目前玻璃包装瓶（罐）的回收利用主要有四种类型：包装复用、回炉再造、原料回收和转型利用。现将有关回收利用技术方法作一分析。 
　　一、废弃玻璃包装的包装复用

       1．复用方式

　　所谓废弃玻璃瓶包装的包装复用指回收利用中的包装利用（由前所述）。它又有回收利用中的同物包装利用和更物包装利用两种形式。

　　同物包装利用又分为同品牌和异品牌的包装利用。例如，啤酒玻璃瓶回收利用再作啤酒包装则为同物包装利用，但是，可能原来包装的啤酒不是回收后包装的啤酒了，这时就是同物包装的异品牌包装利用，反之，回收瓶前后包装为同一品牌啤酒，则称为同物包装利用。目前市场上的回收利用多为同物包装利用的异品牌包装利用。

　　更物包装利用也较为普遍，如有很多生产食醋的厂家，将回收回来的啤酒玻璃瓶、酱油玻璃瓶等用于食醋的包装。

　　目前，玻璃瓶包装的回收复用主要为低值量大的商品包装玻璃瓶。如啤酒瓶、汽水瓶、酱油瓶、食醋瓶及部分罐头瓶等。而作为高价值的白酒瓶、药品（医用）瓶、化妆品瓶几乎不进行回收复用，包装回收率与商品价值的关系见图1。如图看出，其价值越高的商品其玻璃瓶回收率越低。

　　（2）复用方法

　　复用工艺为：挑拣分类-→清理-→清洗（水冲）-→洗涤清洗-→水洗-→烘干水份-→消毒-→待用。

　　挑拣分类指将不同品种类别的玻璃瓶按结构形状分类，以便于按用途进行使用。

        清理指将瓶身上的标贴，特别是塑料标贴标签清除干净，同时还将瓶口损伤有缺口的瓶清除，以保证在使用不发生事故（压碎压破或伤残的瓶会因机械压力而崩裂产生片落入瓶内物品中）。

　　洗涤剂清洗为的是将瓶中污垢去除，使之更为卫生清洁。

　　消毒工艺是食品或要求较严格的化学品必须的工艺，尤其对医药用品或化妆品更是要求严格消毒。

　　复用方法最大的缺点是消耗大量的水和能源，这也是要考虑的问题。

　　二、弃玻璃包装的回炉再造

　　回炉再造是指将回收来的各种包装玻璃瓶用于同类或相近包装瓶的再制造，这实质上是一种为玻璃瓶制造提供半成品原料的回收利用。

　　具体就是将回收的玻璃瓶，进行初步清理、清洗、按色彩分类等预处理；回炉熔融与原始制造相同，此处不再详述；用回炉再生的料通过吹制、吸附等不同工艺方式制造各种玻璃包装瓶。

　　回收炉再生是一种适宜于各种难以进行复用或无法复用（如破损的玻璃瓶的玻璃瓶的回收利用方法。该法比前面方法耗能更多。

　　三、废弃玻璃包装的原料回用

　　原料回用的玻璃瓶回收利用指将不能复用的各种玻璃瓶包装废物用作各种玻璃产品的制造添加原料的利用方法。这里的玻璃产品不仅是玻璃包装制品，同时也包括其它建材及日用玻璃制品等产品废弃物。该法均比前两种回收利用法耗能多。

　　适量的加入碎玻璃有助于玻璃的制造，这是因为碎玻璃与其它原料相比可以在较低湿度下融熔。因此回收玻璃制瓶需要的热量较少，而且炉体磨损也可减少。研究表明，在玻璃制造中，掺入30%左右的碎玻璃是适宜的，所以还可以提高回收玻璃（参见玻璃容器制造）。

　　目前玻璃容器工业在制造过程中约使用20%的碎玻璃，以促进融熔以及与砂子、石灰石和碱等原料的混合。碎玻璃中75%来自玻璃容器的生产过程中，25%来自消费后的容量。

　　将废弃玻璃包装瓶（或碎玻璃料）用于玻璃制品的原料回用，应注意如下问题。

　　（1）精细挑选去除杂质

　　在玻璃瓶回收料中必须去除杂质金属和陶瓷等杂物，这是因为玻璃容器制造商需要使用高纯度的原料。例如，在碎玻璃中有金属盖等可能形成干扰熔炉作业的氧化物；陶瓷和其它外来物质则在容器生产中形成缺陷。

　　（2）颜色挑选

　　回收利用颜色也是个问题。因为带色玻璃在制造无色火石玻璃时是不能使用的，而生产琥珀色玻璃时只允许加入10%的绿色或火石玻璃，因此，消费后的碎玻璃必须用人工或机器进行颜色挑选。碎玻璃如果不进行颜色挑造直接使用，则只能用来生产浅绿色玻璃容器。

　　四、废弃玻璃包装的转型利用

　　回收玻璃瓶包装的转型利用是指将回收的玻璃包装直接加工，转为其它有用材料的利用方法。

　　这种利用方法分为两类，一种是加热型，一种是非加热型。

　　1．非加热型。

　　非加热型利用也称机械型利用。其具体方法是根据使用情况直接粉碎或先将回收的破旧玻璃经过清洗、分类、干燥等预前处理，然后采用机械的方法将它们粉碎成小颗料，或研磨加工成小玻璃球待用。其利用途径有如下几种：

　　①将玻璃碎片用作路面的组合体、建筑用砖、玻璃棉绝缘材料和蜂窝状结构材料；

　　②将粉碎的玻璃直接与建筑材料成分共同搅拌混合，制成整体建筑预制析；

　　③粉碎了的容器玻璃还可以用来制造反光板材料和服装用装饰品；

　　④用于装饰建筑物表面使其具有美丽的光学效果；

　　⑤可以直接研磨成各种造型，然后粘合成工艺美术品或小的装饰品如钮扣等。

　　⑥玻璃和塑料废料的混合料可以模铸成合成石板产品。

　　⑦可以用于生产污水管道。

　　2．加热型

　　加热型利用是将废玻璃捣碎后，用高温熔化炉将其熔化后，再用快速拉丝的方法制得玻璃纤维。这种玻璃纤维可广泛用于制取石棉瓦、玻璃缸及各种建材与日常用品。

玻璃瓶的生产是耗能最多的包装产品之一。它回收利用很有价值，图2为玻璃瓶的回收循环图。如何更有效地使玻璃包装循环使用，是国内外研究的热点。

　　五、结论

　　上述研究的玻璃包装回收利用四种方法中，包装复用是一种最理想的回收利用方法，这是一种节能而经济的回收利用。而作为转型利用，这是一种急待开发的回收利用方法。今后有很多新的能带来增值的技术将用于转型利用。

　　综上所述，废弃玻璃包装的包装复用回收利用应大力提倡、而转型利用回收应加大研究开发力度。无论哪一种回收利用方式，都可节省能源，都应因地制宜加以研究和推广。

为保护人类安全和健康，中国对包装玻璃容器中铅、镉、砷、锑溶出量规定了允许限量，涉及的产品范围包括所有接触食品、药品、酒、饮料等的包装玻璃容器。 

　　采用ICP-AES法同时测定食品玻璃容器中铅、镉、砷、锑的溶出量,回收率为87.9%～121.1%,精密度为0.43%～1.99%,检出限为Pb0.007μg/ml、Cd0.0004μg/ml、As0.02μg/ml、Sb0.02μg/ml,方法简便快速,适合于食品玻璃容器中铅、镉、砷、锑溶出量的检测分析。

1、引言 

　　熔窑中进行着复杂的高温物理化学变化过程，完成着从配合料到合格玻璃液的熔制过程。因为高温，人们无法直接观测到玻璃液内部的流动状况，无法测定玻璃液内部的温度分布和流动速度分布，因而无法了解澄清恶化，夹杂物产生，大量波筋以及析晶等熔制故障是如何产生的。运行中的玻璃熔窑犹如鲜活的人体，熔窑内玻璃液熔制工况出了毛病，也需要有熔窑医生进行诊断，通过望、闻、问、诊，采用诊断工具类似X照片，CT扫描等方法，找到熔窑工况毛病所在，才能确定改善熔窑的技术措施，达到治病救窑的目的。有哪些方法可以用来诊断熔制故障呢？经过工程技术人员和研究人员多年的努力，主要发展了如下三种方法用于玻璃熔窑的诊断和侦测。 

　　2、热工实测 

　　在实测方法中，比较成熟的是玻璃熔窑的全窑热工测定和热平衡计算。该项测量任务有如医院进行的身体全面体检。在温度测量项目中，可以测量熔窑表面各处的温度，借以判定散热强度大小，测量数据不但可以提供窑炉节能依据，也可以间接判断熔窑内部玻璃液流动形态工况。全面的热工标定可由中国国际玻璃工程有限公司下属的测试中心来完成。下面是间接判断熔窑内部玻璃液流动形态工况的表面温度测试诊断实例之一。同济大学材料学院杨志强等人为昆明玻璃股份有限公司的日产450吨浮法玻璃熔窑夹杂物熔制工艺问题所作的诊断研究中，采用了池底外表面温度分布的测量方法，通过外表面温度分布可以间接推测池底玻璃液的温度分布，进而判断内部玻璃液两个对流环流的底部平衡点位置，为熔制工艺问题诊断提供了有力的一手数据支持；实践证明这是一个很好的方法。 

　　熔窑玻璃液停产卸空后，求证玻璃液流的流动形态还可以通过观察在玻璃熔窑底部以及池壁耐火材料上的玻璃液冲刷痕迹，判断该熔窑在运行过程中玻璃液流形态的大致情况，为分析和制订熔窑进一步改进方向提供依据。同济大学材料学院在浮法玻璃熔窑工艺诊断中使用了这种方法，用以证明数值模拟和物理模拟与实际熔窑工况的一致性，强化了对熔窑内玻璃液流动规律的认知。 

　　实际熔窑玻璃液流中玻璃液质点的流动轨迹可以通过同位素追踪方法来确定。首先在配合料中投入同位素质点，在熔窑周围布置检测装置来定位同位素质点的运动过程，跟踪同位素质点运动轨迹。这种方法技术要求高，实现困难，实际工程中很少采用。另外一种方法是造影法，在投料中脉冲法加入造影剂，在玻璃窑池壁一侧设有伽玛射线发射装置，另一侧设有同步接受装置，两侧同步扫描玻璃熔窑的玻璃液，由于造影元素的吸收伽玛射线能力很强，因此可以获得熔窑二维电子图像，通过影像分析得到玻璃液中的换料动态浓度分布信息。 

　　如果使用红外摄像机来拍摄熔窑大碹的外表面温度分布，也可以通过红外图像分析得到大碹温度分布特征，进而判断内部工艺状况是否合理。该技术是实用可行的测试技术之一，红外图像还可以用来支持验证数值模拟获得的大碹外表面温度分布计算结果。 

　　实际操作中，可以通过不同部位观察孔用光学高温计测量熔窑内部指定点温度，间接获得大型浮法玻璃熔窑中玻璃熔制工况的信息。使用这种方法有时可以获得较好的效果。 

　　3、物理模拟 

　　由于实际测量的困难以及获得信息的有限性，大多数情况下，实际测量数据还不足以用来诊断玻璃熔窑熔制工况，不足以用来确诊问题所在并为熔窑改造提供依据。除了对正在运行的熔窑进行诊断分析，有时还要对新窑型以及熔窑技术改造新方案进行论证，物理模拟和数值模拟方法将是另外两个十分有效的方法。 

　　物理模拟方法是再现玻璃熔窑中玻璃液流动工况的有效方法之一。在流体力学领域大量使用模型实验来研究工程问题。例如研究飞机飞行中的浮力和阻力等动力学数据，不可能在天空上直接测量，只能采用相对运动原理，通过模型试验测试飞行中空气动力学数据并进行改进工作；研究水利工程中大坝和水与泥沙的相互作用，模型试验也是非常有力的工具。熔窑中玻璃液流运动规律也可以通过模拟试验的方法来进行研究。 

　　物理模拟以流体力学的相似定律为指导，建立对应熔窑玻璃液的模拟液运动模型，在相似的边界条件作用下，可以观察、测量和拍摄模拟的流动形态和温度分布，通过改变方案，研究模拟的玻璃液变化规律，帮助诊断窑型变化以及其它工艺参数变化引起的玻璃液流动形态变化，确定相应流动形态对玻璃液熔制工艺的影响。 

　　除了对大型熔窑内玻璃液流场和温度场进行物理模拟之外，对全电熔窑进行电场分布的物理模拟也是十分有效的，依据物理模拟可以获得电极布置、供电方式、供电参数，玻璃液对流状态以及温度分布等等多种信息，用于指导全电熔窑的设计和解决熔制障碍的依据。这种比例模型预演了全电熔玻璃窑地运行工况，在直观、感性和电器参数的可靠性上，比全电熔数值模拟更加优越。 

　　同济大学材料学院的大型玻璃熔窑模拟实验室是在原国家建材局科技司的支持下建立起来的，十几年来为玻璃行业将近三十个厂家提供了物理模拟试验的服务，为揭示熔窑中玻璃液流运动规律提供了丰富的试验研究基础。 

　　2006年同济大学材料学院的玻璃熔窑模拟实验室为昆明玻璃集团提供了玻璃熔窑夹杂物产生原因的诊断性研究服务，该问题困扰厂家一年半的时间，通过模拟试验研究诊断出了问题的关键所在，在诊断的基础上，厂家制订了合理解决方案，使熔制工艺障碍迅速好转。在长期的为玻璃行业提供技术服务基础上，同济大学材料学院的玻璃熔窑模拟实验室形成了自己特色的解释玻璃熔制工艺过程的工程理论假设，这些基于试验和实践的理论假设为大型熔窑中玻璃液熔制工艺问题提供了很好的分析基础。经过实践检验，依据部分理论假设的熔制工艺特性预报与实际工况有很好的符合度。 

4、数值模拟 

　　无论是实际测量和还是物理模拟都有其局限性，实际测量无法观测玻璃液内流动工况，物理模拟可以观测到模拟的玻璃液流动工况，但试验条件受环境影响很大，测试环节要求很高，数据再现性和准确度都与试验环境相关，况且部分工艺要素还无法实现物理模拟。 

　　数值模拟方法依据流体动力学方程以及传热传质方程。这些数学物理方程全部是微分方程。选定描述熔窑中玻璃液物理化学变化过程的数学物理方程，求出其在给定边界条件下对于具体问题的特解，就是数值模拟的过程。求解这样复杂的数学物理方程必需采用离散的方法，建立离散化的数值方程，利用计算机编程完成求解的过程。 

　　与实测方法和物理模拟方法不同，数值模拟过程是计算过程，不是自然物质的运动过程。如果数学模型建立正确，计算正确，则计算结果能够反映自然物质的运动过程。反之，可能数值模拟结果与实际情况相差甚远，不符合自然界的流体运动规律。正确的做法是利用实测分析，物理模拟结果对数值模拟分析结果进行对比分析，如果来自三个方面的分析保持一致，则说明数值模拟的分析结果是比较可靠的。 

　　可靠的数值模拟方法可以完成很多有效率的工作，对于同一方案，数值模拟结果重复性很强，不像实测数据和物理模拟数据那样受实测工况的影响。因而，数值模拟方案对比分析更能保证改变给定工艺参数与所引起的流动形态和温度分布改变之间的对应关系，对于建立量化对比分析十分有用。很多不能建立物理模型的问题，建立数值模型可能是十分方便的。

　　采用数值模拟方法分析玻璃熔窑的熔制工艺问题已有很多文献报道。十年前，流行的方法是各大专院校研究生自己动手编制计算机程序，模拟计算专门的问题。近几年，大量的流体力学商业软件（CFD）也可以应用到玻璃熔制工艺问题上。比较有名的CFD软件有PHOENICS，FLOW3D，FLUENT，ANSYS等等。 

　　同济大学材料学院的玻璃熔窑模拟实验室不但使用实测和物理模拟方法来诊断玻璃熔窑中的问题，而且还长期使用自己编制的CFD软件及商业CFD软件来辅助研究熔窑中玻璃液的运动规律。该实验室采用商业软件建立的三维玻璃熔窑的数值模型可以很好描述玻璃液流运动规律，还可以用动画的形式把火焰，粒子流动轨迹，温度分布展现出来。同济大学在与江苏华尔润集团的合作中，通过数值模拟、物理模拟等手段的相互配合研究，在日产600吨浮法熔窑的池底减浅，日产900/1000吨浮法玻璃熔窑玻璃液流工况分析等技术问题上取得了丰富的试验数据，依据这些数据的研究报告为熔窑改造与设计方案讨论提供了多角度的分析基础。 

　　5、结论 

　　玻璃熔窑及其玻璃液熔制工艺是非常复杂的化学工艺之一，也是独特的高温化学反应工程。大型玻璃熔窑造价昂贵、运行费用很高、能耗很高、运行环境苛刻，这些特征限制了玻璃熔窑性能的技术革新进程，因为在大型熔窑上的些微失误带来的损失是巨大的。正因为如此，尽管工程技术人员每天维持着玻璃熔窑的正常运行，很少有人能够完全解释熔窑中发生的玻璃熔制工艺问题。在解决熔制工艺问题中也往往是病急乱投医，或是冒险拍脑袋做尝试，很多时候这种做法付出的代价是巨大的，当然这些冒险尝试也是推动熔窑技术进步的一种途径。 

　　本文通过推介熔窑内玻璃液熔制工况的侦测方法及诊断应用实例，说明了解决熔窑玻璃液熔制工艺问题正确途径。只有采用了正确的诊断工具，得到了准确的信息，才能在诊断数据的基础上结合玻璃熔制工艺理论确诊熔制障碍的关键所在。实践证明，这种解决问题的途径极大化解了技术风险，快速找到了关键问题，规避了熔制障碍造成的重大经济损失。