Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10610:2014
Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10610:2014 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn ASTM E5359-98) quy định các yêu cầu kỹ thuật đối với thủy tinh vụn thu hồi từ nguồn chất thải rắn để sử dụng làm nguyên liệu đầu vào cho quá trình sản xuất sợi thủy tinh. Đây là văn bản kỹ thuật nền tảng giúp định hướng hoạt động tái chế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tối ưu hóa nguồn nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất vật liệu cách nhiệt, cách âm và vật liệu composite gia cường.
Điều 1: Phạm vi áp dụng
Điều khoản này xác định giới hạn áp dụng và mục tiêu kỹ thuật của tiêu chuẩn đối với các bên liên quan trong chuỗi thu gom, xử lý và sử dụng thủy tinh vụn tái chế:
- Tiêu chuẩn này áp dụng cụ thể cho sản phẩm thủy tinh vụn (cullet) được thu hồi từ chất thải rắn đô thị hoặc chất thải công nghiệp, đã qua xử lý cơ học để làm sạch và phân loại.
- Quy định các chỉ tiêu chất lượng về mặt hóa học và vật lý nhằm đảm bảo thủy tinh vụn không gây ảnh hưởng xấu đến tuổi thọ của lò nung, không làm tắc nghẽn đầu phun sợi và bảo toàn cơ tính của sợi thủy tinh thành phẩm.
- Tiêu chuẩn không đưa ra đầy đủ các quy tắc an toàn liên quan đến việc vận hành và tiếp xúc với thủy tinh vụn. Người sử dụng tiêu chuẩn có trách nhiệm tự thiết lập các biện pháp an toàn lao động và bảo vệ sức khỏe phù hợp trước khi áp dụng thực tế.
Điều 2: Tài liệu viện dẫn
Để đảm bảo tính chính xác và đồng bộ khi áp dụng tiêu chuẩn này, các bên cần phối hợp tham chiếu và sử dụng các tài liệu kỹ thuật liên quan sau:
- Các tiêu chuẩn quốc gia (TCVN) và tiêu chuẩn quốc tế (ASTM) về phương pháp lấy mẫu thử nghiệm đối với vật liệu rời và chất thải rắn.
- Các tiêu chuẩn về phương pháp phân tích hóa học thủy tinh, xác định hàm lượng ẩm, hàm lượng tạp chất không nóng chảy và hàm lượng kim loại lẫn trong nguyên liệu.
Điều 3: Thuật ngữ và định nghĩa
Tiêu chuẩn làm rõ các khái niệm chuyên ngành nhằm thống nhất cách hiểu trong quá trình giao dịch thương mại, kiểm định chất lượng và vận hành sản xuất:
- Thủy tinh vụn (Cullet): Là thủy tinh phế thải đã được thu gom, làm sạch, loại bỏ tạp chất và nghiền nhỏ đến một kích thước hạt xác định để sẵn sàng đưa vào lò nung tái chế.
- Sợi thủy tinh (Fiberglass): Sản phẩm được tạo ra bằng cách kéo các sợi thủy tinh cực mảnh từ bể thủy tinh nóng chảy, được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ chế tạo vật liệu cách nhiệt, cách âm hoặc gia cường lực.
- Tạp chất ngoại lai (Foreign matter): Các vật liệu không phải là thủy tinh lẫn vào trong quá trình thu gom, bao gồm kim loại, gốm sứ, đá, chất hữu cơ, giấy, nhựa và cao su.
- Vật liệu chịu lửa (Refractory materials): Các hạt gốm, sứ, gạch chịu lửa hoặc đá tự nhiên có nhiệt độ nóng chảy cao hơn nhiệt độ nóng chảy của thủy tinh thông thường, có nguy cơ tạo ra các hạt dị vật không tan trong sản phẩm sợi thủy tinh.
Điều 4: Yêu cầu kỹ thuật chung và phân loại
Điều khoản này thiết lập các nguyên tắc phân loại cơ bản và các chỉ tiêu chất lượng cốt lõi mà thủy tinh vụn thu hồi bắt buộc phải đáp ứng trước khi đưa vào dây chuyền sản xuất:
- Phân loại theo màu sắc: Thủy tinh vụn có thể được phân chia thành các nhóm màu sắc khác nhau (như không màu, màu xanh, màu hổ phách) tùy thuộc vào yêu cầu công nghệ cụ thể của từng nhà máy sản xuất sợi thủy tinh để tránh làm biến đổi màu sắc và tính chất quang học của sản phẩm cuối.
- Yêu cầu về kích cỡ hạt: Kích thước hạt thủy tinh vụn phải nằm trong giới hạn cho phép. Hạt quá lớn sẽ làm chậm quá trình nóng chảy, trong khi hạt quá nhỏ (dạng bột) dễ gây ra hiện tượng bay bụi và tạo bọt khí trong lò nung.
- Kiểm soát độ ẩm và chất hữu cơ: Hàm lượng ẩm và các tạp chất hữu cơ (như nhãn giấy, keo dán, tàn dư thực phẩm) phải được khống chế ở mức tối thiểu để ngăn ngừa sự hình thành khí độc, bọt khí hoặc làm thay đổi môi trường oxy hóa - khử trong lò nung.
- Giới hạn nghiêm ngặt về kim loại và chất không nóng chảy: Các mảnh kim loại (từ tính và phi từ tính) cùng các hạt gốm sứ chịu lửa phải được loại bỏ triệt để. Sự xuất hiện của chúng có thể gây mài mòn, phá hủy vòi phun sợi thủy tinh hoặc tạo ra các điểm khuyết tật cơ học nghiêm trọng trên sợi thủy tinh thành phẩm.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 10610:2014
ASTM E5359-98
CHẤT THẢI RẮN - THỦY TINH VỤN THU HỒI TỪ CHẤT THẢI DÙNG ĐỂ SẢN XUẤT SỢI THỦY TINH - YÊU CẦU KỸ THUẬT
Standard specification for glass cullet recovered from waste for use in manufacture of glass fiber
Lời nói đầu
TCVN 10610:2014 được xây dựng trên cơ sở chấp nhận hoàn toàn tương đương với ASTM D5359-98, Standard specification for glass cullet recovered from waste for use in manufacture of glass fiber, với sự cho phép của ASTM quốc tế, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428, USA. Tiêu chuẩn ASTM D5359-98 thuộc bản quyền ASTM quốc tế. Tiêu chuẩn ASTM D5359-98 đã được Tổ chức ASTM xem xét và phê duyệt lại năm 2010 với bố cục và nội dung không thay đổi.
TCVN 10610:2014 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 200 Chất thải rắn biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
CHẤT THẢI RẮN - THỦY TINH VỤN THU HỒI TỪ CHẤT THẢI DÙNG ĐỂ SẢN XUẤT SỢI THỦY TINH - YÊU CẦU KỸ THUẬT
Standard specification for glass cullet recovered from waste for use in manufacture of glass fiber
1 Phạm vi áp dụng
1.1 Tiêu chuẩn này quy định các chỉ tiêu kỹ thuật đối với thủy tinh vụn thu hồi từ chất thải đô thị dành riêng để thải bỏ. Loại vụn thu hồi này được sử dụng trong sản xuất sợi thủy tinh để sản xuất các loại sản phẩm bảo ôn.
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi (nếu có).
TCVN 10609 (ASTM E688), Chất thải thủy tinh làm nguyên liệu để sản xuất thủy tinh - Phương pháp thử.
ASTM C162, Terminology of glass and glass products (Thuật ngữ về thủy tinh và các sản phẩm bằng thủy tinh).
ASTM D4129, Test method for total and organic carbon in water by high temperature oxidation and by coulometric detection (Xác định tổng cacbon và cacbon hữu cơ trong nước bằng phương pháp ôxy hóa ở nhiệt độ cao và detector điện lượng).
3 Thuật ngữ
3.1 Các định nghĩa, thuật ngữ sử dụng trong tiêu chuẩn này, xem ASTM C162.
4 Yêu cầu chung
4.1 Thủy tinh vụn từ chất thải đô thị chủ yếu là chai thủy tinh vôi natri cacbonat (soda vôi) và phải là một trong ba cấp tùy thuộc vào yêu cầu về mức độ sử dụng chung của người sử dụng. Ba cấp này phải thỏa mãn về thành phần hóa học, sự phối trộn màu, tạp chất, và các yêu cầu về cỡ hạt như nêu tại Điều 4.
4.2 Thành phần hóa học - Xem Bảng 1.
Bảng 1- Thành phần hóa học
| Cấp | 1 | 2 | 3 | |||
| Dải sử dụng | Từ 0 % đến 5 % trong mẻ | Từ 5 % đến 15 % trong mẻ | > 15 % trong mẻ | |||
| Oxit | % khối lượng | ± % dải | % khối lượng | ± % dải | % khối lượng | ± % dải |
| SiO2 | 68 - 77 | Không áp dụng | 68 - 77 | 1,00 | 68 - 77 | 1,00 |
| AI2O3 | 0 - 7 | Không áp dụng | 0 - 7 | 0,50 | 0 - 7 | 0,50 |
| CaO | 5 - 15 | Không áp dụng | 5 - 15 | 0,50 | 5 - 15 | 0,50 |
| MgO | 0 - 5 | Không áp dụng | 0 - 5 | 0,50 | 0 - 5 | 0,50 |
| Na2O | 8 - 18 | Không áp dụng | 8 - 18 | 0,50 | 8 - 18 | 0,50 |
| K2O | 0 - 4 | Không áp dụng | 0 - 4 | 0,50 | 0 - 4 | 0,50 |
| Fe2O3 | < 0,5 | Không áp dụng | < 0,5 | 0,05 | < 0,5 | 0,05 |
| Cr2O3 | < 0,2 | Không áp dụng | < 0,15 | 0,03 | < 0,1 | 0,02 |
| SO3 | < 0,4 | Không áp dụng | < 0,3 | 0,03 | < 0,2 | 0,02 |
| Tất cả các oxit khác | < 0,5 | Không áp dụng | < 0,3 | 0,05 | < 0,1 | 0,02 |
| CA | < 0,15 | Không áp dụng | < 0,10 | 0,02 | < 0,05 | 0,01 |
| H2O | < 0,5 | Không áp dụng | < 0,5 | 0,05 | < 0,5 | 0,05 |
| LOI | < 0,45 | Không áp dụng | < 0,30 | 0,05 | < 0,15 | 0,03 |
| A Cacbon được xác định trực tiếp theo phương pháp sử dụng thiết bị đo điện lượng. ASTM D4129 sử dụng thiết bị này để xác định tổng cacbon và cacbon hữu cơ trong nước. Thiết bị có thể dễ dàng thích hợp với vật liệu rắn như thủy tinh vụn. | ||||||
4.3 Phối trộn màu - Màu là một chỉ thị thể hiện trạng thái oxy hóa của thủy tinh vụn. Khả năng hòa tan của khí SO3 trong thủy tinh nóng chảy là một hàm số của trạng thái oxy hóa của thủy tinh. Sự thay đổi trạng thái oxy hóa của thủy tinh vụn được đưa vào mẻ sợi thủy tinh có thể làm thay đổi trạng thái oxy hóa của thủy tinh dẫn đến giải phóng khí SO3 hòa tan. Việc này có thể làm ảnh hưởng đến hiệu suất của lò nung. Sự thay đổi trạng thái oxy hóa cũng nghĩa là hàm lượng FeO của thủy tinh thay đổi. Điều này gây ảnh hưởng đến sự truyền nhiệt trong thủy tinh nóng chảy và ảnh hưởng đến hiệu suất lò nung và chất lượng thủy tinh. Xem Bảng 2.
Bảng 2 - Tỷ lệ phối trộn màu
| Cấp | 1 | 2 | 3 | |||
| Dải sử dụng | Từ 0 % đến 5 % trong mẻ | Từ 5 % đến 15 % trong mẻ | > 15 % trong mẻ | |||
| Màu | % khối lượng | ± % dải | % khối lượng | ± % dải | % khối lượng | ± % dải |
| Trong | 0 - 100 | Không áp dụng | 0 - 100 | 5 | 0 - 100 | 3 |
| Xanh | 0 - 100 | Không áp dụng | 0 - 100 | 5 | 0 - 100 | 3 |
| Hổ phách | < 50 | Không áp dụng | < 30 | 5 | < 25 | 3 |
4.4 Tạp chất - Các kim loại tự do, từ tính và không có từ tính, không bị oxy hóa trong quá trình nóng chảy thủy tinh, và vì vậy chúng không tan được. Các kim loại sẽ đọng lại trên đáy lò và rò rỉ qua các mối nối, sớm gây ăn mòn vật liệu chịu lửa và gây ảnh hưởng đến mạch điện, như vậy có thể dẫn đến rò rỉ thủy tinh. Một số kim loại còn tấn công và phá hủy các dụng cụ làm bằng kim loại quí và cặp nhiệt điện và các điện cực molypden. Ví dụ, bạc, thiếc, chì và nhôm.
4.4.1 Các chất vô cơ và vật liệu chịu lửa khác sẽ tan chảy trong quá trình nấu chảy thủy tinh. Các chất vô cơ có thể là gốm, sứ, hoặc các loại thủy tinh chịu nhiệt độ cao. Vật liệu chịu lửa có thể là các tàn dư của vật liệu xây dựng lò hoặc các chất khoáng trong đó có chứa các hạt kim loại chưa nung chảy trong thủy tinh vụn. Xem Bảng 3.
Bảng 3 - Tạp chất
| Cấp | 1 | 2 | 3 |
| Dải sử dụng | Từ 0 % đến 5 % trong mẻ | Từ 5 % đến 15 % trong mẻ | > 15 % trong mẻ |
| Loại tạp chất | % khối lượng | % khối lượng | % khối lượng |
| Vật liệu có từ tính | < 0,3 | < 0,2 | < 0,1 |
| Kim loại không có từ tính | < 0,01 | < 0,005 | < 0,005 |
| Vật liệu vô cơ khác |
|
|
|
| +12 lỗ | Không áp dụng | 0,0 | 0,0 |
| +20 lỗ | Không áp dụng | < 0,2 | < 0,1 |
| -20 lỗ | Không áp dụng | < 0,3 | < 0,2 |
| Vật liệu chịu lửa |
|
|
|
| +12 lỗ | Không áp dụng | 0,0 | 0,0 |
| +20 lỗ | Không áp dụng | < 0,2 | < 0,1 |
| -20 lỗ | Không áp dụng | < 0,3 | < 0,2 |
4.4.1.1 Hỗn hợp thủy tinh vụn không được chứa các loại thủy tinh hoặc các vật liệu mà thành phần có chứa các chất có hại đối với quá trình sản xuất sợi thủy tinh hoặc ảnh hưởng đến quyền lợi của người sử dụng, phải đáp ứng các quy định về môi trường, an toàn, hoặc sức khỏe. Ví dụ các chất có chứa các nguyên tố hoặc các oxit của photpho, asen, antimon, và clorua.
4.5 Cỡ hạt - Đối với tất cả các cấp loại thủy tinh vụn, cỡ hạt là 100 % < 6,3 cm (¼ in.) và < 15 % < 200 lỗ. Yêu cầu kỹ thuật đối với phân bố cỡ hạt giữa hai điểm cuối này phải được thống nhất trên cơ sở riêng của bên bán và bên mua thủy tinh vụn.
5 Lấy mẫu và thử nghiệm
5.1 Quy trình lấy mẫu và thử nghiệm phù hợp với TCVN 10609 (ASTM E688).
- 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9462:2012 (ASTM D5284-09) về chất thải rắn - Phương pháp chiết lần lượt theo mẻ bằng dung dịch axit
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9463:2012 (ASTM D 5468 - 02) về Chất thải rắn - Phương pháp xác định năng lượng tỏa nhiệt toàn phần và tổng lượng tro của các vật liệu thải
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9464:2012 (ASTM D 6010-96) về Chất thải rắn - Phương pháp chiết các hợp chất hữu cơ từ các vật liệu rắn bằng dung môi trong bình kín với năng lượng vi sóng
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12057:2017 (ASTM D 5232:13) về Chất thải - Phương pháp thử để xác định độ ổn định và khả năng phối trộn của vật liệu thải thể rắn, thể bán rắn hoặc thể lỏng
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12540:2018 (ASTM D7831-13) về Chất thải rắn - Thực hành lấy mẫu trong bể chứa dành cho nhân viên hiện trường
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12538:2018 (ASTM E956:83) về Chất thải rắn - Phương pháp phân loại kim loại mẫu hỗn hợp trong chất thải đô thị
- 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12539:2018 (ASTM D7204-15) về Chất thải rắn - Thực hành lấy mẫu dòng thải trên hệ thống băng chuyền
- 8 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12952:2020 (ASTM D5495-03) về Chất thải - Lấy mẫu với thiết bị lấy mẫu chất thải lỏng tổng hợp (coliwasa)
- 9 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12955:2020 (ASTM D5013-16) về Chất thải - Thực hành lấy mẫu chất thải từ đường ống và điểm xả thải khác
- 10 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12956:2020 (ASTM D4683-09) về Chất thải - Phương pháp chiết tuần tự theo mẻ chất thải bằng nước
- 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9462:2012 (ASTM D5284-09) về chất thải rắn - Phương pháp chiết lần lượt theo mẻ bằng dung dịch axit
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9463:2012 (ASTM D 5468 - 02) về Chất thải rắn - Phương pháp xác định năng lượng tỏa nhiệt toàn phần và tổng lượng tro của các vật liệu thải
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9464:2012 (ASTM D 6010-96) về Chất thải rắn - Phương pháp chiết các hợp chất hữu cơ từ các vật liệu rắn bằng dung môi trong bình kín với năng lượng vi sóng
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10609:2014 (ASTM E688-94) về Chất thải rắn - Thủy tinh thải làm nguyên liệu để sản xuất thủy tinh - Phương pháp thử
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12057:2017 (ASTM D 5232:13) về Chất thải - Phương pháp thử để xác định độ ổn định và khả năng phối trộn của vật liệu thải thể rắn, thể bán rắn hoặc thể lỏng
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12540:2018 (ASTM D7831-13) về Chất thải rắn - Thực hành lấy mẫu trong bể chứa dành cho nhân viên hiện trường
- 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12538:2018 (ASTM E956:83) về Chất thải rắn - Phương pháp phân loại kim loại mẫu hỗn hợp trong chất thải đô thị
- 8 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12539:2018 (ASTM D7204-15) về Chất thải rắn - Thực hành lấy mẫu dòng thải trên hệ thống băng chuyền
- 9 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12952:2020 (ASTM D5495-03) về Chất thải - Lấy mẫu với thiết bị lấy mẫu chất thải lỏng tổng hợp (coliwasa)
- 10 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12955:2020 (ASTM D5013-16) về Chất thải - Thực hành lấy mẫu chất thải từ đường ống và điểm xả thải khác
- 11 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12956:2020 (ASTM D4683-09) về Chất thải - Phương pháp chiết tuần tự theo mẻ chất thải bằng nước