежуточного бункера отбирается требуемое количество утилизируемого материала и по пневмосистеме (11) непрерывно подмешивается к продукту в камере волокнообразования (3) с обеспечением равномерной дозировки.

Предварительно в мельнице для волокнистого материала компании FAS (12) оптимизируется качество переработанной массы с учетом цели вторичной переработки.

Таким образом, в зависимости от продукта имеется возможность утилизировать в установке для вторичной переработки компании FAS объемы отходов более 15 %. Подобные установки перерабатывают отходы с производительностью более 2,5 т/ч.

Компания FAS Hansek GmbH & Co KG

Компания FAS первой определила колоссальный потенциал, заложенный в применении установок для вторичной переработки в индустрии, выпускающей минеральную вату, и уже 25 лет тому назад приступила к внедрению подобного оборудования у известных производителей. С того времени компания FAS смогла обеспечить сбыт около 160 установок для вторичной переработки, фильтрации и очистки отработанных газов для потребителей во всем мире, в т.ч. более 10 % только на территории России.

Компании FAS досконально известны требования, которые предъявляются к такому оборудованию и его компонентам. Она в состоянии предложить заказчикам решения, в точности учитывающие индивидуальные потребности, с использованием продуманных, надежных в эксплуатации и особенно износостойких компонентов с максимальной эксплуатационной надежностью и технологической готовностью, которые непрерывно совершенствуются и основные компоненты которых изготовляются и испытываются на собственном производственном объекте.

Поэтому компоненты и системы компании FAS отличаются чрезвычайно низкими затратами на техобслуживание и эксплуатацию.

Перед отгрузкой всех установок компания FAS принципиально осуществляет предварительный монтаж в собственных цехах, чтобы проверить сборку компонентов, провести первые функциональные испытания, а также свести до минимума сроки монтажа и ввода в эксплуатацию на стройплощадке.

Если возникает потребность, компания FAS обеспечивает также интересные предложения по финансированию.

FAS Hansek GmbH & Co. KG

Webereistraße 2
D–48565 Steinfurt-Borghorst

Тел.: +49 2552 63950
Факс: +49 2552 639520

Инновационный способ переработки отходов производства утеплителя для стен позволит выпускать строительные блоки, которые по прочности не уступят бетонным. При этом их себестоимость будет вдвое меньшей, что скажется на конечной цене квартир. Также ученые получили вспененный вариант нового материала. Он должен стать более дешевой — на 20% — альтернативой газобетону, который широко используется в малоэтажном строительстве. Дополнительное преимущество блоков — стойкость к грибковому воздействию и растрескиванию, которая гарантирует его долговечность. Первую партию новых блоков планируется выпустить в конце 2019 года.

С алюминиевой пудрой

Минеральная вата — один из наиболее распространенных строительных утеплителей. Его производство связано с активным образованием отходов, количество которых в ряде случаев может достигать 15–30% массы готового продукта. По оценкам специалистов, значительная их часть утилизируется на мусорных полигонах. Решением проблемы может стать переработка отходов в инновационный материал, который способен стать более доступной альтернативой бетону.

Ученым удалось максимально упростить процесс преобразования частиц утеплителя в готовые шлакоблоки. На первой его стадии из отходов отсеиваются мелкие фракции (диаметром меньше миллиметра), после чего сырье размалывается с помощью стандартной шаровой мельницы. В получившуюся массу технологи добавляют слабый раствор каустической соды (NaOH), а затем — алюминиевую пудру. Последняя обеспечивает вспенивание материала, который на финальной стадии затвердевает в специальных формах.

По словам разработчиков, новые блоки будут на 20% дешевле стандартного газобетона, который широко применяется при малоэтажном строительстве, например, загородных домов.

— Если на заводе появится необходимость изготовить альтернативу обычному бетону (не пористому), то будет достаточно вместо вспенивающего компонента (алюминиевой пудры) добавить в материал заполнитель, в качестве которого используются обычный песок, щебень, гравий и т.д., — рассказал руководитель сектора «Строительное материаловедение» НИИ «Материаловедение» Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарева Александр Родин.

Цены на квартиры могут снизиться

В будущем мини-заводы по производству новых шлакоблоков планируется размещать непосредственно на предприятиях, изготавливающих минеральную вату, — это позволит избежать необходимости в транспортировке отходов. По мнению разработчиков, благодаря данному преимуществу, а также низкой рыночной цене на вторсырье, можно добиться в два раза меньшей себестоимости новых строительных блоков по сравнению с аналогичными изделиями на основе бетона, обладающими сопоставимыми характеристиками по прочности на сжатие. В результате цены на квартиры в домах, которые будут построены из нового материала, как полагают авторы технологии, должны снизиться.

— По другому важному показателю — прочности на изгиб — наша разработка вдвое превосходит изделия из бетона, которые склонны растрескиваться при данном типе воздействия (например, если использовать их в дорожном строительстве) и требуют дополнительного армирования специальными сетками, — пояснил Александр Родин. — Этого удалось добиться за счет особенностей исходного сырья, которое обеспечивает самоармирование конструкций, увеличивая их сопротивляемость нагрузкам.

Однако некоторые эксперты поставили под сомнение дешевизну технологии получения вспененных материалов.

— Используемая в процессе производства алюминиевая пудра является одним из наиболее дорогих рецептурных ингредиентов и целесообразность ее сочетания с дешевыми отходами еще предстоит оценить и сопоставить с конкурентными решениями, — отметил руководитель департамента специальных проектов МИЦ «Композиты России» Вячеслав Селезнев.

Мимо свалки

О необходимости внедрения нового производства высказались в ассоциации производителей современной минеральной изоляции РОСИЗОЛ, одновременно указав на сырьевые ограничения, которые могут помешать реализации идеи.

— Производство минеральной изоляции на крупных российских заводах происходит по замкнутому циклу, при котором все отходы возвращаются обратно в производственный процесс для вторичного использования, — отметила исполнительный директор ассоциации Евгения Свиридова. — Правда, существует и множество небольших предприятий, которые пока не успели внедрить экологичные технологии.

По словам эксперта, для них предложенный способ утилизации может оказаться весьма привлекательным — в частности, он позволит им отказаться от захоронения отходов на полигонах. В результате не придется платить за это соответствующий сбор.

Среда защиты

Дополнительное преимущество новой разработки — способность противостоять биологическим воздействиям. Она достигается благодаря щелочной среде материала, враждебной по отношению к вредным микроорганизмам.

В настоящее время новые шлакоблоки успешно прошли испытания на способность выдерживать механические воздействия, и сейчас находятся в стадии более длительной проверки на биологическую стойкость. Причем, промежуточные результаты уже позволяют говорить о том, что материал получился устойчивым к грибковому воздействию.

Сейчас ученые ведут переговоры с возможным индустриальным партнером (им выступает саранский Комбинат теплоизоляционных изделий). Планируется, что первая партия новых строительных блоков будет выпущена в конце 2019 года.