JP2014529681A - Recovery of lead and indium from glass, mainly electronic waste materials - Google Patents

Recovery of lead and indium from glass, mainly electronic waste materials Download PDF

Info

Publication number
JP2014529681A
JP2014529681A JP2014525968A JP2014525968A JP2014529681A JP 2014529681 A JP2014529681 A JP 2014529681A JP 2014525968 A JP2014525968 A JP 2014525968A JP 2014525968 A JP2014525968 A JP 2014525968A JP 2014529681 A JP2014529681 A JP 2014529681A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
melt
salt
chloride
lead
indium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014525968A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5926380B2 (en
Inventor
テン、リードン
セッシャドリ シーザラマン、
セッシャドリ シーザラマン、
カツノリ ヤマグチ
カツノリ ヤマグチ
ユカリ イズミ
ユカリ イズミ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JERNKONTORET
Original Assignee
JERNKONTORET
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JERNKONTORET filed Critical JERNKONTORET
Publication of JP2014529681A publication Critical patent/JP2014529681A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5926380B2 publication Critical patent/JP5926380B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/34Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of metals not provided for in groups C25C3/02 - C25C3/32
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G15/00Compounds of gallium, indium or thallium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G21/00Compounds of lead
    • C01G21/12Hydroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G21/00Compounds of lead
    • C01G21/16Halides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B13/00Obtaining lead
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B58/00Obtaining gallium or indium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/24Halogens or compounds thereof
    • C25B1/26Chlorine; Compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/005Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells of cells for the electrolysis of melts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/52Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/60Glass recycling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/82Recycling of waste of electrical or electronic equipment [WEEE]

Abstract

CRTやフラットパネルディスプレイからのカレットなどの、インジウムおよび/または鉛を含むカレットから、鉛および/またはインジウムを回収できる。AlCl3を含む塩化物塩溶融物を、カレットを溶解するために使用する。溶融物を電解し、鉛および/またはインジウム並びに他の金属を、塩溶融物から選択的電着させることができる。これら二つの工程を、連続プロセスで組み合わせることができる。塩溶融物中の塩は消費されず、リサイクルすることができる(アルミナおよび塩素ガス形成の結果のフラックスを除く)。鉛および/またはインジウム並びに他の金属を、それぞれの塩化物を気化させ凝縮させることによって、または、水中で塩の相を浸出させ湿式精錬法によって水酸化物として金属を抽出することによって、塩溶融物から回収することもできる。Lead and / or indium can be recovered from a cullet containing indium and / or lead, such as a cullet from a CRT or flat panel display. A chloride salt melt containing AlCl3 is used to dissolve the cullet. The melt can be electrolyzed and lead and / or indium and other metals can be selectively electrodeposited from the salt melt. These two steps can be combined in a continuous process. The salt in the salt melt is not consumed and can be recycled (except for the flux resulting from alumina and chlorine gas formation). Salt melting by evaporating lead chloride and / or indium and other metals by vaporizing and condensing the respective chlorides or by leaching the salt phase in water and extracting the metals as hydroxides by wet refining It can also be recovered from things.

Description

本発明は、PbOおよび/または酸化インジウムを含有するガラスから、主に電子ごみ材(electronic waste material)から、鉛および/またはインジウムを回収する方法に関する。   The present invention relates to a method for recovering lead and / or indium from glass containing PbO and / or indium oxide, mainly from electronic waste material.

背景技術
鉛は、ガンマ線やX線などを吸収するために放射線遮蔽ガラスに使用され、例えば軟X線に対する視認者の曝露を低下させることが考慮される、コンピュータスクリーンやテレビジョンセットに用いられるブラウン管、CRTなどにおいて使用される。
Background Art Lead is used in radiation shielding glass to absorb gamma rays, X-rays, etc., for example, cathode ray tubes used in computer screens and television sets that are considered to reduce the viewer's exposure to soft X-rays. Used in CRT and the like.

最近のCRTは、本質的に無鉛ガラス製の前面パネルを持ち、その後ろに鉛ガラス製のファンネルがあり、遠端に高有鉛化されたガラス製のネックがある。このようなCRTは、不適当に廃棄されると、環境破壊を呈する。2001年10月に、米国環境保護庁は、CRTを特別なリサイクル施設に持ち込まなければならないという規則を策定した。2002年11月には、EPAは、埋め立てや焼却によってCRTを処分した企業に罰金を課し始めた。規制当局は、ローカルにおよび国全体で、CRTやその他のコンピュータ機器の処分を監視する。ヨーロッパでは、CRTテレビおよびモニターの処分は、WEEE指令2002/96/ECでカバーされている。   Modern CRTs have an essentially lead-free glass front panel, followed by a lead glass funnel and a highly leaded glass neck at the far end. Such CRTs exhibit environmental destruction if discarded inappropriately. In October 2001, the US Environmental Protection Agency established a rule that CRT must be brought into a special recycling facility. In November 2002, EPA began to impose a fine on companies that disposed of CRT by landfill or incineration. Regulators monitor the disposal of CRTs and other computer equipment locally and throughout the country. In Europe, the disposal of CRT televisions and monitors is covered by the WEEE Directive 2002/96 / EC.

CRTモニターは、ヨーロッパにおける電子ごみの約6%を構成し、約45万トンのブラウン管モニターが毎年ヨーロッパで処分されている。効果的なリサイクルシステムが利用できないため、すべてのCRTモニターの70%が、埋立地に投棄されるか外国に輸出されている。指摘したように、CRTスクリーンは、特に、日本、アメリカ、台湾などこれらモニターを製造する国において、大きな問題になりつつある。多くの国が、規制手順を避けるために、お金と引き換えに、発展途上国に送ることによって、CRT廃棄物を処理している。しかし、これは、一時的な解決策であり、ガラスから分離すべき鉛や他の有害成分を抽出するためのより効果的な方法を見つけるために、新たな技術が開発されつつある。CRTモニターの前記70%の残りは、33300トンの酸化鉛を含む。純鉛として計算すると、約31000トンの鉛が、ヨーロッパで毎年埋立地に投棄されている。   CRT monitors constitute about 6% of electronic waste in Europe, and about 450,000 tons of CRT monitors are disposed of every year in Europe. Because no effective recycling system is available, 70% of all CRT monitors are dumped in landfills or exported abroad. As pointed out, CRT screens are becoming a major problem, especially in countries that manufacture these monitors, such as Japan, the United States, and Taiwan. Many countries treat CRT waste by sending it to developing countries in exchange for money to avoid regulatory procedures. However, this is a temporary solution and new techniques are being developed to find more effective ways to extract lead and other harmful components that should be separated from the glass. The remaining 70% of CRT monitors contain 33300 tons of lead oxide. When calculated as pure lead, approximately 31,000 tons of lead is dumped into landfills every year in Europe.

CRTスクリーンの投棄についての主な関心事は、ガラスからの鉛の浸出である。浸出した鉛は人間と環境の両方に危険である。CRTスクリーンの投棄は、主に発展途上国で発生する。大人も子どもでもホームレスの人々にとって、遺棄された投棄物の中で、またその周りに居住することは、非常に一般的であるので、これは大きな問題である。これらの人々は、したがって、雨水によってスクリーンから浸出した鉛に非常にさらされている。したがって、遺棄された投棄物の周りの住む多くの人々は、定常的な暴露によって鉛に毒されている。暴露された人々が鉛中毒になるための最も一般的な経路は、彼らが鉛高含量の水を飲んでいることである。鉛はまた、空気を介して、採鉱によって、また水や陸地への直接的な排出によって、陸地で広がりうる。鉛が自然の中で無害な化合物を形成するためには、非常に長い時間がかかる。大きな問題は、鉛が農場や耕地に広がったときである。これが起こると、これらの土地で栽培された果物や野菜を食べることから、人々が鉛中毒にさらされる。大人も子供も、鉛に曝された土地で放牧された動物の肉を彼らが食べたときに、また、産業から海や湖に排出された排出物や、遺棄された投棄物や埋め立てからの浸出液や、汚水からの流出物に由来する鉛に冒された魚を彼らが食べたときに、影響を受ける可能性もある。鉛暴露のための安全なしきい値は発見されていない−すなわち、身体の害を引き起こすには小さすぎる鉛の量は知られていない。   A major concern for CRT screen dumping is the leaching of lead from the glass. Leached lead is dangerous for both humans and the environment. CRT screen dumping occurs mainly in developing countries. This is a big problem for homeless people, both adults and children, because living in and around abandoned dumped items is very common. These people are therefore very exposed to lead leached from the screen by rainwater. Therefore, many people who live around abandoned dumped objects are poisoned by lead through routine exposure. The most common route for exposed people to become lead poisoning is that they are drinking high amounts of water. Lead can also spread on land via air, by mining, and by direct discharge to water and land. It takes a very long time for lead to form a harmless compound in nature. The big problem is when lead spreads to farms and arable land. When this happens, people are exposed to lead poisoning because they eat fruits and vegetables grown in these lands. Both adults and children, when they eat meat from animals grazed on land that has been exposed to lead, from industrial wastes discharged into the sea and lakes, from derelict dumps and landfills They can also be affected when they eat fish affected by lead from leachate or effluent from sewage. No safe threshold has been found for lead exposure-that is, no amount of lead is known that is too small to cause harm to the body.

ブラウン管ガラスをカレット(小さなガラス片)に細断し、ブラウン管のためにそれらを再利用する研究が家電製品協会によって行われてきた。これらの研究のうち、テレビ本体からブラウン管を取り出し、ブラウン管をガラスカレットに細断するシステムが開発されている(例えば、「Electrotechnology」、1997年1月を参照のこと)。   Research on chopping CRT glass into cullet (small glass pieces) and reusing them for CRT has been done by the Home Appliances Association. Among these studies, a system has been developed in which a cathode ray tube is taken out from a television body and the cathode ray tube is shredded into a glass cullet (see, for example, “Electrotechnology”, January 1997).

カレットとしてガラスを回収する方法は、例えば、特開昭61−50688号公報に開示されている。また、カレット(小さなガラス片)にブラウン管ガラスを細断し、ブラウン管のためにそれらを再利用する方法が知られている(例えば、特開平9−193762号公報)。材料に対応して、ブラウン管をフェースプレートとファンネルとに分け、それらをカレットに細断する方法が、例えば、特開平05−185064号公報に開示されている。さらに、ブラウン管をフェースプレートとファンネルとに分け、フェースプレートから蛍光物質およびブラックマスクを剥離し、フェースプレートをリサイクルする方法が、特開平7−037509号公報に開示されている。   A method for recovering glass as cullet is disclosed, for example, in JP-A-61-50688. Further, there is known a method of chopping a cathode ray tube glass into a cullet (small glass piece) and reusing them for the cathode ray tube (for example, JP-A-9-193762). A method of dividing a cathode ray tube into a face plate and a funnel corresponding to the material and chopping them into a cullet is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-185064. Further, JP-A-7-037509 discloses a method in which a cathode ray tube is divided into a face plate and a funnel, a fluorescent material and a black mask are peeled off from the face plate, and the face plate is recycled.

ブラウン管ガラスを再利用するには、ガラスをパネルガラスと鉛含有ファンネルガラスに分離しなければならない。その理由は、鉛がパネルガラスに所定量以上混入すると褐変現象が生じ、鉛含有ガラスは、パネルガラスの原料として再利用することができないことである。この理由のために、ブラウン管は、パネルとファンネルに分離される。この目的のために、ブラウン管を切断する位置を決める方法(特開平9−115449号公報)や、パネルとファンネルを接合するフリットガラスを溶融し、もってパネルとファンネルを分離する方法(特開平7−45198号公報)が提案されている。   To recycle CRT glass, the glass must be separated into panel glass and lead-containing funnel glass. The reason is that when a predetermined amount or more of lead is mixed into the panel glass, a browning phenomenon occurs, and the lead-containing glass cannot be reused as a raw material for the panel glass. For this reason, the cathode ray tube is separated into a panel and a funnel. For this purpose, a method for deciding a position for cutting a cathode ray tube (Japanese Patent Laid-Open No. 9-115449) or a method for melting a frit glass for joining a panel and a funnel to separate the panel and the funnel (Japanese Patent Laid-Open No. 7-1990). No. 45198) has been proposed.

WO2009/139715A1には、周期律表第4〜6、8〜12および14族の回収可能な金属を含む、鉱石、スラグ、ミルスケール、スクラップ、ダストおよび他の資源を塩素化する方法が開示されている。スクラップ、鉱石、海洋ノジュール(sea nodules)などの多くの供給源から、価値のある金属を、塩素化によって回収できることがよく知られている。形成された金属塩化物は、その後、分別蒸留および凝縮、塩の電解によって、または湿式精錬処理によって、分離し、抽出することができる。しかしながら、塩化第二鉄および/または塩化第二銅が塩素ドナー(doner)として使用される場合に可能なものよりもかなり高い反応速度および有価金属の収率を得るために、これら塩化物の代わりに塩化アルミニウムが用いられている。   WO 2009/139715 A1 discloses a method for chlorinating ores, slag, mill scale, scrap, dust and other resources containing recoverable metals from groups 4-6, 8-12 and 14 of the periodic table ing. It is well known that valuable metals can be recovered by chlorination from many sources such as scrap, ore, and sea nodules. The formed metal chloride can then be separated and extracted by fractional distillation and condensation, salt electrolysis, or by a wet refining process. However, in order to obtain much higher reaction rates and valuable metal yields than are possible when ferric chloride and / or cupric chloride are used as chlorine donors, Aluminum chloride is used.

さらに、US4853094は、金属ハロゲン化物MeXn(例えばSnCl4)から、セルにおける電解によって、金属Me(例えばSn)もしくは金属Meを含有する合金を製造する方法を開示しており、このセルはアノード、一以上の金属Mを含む液体金属カソード(例えば液体Zn)、および一以上のアルカリ金属またはアルカリ土類金属ハロゲン化物(例えばLiCl/KCl混合物)の塩溶融物を含む液体電解質を有する。この方法は、金属ハロゲン化物MeXn(ここでMeは周期律表2b、3b(ランタニド系およびアクチニド系を含む)、7bおよび8族ならびにCr、Cu、Au、Ga、Sn、PbおよびBiから選ばれる金属を表し、Xはハロゲンを表し、nは金属Meの価数を表す)を液体金属カソード中に導入することと、金属カソード材料からMeもしくはMe含有合金を分離することとを含む。 Furthermore, US4853094 discloses a method for producing a metal Me (eg Sn) or an alloy containing a metal Me from a metal halide MeX n (eg SnCl 4 ) by electrolysis in the cell, the cell comprising an anode, A liquid electrolyte comprising a liquid metal cathode containing one or more metals M (eg liquid Zn) and a salt melt of one or more alkali metals or alkaline earth metal halides (eg LiCl / KCl mixtures). This method is selected from metal halide MeX n (where Me is a periodic table 2b, 3b (including lanthanide and actinide systems), 7b and 8 groups, and Cr, Cu, Au, Ga, Sn, Pb and Bi). And X represents halogen, and n represents the valence of the metal Me) into the liquid metal cathode, and the separation of the Me or Me-containing alloy from the metal cathode material.

Journal of Hazardous Materials 161(1109−1113) Issus 2/3 2009には、熱真空(pyro vacuum)法によって鉛を回収する方法が提案された。しかし、我々の知る限り、スクラップされたCRTファンネルからのガラスを鉛回収によって無害にするという課題を解決する、商業的に容認された方法は、提案されていない。   Journal of Hazardous Materials 161 (1109-1113) Issus 2/3 2009 proposed a method of recovering lead by the pyrovacuum method. However, to the best of our knowledge, no commercially accepted method has been proposed to solve the problem of rendering glass from scrapped CRT funnels harmless by lead recovery.

ガラスから回収することが望ましい他の金属酸化物は、インジウムである。インジウムスズ酸化物(ITO)は、最も広く使用されている透明導電性酸化物の一つであり、例えばLCD、LED、OLED、PDPなどのフラットパネルディスプレイ、帯電防止コーティング、発光ダイオードおよび様々な供給源において使用される。インジウムはまた、インジウムドープ酸化亜鉛として存在することもある。インジウムは価格が高く、供給量は少ない。従って、電子ごみ材中に存在するガラスからインジウムを採算性良くリサイクルする必要性が存在する。   Another metal oxide that it is desirable to recover from glass is indium. Indium tin oxide (ITO) is one of the most widely used transparent conductive oxides, for example flat panel displays such as LCD, LED, OLED, PDP, antistatic coating, light emitting diodes and various supplies Used in the source. Indium may also be present as indium doped zinc oxide. Indium is expensive and its supply is low. Therefore, there is a need to recycle indium from glass existing in electronic waste materials with good profitability.

発明の説明
本発明の主な目的は、PbOおよび/または酸化インジウムを含有するガラスから、主に電子ゴミ材から、金属酸化物、特には鉛またはインジウムを回収することである。
DESCRIPTION OF THE INVENTION The main object of the present invention is to recover metal oxides, especially lead or indium, from glass containing PbO and / or indium oxide, mainly from electronic waste materials.

この目的は、本発明にしたがって達成され、その方法は次の工程を含む:
a)前記ガラスを粉砕して(crushing)カレットを製造する工程、
b)混合物の重量%で、
− 60〜95の、アルカリ金属塩化物およびアルカリ土類金属塩化物からなる群から選択される少なくとも二つの金属塩化物からなる塩化物塩組成物、
− 5〜30のAlCl3、および
− 任意選択で、0〜10の、ハロゲン化物、追加の塩化物、硫化物および/または酸化物
からなる混合物を形成する工程、
c)前記混合物を加熱して塩溶融物を形成する工程、
d)前記塩溶融物中でカレットを溶解する工程、
e)塩溶融物から鉛およびインジウムの少なくとも一方を回収する工程。
This object is achieved according to the invention, the method comprising the following steps:
a) crushing the glass to produce a cullet;
b) by weight of the mixture,
A chloride salt composition consisting of at least two metal chlorides selected from the group consisting of 60 to 95 alkali metal chlorides and alkaline earth metal chlorides;
- 5 to 30 AlCl 3, and - optionally of 0, halide, additional chloride, to form a mixture of sulfides and / or oxides,
c) heating the mixture to form a salt melt;
d) dissolving cullet in the salt melt;
e) recovering at least one of lead and indium from the salt melt.

これによって、有価金属をガラスから回収することができ、またこの方法の後の残留物を本質的に無害化することができる。鉛に関しては、95%を超える鉛抽出率を達成することができ、それによってこの方法の後の残留物が本質的に無害化される。   This makes it possible to recover valuable metals from the glass and to essentially render the residue after this process harmless. For lead, lead extraction rates of over 95% can be achieved, thereby essentially detoxifying the residue after this process.

好ましくはAlCl3の量は、混合物の5〜20重量%、より好ましくは7〜15重量%、最も好ましくは8〜13重量%の範囲にある。 Preferably the amount of AlCl 3 is in the range of 5-20% by weight of the mixture, more preferably 7-15% by weight and most preferably 8-13% by weight.

好ましくは、溶融物からの鉛とインジウムの少なくとも一方の回収は、次の工程を含む:
− 前記溶融物を電解する工程、および、
− 鉛およびインジウムの少なくとも一方を選択的電着する工程(selectively electrodepositing)。
Preferably, the recovery of at least one of lead and indium from the melt includes the following steps:
-Electrolyzing the melt; and
-Selective electrodeposition of at least one of lead and indium.

選択的電着によって、ガラス中に存在する酸化物の大部分を回収することができる。   By selective electrodeposition, most of the oxides present in the glass can be recovered.

カレットの溶解の間、塩溶融物の温度は好ましくは1000℃を超えるべきではなく、より好ましくは、この温度は900℃を超えるべきではなく、カレットの溶解および溶融物の電解の間、好適な温度は、少なくともおよそ500℃である。上限は、より高い温度ではいくつかの塩化物が溶融物から蒸発し始めるという事実によって設定される。下限は、塩浴の液相線温度によって決定される。運転温度を、塩浴の液相線温度より、少なくとも100℃高くすることが好ましい。   During cullet dissolution, the temperature of the salt melt should preferably not exceed 1000 ° C., more preferably this temperature should not exceed 900 ° C., suitable during cullet dissolution and melt electrolysis. The temperature is at least approximately 500 ° C. The upper limit is set by the fact that at higher temperatures some chloride begins to evaporate from the melt. The lower limit is determined by the liquidus temperature of the salt bath. The operating temperature is preferably at least 100 ° C. higher than the liquidus temperature of the salt bath.

黒鉛棒は、その不活性さと低コストさのために、電解時のアノードおよびカソードに好適に使用される。鉛を回収する際には、透過性カソードダイアフラム(pervious cathode diaphragm)が、液体鉛を回収するためにカソードの周囲に設けられていることが好適である。これは主に、液体鉛による、ほぼ純粋なシリカである残留物の汚染を避けるためである。   Graphite rods are preferably used for anodes and cathodes during electrolysis due to their inertness and low cost. When collecting lead, it is preferred that a permeable cathode diaphragm is provided around the cathode to collect liquid lead. This is mainly to avoid contamination of the residue, which is almost pure silica, by liquid lead.

好適には、カソードダイアフラムはアルミナ製であり、固体残留物は通過できないが液体溶融塩電解質が孔を通って浸透することができるように、複数の孔を有している。   Preferably, the cathode diaphragm is made of alumina and has a plurality of pores so that the solid residue cannot pass but the liquid molten salt electrolyte can permeate through the pores.

好ましくは、2〜3V、より好ましくは2.3〜2.7Vの電圧が、電解により鉛を抽出するために使用されるが、これは予備試験において有利であることが見出された。これは黒鉛棒を用いたサイクリックボルタンメトリー検討とも一致している。   Preferably, a voltage of 2-3V, more preferably 2.3-2.7V is used to extract lead by electrolysis, which has been found to be advantageous in preliminary tests. This is consistent with the cyclic voltammetry study using a graphite rod.

好適には、溶融物はおよそ2〜8時間、好ましくはおよそ3〜6時間の時間、電解される。   Suitably, the melt is electrolyzed for a period of about 2-8 hours, preferably about 3-6 hours.

好ましくは、フラックス(flux)とカレットの重量比はおよそ0.25から1.5まで、より好ましくはおよそ0.3〜1.0である。鉛含有カレットについては、最も好ましくは0.35〜0.45である。低比率のフラックス含有量およびフラックス/カレットがすでに非常に高い抽出率を示すため、フラックス含有量とフラックス/カレット比率の増加は、酸化鉛の抽出率に貢献しないようである。   Preferably, the weight ratio of flux to cullet is about 0.25 to 1.5, more preferably about 0.3 to 1.0. For lead-containing cullet, it is most preferably 0.35 to 0.45. The increase in flux content and flux / cullet ratio does not appear to contribute to the lead oxide extraction rate because the low flux content and flux / cullet already exhibit very high extraction rates.

好ましくは、溶解工程の間におよそ4〜8時間の時間、温度が保持される。そのとき、カレットが軟化されるであろうし、価値ある鉛および/またはインジウムが塩溶融物中に抽出される。   Preferably, the temperature is maintained for a period of approximately 4-8 hours during the dissolution process. The cullet will then be softened and valuable lead and / or indium will be extracted into the salt melt.

溶融物から金属塩化物を気化させ、後に凝縮塩化物の金属を回収するために、それを凝縮させることができる。溶融物からの金属塩化物を、水に浸出させて(leaching)回収し、湿式精錬法によって抽出して金属を水酸化物として回収することもできる。   It can be condensed to evaporate the metal chloride from the melt and later recover the condensed chloride metal. The metal chloride from the melt can also be recovered by leaching into water and extracted by wet refining to recover the metal as a hydroxide.

鉛および/またはインジウム、および場合によりカレット中に存在する他の金属を回収した後、溶融物の塩化物塩をリサイクルすることができる。   After recovery of lead and / or indium and possibly other metals present in the cullet, the chloride salt of the melt can be recycled.

ガラスから鉛およびインジウム、およびあり得る他の金属を回収した後、本質的にAl23とSiO2からなる処理残留物(processing residue)が残るが、これは埋め立て、建築構造のために、または耐火産業の原料として有用である。 After recovery of lead and indium, and possibly other metals from the glass, a processing residue consisting essentially of Al 2 O 3 and SiO 2 remains, which is used for landfills, building structures, It is also useful as a raw material for the refractory industry.

鉛含有ガラスは、主に、コンピュータスクリーンもしくはテレビジョンセットのブラウン管のファンネル状部および/またはネック部に由来する。   Lead-containing glass is mainly derived from the funnel-like portion and / or neck portion of the cathode ray tube of a computer screen or television set.

あるいは、鉛およびインジウムの少なくとも一方は、液体アルミニウムアノードを用いる方法によって回収することができる。この方法では、AlCl3が電解中にインサイチュ形成により生成する。この方法は、以下の工程を含む:
a)ガラスを粉砕してカレットを製造する工程、
b)塩化物塩溶融物を含むるつぼ、塩溶融物に接続されたアノードと少なくとも一つのカソード、塩溶融物を加熱するための加熱手段、およびるつぼの底に存在するアルミニウム溶融物を用意する工程、ここで前記アルミニウム溶融物はアノードもしくはアノードの一部を形成し、
c)塩溶融物中で反応を開始するために、開始用(initiating)塩素ドナーを塩溶融物に供給する工程、ここで前記開始用塩化物ドナーは塩化アルミニウム及び/又は工程gで電解されて塩化アルミニウムを形成することのできる少なくとも一つの金属塩化物であり、
d)塩溶融物の温度とアルミニウム溶融物の温度を、両者が液相である或る温度に保持する工程、
e)液体塩溶融物中に前記カレットを導入する工程、
f)塩素ドナーとしての塩化アルミニウムを、カレットと反応させて、塩溶融物中に溶解した、塩化鉛及び塩化インジウムの少なくとも一方を形成する工程
g)塩溶融物を電解し、カソードに鉛およびインジウムの少なくとも一方を選択的に堆積させ、ここで任意選択でカソードバッグ(cathode bag)を用い、かつ、アルミニウム溶融物と塩溶融物との接触面に塩化アルミニウムをインサイチュ形成する工程、
h)塩溶融物から、鉛およびインジウムの少なくとも一方を回収する工程。
Alternatively, at least one of lead and indium can be recovered by a method using a liquid aluminum anode. In this method, AlCl 3 is generated by in situ formation during electrolysis. This method includes the following steps:
a) pulverizing glass to produce cullet;
b) preparing a crucible containing a chloride salt melt, an anode and at least one cathode connected to the salt melt, a heating means for heating the salt melt, and an aluminum melt present at the bottom of the crucible. Where the aluminum melt forms the anode or part of the anode;
c) supplying an initiating chlorine donor to the salt melt to initiate the reaction in the salt melt, wherein the starting chloride donor is electrolyzed in aluminum chloride and / or in step g. At least one metal chloride capable of forming aluminum chloride;
d) maintaining the temperature of the salt melt and the temperature of the aluminum melt at a temperature at which both are in the liquid phase;
e) introducing the cullet into the liquid salt melt;
f) reacting aluminum chloride as a chlorine donor with cullet to form at least one of lead chloride and indium chloride dissolved in the salt melt g) electrolyzing the salt melt and lead and indium at the cathode Selectively depositing at least one of the following, optionally using a cathode bag, and in situ forming aluminum chloride on the contact surface of the aluminum and salt melts;
h) A step of recovering at least one of lead and indium from the salt melt.

本発明に係る方法の一実施形態を示す図である。FIG. 3 shows an embodiment of the method according to the invention.

〔カレット〕
カレットは、PbOおよび/または酸化インジウムを含むガラスを粉砕することによって調製される。PbOを含有するガラスは、主に、コンピュータスクリーン又はテレビジョンセットのブラウン管のファンネル状部および/またはネック部に由来する。酸化インジウムを含有するガラスは、主に、インジウムスズ酸化物で被覆されたフラットパネルディスプレイに由来する。好ましくは、PbO含有ガラスと酸化インジウム含有ガラスは、カレットが鉛またはインジウムを含むように、分離される。しかしながら、混合カレットからインジウムと鉛を選択的電着によって回収することができる。
[Caret]
The cullet is prepared by grinding a glass containing PbO and / or indium oxide. The glass containing PbO is mainly derived from the funnel-like part and / or neck part of the cathode ray tube of a computer screen or a television set. Glass containing indium oxide is mainly derived from flat panel displays coated with indium tin oxide. Preferably, the PbO-containing glass and the indium oxide-containing glass are separated such that the cullet contains lead or indium. However, indium and lead can be recovered from the mixed cullet by selective electrodeposition.

〔塩組成物〕
好ましくは、塩組成物が、NaCl、KCl、LiClおよびCaCl2の群から選ばれる塩の少なくとも二つからなり、好ましくはNaCl、KCl、LiClおよびCaCl2の群から選ばれる塩の少なくとも三つからなる。好ましくは、組成物は、塩組成物が700℃未満、好ましくは600℃未満、より好ましくは500℃未満の液相線温度を有するように選ばれる。塩の所与の組み合わせに関して、好ましくは、塩の組み合わせの最も低い共晶点から10重量%以内、より好ましくは5重量%以内、最も好ましくは1重量%以内にあるように、組成が選ばれる。しかしながら、前記塩の組み合わせの液相線温度が電解時の運転温度よりも少なくとも50℃低い限り、好ましくは前記運転温度よりも100℃低い限り、他の含有量も用いることができる。
[Salt composition]
Preferably, the salt composition, NaCl, KCl, consisting of at least two salts selected from the group of LiCl and CaCl 2, preferably NaCl, KCl, at least three salt selected from the group of LiCl and CaCl 2 Become. Preferably, the composition is chosen such that the salt composition has a liquidus temperature of less than 700 ° C, preferably less than 600 ° C, more preferably less than 500 ° C. For a given combination of salts, the composition is preferably chosen to be within 10% by weight, more preferably within 5% by weight, most preferably within 1% by weight from the lowest eutectic point of the salt combination. . However, other contents can be used as long as the liquidus temperature of the combination of salts is at least 50 ° C. below the operating temperature during electrolysis, preferably 100 ° C. below the operating temperature.

好ましい実施形態では、塩組成物は本質的に、塩組成物の重量%で、3〜20のNaCl、30〜70のKCl、20〜60のLiCl、好ましくは5〜15のNaCL、40〜60のKCl、30〜50のLiCl、より好ましくは7〜12のNaCl、45〜55のKCl、35〜45のLiClからなる。このような塩組成物は、低い液相線温度(約350℃の共晶温度)、良好な導電性を比較的低コストでもたらすことができる。   In a preferred embodiment, the salt composition is essentially 3 to 20 NaCl, 30 to 70 KCl, 20 to 60 LiCl, preferably 5 to 15 NaCl, 40 to 60 percent by weight of the salt composition. KCl, 30-50 LiCl, more preferably 7-12 NaCl, 45-55 KCl, 35-45 LiCl. Such a salt composition can provide low liquidus temperature (eutectic temperature of about 350 ° C.) and good conductivity at a relatively low cost.

代替的な実施形態では、塩組成物は本質的に、塩組成物の重量%で、10〜50のNaCl、2〜20のKCl、50〜80のCaCl2、好ましくは25〜35のNaCl、3〜10のKCl、60〜75のCaCl2からなる。 In an alternative embodiment, the salt composition is essentially 10 to 50 NaCl, 2 to 20 KCl, 50 to 80 CaCl 2 , preferably 25 to 35 NaCl, by weight percent of the salt composition. 3-10 of KCl, consisting of CaCl 2 of 60 to 75.

別の代替実施形態において、塩組成物は本質的に、塩組成物の重量%で、5〜20のNaCl、20〜40のLiCl、40〜70のCaCl2、好ましくは7〜15のNaCl、25〜35のLiCl、50〜60のCaCl2からなる。 In another alternative embodiment, the salt composition consists essentially, in weight percent of the salt composition, 5 to 20 NaCl, 20 to 40 of LiCl, CaCl 2 40 to 70, preferably NaCl of 7-15, 25 to 35 of LiCl, consisting of CaCl 2 of 50 to 60.

別の代替実施形態において、塩組成物は本質的に、塩組成物の重量%で、35〜65のKCl、20〜50のLiCl、5〜20のCaCl2、好ましくは45〜55のKCl、30〜40のLiCl、10〜15のCaCl2からなる。 In another alternative embodiment, the salt composition consists essentially of 35-65 KCl, 20-50 LiCl, 5-20 CaCl 2 , preferably 45-55 KCl, by weight percent of the salt composition. 30 to 40 of LiCl, consisting of CaCl 2 of 10 to 15.

〔溶解〕
カレットを溶解させるために、好ましくは或る混合物が用意され、その混合物は次のものからなる。A)アルカリ金属塩化物およびアルカリ土類金属塩化物からなる群から選ばれる少なくとも二つの金属塩化物からなる塩化物塩組成物を、混合物の60〜95重量%、B)AlCl3を、混合物の5〜30重量%、C)任意選択で、ハロゲン化物、追加の塩化物、硫化物および/または酸化物(非限定的な例として、CaO、Li2O、NaO、MgCl2、BaCl2)を、混合物の0〜10重量%。最も好ましい実施形態において、塩組成物はNaCl、KCl、およびLiClからなり、おおよそNaCl−KCl−LiCl系の最も低い共晶点の組成を有する。混合物は加熱されて、塩溶融物を形成する。カレットを、混合物を加熱する前、または塩溶融物が形成された後に、添加することができる。この混合物は、保護雰囲気下、好適にはアルゴンの下で、耐火容器内で加熱されて、溶融物を形成する。雰囲気は窒素でもよい。また、塩素ガスを、窒素又はアルゴン雰囲気に混合してもよい。カレットを溶解するために、溶融物は、通常約4と約8時間の間の時間、高温に保たれる。概してカレットの量は、好ましくはフラックス/カレットの重量比が約0.25と約1.5との間、より好ましくは0.30〜1.0、最も好ましくは0.35〜0.45であるようにされる。温度は1000℃より低く、より好ましくは900℃より低くすべきである。そうでないと、塩化鉛が溶融物から蒸発することがある。最適な経済性のためには、カレットの溶解および溶融物の電解の間、温度は550〜700℃の範囲であることが好ましく、より好ましくは580〜650℃である。
[Dissolution]
In order to dissolve the cullet, preferably a mixture is provided, which mixture consists of: A) a chloride salt composition comprising at least two metal chlorides selected from the group consisting of alkali metal chlorides and alkaline earth metal chlorides, 60-95% by weight of the mixture, B) AlCl 3 5-30 wt%, C) optionally, halides, additional chlorides, sulfides and / or oxides (as non-limiting examples, CaO, Li 2 O, NaO, MgCl 2 , BaCl 2 ) 0-10% by weight of the mixture. In the most preferred embodiment, the salt composition consists of NaCl, KCl, and LiCl, and has the lowest eutectic point composition of the NaCl-KCl-LiCl system. The mixture is heated to form a salt melt. The cullet can be added before heating the mixture or after the salt melt is formed. This mixture is heated in a refractory container under a protective atmosphere, preferably under argon, to form a melt. The atmosphere may be nitrogen. Further, chlorine gas may be mixed in a nitrogen or argon atmosphere. In order to dissolve the cullet, the melt is typically kept at an elevated temperature for a time between about 4 and about 8 hours. Generally, the amount of cullet is preferably such that the flux / cullet weight ratio is between about 0.25 and about 1.5, more preferably 0.30 to 1.0, and most preferably 0.35 to 0.45. Be made to be. The temperature should be below 1000 ° C, more preferably below 900 ° C. Otherwise, lead chloride may evaporate from the melt. For optimal economics, the temperature is preferably in the range of 550-700 ° C, more preferably 580-650 ° C, during cullet dissolution and melt electrolysis.

PbOについては、溶解反応は、次のとおりである:
3PbO+2AlCl3→3PbCl2+Al23 (1a)。
For PbO, the dissolution reaction is as follows:
3PbO + 2AlCl 3 → 3PbCl 2 + Al 2 O 3 (1a).

0.37のフラックス/カレット比率が、塩溶融物中で酸化鉛を溶解するのに十分であると思われる。   A flux / cullet ratio of 0.37 appears to be sufficient to dissolve lead oxide in the salt melt.

インジウムについては、溶解反応は次のとおりである:
In23+2AlCl3→2InCl3+Al23 (1b)。
For indium, the dissolution reaction is as follows:
In 2 O 3 + 2AlCl 3 → 2InCl 3 + Al 2 O 3 (1b).

塩化アルミニウムは抽出処理後に回収するのが困難であるため、塩化アルミニウムの過剰な添加はしないことが望ましい。   Since aluminum chloride is difficult to recover after extraction, it is desirable not to add excess aluminum chloride.

溶融物から鉛およびインジウムの少なくとも一方を回収するために、それ自体はよく知られている様々なプロセスを用いることができる。興味深いことは、抽出に使用された塩溶融物をリサイクルすることができることである。鉛及び/又はインジウム、並びに他の金属を、塩溶融物から選択的に電着することができる。しかしながら、金属塩化物の気化とその凝縮を使用するか、水中に塩の相を浸出し、湿式精錬法により水酸化物として金属を抽出することも可能である。そのプロセスは、2つの工程を組み合わせることにより、連続的であるように設計することができる。その後の電解からのアノードオフガス、Cl2は、スラグ/鉱石の溶解を強めるために再利用することができる。ガラス処理後の残留物は、本質的にAl23とSiO2からなり、埋め立て、建築構造のために、または耐火産業の原料として、使用することができる。 Various processes that are well known per se can be used to recover at least one of lead and indium from the melt. Interestingly, the salt melt used for extraction can be recycled. Lead and / or indium and other metals can be selectively electrodeposited from the salt melt. However, it is also possible to use metal chloride vaporization and its condensation, or to leach out a salt phase in water and extract the metal as a hydroxide by wet refining. The process can be designed to be continuous by combining the two steps. The anode off-gas from the subsequent electrolysis, Cl 2 may be reused to enhance the dissolution of the slag / ore. The residue after glass treatment consists essentially of Al 2 O 3 and SiO 2 and can be used for landfills, building structures, or as a raw material for the refractory industry.

〔従来のアノード(単数または複数)およびカソード(単数または複数)を使用する電解〕
電解は、好ましくは、溶解したカレットとともに塩溶融物を保持する耐火容器中で行われ、鉛および/またはインジウムおよびあり得る他の金属が、カソード堆積物として回収される。
[Electrolysis using conventional anode (s) and cathode (s)]
The electrolysis is preferably performed in a refractory vessel that holds the salt melt with dissolved cullet, and lead and / or indium and possibly other metals are recovered as cathode deposits.

一実施形態では、PbO含有ガラスから鉛が回収される。黒鉛製の二つの電極が、溶解したカレットを含む塩溶融物中に浸漬され、DC電源に接続可能とされる。DC電源は、鉛に関して下に示す反応が生じるように、2から3V、好ましくは2.3〜2.7Vの電圧のDC電流を供給することができる。
2Cl-→Cl2(g)+2e- ・・・(2)、
Pb2++2e-→Pb(l) ・・・(3)、
2Al3++3O2-→Al23(s) ・・・(4)。
In one embodiment, lead is recovered from the PbO-containing glass. Two electrodes made of graphite are immersed in a salt melt containing dissolved cullet and can be connected to a DC power source. The DC power supply can supply a DC current with a voltage of 2 to 3V, preferably 2.3 to 2.7V, so that the reaction shown below for lead occurs.
2Cl → Cl 2 (g) + 2e (2),
Pb 2+ + 2e → Pb (l) (3),
2Al 3+ + 3O 2- → Al 2 O 3 (s) (4).

これは、分極および他の影響を補償するために、PbCl2についての理論分解電圧よりも約1ボルト高い。選択された電圧はAlCl3の分解を回避するのに十分に低い。電解プロセスにおけるAlCl3の分解も、AlCl3の理論分解電圧に関して過電圧が必要である。この場合、2.4+1=3.4Vである。このように、3Vより低い電圧では、AlCl3の電気分解が回避される。 This is about 1 volt higher than the theoretical decomposition voltage for PbCl 2 to compensate for polarization and other effects. The selected voltage is low enough to avoid decomposition of AlCl 3 . The decomposition of AlCl 3 in the electrolytic process also requires an overvoltage with respect to the theoretical decomposition voltage of AlCl 3 . In this case, 2.4 + 1 = 3.4V. Thus, at a voltage lower than 3V, electrolysis of AlCl 3 is avoided.

酸化インジウムがインジウムスズ酸化物であるとき、インジウムはSnと共堆積(co−deposite)させることができ、あるいはこれらは選択的電着されてもよい。   When the indium oxide is indium tin oxide, the indium can be co-deposited with Sn, or they may be selectively electrodeposited.

好ましくは、溶融物のバッチを2〜8時間電解する。電解の間、温度は好ましくは500℃より上に、より好ましくは約600℃に、保持される。   Preferably, the batch of melt is electrolyzed for 2-8 hours. During electrolysis, the temperature is preferably maintained above 500 ° C, more preferably about 600 ° C.

液体鉛を集めるために、透過性カソードバッグがカソードの周囲に設けられてもよい。カソードバッグは、好適には、アルミナ製であり、複数の孔を有し、それを通してイオンが通過することができる。孔は、周方向に延びる切れ目(cuts)であってもよい。   A permeable cathode bag may be provided around the cathode to collect liquid lead. The cathode bag is preferably made of alumina and has a plurality of holes through which ions can pass. The holes may be cuts extending in the circumferential direction.

鉛及び/又はインジウム、ならびにあり得る他の金属を回収した後に、溶融物の塩化物塩をリサイクルすることができる。そのとき、Al23とSiO2とから本質的になる処理残留物が残るが、これは埋め立て、建築構造のために、また、耐火産業の原料として、有用である。本発明に従って処理される鉛含有ガラスは、主に、コンピュータスクリーン又はテレビジョンセットのブラウン管のファンネル状部および/またはネック部に由来する。 After recovery of lead and / or indium, and possibly other metals, the molten chloride salt can be recycled. At that time, a processing residue consisting essentially of Al 2 O 3 and SiO 2 remains, which is useful for landfills, building structures and as a raw material for the refractory industry. The lead-containing glass processed in accordance with the present invention is primarily derived from the funnel-like and / or neck portion of the cathode ray tube of a computer screen or television set.

〔アルミニウムアノードを用いる溶解および電解〕
代替実施形態では、例えばアルミニウム溶融物中に電極(例えば黒鉛電極)を浸漬しそれを電解中に正極性に接続することによって、アルミニウム溶融物はアノードもしくはアノードの一部を形成する。あるいは、るつぼが少なくとも部分的に、アルミニウム溶融物に接触する導電性材料で作られ、電解時にるつぼが正極性に接続される。これにより、るつぼと溶融アルミニウムとがアノードとして動作する。もちろん、少なくとも一つのカソードも、電解時に必要とされ、例えば一以上の黒鉛電極が塩溶融物中に沈められる。電圧。
[Dissolution and electrolysis using aluminum anode]
In an alternative embodiment, the aluminum melt forms an anode or part of an anode, for example by dipping an electrode (eg a graphite electrode) in the aluminum melt and connecting it positively during electrolysis. Alternatively, the crucible is at least partially made of a conductive material that contacts the aluminum melt, and the crucible is connected positively during electrolysis. Thereby, a crucible and molten aluminum operate | move as an anode. Of course, at least one cathode is also required during electrolysis, for example one or more graphite electrodes are submerged in the salt melt. Voltage.

アノードもしくはアノードの一部として、るつぼの底におけるアルミニウム溶融物を使用する場合、塩溶融物およびアルミニウムが、これらの両方が液相にある或る温度に加熱される。塩溶融物の粘度を改善するために、塩溶融物の温度は、好ましくは、塩溶融物の液相線温度よりも少なくとも50℃高く、より好ましくは、塩溶融物の液相線温度よりも少なくとも100℃高い。その温度は少なくとも660℃で1000℃以下であるべきであり、好ましくはその温度は700〜900℃の範囲にある。   When using an aluminum melt at the bottom of the crucible as the anode or part of the anode, the salt melt and aluminum are heated to a temperature at which both are in the liquid phase. In order to improve the viscosity of the salt melt, the temperature of the salt melt is preferably at least 50 ° C. higher than the liquidus temperature of the salt melt, more preferably higher than the liquidus temperature of the salt melt. At least 100 ° C higher. The temperature should be at least 660 ° C. and below 1000 ° C., preferably the temperature is in the range of 700-900 ° C.

電解の間、金属塩化物(単数または複数)から金属(単数または複数)がカソードに堆積する。塩溶融物とアルミニウム溶融物との間の接触面において、塩化物イオンがアルミニウムと反応し、それによりAlCl3が形成される。このことは、定常状態の間に塩溶融物がAlCl3に関して完全にまたは部分的に自立すること(self−supporting)ができること、および塩素ガスの排出量が減少することを意味している。アノード又はアノードの一部としてアルミニウム溶融物を用いた場合であっても、より少ない量の塩素ガスを生じさせることができる。このガスは、回収することができる。 During electrolysis, metal (s) from metal chloride (s) are deposited on the cathode. At the contact surface between the salt melt and the aluminum melt, chloride ions react with the aluminum, thereby forming AlCl 3 . This means that during steady state the salt melt can be fully or partially self-supporting with respect to AlCl 3 and the chlorine gas emissions are reduced. Even when an aluminum melt is used as the anode or part of the anode, a smaller amount of chlorine gas can be produced. This gas can be recovered.

カソードにおいて、金属(単数または複数)は、塩溶融物の温度よりも低い融点を有する金属(単数または複数)について液体状態、または固体状態で堆積する。液体金属、例えば鉛を集めるために、透過性カソードバッグがカソードの周囲に設けられてもよい。カソードバッグは好適にはアルミナ製であり、複数の孔を有し、それを通してイオンが通過することができる。孔は、周方向に延びる切れ目であってもよい。   At the cathode, the metal (s) are deposited in the liquid or solid state for the metal (s) having a melting point below the temperature of the salt melt. A permeable cathode bag may be provided around the cathode to collect liquid metal, such as lead. The cathode bag is preferably made of alumina and has a plurality of holes through which ions can pass. The hole may be a cut extending in the circumferential direction.

塩溶融物の組成は、好ましくは、従来の黒鉛アノード(単数または複数)を使用した場合と同様である。   The composition of the salt melt is preferably the same as when a conventional graphite anode (s) is used.

開始用塩化物ドナーが、塩溶融物中で反応を開始するために与えられる。開始用塩化物ドナーは、塩化アルミニウムおよび/または電解されうる、すなわち塩化物イオンが塩溶融物とアルミニウム溶融物との接触面でAlCl3を形成するような、少なくとも一つの金属塩化物であってよい。 An initiating chloride donor is provided to initiate the reaction in the salt melt. Initiating chlorides donors may be aluminum chloride and / or electrolyte, i.e. such as chloride ions to form the AlCl 3 in the contact surface between the salt melt and the aluminum melt, comprising at least one metal chloride Good.

一実施形態では、開始用塩化物ドナーは、塩化物塩組成物中に与えられるのと同じ種類の金属塩化物、例えばLi、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、BaおよびRaの塩化物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属塩化物、を含む。   In one embodiment, the starting chloride donor is the same type of metal chloride provided in the chloride salt composition, such as Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr. , At least one metal chloride selected from the group consisting of chlorides of Ba and Ra.

好ましい実施形態では、開始用塩化物ドナーは、混合物にその加熱前に添加された、あるいは塩溶融物に添加された塩化アルミニウムを含み、その塩化アルミニウムは、塩混合物の20重量%まで、好ましくは1〜15重量%、より好ましくは5〜10重量%添加される。   In a preferred embodiment, the starting chloride donor comprises aluminum chloride added to the mixture before its heating or added to the salt melt, the aluminum chloride being up to 20% by weight of the salt mixture, preferably 1 to 15% by weight, more preferably 5 to 10% by weight is added.

アノードもしくはアノードの一部としてアルミニウム溶融物を使用するとき、溶解工程および電解による回収工程は、好ましくは少なくとも2時間、同時に促進される(expedited)。   When using an aluminum melt as an anode or part of an anode, the dissolution step and the recovery step by electrolysis are preferably accelerated for at least 2 hours at the same time.

インジウムおよび/または鉛が堆積するにつれて、追加のカレットを、段階的または連続的に塩溶融物に添加することができる。電解および溶解操作を例えば2〜8時間行うことができ;その後(where after)、カソード(単数または複数)に堆積した金属が収集され、そして電解を再開することができる。電解の中断を回避するために、別の「クリーンな(clean)」電極を沈めることができる。あるいは、塩溶融物が複数の電極(順々にカソードとしてアクティブにされ、前の電極が非アクティブ化される)を有していてもよい。それにより金属を選択的に個々の電極に付着させることができる。   As indium and / or lead is deposited, additional cullet can be added to the salt melt stepwise or continuously. The electrolysis and dissolution operation can be performed, for example, for 2 to 8 hours; after (where after), the metal deposited on the cathode (s) is collected and electrolysis can be resumed. To avoid interruption of electrolysis, another “clean” electrode can be submerged. Alternatively, the salt melt may have multiple electrodes (actually activated as a cathode and the previous electrode deactivated). Thereby, metal can be selectively deposited on the individual electrodes.

処理後の残留物は、Al23と、SiO2のような他の安定な酸化物を含む。 The treated residue includes Al 2 O 3 and other stable oxides such as SiO 2 .

〔CRTモニターからの鉛の回収例〕
CRTガラスのサンプルは東日本リサイクルシステムズ(株)(EJRS)によって供給された。CRTモニターを解体し、部品の一部をリサイクルした。EJRSによるCRTモニターの処理を、以下に説明する。
[Example of lead recovery from a CRT monitor]
CRT glass samples were supplied by East Japan Recycle Systems Co., Ltd. (EJRS). The CRT monitor was dismantled and some parts were recycled. The CRT monitor processing by EJRS will be described below.

モニターを手で解体し、ブラウン管を分離した。プリント基板、偏向ヨーク、配線やスピーカーも取って、リサイクルした。分離したCRTをブラシ洗浄装置により磨き、CRTの表面上の突出物を除去した。次いで、パネル及びファンネルをP/F分割器により分離した。パネル及びファンネルのガラス組成が異なっているので、それらは別々にリサイクルされなければならない。ファンネルガラスを洗浄および乾式スクラビングしてガラス表面のカーボンと酸化鉄の塗料を除去し、次いでファンネルカレットを作製した。このカレットは、CRTガラスの原料である。   The monitor was dismantled by hand and the cathode ray tube was separated. The printed circuit board, deflection yoke, wiring and speakers were also taken and recycled. The separated CRT was polished by a brush cleaning device to remove protrusions on the surface of the CRT. The panel and funnel were then separated by a P / F divider. Since the glass compositions of the panels and funnels are different, they must be recycled separately. The funnel glass was washed and dry scrubbed to remove the carbon and iron oxide paint on the glass surface, and then funnel cullet was made. This cullet is a raw material for CRT glass.

上記のように、CRTに使用されるガラスは、CRTのパネル、ファンネルおよびネックで異なる種類のものである。パネルはバリウム−ストロンチウムガラスを含み、その重量はCRTモニター総重量の約3分の2である。ファンネルは鉛ガラスからなる。その重量は、CRTモニター総重量の約3分の1である。ネックは、高鉛含有ガラスで作られており、電子銃を取り囲む。   As mentioned above, the glass used in CRTs is of a different type for CRT panels, funnels and necks. The panel contains barium-strontium glass and its weight is about two thirds of the total weight of the CRT monitor. The funnel is made of lead glass. Its weight is about one third of the total weight of the CRT monitor. The neck is made of high lead content glass and surrounds the electron gun.

供給されたファンネルカレットに二つの異なる分析を行った。分析の結果は表1に示されており、二つの異なる分析がCRT1およびCRT2と命名されている。   Two different analyzes were performed on the supplied funnel cullet. The results of the analysis are shown in Table 1, and two different analyzes are named CRT1 and CRT2.

Figure 2014529681
Figure 2014529681

金属塩化物は、Sigma−Aldrich、USAにより供給され、耐火容器は、蓋付きのアルミナるつぼ(99.5%、外径40mm、内径36mm、高さ60mm、製造:KERANOVA AB、スウェーデン)だった。塩化物塩(NaCLが8重量%、KCLが53重量%およびLiClが39重量%)と、カレットを、均一に混合しるつぼに入れて、オーブン中に所定時間保持した。アルゴンガス(ICP5.0、AGA gas AB、スウェーデン)を保護ガスとして炉の底から導入した。黒鉛棒(直径6mm、Lorraine、パリ)を電極として用い、鉄棒(直径6mm)をリード線として用いた。   The metal chloride was supplied by Sigma-Aldrich, USA, and the refractory container was an alumina crucible with a lid (99.5%, outer diameter 40 mm, inner diameter 36 mm, height 60 mm, manufactured by KERANOVA AB, Sweden). Chloride salts (8 wt% NaCL, 53 wt% KCL and 39 wt% LiCl) and cullet were placed in a uniformly mixed crucible and held in the oven for a predetermined time. Argon gas (ICP 5.0, AGA gas AB, Sweden) was introduced from the bottom of the furnace as a protective gas. A graphite rod (diameter 6 mm, Lorraine, Paris) was used as an electrode, and an iron rod (diameter 6 mm) was used as a lead wire.

溶解プロセスの間に、電極を塩溶融物の2〜4cm上方に保持した。塩混合物を溶融し、溶解のために一定時間保持した後、電極を塩溶融物中に浸漬し、電解を開始し、DC電力(HP Hewlett 6632A)を供給した。電解の後、電極を塩溶融物から取り出し、塩溶融物の上方に保持し、アルゴンガスの保護下で冷却した。るつぼ内の試料を完全に蒸留水に溶解し、ろ過した。残留物を化学分析のために調製した。ICP−AES分析を元素Al、Fe、Sr、Zr、Sb、Ba、Zn、Pb、LiおよびTiに適用した。原子吸光分析を元素Na、Mg、CaおよびKに適用した。カソード上の堆積生成物を、エネルギー分散X線分光分析(EDS link、オックスフォード)を装備した走査型電子顕微鏡(SEM)(JSM−840、JEOL)で分析した。   During the dissolution process, the electrode was held 2-4 cm above the salt melt. After the salt mixture was melted and held for dissolution for a period of time, the electrode was immersed in the salt melt, electrolysis was started, and DC power (HP Hewlett 6632A) was supplied. After electrolysis, the electrode was removed from the salt melt, held above the salt melt, and cooled under the protection of argon gas. The sample in the crucible was completely dissolved in distilled water and filtered. The residue was prepared for chemical analysis. ICP-AES analysis was applied to the elements Al, Fe, Sr, Zr, Sb, Ba, Zn, Pb, Li and Ti. Atomic absorption analysis was applied to the elements Na, Mg, Ca and K. Deposited products on the cathode were analyzed with a scanning electron microscope (SEM) (JSM-840, JEOL) equipped with energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS link, Oxford).

4つのファクター、すなわち保持温度、保持時間、フラックス含有量(NaCl−KCl−LiCl混合物に対するモル比)、およびフラックス/カレット(重量比)を調べた。テストの間に変化させたパラメータは、温度(600、800、および1000℃)、保持時間(4および8時間)、フラックス含有量(11、15、19および29重量%)、およびフラックス/カレット(0.37、0.5、0.7、0.9および1.5)を採用した。塩溶融物中でのCRTガラス中の種々の金属酸化物の抽出率を表2に示す。この表では、抽出率は、初期CRTガラス中の対応する酸化物の量に対する残留物中に残った酸化物の比として定義される。   Four factors were examined: retention temperature, retention time, flux content (molar ratio to NaCl-KCl-LiCl mixture), and flux / cullet (weight ratio). The parameters changed during the test were temperature (600, 800, and 1000 ° C.), retention time (4 and 8 hours), flux content (11, 15, 19 and 29 wt%), and flux / cullet ( 0.37, 0.5, 0.7, 0.9 and 1.5) were employed. Table 2 shows the extraction rates of various metal oxides in the CRT glass in the salt melt. In this table, the extraction rate is defined as the ratio of oxide left in the residue to the amount of corresponding oxide in the initial CRT glass.

Figure 2014529681
Figure 2014529681

抽出された酸化物の量を推定するために二つの方法を用いた。まず、溶解後の残留物を濾過し、次いで2つの化学分析、すなわちICP−AESおよび原子吸光分析に供した。なお、この抽出率は、塩溶融物中での溶解度と常に等しいわけではないことに注意されたい。酸化物の一部は塩化物として蒸発しうる。アルミニウムおよびリチウムの酸化物の抽出率は負の値を示しており、これは酸化物の量が増加したことを意味する。ほとんどすべての酸化物は、鉄およびアンチモンの酸化物を除いて、非常に高い抽出率を示している。しかしながら、鉄およびアンチモンの酸化物は、約70%の抽出率を示している。酸化鉛については、この比は、800℃で約50〜60%であり、1000℃で91%である。これらの値は600℃で得られたものよりも低い。また、フラックス含有量とフラックス/カレット比率の増加は、酸化鉛の抽出率の増加に寄与していないようであり、それはフラックス含有量とフラックス/カレットが低い比率であるときに既に非常に高い抽出率が示されるからである。本実験的試験において、0.37のフラックス/カレット比が、塩溶融物中で酸化鉛を溶解するのに十分であると思われる。この値は、上記(1)の反応を完了するための理論的な量である。   Two methods were used to estimate the amount of extracted oxide. First, the dissolved residue was filtered and then subjected to two chemical analyses, ICP-AES and atomic absorption analysis. It should be noted that this extraction rate is not always equal to the solubility in the salt melt. Some of the oxide can evaporate as chloride. The extraction rates of aluminum and lithium oxides show negative values, which means that the amount of oxide increased. Almost all oxides show very high extraction rates except for iron and antimony oxides. However, iron and antimony oxides show an extraction rate of about 70%. For lead oxide, this ratio is about 50-60% at 800 ° C. and 91% at 1000 ° C. These values are lower than those obtained at 600 ° C. Also, the increase in flux content and flux / cullet ratio does not seem to contribute to the increase in lead oxide extraction rate, which is already very high extraction when flux content and flux / cullet are at low ratio This is because the rate is shown. In this experimental test, a flux / cullet ratio of 0.37 appears to be sufficient to dissolve lead oxide in the salt melt. This value is a theoretical amount for completing the reaction (1).

異なるプロセスパラメータによる酸化鉛抽出率の変化を調べた。600℃における酸化鉛の抽出率は約96%であり、保持時間には依存しなかった。温度による変動については、抽出率は600、800および1000℃においてそれぞれ約95、60および91%であった。比率は、ランダムであると思われる。しかしながら、高い温度は抽出率の上昇に寄与しなかったということができる。また、高フラックス含有量は、抽出率に有意な変化を与えなかった。同様に、フラックス/カレット比の変化は、酸化鉛の抽出率(約95%であった)に有意な変化をもたらさなかった。したがって、より高い温度、フラックス含有量およびフラックス/CRT比、より長い保持時間は不要である。上述のように、パラメータの低い値が既に高い抽出率を与えるため、パラメータ値の増加は抽出率の上昇をもたらさない。この結果に基づいて、最適化されたプロセスパラメータは、温度600℃、フラックス/カレット0.37、保持時間4時間、及びフラックス含有量11重量%であった。1000℃での試験において、AlCl3の蒸発が多かった。したがって、1000℃よりも低い、好ましくは900℃よりも低い温度を維持することが好ましい。 The change of lead oxide extraction rate with different process parameters was investigated. The extraction rate of lead oxide at 600 ° C. was about 96% and did not depend on the holding time. For temperature variations, the extraction rates were about 95, 60 and 91% at 600, 800 and 1000 ° C., respectively. The ratio seems to be random. However, it can be said that the high temperature did not contribute to the increase of the extraction rate. Also, high flux content did not significantly change the extraction rate. Similarly, changes in the flux / cullet ratio did not result in significant changes in lead oxide extraction rate (which was about 95%). Thus, higher temperatures, flux content and flux / CRT ratio, longer retention times are not required. As described above, an increase in parameter value does not result in an increase in extraction rate because a low value of the parameter already gives a high extraction rate. Based on this result, the optimized process parameters were a temperature of 600 ° C., a flux / cullet of 0.37, a holding time of 4 hours, and a flux content of 11% by weight. In the test at 1000 ° C., there was much evaporation of AlCl 3 . Therefore, it is preferable to maintain a temperature lower than 1000 ° C, preferably lower than 900 ° C.

溶解試験は、CRTガラス中の有価金属を塩の相に抽出することができることを証明している。様々なセル電位の下で、種々の金属または合金をカソード表面に堆積させることができる。溶融物中の金属塩化物は全て理論分解電圧を有する。塩化ケイ素及び塩化鉛の分解電圧は互いに近接しており、このことは、互いから分離されたこれら二つを供述することが困難であると予想されることを意味する。しかしながら、塩溶融物に酸化ケイ素を溶解することは非常に困難であるため、四塩化ケイ素は実際には溶融物中に存在しない。したがって、選択的に鉛を堆積させることが可能である。留意すべきは、純粋な溶融塩系においてすら、金属の電着は多くのファクター、例えば過電圧、電流密度、電流効率、電解槽電導率、カソード材の性質および表面、電極間距離など、に影響されうることである。   The dissolution test demonstrates that valuable metals in CRT glass can be extracted into the salt phase. Different metals or alloys can be deposited on the cathode surface under different cell potentials. All metal chlorides in the melt have a theoretical decomposition voltage. The decomposition voltages of silicon chloride and lead chloride are close to each other, which means that it is expected that it will be difficult to describe these two separated from each other. However, silicon tetrachloride is not actually present in the melt because it is very difficult to dissolve silicon oxide in the salt melt. Therefore, it is possible to deposit lead selectively. It should be noted that even in pure molten salt systems, metal electrodeposition affects many factors such as overvoltage, current density, current efficiency, electrolytic cell conductivity, cathode material properties and surface, distance between electrodes, etc. It can be done.

実験の電解処理では、温度600℃、フラックス/カレット0.9、保持時間4時間、およびフラックス含有量19重量%が、るつぼの小さいサイズゆえに、選択された。そのとき、CRTガラスの量は9.3gであり、これは約1.8グラムの酸化鉛を含有していた。もし、酸化鉛の100%が塩溶融物に溶解し、鉛のすべてが堆積するならば、約1.7gの鉛が回収される。この鉛の量は、小さなるつぼについて得られる最大値である。   For the experimental electrolytic treatment, a temperature of 600 ° C., flux / cullet of 0.9, retention time of 4 hours, and flux content of 19% by weight were selected because of the small size of the crucible. At that time, the amount of CRT glass was 9.3 g, which contained about 1.8 grams of lead oxide. If 100% of the lead oxide is dissolved in the salt melt and all of the lead is deposited, about 1.7 g of lead is recovered. This amount of lead is the maximum value obtained for a small crucible.

上で示したように、塩抽出プロセスが、CRTガラスから鉛および他の金属を回収するために開発された。CRTガラスの分析によれば、ガラスは、約19%の酸化鉛を含有し、酸化鉛の約96%が塩溶融工程における溶解により抽出された。溶解工程において最適化されたプロセスパラメータは、(a)温度600℃、(b)保持時間4時間、(c)フラックス/カレット比0.37、および(d)フラックス含有量11重量%であった。いくつかの電解試験を、溶融塩およびCRTのガラスを用いて行った。2.3Vの電圧を、鉛の電着のために用いた。鉛の液相が堆積し、カソードからカソードバッグ中へと落ち、そこで集められた。   As indicated above, a salt extraction process has been developed to recover lead and other metals from CRT glass. According to analysis of CRT glass, the glass contained about 19% lead oxide and about 96% of the lead oxide was extracted by dissolution in the salt melting process. The optimized process parameters in the dissolution process were (a) temperature 600 ° C., (b) holding time 4 hours, (c) flux / cullet ratio 0.37, and (d) flux content 11% by weight. . Several electrolysis tests were performed using molten salt and CRT glass. A voltage of 2.3 V was used for lead electrodeposition. A liquid phase of lead was deposited and dropped from the cathode into the cathode bag where it was collected.

〔産業上の利用可能性〕
ブラウン管(CRT)スクリーンの投棄についての主な関心事は、ガラスからの鉛の浸出である。鉛は、ガンマ線やX線などを吸収するために放射線遮蔽ガラスに使用され、例えば軟X線に対する視認者の曝露を低下させることが考慮される、コンピュータスクリーンやテレビセットに用いられるブラウン管において使用される。浸出した鉛は人間と環境の両方に危険である。本発明は、スクラップされたCRTファンネルからのガラスを無害化するという課題を、そのガラスから鉛を回収することによって解決する。鉛および他の金属は、ガラス中に酸化物として存在し、塩化物塩溶融物中に溶解され、例えばそこから電解によって回収される。処理後の残留物は、本質的にAl23およびSiO2からなり、埋め立て、建築構造のために、または耐火産業の原料として、使用することができる。
[Industrial applicability]
A major concern for cathode ray tube (CRT) screen dumping is the leaching of lead from the glass. Lead is used in radiation shielding glass to absorb gamma rays, X-rays, etc., for example, used in CRTs used in computer screens and television sets that are considered to reduce the viewer's exposure to soft X-rays. The Leached lead is dangerous for both humans and the environment. The present invention solves the problem of detoxifying glass from scrapped CRT funnels by recovering lead from the glass. Lead and other metals are present as oxides in the glass and are dissolved in the chloride salt melt and recovered therefrom, for example, by electrolysis. The treated residue consists essentially of Al 2 O 3 and SiO 2 and can be used for landfills, building structures or as a raw material for the refractory industry.

同様に、インジウムスズ酸化物がコーティングされたガラスから、インジウムを回収することができる。   Similarly, indium can be recovered from glass coated with indium tin oxide.

Claims (23)

PbOおよび/またはインジウム酸化物を含むガラスから、主に電子ごみ材から、鉛および/またはインジウムを回収する方法であって、
f)前記ガラスを粉砕してカレットを製造する工程、
g)混合物の重量%で、
− 60〜95の、アルカリ金属塩化物およびアルカリ土類金属塩化物からなる群から選択される少なくとも二つの金属塩化物からなる塩化物塩組成物、
− 5〜30のAlCl3、および
− 任意選択で、0〜10の、ハロゲン化物、追加の塩化物、硫化物および/または酸化物
からなる混合物を形成する工程、
h)前記混合物を加熱して塩溶融物を形成する工程、
i)前記塩溶融物中で前記カレットを溶解する工程、
j)前記塩溶融物から、鉛およびインジウムの少なくとも一方を回収する工程
を含む、方法。
A method of recovering lead and / or indium from glass containing PbO and / or indium oxide, mainly from electronic waste materials,
f) crushing the glass to produce cullet;
g) by weight of the mixture,
A chloride salt composition consisting of at least two metal chlorides selected from the group consisting of 60 to 95 alkali metal chlorides and alkaline earth metal chlorides;
- 5 to 30 AlCl 3, and - optionally of 0, halide, additional chloride, to form a mixture of sulfides and / or oxides,
h) heating the mixture to form a salt melt;
i) dissolving the cullet in the salt melt;
j) A method comprising recovering at least one of lead and indium from the salt melt.
前記塩組成物が、NaCl、KCl、LiClおよびCaCl2の群から選択される塩の少なくとも二つ、好ましくはNaCl、KCl、LiClおよびCaCl2の群から選択される塩の少なくとも三つからなる、請求項1記載の方法。 Said salt composition, NaCl, KCl, at least two salts selected from the group of LiCl and CaCl 2, preferably at least three salt selected NaCl, KCl, from the group of LiCl and CaCl 2, The method of claim 1. 前記塩組成物が、塩組成物の重量%で、3〜20のNa、30〜70のKCl、20〜60のLiCl、好ましくは5〜15のNa、40〜60のKCl、30〜50のLiCl、より好ましくは7〜12のNaCl、45〜55のKCl、35〜45のLiClから本質的になる、請求項1記載の方法。   The salt composition is 3 to 20 Na, 30 to 70 KCl, 20 to 60 LiCl, preferably 5 to 15 Na, 40 to 60 KCl, 30 to 50% by weight of the salt composition. The process of claim 1 consisting essentially of LiCl, more preferably 7-12 NaCl, 45-55 KCl, 35-45 LiCl. 前記塩組成物が、塩組成物の重量%で、10〜50のNaCl、2〜20のKCl、50〜80のCaCl2、好ましくは25〜35のNaCl、3〜10のKCl、60〜75のCaCl2から本質的になる、請求項1記載の方法。 The salt composition is 10 to 50 NaCl, 2 to 20 KCl, 50 to 80 CaCl 2 , preferably 25 to 35 NaCl, 3 to 10 KCl, 60 to 75 by weight% of the salt composition. consisting essentially of CaCl 2, the method of claim 1, wherein. 前記塩組成物が、塩組成物の重量%で、5〜20のNaCl、20〜40のLiCl、40〜70のCaCl2、好ましくは7〜15のNaCl、25〜35のLiCl、50〜60のCaCl2から本質的になる、請求項1記載の方法。 The salt composition is 5-20 NaCl, 20-40 LiCl, 40-70 CaCl 2 , preferably 7-15 NaCl, 25-35 LiCl, 50-60 by weight percent of the salt composition. consisting essentially of CaCl 2, the method of claim 1, wherein. 前記塩組成物が、塩組成物の重量%で、35〜65のKCl、20〜50のLiCl、5〜20のCaCl2、好ましくは45〜55のKCl、30〜40のLiCl、10〜15のCaCl2から本質的になる、請求項1記載の方法。 The salt composition is 35 to 65 KCl, 20 to 50 LiCl, 5 to 20 CaCl 2 , preferably 45 to 55 KCl, 30 to 40 LiCl, 10 to 15% by weight of the salt composition. consisting essentially of CaCl 2, the method of claim 1, wherein. AlCl3の量が、前記混合物の5〜20重量%、好ましくは7〜15重量%の範囲にある、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 The amount of AlCl 3 is 5 to 20 wt% of the mixture, preferably in the range of 7 to 15 wt% A method according to any one of claims 1 to 6. 前記塩組成物が、700℃未満、好ましくは600℃未満、より好ましくは500℃未満の液相線温度を有するように選択される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。   8. A method according to any one of the preceding claims, wherein the salt composition is selected to have a liquidus temperature of less than 700C, preferably less than 600C, more preferably less than 500C. フラックスとカレットとの重量比が、およそ0.25から1.5まで、より好ましくは0.30〜1.0である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。   9. A method according to any one of the preceding claims, wherein the weight ratio of flux to cullet is approximately 0.25 to 1.5, more preferably 0.30 to 1.0. 溶解工程の間におよそ4〜8時間温度を保持する工程をさらに含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。   10. A method according to any one of the preceding claims, further comprising the step of maintaining the temperature for approximately 4-8 hours during the dissolving step. 溶融物からの、鉛およびインジウムの少なくとも一方の回収が、
− 溶融物を電解する工程、および
− 鉛およびインジウムの少なくとも一方を選択的電着する工程
を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
Recovery of at least one of lead and indium from the melt,
The method according to any one of claims 1 to 10, comprising the step of electrolyzing the melt, and the step of selectively electrodepositing at least one of lead and indium.
カレットの溶解および溶融物の電解の間、少なくとも500℃の温度に、最高900℃に、溶融物を保持する工程、好ましくは、カレットの溶解および溶融物の電解の間、550〜700℃、より好ましくは580〜650℃の範囲内の温度に溶融物を保持する工程をさらに含む、請求項11に記載の方法。   Maintaining the melt at a temperature of at least 500 ° C. and at most 900 ° C. during cullet melting and melt electrolysis, preferably between 550 and 700 ° C. during cullet melting and melt electrolysis 12. The method of claim 11, further comprising maintaining the melt at a temperature preferably in the range of 580-650 <0> C. およそ2〜8時間、好ましくは3〜6時間、溶融物を電解する工程をさらに含む、請求項11または12に記載の方法。   13. A method according to claim 11 or 12, further comprising the step of electrolyzing the melt for approximately 2-8 hours, preferably 3-6 hours. 電解中に生じる塩素ガスを集める工程をさらに含む、請求項11〜13のいずれか一項に記載の方法。   The method according to claim 11, further comprising collecting chlorine gas generated during electrolysis. 前記溶融物から金属塩化物を気化させ、気化した塩化物を、後に凝縮した塩化物の金属を回収するために、凝縮させる工程をさらに含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。   15. The method of any one of claims 1 to 14, further comprising condensing the metal chloride from the melt and condensing the vaporized chloride to later recover the condensed chloride metal. Method. 溶融物からの金属塩化物を水中で浸出させ、湿式精錬法によってその金属を水酸化物として抽出する工程をさらに含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 15, further comprising the step of leaching the metal chloride from the melt in water and extracting the metal as a hydroxide by wet refining. 溶融物の塩化物塩をリサイクルする工程をさらに含む、請求項1〜16のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 16, further comprising the step of recycling the chloride salt of the melt. Al23とSiO2から本質的になる処理残留物を回収し、埋め立てもしくは建築構造のために、または耐火産業の原料として使用する工程をさらに含む、請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法。 Al 2 O 3 and recovering the treated residues consisting essentially of SiO 2, for landfill or building structure, or further comprising the step of using as a raw material for refractory industry, any one of claims 1 to 17 The method described in 1. ガラスがPbOを含み、コンピュータスクリーンもしくはテレビジョンセットのブラウン管の、ファンネル状部および/またはネック部に由来する、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of the preceding claims, wherein the glass comprises PbO and is derived from a funnel and / or neck portion of a computer screen or television set cathode ray tube. PbOおよび/または酸化インジウムを含むガラスから、主に電子ごみ材から、鉛および/またはインジウムを回収する方法であって、
i)前記ガラスを粉砕してカレットを製造する工程、
j)塩化物塩溶融物を含むるつぼ、少なくとも一つのカソードおよび前記塩溶融物に接続されたアノード、塩溶融物を加熱するための加熱手段、ならびにるつぼの底に存在するアルミニウム溶融物を用意する工程、ここで前記アルミニウム溶融物はアノードもしくはアノードの一部を形成し、
k)塩溶融物中で反応を開始するために開始用塩素ドナーを塩溶融物に供給する工程、ここで前記開始用塩化物ドナーは塩化アルミニウムおよび/または工程g)で電解されて塩化アルミニウムを形成することのできる少なくとも一つの金属塩化物であり、
l)塩溶融物の温度とアルミニウム溶融物の温度を、塩溶融物とアルミニウム溶融物の両者が液相である温度に保持する工程、
m)液状塩溶融物中に前記カレットを導入する工程、
n)塩素ドナーとしての塩化アルミニウムをカレットと反応させて、塩溶融物中に溶解した、塩化鉛および塩化インジウムの少なくとも一方を形成する工程、
o)塩溶融物を電解し、鉛およびインジウムの少なくとも一方をカソードで選択的に堆積させ、ここで任意選択でカソードバッグを用い、かつ、アルミニウム溶融物と塩溶融物との接触面に塩化アルミニウムをインサイチュ形成する工程、
p)塩溶融物から、鉛およびインジウムの少なくとも一方を回収する工程
を含む方法。
A method for recovering lead and / or indium from glass containing PbO and / or indium oxide, mainly from electronic waste materials,
i) crushing the glass to produce cullet;
j) providing a crucible containing a chloride salt melt, at least one cathode and an anode connected to said salt melt, a heating means for heating the salt melt, and an aluminum melt present at the bottom of the crucible. A process wherein the aluminum melt forms an anode or part of an anode;
k) supplying an initiating chlorine donor to the salt melt to initiate the reaction in the salt melt, wherein the initiating chloride donor is electrolyzed in aluminum chloride and / or step g) to produce aluminum chloride. At least one metal chloride that can be formed,
l) maintaining the temperature of the salt melt and the temperature of the aluminum melt at a temperature at which both the salt melt and the aluminum melt are in a liquid phase;
m) introducing the cullet into the liquid salt melt;
n) reacting aluminum chloride as a chlorine donor with cullet to form at least one of lead chloride and indium chloride dissolved in the salt melt;
o) Electrolyzing the salt melt, selectively depositing at least one of lead and indium at the cathode, optionally using a cathode bag, and aluminum chloride on the contact surface of the aluminum melt and the salt melt Forming in situ,
p) A method comprising recovering at least one of lead and indium from the salt melt.
開始用塩化物ドナーが、混合物にそれを加熱する前に添加された、または塩溶融物に添加された塩化アルミニウムを含み、前記塩化アルミニウムが塩化物塩混合物の20重量%まで、好ましくは1〜15重量%、より好ましくは5〜10重量%添加される、請求項20に記載の方法。   The starting chloride donor comprises aluminum chloride added to the mixture before heating it or added to the salt melt, said aluminum chloride being up to 20% by weight of the chloride salt mixture, preferably 1 to 21. The method of claim 20, wherein 15% by weight, more preferably 5-10% by weight is added. 塩溶融物およびアルミニウム溶融物が660℃を超える、好ましくは700℃と1000℃の間、より好ましくは900℃未満、の温度に保持される、請求項20または21に記載の方法。   The method according to claim 20 or 21, wherein the salt melt and the aluminum melt are kept at a temperature above 660 ° C, preferably between 700 ° C and 1000 ° C, more preferably below 900 ° C. 電解の間に形成される塩化アルミニウムによって、定常状態の間に部分的または完全に自立している、請求項20〜22のいずれか一項に記載の方法。   23. A method according to any one of claims 20 to 22, wherein the method is partially or completely self-supporting during steady state by aluminum chloride formed during electrolysis.
JP2014525968A 2011-08-17 2012-08-17 Recovery of lead and indium from glass, mainly electronic waste materials Expired - Fee Related JP5926380B2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1150749-8 2011-08-17
SE1150749 2011-08-17
SE1100604-6 2011-08-19
SE1100604 2011-08-19
PCT/SE2012/050885 WO2013025169A1 (en) 2011-08-17 2012-08-17 Recovery of lead and indium from glass, primarily from electronic waste material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014529681A true JP2014529681A (en) 2014-11-13
JP5926380B2 JP5926380B2 (en) 2016-05-25

Family

ID=47715314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014525968A Expired - Fee Related JP5926380B2 (en) 2011-08-17 2012-08-17 Recovery of lead and indium from glass, mainly electronic waste materials

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140212347A1 (en)
EP (1) EP2744926A4 (en)
JP (1) JP5926380B2 (en)
CA (1) CA2844047A1 (en)
WO (1) WO2013025169A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170294242A1 (en) * 2015-11-05 2017-10-12 Elysium Industries Limited In situ probe for measurement of liquidus temperature in a molten salt reactor
CN105585255B (en) * 2016-03-07 2017-12-19 秦皇岛玻璃工业研究设计院 A kind of paralysis facility and passivating method for preventing flint glass lead ion dissolution
EP3460105A1 (en) * 2017-09-21 2019-03-27 E.V.H. S.R.L. Process for the treatment of lead-containing glass
SE541625C2 (en) * 2018-01-05 2019-11-12 Ragn Sells Ab System and method for facilitating valorization of discarded glass
CN115418494B (en) * 2022-09-06 2024-01-19 湖南水口山有色金属集团有限公司 Method for recycling lead in CRT lead-containing glass by fuming furnace

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008200563A (en) * 2007-02-16 2008-09-04 Toshiba Corp Method for treating glass waste containing lead
JP2008240139A (en) * 2007-03-29 2008-10-09 Nikko Kinzoku Kk Method for recovering indium from display panel
WO2009139715A1 (en) * 2008-05-13 2009-11-19 Salt Extraction Aktiebolag A process for chlorinating resources containing recoverable metals
JP2012239945A (en) * 2011-05-16 2012-12-10 Hokkaido Research Organization Lead removal method for lead containing glass

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4475993A (en) * 1983-08-15 1984-10-09 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Extraction of trace metals from fly ash
JP2002357696A (en) * 2001-06-04 2002-12-13 Toshiba Corp Decontamination method and device for solid waste
JP5532886B2 (en) * 2009-12-10 2014-06-25 東ソー株式会社 Method for producing metallic indium

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008200563A (en) * 2007-02-16 2008-09-04 Toshiba Corp Method for treating glass waste containing lead
JP2008240139A (en) * 2007-03-29 2008-10-09 Nikko Kinzoku Kk Method for recovering indium from display panel
WO2009139715A1 (en) * 2008-05-13 2009-11-19 Salt Extraction Aktiebolag A process for chlorinating resources containing recoverable metals
JP2012239945A (en) * 2011-05-16 2012-12-10 Hokkaido Research Organization Lead removal method for lead containing glass

Also Published As

Publication number Publication date
EP2744926A4 (en) 2015-04-01
CA2844047A1 (en) 2013-02-21
EP2744926A1 (en) 2014-06-25
WO2013025169A1 (en) 2013-02-21
US20140212347A1 (en) 2014-07-31
JP5926380B2 (en) 2016-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5926380B2 (en) Recovery of lead and indium from glass, mainly electronic waste materials
US9150973B2 (en) Process for recovering metals and an electrolytic apparatus for performing the process
KR20100106551A (en) Method of recycling useful metal
WO2012087456A1 (en) Rare earth recovery from phosphor material and associated method
CN100577885C (en) Method for reclaiming electrolyte in carbon dross of aluminium electrolysis
EP2885436A1 (en) Recovery of rare earth metals
Park et al. Purification of nuclear grade Zr scrap as the high purity dense Zr deposits from Zirlo scrap by electrorefining in LiF–KF–ZrF4 molten fluorides
DE112010004425T5 (en) Process for the preparation of purified metal or semi-metal
JP2009035778A (en) Method for recovering tin
JP2012136766A (en) Method for producing metal by electrolysis
Fray Anodic and cathodic reactions in molten calcium chloride
JP2014133939A (en) Method for producing titanium
US3661737A (en) Recovery of valuable components from magnesium cell sludge
US20070041883A1 (en) Process for hydrometallurgical treatment of electric arc furnace dust
KR20200040064A (en) Aluminium recovery method from aluminium dross
US20240026555A1 (en) Reduction system and method for high-melting point metal oxides, using liquid metal crucible
Kleespies et al. Gold recovery from scrap electronic solders by fused-salt electrolysis
Khan et al. Recovery of zinc from the spent zinc-carbon dry cell batteries through pyrometallurgical route
US20080202939A1 (en) Process For the Electrolysis of Aluminiumsulfide
JP6622627B2 (en) Method for recovering rare metal from rare metal-containing glass
US2899369A (en) Special electrolytic processing
US20230332318A1 (en) Circular electrochemical metal recovery
US2960451A (en) Electrolytic production of refractory multivalent metals
JP2014025121A (en) Electrolytic extraction method for tin and method for recovering tin
JP2022168438A (en) Manganese recovery method

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140902

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141127

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20150303

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150608

RD13 Notification of appointment of power of sub attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7433

Effective date: 20150609

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20150610

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20150721

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150924

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20151224

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160229

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160322

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160421

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5926380

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees