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，每年都有大批廢舊電腦、電視機被丟棄，其中的陰極射線管錐玻璃中含有20%以上質(zhì)量分數(shù)的氧化鉛，其重金屬鉛的浸出毒性已經(jīng)超過國家對危險廢棄物的規(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)的處理方法對鉛的回收效果十分有限。近年來，在陰極射線管錐玻璃回收利用方面，國內(nèi)外學(xué)者進行了較多研究，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)險高、原材料昂貴以及鉛回收率低等不足。與此同時，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，可以為廢舊陰極射線管玻璃中鉛的回收提供一種簡單易行、成本低、高效、低污染的的新方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對目前我國廢舊陰極射線管含鉛玻璃報廢量大、高附加值資源化利用技術(shù)匱乏、環(huán)境危害嚴重的現(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，然后機械球磨至200目以下，將粉末在105°C下干燥24小時備用；
[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，將混合物用壓片機在5.0MPa的壓力下壓片，壓片時間保持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)，開啟真空設(shè)備，使系統(tǒng)壓強保持在600 土 50Pa ；
[0008]4、合成工序:開啟電熱式反應(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，這時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，同時定期向電熱式反應(yīng)器中補充新的原材料；
[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)的壓強為600±50Pa，在650°C條件下進行純化處理0.5小時，此時得到的氯化鉛產(chǎn)品純度為98.0%左右，可以作為化工原料出售。
[0010]上述工藝操作簡便，效率高，成本低，條件溫和，原材料廉價易得，生產(chǎn)的氯化鉛產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良；剩余的固體殘渣經(jīng)檢測不屬于危險廢棄物，可直接用于生產(chǎn)建筑材料或進行填埋；生產(chǎn)過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)合說明書附圖和實施方案進一步闡述本發(fā)明的內(nèi)容。
【附圖說明】
[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)的壓強為600±50Pa，保持時間為lh。
[0014]圖3是純化處理前后產(chǎn)品的XRD圖譜對比，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。
【具體實施方式】
[0015]下面給出的實施例擬對本發(fā)明作進一步說明，但不能理解為是對本發(fā)明保護范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述內(nèi)容對本發(fā)明做出的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整，仍然屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0016]實施例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)。開啟真空設(shè)備，使系統(tǒng)壓強保持在620Pa ;開啟電熱式反應(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)的壓強為600Pa，在650°C條件下進行純化處理0.5h (圖3)，此時在冷凝器中收集到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)。開啟真空設(shè)備，使系統(tǒng)壓強保持在650Pa ;開啟電熱式反應(yīng)器電源，使反應(yīng)器溫度升至1000°C(圖2)，保持1.0小時，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)的壓強為600Pa，在650°C條件下進行純化處理0.5小時(圖3)，此時在冷凝器中收集到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)明不限于上述實施例，
【發(fā)明內(nèi)容】
均可實施，并具有良好的效果。
【主權(quán)項】
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，然后機械球磨至200目以下，將粉末在105°C下干燥24小時備用； (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，將混合物用壓片機在5.0MPa壓強下壓片，壓片時間保持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)，開啟真空設(shè)備，使系統(tǒng)壓強保持在600±50Pa ； (4)合成工序:開啟電熱式反應(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，此時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)的壓強為600±50Pa，溫度為650°C，純化處理時間為0.5小時。
【專利摘要】本發(fā)明針對目前我國廢舊陰極射線管含鉛玻璃報廢量大、高附加值資源化利用技術(shù)匱乏、環(huán)境危害嚴重的現(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，通過氣氛和溫度調(diào)控實施氯化反應(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。該工藝操作簡便、效率高、成本低、原材料廉價易得，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。剩余的固體殘渣經(jīng)檢測不屬于危險廢棄物，可直接用于生產(chǎn)建筑材料或進行填埋；生產(chǎn)過程中尾氣中鉛的濃度符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
【IPC分類】C22B13-02, C22B7-00
【公開號】CN104651628
【申請?zhí)枴緾N201310581048
【發(fā)明人】張付申, 阿爾斯·艾爾扎提
【申請人】中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月18日