DE60221456T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Wiedergewinnung von Quecksilber aus verbrauchten Röhrenlampen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Wiedergewinnung von Quecksilber aus verbrauchten Röhrenlampen Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • (1) Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Quecksilber-Rückgewinnungsverfahren und eine Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung, und insbesondere eine Technik zum Trennen und Sammeln von Quecksilber, das in Leuchtstoffen bzw. Phosphoren enthalten ist, die in Fluoreszenzlampen verwendet werden.
  • (2) Stand der Technik
  • Quecksilber, welches ein giftiges Material ist, wird in Beleuchtungsvorrichtungen wie zum Beispiel Fluoreszenzlampen verwendet. Wenn Fluoreszenzlampen, deren Lebensdauer abgelaufen ist, oder Fluoreszenzlampen, welche sich während des Herstellungsprozesses als defekt herausstellen (hierin nachstehend einfach als "Abfallfluoreszenzlampen" bezeichnet) beseitigt werden, wird Quecksilber normalerweise aus den Abfallfluoreszenzlampen zurückgewonnen. Das zurückgewonnene Quecksilber wird verarbeitet, um Verunreinigungen und so weiter zu entfernen und wird dann dem Kreislauf wieder zugeführt.
  • Als ein Verfahren zum Zurückgewinnen von Quecksilber aus Phosphorpulver, das in Abfallfluoreszenzlampen verwendet wird, ist üblicherweise das Nassverfahren bekannt, wovon ein Beispiel in der offengelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. H10-12149 offenbart ist. Gemäß dem offenbarten Verfahren, wird Quecksilber enthaltendes Phosphorpulver, das aus den Abfallfluoreszenzlampen entfernt wurde, in eine wässrige Lösung eingetaucht, in welcher aktiver Schwefel gelöst ist, um eine Quecksilbersulfidverbindung zu erzeugen, die schwer schmelzbar ist, so dass das Quecksilber aus dem Phosphorpulver zurückgewonnen werden kann.
  • Eine Veröffentlichung JP 2001.011548 offenbart ein Verfahren zum Reduzieren und Verdampfen des unreinen Quecksilbers in einer reduzierenden Atmosphäre, welche eine Flüssigkeit oder eine gasförmige ist. Eine weitere verwandte Veröffentlichung ist EP 157249 , welche die Rückgewinnung von Selten-Erden-Mischoxid-Fluoreszenzmaterialien in Fluoreszenzlampen offenbart. WO98/22628 verwendet drei elektrische Lichtbogenöfen für die Trennung.
  • Ferner ist als ein weiteres Verfahren zur Rückgewinnung von Quecksilber aus Phosphorpulver das Trockenverfahren üblicherweise bekannt, wovon ein Beispiel in der ungeprüft veröffentlichten Japanischen Patentanmeldung No. S53–1594 offenbart ist. Dieses Verfahren nutzt eine Eigenschaft von Quecksilber, dass es ein niedrig siedendes metallisches Element ist. Gemäß dem offenbarten Verfahren wird das Quecksilber enthaltende Phosphorpulver einem Erhitzungsprozess unterworfen, um das darin enthaltene Quecksilber zu verdampfen, und das verdampfte Quecksilber wird dann abgekühlt und kondensiert, so dass Quecksilber aus dem Phosphorpulver zurückgewonnen werden kann.
  • Selten-Erden-Phosphore, welche teuer sind, werden oft in Fluoreszenzlampen für allgemeine Beleuchtung verwendet. Wenn Abfallfluoreszenzlampen beseitigt werden, ist es daher erwünscht, nicht nur das Quecksilber sondern auch das Phosphorpulver aus welchem das Quecksilber abgetrennt ist (hierin nachstehend einfach als "behandeltes Phosphorpulver" bezeichnet) zurückzugewinnen.
  • Jedoch wird in dem vorstehend erwähnten herkömmlichen Nassverfahren ein Teil des Phosphorpulvers in einer wässrigen Lösung gelöst, das aktiven Schwefel enthält, wobei die Kristallstruktur der Phosphore zerstört oder geändert wird. Dieses bewirkt, dass sich Eigenschaften des Phosphorpulvers einschließlich der Leuchtdichte verschlechtern, und somit die Rückgewinnung des behandelten Phosphorpulvers unmöglich machen.
  • Ferner benötigt die Quecksilberrückgewinnung im Nassverfahren anders als die Quecksilberrückgewinnung im Trockenverfahren im Allgemeinen spezielle Geräte für die Flüssigabfallbehandlung, einschließlich der Behandlung der verwendeten wässrigen Lösungen und so weiter. Daher leidet die Quecksilberrückgewinnung im Nassverfahren ten denziell unter hohen Kosten im Vergleich zu der Quecksilberrückgewinnung im Trockenverfahren.
  • Bei der herkömmlichen Quecksilberrückgewinnung im Trockenverfahren kann im Wesentlichen das gesamte Quecksilber, wenn es in der Form von metallischem Quecksilber oder Quecksilberoxid vorhanden ist, von dem Phosphorpulver abgetrennt und gesammelt werden. Jedoch besteht das Problem darin, dass Phosphorpulver von verbrauchten Fluoreszenzlampen Quecksilber insbesondere in der Form eines Amalgams enthält, das durch Reaktion mit einem Emitter (emittierendem Material) oder einem Phosphorelement gebildet wird. Es ist schwierig, ein Amalgam mittels Hitze zu trennen und demzufolge ist es schwierig, im Wesentlichen das gesamte Quecksilber aus derartigem Phosphorpulver abzutrennen und zu sammeln. Zur Lösung dieses Problems kann eine Erhöhung der Heiztemperatur in dem Erhitzungsprozess in Betracht gezogen werden. Jedoch bewirkt eine zu hohe Temperatur in dem Erhitzungsprozess eine thermische Verschlechterung des Phosphorpulvers, die zu Eigenschaften des Phosphorpulvers führt, welche eine Leuchtdichteverschlechterung beinhalten, was die Wiedereinführung des behandelten Phosphorpulvers in den Kreislauf unmöglich macht.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Angesichts der vorstehenden Probleme besteht eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Quecksilber-Rückgewinnungsverfahrens, das die Rückgewinnung von Quecksilber in jeder Form, wie zum Beispiel von metallischem Quecksilber aus Phosphorpulver sicherstellt, und das die Wiedereinführung des behandelten Phosphorpulvers in den Kreislauf ermöglicht, ohne spezielle Geräte für die Flüssigabfallbehandlung zu erfordern. Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung, die denselben Effekt wie das Quecksilber-Rückgewinnungsverfahren erzeugt.
  • Die erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann mittels eines Quecksilber-Rückgewinnungsverfahrens zum Rückgewinnen von Quecksilber aus Quecksilber enthaltendem Phosphorpulver, das aus einer Fluoreszenzlampe entfernt wurde, erreicht werden, wobei das Quecksilber-Rückgewinnungsverfahren die in Anspruch 1 definierten Schritte enthält.
  • Gemäß diesem Verfahren wird ein Erhitzungsprozess in einer reduzierenden Atmosphäre ausgeführt. Daher können in dem Phosphorpulver in jeglicher Form enthaltenes Quecksilber wie zum Beispiel metallisches Quecksilber, Quecksilberoxide und ein durch Reaktion mit einem Emitter– oder Phosphorelement gebildetes Amalgam in dem Erhitzungsprozess reduziert werden. Daher kann die Zersetzung des Quecksilbers in jeglicher Form ermöglicht werden. Dieses kann eine Verdampfung und Abtrennung im Wesentlichen des gesamten in dem Phosphorpulver enthaltenen Quecksilbers selbst bei relativ niedrigen Temperaturen sicherstellen. Insbesondere deshalb, weil das Quecksilber bei relativ niedrigen Temperaturen verdampft und abgetrennt werden kann, kann eine thermische Verschlechterung des Phosphorpulvers reduziert werden. Demzufolge kann eine Verschlechterung der Eigenschaften des Phosphorpulvers einschließlich der Leuchtdichte verhindert werden, was die Wiedereinführung des behandelten Phosphorpulvers in den Kreislauf ermöglicht. Ferner sind, da die Quecksilberrückgewinnung durch das Trockenverfahren erreicht wird, keine speziellen Geräte für die Flüssigabfallbehandlung erforderlich, die normalerweise für die Quecksilberrückgewinnung im Nassverfahren erforderlich sind.
  • Die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann durch eine Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung erzielt werden, die Quecksilber aus Quecksilber enthaltendem Phosphorpulver zurückgewinnt, und enthält: einen Reaktionsbehälter; einen Destillationsbehälter, der in den Reaktionsbehälter eingesetzt ist, und in welchem das Quecksilber enthaltende Phosphorpulver eingebracht wird; eine Erhitzungseinrichtung zum Erhitzen des Destillationsbehälters; und eine Quecksilbersammeleinheit zum Kondensieren des verdampften Quecksilbers durch Abkühlung, um das verdampfte Quecksilber zu sammeln, wobei das verdampfte Quecksilber aus dem Quecksilber enthaltendem Phosphorpulver in dem durch die Erhitzungseinrichtung erhitzten Destillationsbehälter verdampft wurde, wobei der Destillationsbehälter ein wärmeleitendes Element enthält, das so angeordnet ist, dass es mit einem Teil der Innenwand des Destillationsbehälters in Kontakt kommt, wobei das wärmeleitende Element für die Übertragung von Wärme zu mittigen Abschnitten des Phosphorpulvers innerhalb des Destillationsbehälters dient.
  • Mit diesem Aufbau können die gesamten Abschnitte des in den Destillationsbehälter eingebrachten Phosphorpulvers gleichmäßig erhitzt werden. Dieses kann die Verdamp fung und Trennung des Quecksilbers aus dem Phosphorpulver erleichtern. Daher kann die Temperatur der mittigen Abschnitte des Phosphorpulvers in dem Destillationsbehälter auf eine Temperatur erhöht werden, die für die thermische Zersetzung der Quecksilberverbindungen erforderlich ist, ohne die Heiztemperatur durch die Heizungseinheit zu sehr zu erhöhen. Ferner kann, da das Phosphorpulver nicht auf extrem hohe Temperaturen erhitzt wird, die thermische Verschlechterung des Phosphorpulvers verringert werden. Demzufolge kann eine Verschlechterung der Eigenschaften des Phosphors einschließlich der Leuchtdichte verhindert werden, was die Wiedereinführung des behandelten Phosphorpulvers in den Kreislauf ermöglicht. Ferner sind, da die Quecksilberrückgewinnung mittels des Trockenverfahrens erreicht wird, keine speziellen Geräte für die Flüssigabfallbehandlung erforderlich, die üblicherweise bei der Quecksilberrückgewinnung im Nassverfahren erforderlich sind.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Diese und weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die eine spezifische Ausführungsform der Erfindung darstellen.
  • In den Zeichnungen sind beziehungsweise stellen dar:
  • 1 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht einer Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung, die dazu genutzt wird, ein eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betreffendes Quecksilber-Rückgewinnungsverfahren zu realisieren;
  • 2 einen Zustand, in welchem beide Enden einer Fluoreszenzlampe abgeschnitten sind;
  • 3 eine Darstellung zur Erläuterung eines Prozesses zum Entfernen einer Phosphorschicht aus der Fluoreszenzlampe, deren beiden Enden abgeschnitten sind;
  • 4 eine Tabelle, welche experimentelle Ergebnisse einer Quecksilberrückgewinnung mit dem die erste Ausführungsform betreffenden Quecksilber-Rückgewinnungsverfahren darstellt;
  • 5 eine Tabelle, welche gemessenen Ergebnisse der relativen Leuchtdichte von Phosphorpulver für praktische Beispiele unter Verwendung des die erste Ausführungsform betreffende Quecksilber-Rückgewinnungsverfahrens und für Vergleichsbeispiele darstellt;
  • 6 eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen einer Menge von organischem Reduzierungsmittel (in Gewichtsprozent) zu dem zugesetzten Phosphorpulver und eine Menge von Restquecksilber in dem behandelten Phosphorpulver (%) darstellt.
  • 7A das Aussehen eines Destillationsbehälters in einer Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung bezüglich einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 7B schematisch die Wärmeübertragungsrate, wenn der Destillationsbehälter verwendet wird;
  • 8 eine Tabelle, die experimentelle Ergebnisse der Quecksilberrückgewinnung durch die die die zweite Ausführungsform betreffende Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung darstellt;
  • 9 eine Draufsicht auf den Destillationsbehälter, in welchem ein Unterteilungselement eines weiteren Beispiels bereitgestellt wird; und
  • 10 das Aussehen eines Destillationsbehälters, in welchem ein Unterteilungselement eines weiteren Beispiels vorgesehen ist.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehendes beschreibt bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
  • (Erste Ausführungsform)
  • 1 stellt den Aufbau einer Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung 100 dar, die zum Realisieren eines den Aufbau einer Quecksilber-Rückgewinnungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • Gemäß Darstellung in der Figur enthält die den Aufbau einer Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung 100 einen zylindrischen Reaktionsbehälter 1, der aus Metall besteht und hermetisch abgedichtet werden kann, einen zylindrischen Destillationsbehälter 3, der auf dem Boden des Reaktionsbehälters 1 aufgesetzt ist, und in welchem ein Gemisch 2 aus Quecksilber enthaltendem Phosphorpulver und einem organischen Reduzierungsmittel eingebracht werden kann, und eine Erhitzungsvorrichtung 4, die das in dem Destillationsbehälter 3 eingebrachte Gemisch 2 erhitzt, um Quecksilber aus dem Phosphorpulver zu verdampfen und abzutrennen, und eine Quecksilbersammeleinheit 5, die den Quecksilberdampf aus dem Reaktionsbehälter 1 abpumpt, und den Quecksilberdampf abkühlt und kondensiert, um das Quecksilber zu sammeln. Der Destillationsbehälter 3 besteht aus einem rostfreien Stahl und ist von einem Boden 1a des Reaktionsbehälters 1 abnehmbar. Ferner ist ein Rohr 6 zur Zuführung von Gasen wie zum Beispiel Stickstoff und Luft in den Reaktionsfilter 1 mit einer unteren Seitenfläche des Reaktionsbehälters 1 verbunden. Ein Rohr 7 zum Ausgeben der Gase aus dem Reaktionsbehälter 1 in die Quecksilbersammeleinheit 5 ist mit einer oberen Seitenfläche des Reaktionsbehälters 1 verbunden.
  • Die Erhitzungsvorrichtung 4 enthält beispielsweise ein Heizelement 41, das um eine Außenoberfläche der Reaktionskammer 1 gewickelt ist, und eine Energieversorgungseinheit 42 zum Zuführen von Energie zu dem Heizelement 41. Innerhalb des Reaktionsbehälters 1 ist ein (nicht dargestellter) Temperatursensor wie zum Beispiel ein Thermoelement vorgesehen. Auf der Basis eines durch den Temperatursensor detektierten Wertes regelt die Energieversorgungsschaltung 42 die Energiezufuhr zu dem Heizelement 41 so, dass das Gemisch 2 auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt wird, und um auch eine Atmosphärentemperatur in dem Reaktionsbehälter 1 auf der vorbestimmten Temperatur zu halten.
  • Die Quecksilbersammeleinheit 5 enthält eine Quecksilberkondensationseinheit 8 zum Abkühlen und Kondensieren von verdampftem Quecksilber, eine Saugpumpe 9 um das verdampfte Quecksilber aus dem Reaktionsbehälter 1 in die Quecksilberkondensationseinheit 8 zu pumpen, und einen Quecksilbersammelbehälter 10, in welchem das kondensierte Quecksilber gesammelt wird.
  • Als ein Beispiel der Saugpumpe 9 wird eine Rotationspumpe verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Quecksilberkondensationseinheit 8 ein wassergekühlter Typ. Eine (nicht dargestellte) Pumpe führt gekühltes Wasser in einem innen eingebauten Metallrohr 8a im Kreis. Diese Wasserzirkulation kühlt den Quecksilberdampf auf etwa 0°C ab und kondensiert dadurch den Quecksilberdampf. Das kondensierte Quecksilber wird in dem Quecksilbersammelbehälter 10 über ein Rohr 8b gesammelt.
  • Nachstehendes beschreibt ein Verfahren zum Entfernen von Phosphorpulver aus einer Abfallsfluoreszenzlampe und zum Trennen und Sammeln von Quecksilber aus dem entfernten Phosphorpulver unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung 100.
  • Wie 2 darstellt, werden beide Endkappen 131 einer Abfallfluoreszenzlampe 13, in welcher Quecksilber eingeschlossen ist, abgeschnitten.
  • Wie 3 darstellt, wird eine Luftdüse 14 in ein Öffnungsende einer Röhre 12 einer Abfallfluoreszenzlampe 13 eingeführt, deren beiden Enden abgeschnitten worden sind, und eine Absaugeinrichtung 15 an dem anderen Ende der Röhre 12 angeschlossen. Luft mit einem vorbestimmten Druck wird auf die Innenoberfläche der Röhre 12 aus der Luftdüse 14 so aufgeblasen, dass eine Phosphorschicht 11 abgelöst wird. Die abgelöste Phosphorschicht 11 wird durch die Absaugeinrichtung 15 in einem Pulverzustand abgesaugt. Die Absaugeinrichtung 15 enthält ein Gehäuse 15b, das intern mit einem Filter 15a hoher Dichte und einer Vakuumpumpe 15c ausgestattet ist, um das Innere des Gehäuses 15b auf einen Unterdruck zu bringen. Das Phosphorpulver, das durch den Luftstrom aus der Luftdüse 14 abgelöst und in dem Gehäuse 15b aufgenommen wurde, wird mittels eines Filters 15a gefiltert. Das Phosphorpulver wird stufenweise ausgesiebt und in dem Destillationsbehälter 3 unter dem Gehäuse 15b eingebracht.
  • Anschließend daran wird eine wässrige Lösung eines organischen Reduzierungsmittels, dessen Bestandteile Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff enthalten, die mit dem Phosphorpulver nicht reagieren, dem Destillationsbehälter 3 zugesetzt. Die wässrige Lösung und das Phosphorpulver werden sorgfältig gerührt und gemischt, um eine gemischte Lösung (das Gemisch 2 in 1) zu erzeugen. Der Grund für die Mischung des beispielsweise in Wasser gelösten organischen Reduzierungsmittels mit dem Phosphorpulver besteht in der gleichmäßigen Mischung des Phosphorpulvers und des organischen Reduzierungsmittels und in der Bewirkung einer gleichmäßigen Zersetzung des Quecksilbers in dem gesamten Phosphorpulver. Das zersetzte Quecksilber besitzt einen niedrigeren Siedepunkt und kann daher aus dem Phosphorpulver verdampft und getrennt werden, wenn es auf relativ niedrige Temperaturen erhitzt wird.
  • Man beachte hier, dass die Bestandteile des organischen Reduzierungsmittels nicht auf die vorstehend angegebenen Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff beschränkt sind, sondern auch weitere andere Elemente beinhalten kann, die mit Phosphorpulver nicht reagieren. Man beachte auch, dass man als organisches Reduzierungsmittel bevorzugt wenigstens eines aus der aus Ascorbinsäure, Oxalsäure, Ameisensäure, Maleinsäure, Zitronensäure, Malonsäure, Stearinsäure, Phthalsäure, Weinsäure, Bernsteinsäure und Sulfamidsäure bestehenden Gruppe wählt.
  • Anschließend daran wird, wie es 1 darstellt, der Destillationsbehälter 3, in welchen das Gemisch 2 aus Phosphorpulver und dem organischen Reduzierungsmittel untergebracht ist, in den Reaktionsbehälter 1 eingesetzt. Dann wird dem Heizelement 41 der Erhitzungsvorrichtung 4 Energie so zugeführt, dass das Gemisch 2 in dem Destillationsbehälter 3 über dem Reaktionsbehälter 1 erhitzt wird. Auf diese Weise wird das abgelöste Phosphorpulver einem Erhitzungs- und Reduzierungsprozess mit dem Trockenverfahren unterworfen.
  • Dieser Erhitzungs- und Reduzierungsprozess bewirkt die nachstehende chemische Reaktion. Es erfolgt eine Zersetzung des Quecksilbers in allen in dem Phosphorpulver enthaltenen Formen, wie zum Beispiel von metallischem Quecksilber, Quecksilberoxid und einem durch Reaktion mit einem Emitter- oder Phosphorelement erzeugten Amalgam.
  • Insbesondere reduzieren Kohlenmonoxid, Methan und Wasserstoff, welche Zerlegungsprodukte des Reduzierungsmittels sind, das Quecksilber in jeder Form so, dass es eine Valenz von Null besitzt. Das zersetzte Quecksilber wird dann verdampft und aus dem Phosphorpulver abgetrennt.
  • Hier kann ein Innendruck des Reaktionsbehälters 1 der Atmosphärendruck sein. In Anbetracht einer Verhinderung von Wärmeoxidation des Phosphorpulvers bevorzugt man es mehr, den Innendruck unter Verwendung der Saugpumpe 9 (beispielsweise auf 20000 Pa) zu reduzieren. Ferner kann eine Innenatmosphäre des Reaktionsbehälters 1 Luftatmosphäre sein. Im Hinblick auf eine weitere thermische Oxidierung von Phosphorpulver bevorzugt man es mehr, eine Stickstoffatmosphäre in den Reaktionsbehälter 1 einzuführen. In diesem Falle wird eine Stickstoffgasflasche mit dem Rohr 6 über einen Druckminderer oder dergleichen verbunden.
  • Ferner wird eine Erhitzungstemperatur des Gemisches 2 gleich oder höher als eine solche Temperatur eingestellt, welche wenigstens das Quecksilber in jeder in dem Phosphorpulver enthaltenen Form zerlegen kann. Beispielsweise wird, wenn nur metallisches Quecksilber und Quecksilberoxid in dem Phosphorpulver enthalten sind, die Erhitzungstemperatur gleich 450°C oder höher eingestellt. Wenn zusätzlich zu diesen Amalgam in dem Phosphorpulver enthalten ist, wird das Gemisch 2 auf angenähert 600°C erhitzt.
  • Das verdampfte Quecksilber in dem Reaktionsbehälter wird mittels der Saugkraft der Saugpumpe 9 über das Rohr 7 in die Quecksilberkondensationseinheit 8 gepumpt. In der Quecksilberkondensationseinheit 8 wird der Quecksilberdampf gekühlt und kondensiert, was dazu führt, dass Quecksilbertropfen in dem Quecksilbersammelbehälter 10 gesammelt werden.
  • Andere Gase außer dem in die Quecksilberkondensationseinheit 8 durch die Saugpumpe 9 gepumpten Quecksilber, welche beispielsweise Zersetzungsprodukte des Reduzierungsmittels enthalten, werden über ein Rohr 16 ausgegeben. Hier sind die erzeugten Gase größtenteils Kohlendioxid und Wasserdampf, welche ohne jede weitere Behandlung schadlos nach außen abgegeben werden können. Demzufolge sind keine speziellen Geräte für die Entsorgung derartiger Gase erforderlich.
  • Das in dem Quecksilbersammelbehälter 10 gesammelte Quecksilber wird von industriellen Experten weiterverarbeitet, um Verunreinigungen zu beseitigen, und dann wieder dem Kreislauf zugeführt.
  • Andererseits wird das in dem Destillationsbehälter 3 verbleibende Phosphorpulver durch einen (nicht dargestellten) Sieb geführt, um Glasstückchen und so weiter zu entfernen, die damit vermischt sind, wenn die Phosphorschicht 11 von der Innenoberfläche der Röhre 12 entfernt wird. Das gesiebte Phosphorpulver wird mit einer allgemein bekannten (nicht dargestellten) Luftklassifizierungsvorrichtung verarbeitet, um weitere feine Verunreinigungen zu beseitigen, was dazu führen, dass das Phosphorpulver keine Verunreinigungen enthält. Das keine Verunreinigungen enthaltende Phosphorpulver wird gewaschen und getrocknet und dann dem Kreislauf wieder zugeführt.
  • Nachstehendes fasst das vorstehend beschriebene Quecksilber-Rückgewinnungsverfahren zum Abtrennen und Sammeln von Quecksilber aus Phosphorpulver in der Fluoreszenzlampe 13, die mit der Röhre 12 ausgestattet ist, auf deren Innenoberfläche eine aus Phosphorpulver bestehende Phosphorschicht ausgebildet ist, zusammen. Die Röhre 12 wird zuerst aufgeschnitten, und dann die Phosphorschicht 11 von der Innenoberfläche der Röhre 12 entfernt, um Quecksilber enthaltendes Phosphorpulver zu erhalten. Das erhaltende Phosphorpulver wird dann dem Erhitzungs- und Reduzierungsprozess mit dem Trockenverfahren unterzogen, um das Quecksilber aus dem Phosphorpulver zu verdampfen und abzutrennen. Dann wird das verdampfte Quecksilber gekühlt und kondensiert, um das Quecksilber zu sammeln. Gemäß diesem Verfahren bewirkt der Erhitzungs- und Reduzierungsprozess die Zersetzungsreaktion des Quecksilbers in allen Formen, wie zum Beispiel als metallisches Quecksilber, Quecksilberoxid und Amalgam, das durch Quecksilber erzeugt wird, das mit einem Emitter- oder Phosphorelement reagiert. Insbesondere reduziert das Reduzierungsmittel das Quecksilber in allen Formen, so dass es eine Valenz von Null zeigt. Daher ist sichergestellt, dass im Wesentlichen das gesamte in dem Phosphorpulver enthaltene Quecksilber verdampft und aus dem Phosphorpulver bei relativ niedrigen Temperaturen abgetrennt werden kann. Insbesondere kann, da Quecksilber aus dem Phosphorpulver bei relativ niedrigen Temperaturen aufgrund der Wirkung des Reduzierungsmittels verdampft und abgetrennt werden kann, die thermische Verschlechterung des Phosphor pulvers verringert werden, und dadurch verhindert werden, dass die die Leuchtdichte beinhaltenden Eigenschaften des Phosphorpulvers verschlechtert werden.
  • Dieses Verfahren ermöglicht die Wiedereinführung von behandeltem Phosphorpulver, das herkömmlicherweise ohne jede Wahl beseitigt wurde, in den Kreislauf und ist somit extrem wirtschaftlich. Ferner sind, weil dieses Verfahren das Trockenverfahren anwendet, keine speziellen Geräte für die Flüssigabfallbehandlung erforderlich, die üblicherweise durch die Quecksilberrückgewinnung im Nassverfahren erforderlich sind.
  • Ferner enthalten, das dieses Verfahren ein organisches Reduzierungsmittel verwendet, dessen Bestandteile Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff sind, die Zerlegungsprodukte des organischen Reduzierungsmittels Kohlenmonoxid, Methan und Wasserstoff und so weiter. Diese Zerlegungsprodukte reagieren mit dem Phosphorpulver nicht, und verbleiben daher nicht in dem Phosphorpulver.
  • (Experimentelle Beispiele)
  • Nachstehendes beschreibt experimentelle Beispiele, die die Wirksamkeit einer Quecksilber-Rückgewinnungsverfahrens bezüglich der ersten Ausführungsform verifizieren können.
  • Zuerst wurde Phosphorpulver aus einer Abfallfluoreszenzlampe 13 mit gerader Röhre mit einer Nennleistung von 40 W, deren Lebensdauer abgelaufen war, entfernt. In dieser Abfallfluoreszenzlampe 13 verwendete Phosphore sind Selten-Erden-Phosphore mit den nachstehenden Zusammensetzungen:
    Roter Phosphor Y2O3:Eu
    Blauer Phosphor (SrCaBa)5(PO4)3Cl:Eu
    Grüner Phosphor LaPO4:Tb,Ce
  • Ein Menge des in dem abgelösten Phosphorpulver enthaltenen Quecksilbers, das heißt, von Phosphorpulver aus welchem das Quecksilber noch abzutrennen war (hierin nachstehend einfach als "unbehandeltes Phosphorpulver" bezeichnet) war 2800 μg pro 2 Gramm Phosphorpulver.
  • Um ein Gemisch A (praktisches Beispiel 1) zu erzeugen, wurde das unbehandelte Phosphorpulver mit einer wässrigen Lösung vermischt, in welcher Oxalsäure mit einem Anteil von 0,4 g Oxalsäure (20 Gewichtsprozent) zu 2 g Phosphorpulver gelöst war.
  • Um ein Gemisch B (praktisches Beispiel 2) herzustellen wurde das unbehandelte Phosphorpulver mit einer wässrigen Lösung gemischt, in welcher Ascorbinsäure mit einem Anteil von 0,4 Gramm (20 Gewichtsprozent) Ascorbinsäure pro 2 g Phosphorpulver gelöst war.
  • Das Gemisch A und das Gemisch B wurden in getrennte Destillationsbehälter 3 eingebracht. Aus jedem der Gemische A und B wurde das Quecksilber abgetrennt und aus dem Phosphorpulver unter Verwendung des Quecksilber-Rückgewinnungsverfahrens der vorliegenden Erfindung unter den Bedingungen: Erhitzungstemperatur 600°C; Erhitzungszeit 30 Minuten; Atmosphärendruck; und Luftatmosphäre entfernt. Dann wurde ein Restanteil (%) von in dem behandelten Phosphorpulver enthaltenem Quecksilber in Bezug auf das in dem unbehandelten Phosphorpulver enthaltene Quecksilber gemessen. Die experimentellen Ergebnisse sind in der Tabelle 1 in 4 dargestellt.
  • Vergleichsbeispiele (Vergleichsbeispiele 1 und 2) wurden wie folgt ausgeführt. Für das Vergleichsbeispiel 1 wurde das abgelöste Phosphorpulver direkt in einem Destillationsbehälter 3 ohne Zusetzung irgendeines Reduzierungsmittels eingebracht. Dann wurde das Quecksilber aus dem Phosphorpulver unter Verwendung desselben Verfahrens und unter denselben Bedingungen wie in den vorstehenden praktischen Beispielen 1 und 2 entfernt und gesammelt. Ein Restanteil (%) von in dem behandelten Phosphorpulver enthaltenem Quecksilber in Bezug auf das in dem unbehandelten Phosphorpulver enthaltene Quecksilber wurde gemessen. Für das Vergleichsbeispiel 2 wurde das abgelöste Phosphorpulver direkt in einen Destillationsbehälter 3 ohne Zusatz irgendeines Reduzierungsmittels eingebracht. Dann wurde das Quecksilber aus dem Phosphorpulver mit demselben Verfahren und unter denselben Bedingungen wie in dem vorstehenden praktischen Beispiel 1 und 2 mit der Ausnahme abgetrennt und gesammelt, dass die Heiztemperatur für das Vergleichsbeispiel auf 800°C eingestellt wurde. Ein Restanteil (%) von in dem behandelten Phosphorpulver enthaltenem Quecksilber in Bezug auf das in dem unbehandelten Phosphorpulver enthaltene Quecksilber wurde gemessen. Die ex perimentellen Ergebnisse der Vergleichsbeispiele 1 und 2 sind ebenfalls in Tabelle 1 dargstellt.
  • Man beachte hier, dass der Restanteil von Quecksilber (%) in der folgenden Weise gemessen wurde. Das Phosphorpulver, aus welchem das Quecksilber abgetrennt wurde, wurde in Königswasser aufgelöst und dann der Anteil von Quecksilber in der sich ergebenden Lösung unter Anwendung von Hydriderzeugungs-Atomabsorptionsspektrometrie gemessen. Man beachte auch, dass ein Lufteinstrom in den Reaktionsbehälter 1 auf 2 Liter/Minute in jedem der praktischen Beispiele und Vergleichsbeispiele eingestellt war.
  • Wie Tabelle 1 zeigt, ist der Restanteil von Quecksilber 0,12% für das praktische Beispiel 1, 0,14% für das praktische Beispiel 2 und 0,12% für das Vergleichsbeispiel 2. Andererseits ist der Restanteil von Quecksilber 0,30% für das Vergleichsbeispiel 1.
  • Der Grund für die Ergebnisse, welche implizieren, dass der Restanteil an Quecksilber für das Vergleichsbeispiel 1 höher als für die praktischen Beispiele 1 und 2 und das Vergleichsbeispiel 2 ist, kann wie folgt überlegt werden. Die Erhitzungstemperatur der Heizelements 41, die bei angenähert 600°C liegt, ist nicht hoch genug, um ein Amalgam zu zerlegen, das von Quecksilber gebildet wird, das mit einem Emitter- oder Phosphorelement reagiert, das kaum durch Hitze zu zerlegen ist. Als der Grund dafür wird angenommen, dass eine Temperatur der mittigen Anteile des in den Destillationsbehälter 3 eingebrachten Phosphorpulvers 600°C nicht erreicht. Für das Vergleichsbeispiel 1 verbleibt daher in dem Phosphorpulver in der Form eines derartigen Amalgams enthaltenes Quecksilber in dem Phosphorpulver. Andererseits kann für das Vergleichsbeispiel 2 die bei 800°C liegende Erhitzungstemperatur des Heizelements 41 das in der Form eines derartigen Amalgams enthaltene Quecksilber zerlegen, das durch eine Erhitzungstemperatur von angenähert 600°C schwierig zu zerlegen ist. Was die praktischen Beispiele 1 und 2 betrifft, ist der Restanteil an Quecksilber, obwohl die Erwärmungstemperatur des Heizelements 41 angenähert 600°C ist, niedrig. Der Grund dafür kann darin gesehen werden, dass die Verdampfung und Trennung des Quecksilbers in allen Formen einschließlich eines Amalgams, das durch Reaktion mit einem Emitter- oder Phosphorelement erzeugt wird, ermöglicht wird, weil der Erhitzungsprozess in einer reduzierenden Atmosphäre ausgeführt wird.
  • Anschließend wurden für die praktischen Beispiele 1 und 2 und das Vergleichsbeispiel 2 eine relative Leuchtdichte (%) des behandelten Phosphorpulvers gegenüber einer Leuchtdichte des unbehandelten Phosphorpulvers (mit 100% angenommen) geprüft. Die experimentellen Ergebnisse sind in der Tabelle 2 in 5 dargestellt.
  • Wie Tabelle zeigt, ist die relative Leuchtdichte 90% für die praktischen Beispiele 1 und 2 und 75% für das Vergleichsbeispiel 2. Der Grund dafür kann wie folgt angenommen werden. Für die praktischen Beispiele 1 und 2 ist die Erhitzungstemperatur des Phosphorpulvers 600°C, was relativ niedrig ist, weshalb die thermische Verschlechterung des Phosphorpulvers reduziert werden kann. Andererseits ist für das Vergleichsbeispiel 2 die Erhitzungstemperatur des Phosphorpulvers 800°C, was hoch ist, und weshalb die thermische Verschlechterung des Phosphorpulvers auftritt.
  • Die vorstehenden Experimente verifizieren Folgendes. Wie vorstehend für die praktischen Beispiele 1 und 2 beschrieben, ist es sichergestellt, dass im Wesentlichen das gesamte Quecksilber in allen Formen einschließlich metallischem Quecksilber aus dem Phosphorpulver entfernt und gesammelt werden kann. Ferner kann die thermische Verschlechterung des Phosphorpulvers reduziert werden, und daher das Phosphorpulver wieder in den Kreislauf eingeführt werden.
  • Es sollte hier angemerkt werden, dass, obwohl eine Menge der Ascorbinsäure und der Menge der Oxalsäure auf jeweils 20 Gewichtsprozent des Phosphorpulvers in dem vorstehenden praktischen Beispielen 1 und 2 eingestellt ist, ein Anteil dieser organischen Reduzierungsmittel gegenüber Phosphorpulver nicht auf einen derartigen Wert beschränkt ist.
  • 6 ist eine Grafik, welche die experimentellen Ergebnisse bezüglich der Beziehung zwischen (a) der Menge der Ascorbinsäure/Oxalsäure, die dem Phosphorpulver hinzugefügt wird und (b) der Menge an Quecksilber, die in dem behandelten Phosphorpulver verbleibt, darstellt. Die horizontale Achse zeigt die Menge des organischen Reduzierungsmittels (Gewichtsprozent) an, die dem Phosphorpulver zugesetzt wird, und die vertikale Achse zeigt die Menge an Quecksilber (%) an, die in dem behandelten Phosphorpulver in Bezug auf die Menge des in dem unbehandelten Phosphorpulver enthaltenen Quecksilbers verbleibt.
  • Wie die graphische Darstellung zeigt, ist, wenn die Menge von Ascorbinsäure/Oxalsäure weniger als 10 Gewichtsprozent des Phosphorpulvers ist, der restliche Quecksilberanteil relativ hoch. Wenn die Menge an Ascorbinsäure/Oxalsäure etwa 10 Gewichtsprozent des Phosphorpulvers ist, fällt die Restquecksilbermenge drastisch ab. Wenn die Menge von Ascorbinsäure/Oxalsäure in einem Bereich von 10 bis 20 Gewichtsprozent zu dem Phosphorpulver liegt, nimmt die Restquecksilbermenge nur noch leicht ab. Wenn die Menge an Ascorbinsäure/Oxalsäure mehr als 20 Gewichtsprozent des Phosphorpulvers ist, nimmt die Restquecksilbermenge kaum mehr ab.
  • Diese experimentellen Ergebnisse implizieren, dass man bevorzugt die Menge des organischen Reduzierungsmittels auf 10% oder mehr in Bezug auf das Phosphorpulver einstellt. Diese experimentellen Ergebnisse implizieren ebenfalls, dass eine zu große Menge an organischem Reduzierungsmittel keine günstigere Reduzierungswirkung erzeugt, sondern zu einer Braunverfärbung des Phosphorpulver aufgrund seiner Restmaterialien führt, und dass demzufolge eine zu große Menge an organischem Reduzierungsmittel den Prozess einer Rückführung des Phosphorpulvers in den Kreislauf eher behindert. Zusammengefasst erzeugt eine zu große Menge an organischem Reduzierungsmittel keinen Effekt einer Erleichterung der Verdampfung und Trennung des Quecksilbers, sondern erzeugt stattdessen den nachteiligen Effekt einer Verfärbung des Phosphorpulvers. Genauer gesagt, scheint es keinen Grund zu geben, das organische Reduzierungsmittel mit 20 Gewichtsprozent oder mehr dem Phosphorpulver hinzuzufügen, da mit einer Menge an organischem Reduzierungsmittel von mehr als 20 Gewichtsprozent in Bezug auf das Phosphorpulver die Restquecksilbermenge kaum abnimmt. Es sollte hier angemerkt werden, dass mit einer Menge von 20 Gewichtsprozent von organischem Reduzierungsmittel in dem Phosphorpulver keine Verfärbung des Phosphorpulvers beobachtet wurde.
  • Wie man aus dem Vorstehenden erkennen kann, ist es zu bevorzugen, den Betrag an organischem Reduzierungsmittel in einem Bereich von 10 bis 20 Gewichtsprozent einschließlich in Bezug auf das Phosphorpulver zu halten.
  • Obwohl die vorliegende Ausführungsform den Fall beschreibt, in welchem Oxalsäure oder Ascorbinsäure als organisches Reduzierungsmittel verwendet wird, kann im We sentlichen derselbe Effekt wie der vorstehend erzeugte erzeugt werden, wenn wenigstens ein organisches Reduzierungsmittel verwendet wird, das aus der aus Ameisensäure, Maleinsäure, Zitronensäure, Malonsäure, Stearinsäure, Phthalsäure, Weinsäure, Bernsteinsäure und Sulfamidsäure bestehenden Gruppe ausgewählt wird.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Nachstehendes beschreibt eine Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung weist denselben Aufbau wie die Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung 100 (1) auf, die zum Realisieren des Quecksilber-Rückgewinnungsverfahren in der ersten Ausführungsform verwendet wurde, mit der Ausnahme, dass ein aus wärmeleitendem Material hergestelltes Verteilungselement 17 in dem Destillationsbehälter 3 vorgesehen ist. Demzufolge wird die folgende Erfindung unter alleiniger Fokussierung auf den Destillationsbehälter 3 beschrieben.
  • 7A ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel des Destillationsbehälters 3 in der zweiten Ausführungsform darstellt. Gemäß Darstellung in der Figur sind drei zylindrische Elemente aus rostfreiem Stahl jeweils mit einem unterschiedlichen Durchmesser, die das Teilungselement 17 ausbilden, im Wesentlichen konzentrisch in dem Destillationsbehälter 3 vorgesehen. 7B stellt schematisch den Zustand dar, in welchem Wärme an das Phosphorpulver 20 in dem Destillationsbehälter 3 in dem Reaktionsbehälter 1 übertragen wird. Zur Erleichterung der Erläuterung stellt die Figur einen vertikalen Querschnitt des Destillationsbehälters 3 in 7B dar.
  • Pfeile in 7B stellen grob einen Wärmeübertragungspfad dar. Gemäß Darstellung in der Figur wird auf den Reaktionsbehälter 1 durch den Heizelement 41 aufgebrachte Wärme direkt auf alle Abschnitte des Phosphorpulvers 20 einschließlich mittiger Abschnitte in dem Destillationsbehälter 3 über den Boden 1a des Reaktionsbehälters 1, den Boden des Destillationsbehälters 3 und das Unterteilungselement 17 übertragen. Ferner wird Strahlungswärme von der Innenwand des Reaktionsbehälters 1 einfach auf das Phosphorpulver über das Unterteilungselement 17 übertragen. Dieses ermöglicht es, dass alle Abschnitte des Phosphorpulvers 2 auf im Wesentlichen gleichmäßige Temperaturen erhitzt werden.
  • Unter Verwendung dieser mit dem Destillationsbehälter 3 ausgerüsteten Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung, in welcher das Unterteilungselement 17 vorgesehen ist (praktisches Beispiel 4) wurde Quecksilber aus dem Phosphorpulver, welchem kein organisches Reduzierungsmittel zugesetzt wurde unter Verwendung desselben Verfahrens und unter denselben Bedingungen wie für das Vergleichsbeispiel 1 abgetrennt und gesammelt. Eine Restmenge (mg/l) des in dem behandelten Phosphorpulver enthaltenen Quecksilbers wurde gemessen. Die experimentellen Ergebnisse sind in Tabelle 3 in 8 dargestellt.
  • Es sei angemerkt, dass die Restmenge von Quecksilber auf der Basis des in der Mitteilung Nummer 13 der Umweltagentur von Japan beschriebenen Elutionstestverfahrens gemessen wurde. Für Vergleichszwecke wurden Restmengen von Quecksilber für das praktische Beispiel 1 und das Vergleichsbeispiel 1 in Tabelle 1 in 1 in der ersten Ausführungsform ebenfalls auf der Basis desselben Elutionstestverfahrens gemessen und sind in Tabelle 3 dargestellt.
  • Wie die Tabelle 3 zeigt, beträgt die Restmenge von Quecksilber 0,0005 mg/l für das praktische Beispiel 4, welche dieselbe wie für das praktische Beispiel 1 ist. Andererseits ist die Restmenge von Quecksilber 0,0020 mg/l für das Vergleichsbeispiel 1. Als Grund für die Ergebnisse, die implizieren, dass die Restmenge von Quecksilber für das praktische Beispiel 4, in welchem kein organisches Reduzierungsmittel dem Phosphorpulver zugesetzt wird, das heißt, in welchem kein Erhitzungs- und Reduzierungsprozess sondern nur ein Erhitzungsprozess beteiligt ist, dieselbe wie die Restmenge von Quecksilber für das praktische Beispiel 1 ist, in welchem ein Erwärmungs- und Reduzierungsprozess beteiligt ist, kann wie folgt angenommen werden. Die gesamten Anteile des Phosphorpulvers werden über das wärmeleitende Unterteilungselement 17, das in dem Destillationsbehälter 3 vorgesehen ist, gleichmäßig auf 600°C erhitzt und dadurch die Verdampfung und Trennung des Quecksilbers aus dem Phosphorpulver ermöglicht.
  • Gemäß vorstehender Beschreibung weist die Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung in der vorliegenden Erfindung einen extrem einfachen Aufbau auf, in welchem ein Unterteilungselement zusätzlich in einem Reaktionsbehälter 1 in einer herkömmlichen Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung bereitgestellt wird, hat aber die Wirkung einer gleichmäßigen Erhitzung aller Abschnitte des Phosphorpulvers und einer Erleichterung der Verdampfung und Trennung des Quecksilbers aus dem Phosphorpulver. Diese Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung kann die Verdampfung und Trennung im Wesentlichen des gesamten in dem Phosphorpulver enthaltenen Quecksilbers bei relativ niedrigen Temperaturen sicherstellen.
  • Insbesondere kann, das Quecksilber aus dem Phosphorpulver bei relativ niedrigen Temperaturen verdampft und abgetrennt werden kann, die thermische Verschlechterung der Phosphorpulvers reduziert werden. Demzufolge kann verhindert werden, dass sich Eigenschaften des Phosphorpulvers einschließlich der Leuchtdichte verschlechtern. Dieses ermöglicht die Wiedereinführung des behandelten Phosphorpulvers in den Kreislauf. Ferner wird die Quecksilberrückgewinnung mittels des Trockenverfahrens erreicht, und demzufolge sind spezielle Geräte für die Flüssigabfallbehandlung, die üblicherweise für die Quecksilberrückgewinnung im Nassverfahren erforderlich sind, nicht erforderlich.
  • Es sollte hier angemerkt werden, dass obwohl die vorliegende Erfindung den Fall beschreibt, in welchem drei das Unterteilungselement 17 bildende zylindrische Elemente im Wesentlichen konzentrisch in dem Destillationsbehälter 3 angeordnet sind, die Anzahl zylindrischer Elemente natürlich nicht auf drei begrenzt ist. Ferner kann ein durch Plattenelemente ausgebildetes Unterteilungselement 17a radial so vorgesehen sein, dass die Plattenelemente des Unterteilungselementes 17a die zylindrischen Elemente des Unterteilungselementes 17 gemäß Darstellung in der Draufsicht auf den in 9 dargestellten Destillationsbehälters 3 schneiden. In diesem Falle wird eine Fläche der Innenwand des Destillationsbehälters 3, der mit den Unterteilungselementen in Kontakt kommt, erweitert, was eine leichtere Übertragung von Wärme auf das Phosphorpulver in dem Behälter ermöglicht. Daher können alle Abschnitte des Phosphorpulvers gleichmäßiger erhitzt werden.
  • Das Unterteilungselement 17 kann im Inneren des Destillationsbehälters 3 im Voraus befestigt sein, oder kann so aufgebaut sein, dass es aus dem Destillationsbehälter 3 entnehmbar ist.
  • Ferner kann das Unterteilungselement weitere Formen annehmen. Beispielsweise kann ein Unterteilungselement 17c, das durch Anordnen von Plattenelementen mit hoher Wärmeleitfähigkeit in einem Gitter gebildet wird, in dem Destillationsgefäß 3 gemäß Darstellung in 10 vorgesehen sein. Der Innenraum des Destillationsbehälters muss fallabhängig nicht vollständig unterteilt sein. Beispielsweise kann eine Masse aus wärmeleitendem Material, das in der Mitte oder dergleichen des Destillationsbehälters 3 platziert wird, den Effekt einer gleichmäßigen Erhitzung des Phosphorpulvers in einem bestimmten Grade erzeugen.
  • Ferner können, obwohl die vorstehenden Ausführungsformen den Fall beschreiben, in welchem der Destillationsbehälter 3 aus einem rostfreien Stahl besteht, stattdessen Behälter, die aus anderen Materialien bestehen, die mit einem organischen Reduzierungsmittel nicht reagieren, wie zum Beispiel aus Aluminiumoxid und Graphitkohlenstoff verwendet werden.
  • Ferner kann als ein Material für ein Unterteilungselement, Keramik, Quarzglas und dergleichen fallabhängig anstelle der vorstehend erwähnten Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie zum Beispiel rostfreier Stahl verwendet werden. Keramik oder Quarzglas muss keine höhere Wärmeleitfähigkeit als die Phosphore aufweisen. Keramik oder Quarzglas ist jedoch vorteilhaft, da es nicht mit den Phosphoren reagiert und eine hohe Wärmebeständigkeit besitzt. Ferner wird berücksichtigt, dass Phosphore in Pulverform eine extrem geringe Wärmeleitfähigkeit aufgrund der vielen Spalte zwischen den Partikeln aufweisen. Daher ist die Wärmeleitfähigkeit eines aus Keramik oder Quarz bestehenden Unterteilungselementes höher als die Wärmeleitfähigkeit des Phosphorpulvers. Demzufolge kann das aus Keramik oder Quarz bestehende Unterteilungselement immer noch den Effekt einer gleichmäßigen Erhitzung des Phosphorpulvers bereitstellen.
  • Ferner ist, obwohl die vorstehenden Ausführungsformen den Fall beschreiben, in welchem Quecksilber aus Selten-Erden-Phosphorpulver zurückgewonnen wird, die vorliegende Erfindung auch in verschiedenen anderen Fallen anwendbar, wie zum Beispiel in einem Falle, in welchem Quecksilber aus Halogen-Phosphat-Lumineszenz-Materialpulver zurückgewonnen wird.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung vollständig im Rahmen von Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurde, ist anzumerken, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann auf diesem Gebiet er sichtlich sind. Daher sollen, sofern derartige Änderungen und Modifikationen nicht von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abweichen, diese als darin enthalten betrachtet werden.

Claims (14)

  1. Quecksilber-Rückgewinnungsverfahren zum Zurückgewinnen von Quecksilber aus Quecksilber enthaltendem Phosphorpulver, das aus einer Fluoreszenzlampe entfernt wurde, wobei das Quecksilber-Rückgewinnungsverfahren die Schritte aufweist: Verdampfen von in dem Phosphorpulver enthaltenem Quecksilber indem das Phosphorpulver einem Erhitzungs- und Reduzierungsprozess unterworfen wird; Kondensieren des verdampften Quecksilbers durch Kühlen, um das verdampfte Quecksilber zu sammeln; wobei ein für den Erhitzungs- und Reduzierungsprozess verwendetes Reduzierungsmittel ein organisches Reduzierungsmittel ist, das als Bestandteile Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff enthält; und der Erhitzungs- und Reduzierungsprozess durch Erhitzen eines Gemisches des organischen Reduzierungsmittels und des Phosphorpulvers realisiert wird.
  2. Quecksilber-Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 1, wobei ein Verhältnis des organischen Reduzierungsmittels zu dem Phosphorpulver in dem Gemisch in einem Bereich von 10 bis 20 Gewichtsprozent inklusive liegt.
  3. Quecksilber-Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Gemisch hergestellt wird, indem das Phosphorpulver einer wässrigen Lösung des organischen Reduzierungsmittels zugesetzt wird und die wässrige Lösung, welcher das Phosphorpulver zugesetzt wurde, gerührt wird.
  4. Quecksilber-Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 1, wobei als organisches Reduzierungsmittel wenigstens eines aus der aus Ascorbinsäure, Oxalsäure, Ameisensäure, Maleinsäure, Zitronensäure, Malonsäure, Stearinsäure, Phthalsäure, Weinsäure, Bernsteinsäure und Sulfamidsäure bestehenden Gruppe ausgewählt wird.
  5. Quecksilber-Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Erhitzungs- und Reduzierungsprozess in einer Atmosphäre ausgeführt wird, die einen niedrigeren Druck als den Atmosphärendruck aufweist.
  6. Quecksilber-Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Erhitzungs- und Reduzierungsprozess in einer Atmosphäre aus Gas ausgeführt wird, die das Phosphorpulver nicht oxidiert.
  7. Quecksilber-Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 6, wobei das Gas, das Phosphorpulver nicht oxidiert, Stickstoff ist.
  8. Quecksilber-Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Erhitzungstemperatur für den Erhitzungs- und Reduzierungsprozess angenähert 600°C ist.
  9. Quecksilber-Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Quecksilber enthaltende Phosphorpulver erhalten wird, indem ein Kolben der fluoreszierenden Lampe aufgeschnitten wird, und die entlang einer Innenoberfläche des Kolbens ausgebildete Quecksilber enthaltende Phosphorschicht entfernt wird.
  10. Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung (100), die Quecksilber aus einem Quecksilber enthaltenden Phosphorpulver entfernt, aufweisend: einen Reaktionsbehälter (1), einen Destillationsbehälter (3), der in den Reaktionsbehälter (1) eingesetzt ist, und in welchen das Quecksilber enthaltende Phosphorpulver eingebracht wird; eine Erhitzungseinrichtung (4) zum Erhitzen des Destillationsbehälters (3); und eine Quecksilber-Sammeleinrichtung (5) zum Kondensieren von verdampftem Quecksilber durch Kühlen, um das verdampfte Quecksilber zu sammeln, nachdem das verdampfte Quecksilber aus dem Quecksilber enthaltenden Phosphorpulver in dem durch die Erhitzungseinrichtung (4) erhitzten Destillationsbehälter (3) verdampft wurde; wobei der Destillationsbehälter (3) ein wärmeleitendes Element (17) enthält, das so platziert ist, dass es mit einem Teil der Innenwand des Destillationsbehälters (3) in Kontakt kommt, wobei das wärmeleitende Element (17) zum Übertragen von Wärme auf mittige Bereiche des Phosphorpulvers innerhalb des Destillationsbehälters (3) dient.
  11. Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das wärmeleitende Element (17) nicht mit Phosphoren reagiert und aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als das Phosphorpulver besteht.
  12. Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Material des wärmeleitenden Elementes (17) ein rostfreier Stahl ist.
  13. Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das wärmeleitende Element (17) durch mehrere Unterteilungsplatten gebildet wird, die einen Innenraum des Destillationsbehälters (3) unterteilen.
  14. Quecksilber-Rückgewinnungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das wärmeleitende Element (17) erzeugt wird, indem konzentrisch mehrere Unterteilungselemente, die zylindrisch sind, und die jeweils einen anderen Innendurchmesser aufweisen, in einem Zustand platziert werden, in welchem ein Ende jedes Teilungselementes in Kontakt mit einer Unterseite des Destillationsbehälters (3) kommt.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001026927A (ja) * 1999-07-15 2001-01-30 Nobumasa Asakawa グラウンドアンカーにおける定着体
KR20050069365A (ko) * 2003-12-31 2005-07-05 삼성전자주식회사 폐형광등 재처리 방법 및 이를 이용한 장치
CN101287987B (zh) * 2005-05-02 2011-03-30 热费希尔科学公司 监测气体样品中的汞的方法及装置
JP2008019471A (ja) * 2006-07-12 2008-01-31 Torii Masaru 水銀含有廃棄物からの水銀回収方法
CN101150032B (zh) * 2007-03-30 2010-12-01 华南师范大学 一种回收处理废弃荧光灯的方法
EP2171023A1 (de) * 2007-07-03 2010-04-07 Albermarle Corporation Verwendung von halogen und stickstoff enthaltenden verbindungen zur verringerung von quecksilberemissionen bei der kohleverbrennung
DE102008010195A1 (de) * 2008-02-20 2009-09-03 Him Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Bestimmung einer Quecksilberbelastung
CN101587809B (zh) * 2008-05-20 2012-07-04 陈午 废荧光灯管汞无害化处理及回收利用的方法和装置
RU2485192C2 (ru) * 2011-09-23 2013-06-20 Георгий Васильевич Макарченко Способ утилизации ртутьсодержащих ламп и устройство для его осуществления
PL2828208T3 (pl) 2012-03-22 2022-07-18 Evonik Active Oxygens, Llc Aktywowanie kwasu organicznego za pomocą nadsiarczanu
CN103447277B (zh) * 2012-05-28 2016-05-11 中国石油天然气股份有限公司 一种含汞岩心的除汞方法
KR101299913B1 (ko) * 2013-05-29 2013-08-27 김용출 폐형광등의 유해분진과 수은증기 분리 포집 시스템
CN103985620B (zh) * 2014-05-09 2016-04-13 东莞市光能新能源科技有限公司 一种废旧灯管的回收利用方法
CN104599922A (zh) * 2015-01-27 2015-05-06 厦门通士达照明有限公司 一种荧光灯管中有效汞的冷凝装置
US10533239B2 (en) 2016-11-01 2020-01-14 Battelle Energy Alliance, Llc Methods of recovering rare earth elements from a material

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE246311C (de)
JPS506431B1 (de) * 1970-12-05 1975-03-13
GB1373771A (en) * 1971-03-05 1974-11-13 Bp Chem Int Ltd Mercury recovery process
JPS506431A (de) 1973-05-21 1975-01-23
IT1037842B (it) * 1975-05-05 1979-11-20 Anic Spa Processo per la rimozione di mercurio da fanghi che lo contengono
JPS5233387A (en) 1975-09-10 1977-03-14 Hitachi Ltd Method of collecting mercury of fluorescent lamp
DE3410989A1 (de) * 1984-03-16 1985-09-26 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH, 8000 München Verfahren und vorrichtung zur aufarbeitung von stabfoermigen leuchtstofflampen
DD246311A1 (de) * 1986-01-14 1987-06-03 Narva Rosa Luxemburg K Verfahren zur rueckgewinnung von leuchtstoff und quecksilber aus lichtquellen
JPH01180291A (ja) * 1988-01-09 1989-07-18 Kubota Ltd 焼却炉における排ガス洗浄排水の水銀回収方法
FR2641288B1 (fr) * 1989-01-05 1991-04-12 Martinez Gabriel Appareil de recuperation des metaux nobles a partir de dechets
US5106598A (en) * 1989-02-10 1992-04-21 Cogar Michael J Lamp reclamation process
DE4125417C1 (de) * 1991-07-29 1992-10-01 Prolux Maschinenbau Gmbh, O-1092 Berlin, De
DE4209180A1 (de) * 1992-03-20 1993-09-23 Schwarze Alois Arnold Verfahren zur beseitigung von schwermetallen aus waessrigen medien
CA2110400A1 (en) * 1992-04-01 1993-10-14 Jozef Hanulik Process for recycling solids, powders and sludges contaminated with mercury
JPH0645643A (ja) 1992-07-22 1994-02-18 Eastman Kodak Japan Kk 発光素子
US5300137A (en) * 1992-09-18 1994-04-05 Pittsburgh Mineral And Environmental Technology, Inc. Method for removing mercury from contaminated soils and industrial wastes and related apparatus
JPH1012149A (ja) 1996-06-17 1998-01-16 Bio Medeiku Kenkyusho:Kk 廃蛍光管の水銀回収方法
NL1004566C2 (nl) * 1996-11-19 1998-05-20 Begemann Holding Bv Inrichting en werkwijze voor het verwijderen van kwik uit afvalstoffen door vacuümdestillatie.
US6416567B1 (en) * 1997-03-18 2002-07-09 Mercury Waste Solutions, Inc. Removal of mercury from waste materials
JP3020888B2 (ja) * 1997-03-31 2000-03-15 助川電気工業株式会社 溶融金属蒸留装置
US5891216A (en) * 1997-09-16 1999-04-06 Summit Valley Equipment And Engineering, Inc. Oven mercury retorting device
JP2001011548A (ja) * 1999-06-29 2001-01-16 Iwanaga Zaimokuten:Kk 水銀含有廃棄物からの水銀回収方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1379430A (zh) 2002-11-13
JP2002294353A (ja) 2002-10-09
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US20040213719A1 (en) 2004-10-28
CN1280863C (zh) 2006-10-18
EP1245687A3 (de) 2003-08-13
US6800112B2 (en) 2004-10-05
US6866814B2 (en) 2005-03-15
EP1245687A2 (de) 2002-10-02
JP3514244B2 (ja) 2004-03-31
DE60221456D1 (de) 2007-09-13
US20020167120A1 (en) 2002-11-14

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