專利名稱：無毒清除玻璃、陶瓷再生金屬元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)清洗和金屬元件再生技術(shù)，主要提出一種將玻璃、陶瓷與金屬元件分離的化學(xué)方法，用于再生由于融粘有玻璃、陶瓷而拋棄的金屬(電子)元件。
電子工業(yè)、醫(yī)療儀器工業(yè)生產(chǎn)過程中，涉及有大量不合格產(chǎn)品，一些金屬(電子)元件本身仍符合使用要求，但因融粘有玻璃或陶瓷而不能直接回收利用；而這些金屬元件一般價(jià)格昂貴，有些則需外匯從國外進(jìn)口，這樣就給企業(yè)和國家?guī)磔^大經(jīng)濟(jì)損失，如玻殼廠(顯像管廠)的生產(chǎn)中大量不合格玻殼中的銷釘，陽極帽等不能回收利用，需花費(fèi)較大資金從國外買進(jìn)；目前人們?nèi)芙獬ゲＡ玫幕瘜W(xué)方法為H2F2(氟化氫)或H2F2水溶液(即氫氟酸)或間接產(chǎn)生H2F2的化學(xué)藥品如NH4F、H2SiF6(氟化銨、硅氟酸)；這些方法存在的問題是1、有毒氣產(chǎn)生，污染環(huán)境。2、對金屬(除鉛、銀外)元件有腐蝕。3、工藝過程難以控制。另外，氟資源緊張、成本昂貴，H2F2不能作為商品上市，使用廠家都是現(xiàn)用現(xiàn)制，因而建廠一次性投資往往要比原計(jì)劃大一倍；這些原因決定這種工藝路線無法采用，僅僅用于小規(guī)模的玻璃蝕刻工藝品等方面。
本發(fā)明的目的即是提出一種無毒無污染的化學(xué)方法，將金屬(電子)元件和與其融粘一體的玻璃、陶瓷分離，即清除玻璃、陶瓷的方法，使金屬(電子)元件無損再生，并使該方法具有合理可行、工藝路線簡單的特點(diǎn)。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案是根據(jù)所需回收利用的金屬(電子)元件的特性和與其融粘一體的玻璃、陶瓷的特性，選擇一種溶劑，使其可對載體材料即玻璃陶瓷具有滲透溶解作用，從而將玻璃、陶瓷溶解、清除，并對金屬元件不存在腐蝕作用，發(fā)明人經(jīng)過多次試驗(yàn)，選擇無毒且對金屬元件無損的苛性堿作為清除玻璃、陶瓷的溶劑，也可選擇與玻璃、陶瓷生成水玻璃的物質(zhì)作為溶劑，這些物質(zhì)包括純堿、硫化鈉、硫化鉀、硫酸鈉、硫酸鉀、碳酸鉀。
用苛性堿作溶劑是因?yàn)樗械拟淃}、鈉鹽包括鉀鈉的硅酸鹽都能溶于水，苛性堿的分子間引力和分子結(jié)構(gòu)的鍵能(共用電子對)都較小，當(dāng)將苛性堿升溫至熔融狀態(tài)，其導(dǎo)電性能就足以證明它們已部分或全部電離成K+、Na+、OH-了，當(dāng)外界條件具備時(shí)其公用電子對也較容易轉(zhuǎn)變成
，即外界存在非金屬氧化物時(shí)，這個反應(yīng)就較容易進(jìn)行；再根據(jù)阿佛加德羅滲透壓力的研究，已熔為液態(tài)的苛性堿如苛性鈉或苛性鉀，其滲透壓(力)的大小固然與其濃度有關(guān)，也與溫度有關(guān)，更與物質(zhì)本身的解離，特性有關(guān)， 其具體滲透壓的大小決定于阿佛加德羅常數(shù)R與以上關(guān)系的乘積。我們可以發(fā)現(xiàn)，苛性堿鍵能小，離解度大，在高溫的幫助下極有利于滲溶非金屬氧化物包括硅玻璃在內(nèi)的物質(zhì)，事實(shí)也證明了這一點(diǎn)，600-700℃時(shí)，苛性鈉或苛性鉀溶液與SiO2就能起沸騰反應(yīng)。純堿、硫化鈉、硫化鉀、硫酸鈉、硫酸鉀、碳酸鉀同樣能形成氧化鈉、氧化鉀等形式的分子結(jié)構(gòu)，與硅玻璃陶瓷反應(yīng)。
本發(fā)明提出的方案用苛性堿或可與玻璃、陶瓷反應(yīng)生成水玻璃的物質(zhì)清除玻璃或陶瓷的方法包括加熱升溫以加速清除的反應(yīng)速度和效果，加熱溫度可以苛性堿或可間接生成鉀、鈉氧化物的物質(zhì)的熔解溫度為低限溫度，考慮保證化學(xué)動力學(xué)所需的過熱溫度，其工作溫度區(qū)間在400℃以上，在所需回收金屬元件的相變溫度或金屬元件改變幾何形狀的溫度以下。


圖1為二元物系相圖。
根據(jù)二元物系(相圖)，互溶物均勻固液線的知識要將這樣均相物重新熔解所需的過熱溫度往往要超過相線幾十度到幾百度，才能保證化學(xué)動力學(xué)所需的過熱溫度，而平衡相圖與實(shí)際情況又有一定的差異，如起始狀態(tài)的不同、傳熱方式不同、受熱面大小不同以致所用的時(shí)間不同，我們利用起始狀態(tài)不同，以一定的過熱溫度等關(guān)系，因先將苛性堿(可為苛性鈉、苛性鉀)或前所述其它溶劑物熔化，升溫再投入SiO2等玻璃物質(zhì)，在其達(dá)到勻態(tài)前液態(tài)的苛化鈉與固態(tài)的玻璃質(zhì)即開始在其接觸介面互滲互溶乃至發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，若將反應(yīng)生成物隨時(shí)除去，則即使SiO2/NaOH很高，仍有極快的除去玻璃的效果，即總保證溶液處在最佳選擇區(qū)的工作條件中。
由此本發(fā)明的技術(shù)方案考慮在物系介面達(dá)到平衡狀態(tài)之前，即利用起始階段尚未達(dá)到平衡時(shí)所起的物理作用和化學(xué)作用，在開始同一溫度條件下，苛性堿(如苛性鈉、苛性鉀)或其它溶劑物已溶解為液體，但玻璃或陶瓷還是固態(tài)，先開始互滲互溶，在溫度達(dá)到反應(yīng)溫度時(shí)，介面(及滲溶區(qū))開始出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，如苛性鈉()伴隨有氣泡出現(xiàn)和翻滾沸騰現(xiàn)象，在液面出現(xiàn)有固體泡沫狀的漂浮物，(因在這一溫度，水玻璃尚為固態(tài))這時(shí)可以將漂浮物除去，以提高苛性堿的利用率。
本發(fā)明所涉及的容器可為石墨坩堝或鋼鐵等金屬容器；所需溫度加熱可采取底部加熱、頂部加熱、感應(yīng)加熱、馬弗爐加熱、隔熱室加熱或蓄熱室加熱均可。
在容器內(nèi)先投入苛性堿或其它溶劑物后加熱至熔融，再加入粘附有玻璃的金屬元件，以完全淹沒為宜。
在采用其它溶劑(除苛性堿外)時(shí)也可采用將溶劑物與融粘于金屬元件的玻璃、陶瓷混配后投入容器同時(shí)加溫處理。
繼續(xù)升溫到產(chǎn)生沸騰(假沸騰)，待沸騰終了，保持一段時(shí)間。
翻或操金屬元件，消滅死角現(xiàn)象，操作溫度視需回收的金屬元件性質(zhì)而確定，以不超過金屬元件相變溫度和金屬元件改變幾何形狀的溫度為宜。
本發(fā)明所具有的特點(diǎn)1、不需預(yù)先除去玻璃或陶瓷。
2、無毒氣產(chǎn)生，無毒物排放，無有環(huán)境污染。
3、對金屬不腐蝕，能保持金屬元件的原有理化性能。
4、生產(chǎn)效率高，便于自動化控制。
5、經(jīng)濟(jì)效益好，變無法處理的工業(yè)垃圾為有用的資源，節(jié)省國家大量外匯。
實(shí)施例清除玻殼(顯像管)玻璃，以回收利用銷釘、陽極帽；采用NaOH苛性鈉作為溶劑，將金屬容器準(zhǔn)備好，在燃?xì)鈬娋紫录訜釋aOH全部熔化，再投入銷釘、陽極帽(顯像管中元件，融粘有玻璃)，以完全淹沒為宜，繼續(xù)升溫到產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，出現(xiàn)假沸騰現(xiàn)象，反應(yīng)終了翻動元件，消除死角?？刂茰囟炔怀^800℃，金屬元件略見櫻紅色(780℃左右)，除去或不除去漂浮液面上的固體物質(zhì)。經(jīng)過一段時(shí)間高溫的玻璃即使仍保留原形狀未變，但由于Na2O等物質(zhì)滲透進(jìn)入玻璃體，它已變質(zhì)，在開水中煮一段時(shí)間即可溶凈。將清除已凈的銷釘，陽極帽除去帶水玻璃成分的粘附物，堿煮，清水煮，噴砂(控制表面(光潔度)表比數(shù))，在專用設(shè)備中氧化處理并升溫至1100℃左右滲氫若干時(shí)間，防爆技術(shù)處理。降溫至800℃左右氧化。其中從噴砂開始的表面處理過程均采用現(xiàn)有技術(shù)，其在現(xiàn)有顯像管的銷釘，陽極帽的生產(chǎn)中已有成套的成熟處理技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種無毒清除玻璃、陶瓷再生金屬元件的方法，本發(fā)明的特征是a、采用無毒且對金屬元件無損的苛性堿作為清除融粘有金屬元件的玻璃、陶瓷的溶劑；b、采用可與玻璃、陶瓷反應(yīng)生成鈉玻璃、鉀玻璃的物質(zhì)作為溶劑；c、對容器內(nèi)的溶劑和融粘有金屬元件的玻璃、陶瓷加熱，其加熱溫度以溶劑的熔解溫度為低限溫度，其工作溫度區(qū)間在400℃以上，在所需回收金屬元件的相變溫度或金屬元件改變幾何形狀的溫度以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無毒清除玻璃、陶瓷再生金屬元件的方法，其特征是將溶劑在容器內(nèi)加熱至完全熔化，再投入融粘有金屬元件的玻璃、陶瓷，繼續(xù)升溫以加快反應(yīng)速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無毒清除玻璃、陶瓷再生金屬元件的方法，其特征是可將溶劑與融粘有金屬元件的玻璃、陶瓷混配投入容器同時(shí)加溫處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無毒清除玻璃、陶瓷再生金屬元件的方法，其特征是可采用純堿作為溶劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無毒清除玻璃、陶瓷再生金屬元件的方法，其特征是可采用硫化鈉作為溶劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無毒清除玻璃、陶瓷再生金屬元件的方法，其特征是可采用硫化鉀作為溶劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無毒清除玻璃、陶瓷再生金屬元件的方法，其特征是可采用硫酸鈉作為溶劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無毒清除玻璃、陶瓷再生金屬元件的方法，其特征是可采用硫酸鉀作為溶劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無毒清除玻璃、陶瓷再生金屬元件的方法，其特征是可采用碳酸鉀作為溶劑。
全文摘要
本發(fā)明屬于化學(xué)清洗和金屬元件再生技術(shù),用于再生由于與玻璃陶瓷融粘于一體而拋棄的金屬(電子)元件。其采用苛性堿和其它能和玻璃、陶瓷反應(yīng)生成鈉、鉀玻璃的物質(zhì)作為溶劑,并加熱進(jìn)行反應(yīng),其溫度以能使溶劑熔解為低限溫度,工作溫度區(qū)間可在400℃以上,以所需回收的金屬元件的相變溫度和改變幾何形狀溫度為上限溫度。本發(fā)明在生產(chǎn)過程中無毒無污染且對金屬元件無損,保證原有理化性能,同時(shí)具有工藝路線簡單的特點(diǎn)。
文檔編號B08B3/04GK1188161SQ9710171
公開日1998年7月22日 申請日期1997年1月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月11日
發(fā)明者路志清 申請人:路志清