CN105112682B - 一种废弃电子含铅玻璃的无害化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种废弃电子含铅玻璃的无害化处理方法，包括以下工艺步骤：将废弃电子含铅玻璃和无烟煤分别破碎至0.074~0.5mm，混合均匀，加入到熔融的低铅渣熔体中；将混合物料在温度1200~1250℃下进行熔炼0.5~1.0h，得到粗铅和还原渣。采用本发明方法处理含铅玻璃得到粗铅纯度为98%以上，还原渣含铅量为2%以下，铅的回收率达到90%以上。本发明具有技术灵活、工艺简单的特点，并且还能够充分利用熔融低铅渣的显热，实现热能有效利用的同时节约资源，且本发明的工业成本较低，有利于企业将该技术运用于废弃电子含铅玻璃和废铅渣的同时处理过程。
Description
技术领域
本发明涉及工业废料回收处理方法，具体涉及一种废弃电子含铅玻璃的无害化处理方法。
背景技术
含铅玻璃广泛用于生产显示器和电视机的阴极射线管(Cathode Ray Tube，以下简称CRT)。随着人们生活水平地不断提高，显示器产品的需求量日益扩大且更新换代速度加快，导致大量阴极射线管进入报废处理阶段，成为电子废弃物的重要组成部分。2006年以来，我国每年淘汰废弃的电视机及其它CRT设备(如个人电脑)每年超过1000万台，按每台CRT显示器平均含有0.9~1.6kg铅计算，每年随含铅玻璃进入环境的废铅高达0.9~1.6万吨。此外，还有大量废CRT通过各种途径从美国、欧洲、日本等发达国家被转运到国内。
CRT 玻壳中含有的大量的铅和多种有毒有害物质。当 CRT 玻壳被废弃后，长期机械或腐蚀作用，或长期露天堆放，经受雨水浸沥、冲刷，势必使得其中的毒害物质溶出，流入土壤或地下水中，对各种生物体产生严重的危害。铅和其它污染物相比，在环境中的滞留时间较长，易在表土积累，对动植物和微生物造成急性或者慢性中毒，通过食物链进入人体后导致神经系统、生殖系统、血液体统以及肾脏功能等的破坏，儿童和胎儿对铅更为敏感，能对婴幼儿智力发育造成严重的负面影响。近年来频繁报道由于含铅废弃物处理不当导致不少铅污染事件。
目前含铅玻璃的处理主要分为三种，第一种是用废旧含铅玻璃原料制备其他玻璃制品（比如发明专利CN103241947A），此种处理方法虽然暂时能实现含铅玻璃的综合利用，但由于其中的铅带入到玻璃制品，从长远来看还是留下了环境隐患；第二种是利用高浓度溶剂（如强酸或强碱）将含铅玻璃中的铅溶解出来从而实现铅和渣的分离（比如发明专利CN104532002A，CN103882233A），此类方法虽然能够实现铅的提取，但含铅溶液的成分复杂，后续提取比较困难，得到的渣成分也复杂，其后续处理困难，更重要的是最后的废水处理因为酸度高及成分复杂，处理流程往往较为复杂，花费的成本也较高；第三种是火法加湿法，或者纯火法处理方法（比如发明专利CN103280390A，CN102199707A），其中CN102199707A提出了一种在闪速熔炼过程配入含铅玻璃实现回收铅和其他玻璃成分无害化处理的方法，该方法需要进行两次熔炼还原，并且还需要加入一些含铁、钙等助剂来实现铅地回收，能耗较大，并且会不同程度地影响熔炼过程和熔炼后的渣成分，造成其他金属元素的流失。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种废弃电子含铅玻璃的无害化处理方法，本发明方法利用火法冶炼工艺，将废弃的含铅玻璃简单破碎处理后加入到铅冶炼企业产出的熔融低铅渣中，并加入无烟煤还原含铅玻璃中的铅，得到金属铅和铅含量在2%以下的还原渣，从根本上解决含铅玻璃铅污染问题。本发明的技术方案如下：
一种废弃电子含铅玻璃的无害化处理方法，包括以下工艺步骤：
(1)配料及混料
将废弃电子含铅玻璃和无烟煤分别破碎至0.074~0.5mm，混合均匀，加入到熔融的低铅渣熔体中，其中废弃电子含铅玻璃加入量为低铅渣重量的10%~30%，无烟煤加入量为废弃电子含铅玻璃中氧化铅摩尔量的1.0 ~1.5倍；
(2)熔炼
将混合物料在温度1200~1250℃下进行熔炼0.5~1.0h，得到粗铅和还原渣。
所述低铅渣为铅矿冶炼还原的铅渣，铅含量为3%以下。
所述粗铅的纯度为98%以上，铅的回收率为90%以上。
所述还原渣含铅量为2%以下。
本发明涉及的主要化学反应方程式如下：
PbO·SiO2(l) + C(s) = Pb(l) + CO(g) + SiO2(l)
PbO·SiO2(l) + CO(g) = Pb(l) + CO2(g) + SiO2(l)
nMeO(S或l) + SiO2(l) = n MeO·SiO2(l)(Me为Pb之外的渣和玻璃中的其他金属)
与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：
1、本发明利用铅矿冶炼还原得到的熔融低铅渣和废弃电子含铅玻璃混合提铅，含铅玻璃中的K2O和Na2O等碱金属氧化物成分能改善低铅渣的流动性，有利于铅和渣的分离，本发明方法具有技术灵活、工艺简单的特点，并且还能够充分利用熔融低铅渣的显热，实现热能有效利用的同时节约资源，且本发明的工业成本较低，有利于企业将该技术运用于废弃电子含铅玻璃和废铅渣的同时处理过程。
2、本发明方法相比于其他利用火法冶炼处理含铅玻璃的方法，只需添加碳还原剂，且熔炼周期短，还原得到的粗铅纯度达到98%以上，铅的回收率达到90%以上。
3、本发明方法相比于其他方法，处理量大，不仅可以回收其中的铅，还使铅以外的其他成分全部进入到炼铅渣中，实现了废弃电子含铅玻璃和废铅渣的无害化处理。
附图说明
图1为本发明方法的工艺流程图。
具体实施方式
本发明实施采用的废弃电子含铅玻璃来自国内某家电拆解企业，其成分如表1所示；
本发明实施采用的低铅渣来自国内某铅冶炼企业，其成分如表2所示；
本发明实施采用的无烟煤为市售产品，碳含量为85%以上。
表1 废弃电子含铅玻璃的化学成分
| 成分 | SiO2 | PbO | K2O | Na2O | CaO | Al2O3 | MgO |
| 质量分数% | 58.38 | 20.43 | 9.39 | 5.45 | 4.53 | 3.69 | 1.75 |
表2 低铅渣主要化学成分（质量分数）
| 成分 | Fe2O3 | CaO | SiO2 | ZnO | Al2O3 | PbO | MgO |
| 质量分数% | 28.77 | 23.09 | 21.98 | 14.07 | 4.61 | 3.23 | 2.37 |
实施例1
将废弃电子含铅玻璃和无烟煤分别破碎至0.074~0.5mm，混合均匀，加入到熔融的低铅渣熔体中，其中低铅渣为200g、废弃电子含铅玻璃为20g、无烟煤加入量为废弃电子含铅玻璃中氧化铅摩尔量的1.5倍；将混合物料在1200℃下进行熔炼1.0h，得到粗铅和还原渣。
经分析粗铅含量为98.26%，还原渣中铅含量为1.47%，铅的回收率为92.71%。
实施例2
将废弃电子含铅玻璃和无烟煤分别破碎至0.074~0.5mm，混合均匀，加入到熔融的低铅渣熔体中，其中低铅渣为200g、废弃电子含铅玻璃为40g、无烟煤加入量为废弃电子含铅玻璃中氧化铅摩尔量的1.2倍；将混合物料在1250℃下进行熔炼0.8h，得到粗铅和还原渣。
经分析粗铅含量为98.55%，还原渣中铅含量为1.35%，铅的回收率为93.33%。
实施例3
将废弃电子含铅玻璃和无烟煤分别破碎至0.074~0.5mm，混合均匀，加入到熔融的低铅渣熔体中，其中低铅渣为200g、废弃电子含铅玻璃为20g、无烟煤加入量为废弃电子含铅玻璃中氧化铅摩尔量的1.0倍；将混合物料在1250℃下进行熔炼0.5h，得到粗铅和还原渣。
经分析粗铅含量为98.23%，还原渣中铅含量为1.25%，铅的回收率为94.01%。
实施例4
将废弃电子含铅玻璃和无烟煤分别破碎至0.074~0.5mm，混合均匀，加入到熔融的低铅渣熔体中，其中低铅渣为200g、废弃电子含铅玻璃为60g、无烟煤加入量为废弃电子含铅玻璃中氧化铅摩尔量的1.5倍；将混合物料在1250℃下进行熔炼1.0h，得到粗铅和还原渣。
经分析粗铅含量为98.82%，还原渣中铅含量为1.86%，铅的回收率为90.52%。
实施例5
将废弃电子含铅玻璃和无烟煤分别破碎至0.074~0.5mm，混合均匀，加入到熔融的低铅渣熔体中，其中低铅渣为200g、废弃电子含铅玻璃为40g、无烟煤加入量为废弃电子含铅玻璃中氧化铅摩尔量的1.5倍；将混合物料在1200℃下进行熔炼1.0h，得到粗铅和还原渣。
经分析粗铅含量为98.27%，还原渣中铅含量为1.40%，铅的回收率为93.08%。
实施例6
将废弃电子含铅玻璃和无烟煤分别破碎至0.074~0.5mm，混合均匀，加入到熔融的低铅渣熔体中，其中低铅渣为200g、废弃电子含铅玻璃为20g、无烟煤加入量为废弃电子含铅玻璃中氧化铅摩尔量的1.0倍；将混合物料在1200℃下进行熔炼0.5h，得到粗铅和还原渣。
经分析粗铅含量为98.55%，还原渣中铅含量为1.58%，铅的回收率为91.86%。
Claims (2)
1.一种废弃电子含铅玻璃的无害化处理方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
(1)配料及混料
将废弃电子含铅玻璃和无烟煤分别破碎至0.074～0.5mm，混合均匀，加入到熔融的低铅渣熔体中，其中废弃电子含铅玻璃加入量为低铅渣重量的10％～30％，无烟煤加入量为废弃电子含铅玻璃中氧化铅摩尔量的1.0～1.5倍；所述低铅渣为铅矿冶炼还原的铅渣，铅含量为3％以下；
(2)熔炼
将混合物料在温度1200～1250℃下进行熔炼0.5～1.0h，得到粗铅和还原渣，所述粗铅的纯度为98％以上，所述还原渣含铅量为2％以下。
2.根据权利要求1所述的一种废弃电子含铅玻璃的无害化处理方法，其特征在于所述方法铅的回收率为90％以上。
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