废旧阴极射线管含铅玻璃生产氯化铅的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及废旧阴极射线管含铅玻璃制备氯化铅的方法，属于环境保护与资源综合利用领域的固体废弃物资源化利用新技术，尤其适合于各种含铅废料的无害化处理和再生循环利用。
【背景技术】
[0002]随着平板液晶显示器和等离子体显示器的发展与普及，传统阴极射线管显示器已经基本被取代。在我国，每年都有大批废旧电脑、电视机被丢弃，其中的阴极射线管锥玻璃中含有20%以上质量分数的氧化铅，其重金属铅的浸出毒性已经超过国家对危险废弃物的规定。如何合理、绿色地处理废弃阴极射线管锥玻璃，实现其资源循环再利用，已成为人们急需解决。由于阴极射线管玻璃中铅被包裹在二氧化硅分子中间，传统的处理方法对铅的回收效果十分有限。近年来，在阴极射线管锥玻璃回收利用方面，国内外学者进行了较多研究，这些方法主要集中在浸出法、固化法和作为建筑材料再利用等方面。这些方法已经被应用与废旧阴极射线管锥玻璃回收领域，但是存在环境风险高、原材料昂贵以及铅回收率低等不足。与此同时，也有一些阴极射线管锥玻璃处理的新技术，包括超临界分离法、机械活化法和超声提取法等，这些方法大多作为分离或预处理手段，尚未在实际生产中应用。
[0003]氯化冶金技术在冶金行业已经比较成熟，在固体废弃物领域，该技术已经在飞灰、金属尾物以及熔渣中有价金属回收的方面也有所应用。将氯化挥发法应用于废旧阴极射线管锥玻璃以回收其中的铅，具有许多不可替代的优势，可以为废旧阴极射线管玻璃中铅的回收提供一种简单易行、成本低、高效、低污染的的新方法。
【发明内容】
[0004]本发明针对目前我国废旧阴极射线管含铅玻璃报废量大、高附加值资源化利用技术匮乏、环境危害严重的现状，提供一套废弃含铅玻璃生产氯化铅的工艺。其特征是:将废弃阴极射线管含铅玻璃破碎粉磨，加入氯化剂造粒，在一定气氛和温度条件下实施氯化反应，收集产物经纯化处理后得到纯度为98%左右的氯化铅产品。具体工艺包括以下几个步骤:
[0005]1、前处理工序:将废弃阴极射线管破碎成直径小于1mm的碎块，去除表面涂层，然后机械球磨至200目以下，将粉末在105°C下干燥24小时备用；
[0006]2、造粒工序:将上述粉末与CaCl2粉末按质量比1.8-2.0:1的比例均匀混合，将混合物用压片机在5.0MPa的压力下压片，压片时间保持30秒钟，制成直径1.0cm的圆柱形颗粒;
[0007]3、气氛调控工序:将上述颗粒放入电热式反应器中，反应器一端连接冷凝器，冷凝器连接真空系统，开启真空设备，使系统压强保持在600 土 50Pa ；
[0008]4、合成工序:开启电热式反应器电源，使反应器温度以20°C /min的速率升至1000-1100°C，保持1.0 - 1.5小时，这时得到的粗氯化铅粉末聚集在冷凝器中，将冷凝器中的产物定期排出收集，得到粗氯化铅产品，同时定期向电热式反应器中补充新的原材料；
[0009]5、纯化工序:将上述收集到的粗氯化铅粉末置于电热式纯化反应器中，保持系统的压强为600±50Pa，在650°C条件下进行纯化处理0.5小时，此时得到的氯化铅产品纯度为98.0%左右，可以作为化工原料出售。
[0010]上述工艺操作简便，效率高，成本低，条件温和，原材料廉价易得，生产的氯化铅产品品质优良；剩余的固体残渣经检测不属于危险废弃物，可直接用于生产建筑材料或进行填埋；生产过程中尾气中铅的浓度符合GB-25466-2010排放标准。
[0011]下面结合说明书附图和实施方案进一步阐述本发明的内容。
【附图说明】
[0012]图1是废弃阴极射线管含铅玻璃制备氯化铅的工艺流程图。
[0013]图2是加热温度与铅蒸发率的关系，显示1000-1100°C为合适的操作温度。该图中反应系统的压强为600±50Pa，保持时间为lh。
[0014]图3是纯化处理前后产品的XRD图谱对比，显示纯化处理的效果。(a)纯化处理后产品的XRD图谱，(b)纯化处理前产品的XRD图谱。
【具体实施方式】
[0015]下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。
[0016]实施例1:
[0017]废旧阴极射线管含铅玻璃生产氯化铅的工艺，具体包括下列步骤:
[0018]根据图1的工艺流程图，将废弃阴极射线管含铅玻璃破碎成直径小于1mm的碎块，用湿法洗涤和超声清洗技术洗去表面的涂层，然后将其用机械球磨法磨碎，获得200目的粉末，将粉末在105°C下干燥24h。将粉末状CaCl2与阴极射线管粉末以质量比为1: 1.8均匀混合，称取10g混合物放入压片机中在5.0MPa的压力下压片，保持30s，制成直径1.0cm的圆柱形颗粒。将颗粒放入电热式反应器中，反应器一端连接冷凝器，冷凝器连接真空系统。开启真空设备，使系统压强保持在620Pa ;开启电热式反应器电源，使反应器温度升至1000°C(图2)，保持2.0h,反应结束后在冷凝管上富集了氯化铅混合物48.4g黄色粉末。将上述收集到的粗氯化铅粉末置于电热式纯化反应器中，保持系统的压强为600Pa，在650°C条件下进行纯化处理0.5h (图3)，此时在冷凝器中收集到19.0g白色氯化铅粉末，纯度为98.6%。反应产生的尾气通入lmol/L的HNO3中净化，经检测最终排放的尾气中铅的浓度符合GB-25466-2010排放标准。
[0019]实施例2:
[0020]废旧阴极射线管含铅玻璃生产氯化铅的工艺，具体包括下列步骤:
[0021]根据图1的工艺流程图，将阴极射线管破碎成直径小于1mm的碎块，用湿法洗涤和超声清洗技术洗去表面的涂层，然后将其用机械球磨法磨碎，获得200目的粉末，将粉末在105°C下干燥24h。将粉末状CaCl2与阴极射线管粉末以质量比为1: 1.9均匀混合，称取约500g混合物放入压片机中在5.0MPa的压力下压片30s,制成直径为1.0cm的圆柱形颗粒。将上述颗粒放入电热式反应器中，反应器一端连接冷凝器，冷凝器连接真空系统。开启真空设备，使系统压强保持在650Pa ;开启电热式反应器电源，使反应器温度升至1000°C(图2)，保持1.0小时，反应结束后在冷凝管上富集了氯化铅混合物48.4g黄色粉末。将上述收集到的粗氯化铅粉末置于电热式纯化反应器中，保持系统的压强为600Pa，在650°C条件下进行纯化处理0.5小时(图3)，此时在冷凝器中收集到239g白色氯化铅粉末，纯度为97.9%。反应产生的尾气通入lmol/L的HNO3中净化，经检测最终排放的尾气中铅的浓度符合GB-25466-2010排放标准。
[0022]上述实例中，所述废旧阴极射线管锥玻璃采集自废旧电子电器产品拆解企业。本发明不限于上述实施例，
【发明内容】
均可实施，并具有良好的效果。
【主权项】
1.废旧阴极射线管含铅玻璃生产氯化铅的工艺，具体包括下列步骤: (1)前处理工序:将废弃阴极射线管破碎成直径小于1mm的碎块，去除表面涂层，然后机械球磨至200目以下，将粉末在105°C下干燥24小时备用； (2)造粒工序:将上述粉末与CaCl2粉末按质量比1.8-2.0:1的比例均匀混合，将混合物用压片机在5.0MPa压强下压片，压片时间保持30秒钟，制成直径1.0cm的圆柱形颗粒； (3)气氛调控工序:将上述颗粒放入电热式反应器中，反应器一端连接冷凝器，冷凝器连接真空系统，开启真空设备，使系统压强保持在600±50Pa ； (4)合成工序:开启电热式反应器电源，使反应器温度以20°C/min的速率升至1000-1100°C，然后保持1.0 - 1.5小时，此时得到的粗氯化铅粉末聚集在冷凝器中。 (5)纯化工序:将上述粗氯化铅粉末置于电热式纯化反应器中进行纯化，得到纯度为98.0%左右氯化铅产品。
2.按照权利要求1所述的废旧阴极射线管含铅玻璃生产氯化铅的工艺，其特征是:步骤(6)中纯化器系统的压强为600±50Pa，温度为650°C，纯化处理时间为0.5小时。
【专利摘要】本发明针对目前我国废旧阴极射线管含铅玻璃报废量大、高附加值资源化利用技术匮乏、环境危害严重的现状，提供一套废旧阴极射线管含铅玻璃生产氯化铅的工艺。其特征是：将废旧阴极射线管含铅玻璃破碎粉磨，加入氯化剂造粒，通过气氛和温度调控实施氯化反应，收集产物经纯化处理后得到纯度为98%左右的氯化铅产品。该工艺操作简便、效率高、成本低、原材料廉价易得，生产的氯化铅品质优良，具有良好的产业化应用前景。剩余的固体残渣经检测不属于危险废弃物，可直接用于生产建筑材料或进行填埋；生产过程中尾气中铅的浓度符合国家排放标准。
【IPC分类】C22B13-02, C22B7-00
【公开号】CN104651628
【申请号】CN201310581048
【发明人】张付申, 阿尔斯·艾尔扎提
【申请人】中国科学院生态环境研究中心
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月18日