廢舊陰極射線管含鉛玻璃生產(chǎn)氯化鉛的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢舊陰極射線管含鉛玻璃制備氯化鉛的方法，屬于環(huán)境保護(hù)與資源綜合利用領(lǐng)域的固體廢棄物資源化利用新技術(shù)，尤其適合于各種含鉛廢料的無(wú)害化處理和再生循環(huán)利用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著平板液晶顯示器和等離子體顯示器的發(fā)展與普及，傳統(tǒng)陰極射線管顯示器已經(jīng)基本被取代。在我國(guó)，每年都有大批廢舊電腦、電視機(jī)被丟棄，其中的陰極射線管錐玻璃中含有20%以上質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氧化鉛，其重金屬鉛的浸出毒性已經(jīng)超過(guò)國(guó)家對(duì)危險(xiǎn)廢棄物的規(guī)定。如何合理、綠色地處理廢棄陰極射線管錐玻璃，實(shí)現(xiàn)其資源循環(huán)再利用，已成為人們急需解決。由于陰極射線管玻璃中鉛被包裹在二氧化硅分子中間，傳統(tǒng)的處理方法對(duì)鉛的回收效果十分有限。近年來(lái)，在陰極射線管錐玻璃回收利用方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了較多研究，這些方法主要集中在浸出法、固化法和作為建筑材料再利用等方面。這些方法已經(jīng)被應(yīng)用與廢舊陰極射線管錐玻璃回收領(lǐng)域，但是存在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)高、原材料昂貴以及鉛回收率低等不足。與此同時(shí)，也有一些陰極射線管錐玻璃處理的新技術(shù)，包括超臨界分離法、機(jī)械活化法和超聲提取法等，這些方法大多作為分離或預(yù)處理手段，尚未在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用。
[0003]氯化冶金技術(shù)在冶金行業(yè)已經(jīng)比較成熟，在固體廢棄物領(lǐng)域，該技術(shù)已經(jīng)在飛灰、金屬尾物以及熔渣中有價(jià)金屬回收的方面也有所應(yīng)用。將氯化揮發(fā)法應(yīng)用于廢舊陰極射線管錐玻璃以回收其中的鉛，具有許多不可替代的優(yōu)勢(shì)，可以為廢舊陰極射線管玻璃中鉛的回收提供一種簡(jiǎn)單易行、成本低、高效、低污染的的新方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)目前我國(guó)廢舊陰極射線管含鉛玻璃報(bào)廢量大、高附加值資源化利用技術(shù)匱乏、環(huán)境危害嚴(yán)重的現(xiàn)狀，提供一套廢棄含鉛玻璃生產(chǎn)氯化鉛的工藝。其特征是:將廢棄陰極射線管含鉛玻璃破碎粉磨，加入氯化劑造粒，在一定氣氛和溫度條件下實(shí)施氯化反應(yīng)，收集產(chǎn)物經(jīng)純化處理后得到純度為98%左右的氯化鉛產(chǎn)品。具體工藝包括以下幾個(gè)步驟:
[0005]1、前處理工序:將廢棄陰極射線管破碎成直徑小于1mm的碎塊，去除表面涂層，然后機(jī)械球磨至200目以下，將粉末在105°C下干燥24小時(shí)備用；
[0006]2、造粒工序:將上述粉末與CaCl2粉末按質(zhì)量比1.8-2.0:1的比例均勻混合，將混合物用壓片機(jī)在5.0MPa的壓力下壓片，壓片時(shí)間保持30秒鐘，制成直徑1.0cm的圓柱形顆粒;
[0007]3、氣氛調(diào)控工序:將上述顆粒放入電熱式反應(yīng)器中，反應(yīng)器一端連接冷凝器，冷凝器連接真空系統(tǒng)，開(kāi)啟真空設(shè)備，使系統(tǒng)壓強(qiáng)保持在600 土 50Pa ；
[0008]4、合成工序:開(kāi)啟電熱式反應(yīng)器電源，使反應(yīng)器溫度以20°C /min的速率升至1000-1100°C，保持1.0 - 1.5小時(shí)，這時(shí)得到的粗氯化鉛粉末聚集在冷凝器中，將冷凝器中的產(chǎn)物定期排出收集，得到粗氯化鉛產(chǎn)品，同時(shí)定期向電熱式反應(yīng)器中補(bǔ)充新的原材料；
[0009]5、純化工序:將上述收集到的粗氯化鉛粉末置于電熱式純化反應(yīng)器中，保持系統(tǒng)的壓強(qiáng)為600±50Pa，在650°C條件下進(jìn)行純化處理0.5小時(shí)，此時(shí)得到的氯化鉛產(chǎn)品純度為98.0%左右，可以作為化工原料出售。
[0010]上述工藝操作簡(jiǎn)便，效率高，成本低，條件溫和，原材料廉價(jià)易得，生產(chǎn)的氯化鉛產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良；剩余的固體殘?jiān)?jīng)檢測(cè)不屬于危險(xiǎn)廢棄物，可直接用于生產(chǎn)建筑材料或進(jìn)行填埋；生產(chǎn)過(guò)程中尾氣中鉛的濃度符合GB-25466-2010排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0011]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和實(shí)施方案進(jìn)一步闡述本發(fā)明的內(nèi)容。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是廢棄陰極射線管含鉛玻璃制備氯化鉛的工藝流程圖。
[0013]圖2是加熱溫度與鉛蒸發(fā)率的關(guān)系，顯示1000-1100°C為合適的操作溫度。該圖中反應(yīng)系統(tǒng)的壓強(qiáng)為600±50Pa，保持時(shí)間為lh。
[0014]圖3是純化處理前后產(chǎn)品的XRD圖譜對(duì)比，顯示純化處理的效果。(a)純化處理后產(chǎn)品的XRD圖譜，(b)純化處理前產(chǎn)品的XRD圖譜。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面給出的實(shí)施例擬對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不能理解為是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述內(nèi)容對(duì)本發(fā)明做出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍然屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0016]實(shí)施例1:
[0017]廢舊陰極射線管含鉛玻璃生產(chǎn)氯化鉛的工藝，具體包括下列步驟:
[0018]根據(jù)圖1的工藝流程圖，將廢棄陰極射線管含鉛玻璃破碎成直徑小于1mm的碎塊，用濕法洗滌和超聲清洗技術(shù)洗去表面的涂層，然后將其用機(jī)械球磨法磨碎，獲得200目的粉末，將粉末在105°C下干燥24h。將粉末狀CaCl2與陰極射線管粉末以質(zhì)量比為1: 1.8均勻混合，稱取10g混合物放入壓片機(jī)中在5.0MPa的壓力下壓片，保持30s，制成直徑1.0cm的圓柱形顆粒。將顆粒放入電熱式反應(yīng)器中，反應(yīng)器一端連接冷凝器，冷凝器連接真空系統(tǒng)。開(kāi)啟真空設(shè)備，使系統(tǒng)壓強(qiáng)保持在620Pa ;開(kāi)啟電熱式反應(yīng)器電源，使反應(yīng)器溫度升至1000°C(圖2)，保持2.0h,反應(yīng)結(jié)束后在冷凝管上富集了氯化鉛混合物48.4g黃色粉末。將上述收集到的粗氯化鉛粉末置于電熱式純化反應(yīng)器中，保持系統(tǒng)的壓強(qiáng)為600Pa，在650°C條件下進(jìn)行純化處理0.5h (圖3)，此時(shí)在冷凝器中收集到19.0g白色氯化鉛粉末，純度為98.6%。反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣通入lmol/L的HNO3中凈化，經(jīng)檢測(cè)最終排放的尾氣中鉛的濃度符合GB-25466-2010排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0019]實(shí)施例2:
[0020]廢舊陰極射線管含鉛玻璃生產(chǎn)氯化鉛的工藝，具體包括下列步驟:
[0021]根據(jù)圖1的工藝流程圖，將陰極射線管破碎成直徑小于1mm的碎塊，用濕法洗滌和超聲清洗技術(shù)洗去表面的涂層，然后將其用機(jī)械球磨法磨碎，獲得200目的粉末，將粉末在105°C下干燥24h。將粉末狀CaCl2與陰極射線管粉末以質(zhì)量比為1: 1.9均勻混合，稱取約500g混合物放入壓片機(jī)中在5.0MPa的壓力下壓片30s,制成直徑為1.0cm的圓柱形顆粒。將上述顆粒放入電熱式反應(yīng)器中，反應(yīng)器一端連接冷凝器，冷凝器連接真空系統(tǒng)。開(kāi)啟真空設(shè)備，使系統(tǒng)壓強(qiáng)保持在650Pa ;開(kāi)啟電熱式反應(yīng)器電源，使反應(yīng)器溫度升至1000°C(圖2)，保持1.0小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后在冷凝管上富集了氯化鉛混合物48.4g黃色粉末。將上述收集到的粗氯化鉛粉末置于電熱式純化反應(yīng)器中，保持系統(tǒng)的壓強(qiáng)為600Pa，在650°C條件下進(jìn)行純化處理0.5小時(shí)(圖3)，此時(shí)在冷凝器中收集到239g白色氯化鉛粉末，純度為97.9%。反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣通入lmol/L的HNO3中凈化，經(jīng)檢測(cè)最終排放的尾氣中鉛的濃度符合GB-25466-2010排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0022]上述實(shí)例中，所述廢舊陰極射線管錐玻璃采集自廢舊電子電器產(chǎn)品拆解企業(yè)。本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，
【發(fā)明內(nèi)容】
均可實(shí)施，并具有良好的效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.廢舊陰極射線管含鉛玻璃生產(chǎn)氯化鉛的工藝，具體包括下列步驟: (1)前處理工序:將廢棄陰極射線管破碎成直徑小于1mm的碎塊，去除表面涂層，然后機(jī)械球磨至200目以下，將粉末在105°C下干燥24小時(shí)備用； (2)造粒工序:將上述粉末與CaCl2粉末按質(zhì)量比1.8-2.0:1的比例均勻混合，將混合物用壓片機(jī)在5.0MPa壓強(qiáng)下壓片，壓片時(shí)間保持30秒鐘，制成直徑1.0cm的圓柱形顆粒； (3)氣氛調(diào)控工序:將上述顆粒放入電熱式反應(yīng)器中，反應(yīng)器一端連接冷凝器，冷凝器連接真空系統(tǒng)，開(kāi)啟真空設(shè)備，使系統(tǒng)壓強(qiáng)保持在600±50Pa ； (4)合成工序:開(kāi)啟電熱式反應(yīng)器電源，使反應(yīng)器溫度以20°C/min的速率升至1000-1100°C，然后保持1.0 - 1.5小時(shí)，此時(shí)得到的粗氯化鉛粉末聚集在冷凝器中。 (5)純化工序:將上述粗氯化鉛粉末置于電熱式純化反應(yīng)器中進(jìn)行純化，得到純度為98.0%左右氯化鉛產(chǎn)品。
2.按照權(quán)利要求1所述的廢舊陰極射線管含鉛玻璃生產(chǎn)氯化鉛的工藝，其特征是:步驟(6)中純化器系統(tǒng)的壓強(qiáng)為600±50Pa，溫度為650°C，純化處理時(shí)間為0.5小時(shí)。
【專利摘要】本發(fā)明針對(duì)目前我國(guó)廢舊陰極射線管含鉛玻璃報(bào)廢量大、高附加值資源化利用技術(shù)匱乏、環(huán)境危害嚴(yán)重的現(xiàn)狀，提供一套廢舊陰極射線管含鉛玻璃生產(chǎn)氯化鉛的工藝。其特征是：將廢舊陰極射線管含鉛玻璃破碎粉磨，加入氯化劑造粒，通過(guò)氣氛和溫度調(diào)控實(shí)施氯化反應(yīng)，收集產(chǎn)物經(jīng)純化處理后得到純度為98%左右的氯化鉛產(chǎn)品。該工藝操作簡(jiǎn)便、效率高、成本低、原材料廉價(jià)易得，生產(chǎn)的氯化鉛品質(zhì)優(yōu)良，具有良好的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。剩余的固體殘?jiān)?jīng)檢測(cè)不屬于危險(xiǎn)廢棄物，可直接用于生產(chǎn)建筑材料或進(jìn)行填埋；生產(chǎn)過(guò)程中尾氣中鉛的濃度符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
【IPC分類】C22B13-02, C22B7-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104651628
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310581048
【發(fā)明人】張付申, 阿爾斯·艾爾扎提
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2013年11月18日