一种CRT锥玻璃的资源化处理方法与流程

本发明属于环境保护中危险固体废弃物资源化处理技术领域，具体涉及一种CRT锥玻璃的资源化处理方法。

背景技术：

CRT玻璃主体结构包括屏玻璃、锥玻璃和颈玻璃。在20世纪90年代中期我国开始逐步涌现CRT电视报废增长趋势，直到2009-2010年达到报废高峰，每年拆解所产生CRT玻璃将达60万吨，在近20年拆解处理过程中，产生将近1000万吨CRT玻璃。废旧电子废弃物中大都含铅，尤其是显像管的锥玻璃因含铅等重金属较高而被世界各国列入危险废物名录，是一种危险废物。CRT锥玻璃中含有19%-23%的氧化铅，因此对CRT废玻璃的使用很有限，并不能作为一条主要的利用途径，仅仅是将铅等重金属元素从一种产品中转移至另一产品中，依然具有潜在的危害性，甚至危害可能变得更加严重，因此废CRT锥玻璃中铅的分离回收就成为CRT玻璃处理过程中的首要任务。

纳米Fe₃O₄作为一种新型吸附剂越来越受到国内外学者的关注，它不但具备了纳米材料比表面积大、反应活性高等优点，还结合了Fe₃O₄的磁性特征，这使得重金属的回收利用得以简单实现，杜绝二次污染。再加上其再生简便、成本低且高效等优点，使得纳米Fe₃O₄这种优异吸附剂的研究更加引人注目。机械球磨法是一种制备纳米粉体材料的有效方法，在球磨过程中，反复研磨不但使材料产生缺陷和新的界面，而且还可以使材料的粒径减小和比表面积增大，同时可以改变材料本身的化学活性。通过钢球高速撞击产生的剪切力使锥玻璃有效分散到纳米Fe₃O₄中是一种较实用的分散方法，目前尚没有该方面的相关报道。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是提供了一种CRT锥玻璃的资源化处理方法，该方法能够有效回收锥玻璃中的Pb、Fe和Si等元素，同时也减轻了固体废弃物CRT玻璃大量堆积所造成的危害。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种CRT锥玻璃的资源化处理方法，其特征在于具体过程为：

（1）将经过机械粉碎且烘干的CRT锥玻璃与纳米Fe₃O₄混合均匀后球磨得到复合材料，其中纳米Fe₃O₄与CRT锥玻璃的质量比为0.5-1.5:1，再将得到的复合材料与硝酸溶液按1:20的质量比混合后翻转震荡，然后分别收集上清液和固体残渣；

（2）将步骤（1）收集的上清液加入足量的Na₂SO₄，反应完全后收集生成的白色固体并烘干得到PbSO₄，继续调节上清液的pH至中性，经离心后收集生成的固体并于70℃烘干得到Fe₂O₃，继续将上清液进行盐蒸得到钠盐；

（3）将步骤（1）收集的固体残渣水洗至中性后烘干研磨，加入Al₂O₃和NaOH使SiO₂、Al₂O₃和NaOH的摩尔比为2:1:3.5，混合均匀后置于马弗炉中于550℃焙烧2h，将焙烧样品粉碎研磨后按固液质量比1:8加入高纯水，搅拌使其混合均匀，然后置于精化釜中于100℃焙烘得到沸石。

进一步优选，步骤（1）中CRT锥玻璃与纳米Fe₃O₄的质量比为1:1，球磨时间为72h。

进一步优选，步骤（1）球磨过程中的氧化锆磨球包括直径为1mm氧化锆磨球、直径为2mm的氧化锆磨球、直径为4mm的氧化锆磨球和直径为8mm的氧化锆磨球，其中直径为1mm氧化锆磨球、直径为2mm的氧化锆磨球、直径为4mm的氧化锆磨球与直径为8mm的氧化锆磨球的质量比为3:8:20:8。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明操作简单，易于大批量回收，不仅能够有效回收CRT锥玻璃中的Pb、Fe和Si等元素，而且无二次污染。

附图说明

图1是本发明实施例中纳米Fe₃O₄与CRT锥玻璃质量比为1:1混合球磨8h的SEM图；

图2是本发明实施例中纳米Fe₃O₄与CRT锥玻璃质量比为1:1混合球磨72h的SEM图；

图3是本发明实施例中回收的PbSO₄的XRD图谱；

图4是本发明实施例中回收的NaNO₃的XRD图谱。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

实施例

将纳米Fe₃O₄与CRT锥玻璃分别按质量比0:1、0.5:1、1:1、0.75:1和1.5:1混合均匀后球磨8h、12h、24h、48h、72h和96h，将球磨后的复合材料与足量的硝酸溶液按质量比为1:20混合，翻转震荡4h，分别收集上清液与固体残渣，上清液经处理后测得铅离子的含量。其中原CRT锥玻璃中Pb的浸出率为7.11%，经球磨8h、12h、24h、48h后Pb的浸出率分别为14.01%、24.17%、36.25%、33.33%；纳米Fe₃O₄与CRT锥玻璃样品按质量比1:1均匀混合后在球磨时间分别为8h、12h、24h、48h、72h、96h时所得的复合材料经同浓度的硝酸溶液浸出，其浸出率分别为51.08%、56.91%、70.92%、83.46%、86.98%和84.45%；不同纳米Fe₃O₄投加量即纳米Fe₃O₄与CRT锥玻璃分别按质量比0.5:1、1:1、0.75:1、1.5:1混合后球磨48h，经相同比例的浓度的硝酸溶液浸出，其浸出率分别为78.26%、80.04%、83.46%、77.31%。

将收集的上清液在搅拌作用下加入足量的Na₂SO₄，经充分反应过后收集得到的白色固体烘干即得到PbSO₄。继续调节上清液的pH至中性，经高速离心分离后，收集所得的固体在70℃下烘干60h得到Fe₂O₃。继续将上清液进行盐蒸进而得到钠盐。

将收集得到的固体残渣水洗至中性后，烘干研磨，经XRF测定样品中SiO₂的含量为68.52%，再往样品中加入Al₂O₃和NaOH使SiO₂、Al₂O₃和NaOH的摩尔比为2:1:3.5，混合均匀后置于马弗炉中于550℃焙烧2h，将焙烧样品粉碎研磨后按固液质量比为1:8加入高纯水，高速搅拌30min使其混合均匀，然后置于精化釜中于100℃焙烘4h、6h、8h、12h，最终制成沸石。

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。