CN103280390A - 一种废弃阴极射线管含铅玻璃的无害化处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种废弃阴极射线管含铅玻璃的无害化处理方法，包括以下步骤：1）将CRT锥玻璃洗净、烘干并粗碎成颗粒，放入球磨机中；2）加入还原剂和碱性助剂，球磨机械活化4-6h，得到混合物料；3）将上述混合物料在900℃-1000℃温度和氮气气体条件下放入熔炉中焙烧1h，即可得到球磨机上层的含铅小于2%的玻璃和底部高纯度的金属铅，冷却后破碎分离即可。本发明的优点是：采用高能球磨机作为机械活化设备，活化效率高，能有效降低CRT锥玻璃的还原温度；可有效回收锥玻璃中的铅，减少环境污染；分离后的金属铅和无铅化的玻璃可重新利用；该方法工艺简单、操作方便、无二次污染、易于实施，适于大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及固体废弃物资源化利用新技术，特别是一种废弃阴极射线管含铅玻璃的无害化处理方法。
背景技术
CRT显示器是一种使用阴极射线管（Cathode Ray Tube）的显示器，曾广泛应用于电视机、电脑和示波器等模拟显示设备中。随着显示器技术不断革新, 大量新型显示器如液晶显示器、平板显示器等不断取代传统的CRT显示器，导致其产量急剧下降，目前国内绝大多数CRT显示器生产线已经停产，传统的闭环回收利用途径—废CRT 经拆解、清洗等预处理后重新用于制造CRT玻壳，已无法适应新时代的需求，从而导致大量CRT显示器堆积。据2008年的统计，我国每年淘汰的电视机和电脑都在500万台以上，并以每年25-30%的速度递增，露天堆积会占用大量的土地资源，作为固体垃圾填埋处理会造成周边土壤和水体的重金属污染，因此废CRT玻璃的处理成为全球关注的环境问题。
为了避免电子枪产生的UV 或X 射线外泄，CRT玻璃中引入了大量的氧化铅，国内锥玻璃中铅的含量在20-25%，据估算目前CRT锥玻璃中约含有60万吨金属铅，因此从CRT玻璃中回收提取铅已成为锥玻璃研究的主流趋势。
专利（公开号为CN 102660686A）描述的是利用机械球磨强化硝酸浸出玻璃中铅，随后电解或者沉淀回收铅，该专利需要消耗大量的硝酸，会产生酸性废水较难处理，同时回收的铅以化合物形式存在，仍需进一步处理得到金属铅，工艺繁琐，后续处理成本高，因此不利于工业化生产。
专利 (公开号为CN102002593A) 描述的是采用在真空环境下，利用高温破坏玻璃网络和结构，真空环境下利用碳把氧化铅还原为铅。该专利需要真空等苛刻的反应条件和配套的提取工艺复杂，装备条件严格，提取成本很高，因而该技术难于在工业上应用和推广。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种废弃阴极射线管含铅玻璃的无害化处理方法，该方法将破碎后的含铅玻璃与高效还原剂经械活化后，加入到熔炉中进行还原除铅处理，此过程中金属铅经还原后沉淀到炉膛底部，无铅玻璃液浮于上部，冷却后破碎分离可回收无铅化玻璃及高纯度铅，从而实现废CRT玻璃无害化处理。
本发明的技术方案：
一种废弃阴极射线管含铅玻璃的无害化处理方法，包括以下步骤：
1）将经过CRT锥屏分离后的锥玻璃内外表面涂层去除干净、烘干，粗碎成粒径小于1mm的颗粒，放入球磨机中；
2）在球磨机中加入还原剂和碱性助剂，球磨机械活化4-6h，得到混合物料；
3）将上述混合物料在900℃-1000℃温度和氮气气体条件下放入熔炉中焙烧1h，即可得到球磨机上层的含铅小于2%的玻璃和底部高纯度的金属铅，冷却后破碎分离即可。
所述玻璃粉末与碳化硅的质量比为100：4-5。
所述还原剂为碳化硅或质量比为1:4的兰炭与碳化硅的混合物，玻璃颗粒与碳化硅的质量比为100：4-5。
所述碱性助剂为碳酸钠与硝酸钠混合物，碳酸钠与硝酸钠的质量比为4:1，玻璃粉与碳酸助剂的质量比为100：2-3。
所述氮气流速为60-150ml/min。
本发明的优点是：本发明采用高能球磨机作为机械活化设备，活化效率高且工艺技术成熟，机械活化后能有效降低CRT锥玻璃的还原温度；能够有效回收锥玻璃中的铅，从而减少重金属铅所造成的环境污染；分离后的金属铅可作为铅冶金原料，实现了铅资源的循环利用，无铅化的玻璃可用于其他玻璃制造业；该方法兼顾了废含铅玻璃的综合利用、铅资源回收和环保处理，工艺简单、操作方便、无二次污染、易于实施，适于大规模工业化生产。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明，而不是限制本发明。
实施例1：
一种废弃阴极射线管含铅玻璃的无害化处理方法，包括以下步骤：
1）将经过CRT锥屏分离后的锥玻璃内外表面涂层去除干净、烘干，粗碎成粒径小于1mm的颗粒，取粗碎后玻璃200g放入行星式高能球磨机球磨罐中；
经XRF分析，其化学组成为如表1：
表1
| 化学组成 | SiO2 | PbO | K2O | Na2O | Fe2O3 | MgO | Al2O3 | CaO |
| 含量% | 48.9 | 25.8 | 8.7 | 5.9 | 0.29 | 2.1 | 3.7 | 3.9 |
2）上述在球磨机中加入8g碳化硅，3.2g碳酸钠以及0.8g硝酸钠，球磨机械活化4h，得到混合物料并放入真空干燥箱中110℃烘干备用；
3）将上述混合物料在1000℃温度和流速为60ml/min的氮气气体条件下放入熔炉焙烧1h，即可得到球磨机上层的含铅小于2%的玻璃和底部高纯度的金属铅，冷却后破碎分离即可。
检测表明：CRT锥玻璃中金属铅的去除率为91.4%，回收铅38.51g。
实施例2：
一种废弃阴极射线管含铅玻璃的无害化处理方法，包括以下步骤：
1）将经过CRT锥屏分离后的锥玻璃内外表面涂层去除干净、烘干，粗碎成粒径小于1mm的颗粒，放入行星式高能球磨机球磨罐中；
经XRF分析，其化学组成为如表2：
表2
| 化学组成 | SiO2 | PbO | K2O | Na2O | Fe2O3 | MgO | Al2O3 | CaO |
| 含量% | 41.9 | 34.3 | 8.4 | 6.1 | 0.14 | 2.5 | 2.9 | 3.4 |
2）上述在球磨机中加入8g碳化硅，3.2g碳酸钠，0.8g硝酸钠，球磨机械活化6h，得到混合物料并放入真空干燥箱中110℃烘干备用；
3）将上述混合物料在1000℃温度和流速为150ml/min的氮气气体条件下放入熔炉焙烧1h，即可得到球磨机上层的含铅小于2%的玻璃和底部高纯度的金属铅，冷却后破碎分离即可。
检测表明：CRT玻璃中金属铅的去除率为93.6%，回收铅51.4g。
Claims (5)
1.一种废弃阴极射线管含铅玻璃的无害化处理方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将经过CRT锥屏分离后的锥玻璃内外表面涂层去除干净、烘干，粗碎成粒径小于1mm的颗粒，放入球磨机中；
2）在球磨机中加入还原剂和碱性助剂，球磨机械活化4-6h，得到混合物料；
3）将上述混合物料在900℃-1000℃温度和氮气气体条件下放入熔炉中焙烧1h，即可得到球磨机上层的含铅小于2%的玻璃和底部高纯度的金属铅，冷却后破碎分离即可。
2.根据权利要求1所述废弃阴极射线管含铅玻璃的无害化处理方法，其特征在于：所述玻璃粉末与碳化硅的质量比为100：4-5。
3.根据权利要求1所述废弃阴极射线管含铅玻璃的无害化处理方法，其特征在于：所述还原剂为碳化硅或质量比为1:4的兰炭与碳化硅的混合物，玻璃颗粒与碳化硅的质量比为100：4-5。
4.根据权利要求1所述废弃阴极射线管含铅玻璃的无害化处理方法，其特征在于：所述碱性助剂为碳酸钠与硝酸钠混合物，碳酸钠与硝酸钠的质量比为4:1，玻璃粉与碳酸助剂的质量比为100：2-3。
5.根据权利要求1所述废弃阴极射线管含铅玻璃的无害化处理方法，其特征在于：所述氮气流速为60-150ml/min。
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