一種廢陰極射線管錐玻璃的機(jī)械活化濕法硫化處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子垃圾處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及一種廢陰極射線管錐玻璃的機(jī)械化學(xué)硫化處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人民生活水平的不斷提高和電子產(chǎn)品更新速度的加快，電子廢棄物產(chǎn)生量急劇增加。電子廢棄物處理處置已經(jīng)成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)，尤其是其中含鉛玻璃的處理處置。電子廢棄物中含鉛玻璃主要來(lái)源于廢陰極射線管顯示器。陰極射線管廣泛用于電視機(jī)、計(jì)算機(jī)顯示器以及示波器等主要顯示設(shè)備。CRT玻殼是顯示器的重要組成部分，約占總質(zhì)量的60%，主要為屏玻璃和錐玻璃。CRT錐玻璃含鉛量高達(dá)22-28%，平均顯示器中含鉛量約為1.2Kg。按照CRT顯示器社會(huì)保有量5億臺(tái)計(jì)算，CRT錐玻璃中金屬鉛的總含量約達(dá)60萬(wàn)噸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅2012年我國(guó)廢棄電器電子產(chǎn)品報(bào)廢量達(dá)到約7500萬(wàn)臺(tái)，其中電視機(jī)報(bào)廢量為2700萬(wàn)臺(tái)，約80%為CRT顯示器。2013年以前，我國(guó)廢CRT錐玻璃主要解決途徑為CRT玻殼再制造。但隨著CRT顯示器市場(chǎng)的快速萎靡，全球CRT玻璃生產(chǎn)線陸續(xù)關(guān)閉，我國(guó)最后一條生產(chǎn)線已于2013年6月份停產(chǎn)。如何合理處理數(shù)量龐大的廢CRT錐玻璃已經(jīng)成為我國(guó)電子廢棄物處理中的關(guān)鍵和難點(diǎn)。
[0003]由于重金屬鉛不易被生物代謝分解，如果對(duì)廢陰極射線管錐玻璃處理處置不當(dāng)，一旦進(jìn)入環(huán)境將對(duì)水體、土壤等環(huán)境將勢(shì)必會(huì)對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重危害。因此，科學(xué)合理地處理處置陰極射線管錐玻璃具有至關(guān)重要的環(huán)境意義。為徹底實(shí)現(xiàn)廢陰極射線管錐玻璃的無(wú)害化處理，必須將其中金屬鉛進(jìn)行提取回收。
[0004]現(xiàn)有多種CRT錐玻璃鉛提取方法，如亞臨界法、火法冶煉法、高溫還原法以及氯鹽焙燒揮發(fā)法等，但都存在著諸多技術(shù)瓶頸和環(huán)境問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。濕法冶金具有處理成本低、工藝成熟等優(yōu)勢(shì)，但對(duì)于CRT錐玻璃，鉛賦存于錐玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，具有強(qiáng)化學(xué)穩(wěn)定性，傳統(tǒng)濕法冶金方法對(duì)其不適用。因此，亟待開(kāi)發(fā)高效、清潔的新型工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種廢陰極射線管錐玻璃的機(jī)械化學(xué)硫化處理方法。其通過(guò)機(jī)械化學(xué)球磨技術(shù)改變CRT錐玻璃的強(qiáng)穩(wěn)定化學(xué)特性，使錐玻璃中的金屬鉛與硫化劑發(fā)生機(jī)械化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為硫化鉛晶體，再通過(guò)三氯化鐵溶液浸出，完成鉛的高效回收，實(shí)現(xiàn)其無(wú)害化處理。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下。
[0007]一種廢陰極射線管錐玻璃的機(jī)械化學(xué)硫化處理方法，包括如下步驟:
步驟一，將經(jīng)過(guò)粗碎得到的粒徑為0.1?1.0 mm的CRT錐玻璃顆粒與硫化劑同時(shí)放入球磨機(jī)中，在氮?dú)饣蛘邭鍤鈿夥障拢M(jìn)行機(jī)械化學(xué)反應(yīng)；其中:CRT錐玻璃中鉛與硫化劑中硫的摩爾比為1: (1.0?4.0)，CRT錐玻璃顆粒物料與球磨罐中磨球的質(zhì)量為1: (20.0?100.0)，球磨速度為150?550轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間為0.25?8小時(shí)； 步驟二，球磨結(jié)束后，過(guò)濾分離反應(yīng)后物料與磨球，將反應(yīng)后物料放入三氯化鐵溶液中進(jìn)行浸出；其中:加料滿足液固比為(5?100):lg/L，三氯化鐵溶液的質(zhì)量體積濃度為80 ?200 g/L ；
步驟三，浸出結(jié)束后，過(guò)濾，分別得到含鉛溶液和殘?jiān)?br> 步驟四，將步驟三中所得含鉛溶液進(jìn)行低溫冷卻并過(guò)濾得到氯化鉛晶體。
[0008]本發(fā)明中，所述球磨機(jī)為行星式球磨機(jī)。
[0009]本發(fā)明中，所述硫化劑選自硫化鈉或硫化鉀中的任意一種或兩種。
[0010]本發(fā)明中，步驟三所得殘?jiān)鳛樵牧嫌糜谏a(chǎn)泡沫玻璃產(chǎn)品。
[0011]本發(fā)明中，步驟四過(guò)濾后述殘余溶液通過(guò)補(bǔ)充氯離子濃度重復(fù)用于步驟二中反應(yīng)后物料的鉛提取。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:該方法能夠?qū)U陰極射線管錐玻璃中金屬鉛直接轉(zhuǎn)化為硫化鉛晶體，可通過(guò)氯鹽溶液體系回收鉛，并且整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，無(wú)酸、堿溶液使用，無(wú)二次環(huán)境污染問(wèn)題。同時(shí)本發(fā)明采用的高能球磨機(jī)作為機(jī)械化學(xué)硫化反應(yīng)器，硫化效率高且工藝技術(shù)成熟，可應(yīng)用廣泛，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]實(shí)施例1
將4克廢陰極射線管錐玻璃與硫化鈉合物(按照錐玻璃中鉛與硫化劑中硫摩爾比1:1.2)加入到行星式球磨機(jī)球磨罐中，然后向球磨罐中加入不銹鋼球(其中24顆Φ9.6mm，100顆Φ5.6mm的不銹鋼磨球)，物料與磨球質(zhì)量比為1:80，再充入氮?dú)饣蚝庖员３侄栊原h(huán)境并密封。設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為250 rpm，球磨時(shí)間設(shè)定為I小時(shí)，球磨方式為運(yùn)行15分鐘，停止15分鐘，依次循環(huán)運(yùn)行。機(jī)械化學(xué)球磨反應(yīng)結(jié)束后，取樣分析測(cè)試錐玻璃中鉛的硫化率。
[0016]經(jīng)分析CRT錐玻璃中金屬鉛的硫化率為62%。
[0017]實(shí)施例2
將4克廢陰極射線管錐玻璃與硫化鈉混合物(按照錐玻璃中鉛與硫化劑中硫摩爾比1:1.2)加入到行星式球磨機(jī)球磨罐中，然后向球磨罐中加入不銹鋼球(其中24顆Φ 9.6mm，100顆Φ5.6mm的不銹鋼磨球)，物料與磨球質(zhì)量比為1:80，再充入氮?dú)饣蚝庖员３侄栊原h(huán)境并密封。設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為550 rpm，球磨時(shí)間設(shè)定為2小時(shí)，球磨方式為運(yùn)行15分鐘，停止15分鐘，依次循環(huán)運(yùn)行。機(jī)械化學(xué)球磨反應(yīng)結(jié)束后，取樣分析測(cè)試錐玻璃中鉛的硫化率。
[0018]經(jīng)分析CRT錐玻璃中金屬鉛的硫化率為73%。
[0019]實(shí)施例3
將4克廢陰極射線管錐玻璃與硫化劑混合物(按照錐玻璃中鉛與硫化劑中硫摩爾比1:2.0)加入到行星式球磨機(jī)球磨罐中，然后向球磨罐中加入不銹鋼球(其中24顆Φ 9.6mm，100顆Φ5.6mm的不銹鋼磨球)，物料與磨球質(zhì)量比為1:80，再充入氮?dú)饣蚝庖员３侄栊原h(huán)境并密封。設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為550 rpm，球磨時(shí)間設(shè)定為I小時(shí)，球磨方式為運(yùn)行15分鐘，停止15分鐘，依次循環(huán)運(yùn)行。機(jī)械化學(xué)球磨反應(yīng)結(jié)束后，取樣分析測(cè)試錐玻璃中鉛的硫化率。
[0020]經(jīng)分析CRT錐玻璃中金屬鉛的硫化率為91%。
[0021]實(shí)施例4
將4克廢陰極射線管錐玻璃與硫化鈉混合物(按照錐玻璃中鉛與硫化劑中硫摩爾比1:1.6)加入到行星式球磨機(jī)球磨罐中，然后向球磨罐中加入不銹鋼球(其中24顆Φ 9.6mm，100顆Φ5.6mm的不銹鋼磨球)，物料與磨球質(zhì)量比為1:80，再充入氮?dú)饣蚝庖员３侄栊原h(huán)境并密封。設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為550 rpm，球磨時(shí)間設(shè)定為I小時(shí)，球磨方式為運(yùn)行15分鐘，停止15分鐘，依次循環(huán)運(yùn)行。機(jī)械化學(xué)球磨反應(yīng)結(jié)束后，取樣分析測(cè)試錐玻璃中鉛的硫化率。
[0022]經(jīng)分析CRT錐玻璃中金屬鉛的硫化率為74%。
[0023]實(shí)施例4
將4克廢陰極射線管錐玻璃與硫化鈉混合物(按照錐玻璃中鉛與硫化劑中硫摩爾比1:1.2)加入到行星式球磨機(jī)球磨罐中，然后向球磨罐中加入不銹鋼球(其中24顆Φ 9.6mm，100顆Φ5.6mm的不銹鋼磨球)，物料與磨球質(zhì)量比為1:80，再充入氮?dú)饣蚝庖员３侄栊原h(huán)境并密封。設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為350 rpm，球磨時(shí)間設(shè)定為I小時(shí)，球磨方式為運(yùn)行15分鐘，停止15分鐘，依次循環(huán)運(yùn)行。機(jī)械化學(xué)球磨反應(yīng)結(jié)束后，取樣分析測(cè)試錐玻璃中鉛的硫化率。
[0024]經(jīng)分析CRT錐玻璃中金屬鉛的硫化率為64%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種廢陰極射線管錐玻璃的機(jī)械化學(xué)硫化處理方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 步驟一，將經(jīng)過(guò)粗碎得到的粒徑為0.1?1.0 mm的CRT錐玻璃顆粒與硫化劑同時(shí)放入球磨機(jī)中，在氮?dú)饣蛘邭鍤鈿夥障?，進(jìn)行機(jī)械化學(xué)反應(yīng)；其中:CRT錐玻璃中鉛與硫化劑中硫的摩爾比為1: (1.0?4.0)，CRT錐玻璃顆粒物料與球磨罐中磨球的質(zhì)量比為1:(20.0?100.0)，球磨速度為150?550轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間為0.25?8小時(shí)； 步驟二，球磨結(jié)束后，過(guò)濾分離反應(yīng)后物料與磨球，將反應(yīng)后物料放入三氯化鐵溶液中進(jìn)行浸出；其中:加料滿足固液比為(5?100):lg/L，三氯化鐵溶液的質(zhì)量體積濃度為80?200 g/L，浸出時(shí)間0.5?8 h ； 步驟三，浸出結(jié)束后，過(guò)濾，分別得到含鉛溶液和殘?jiān)? 步驟四，低溫冷卻步驟三中所得含鉛溶液，過(guò)濾，得到氯化鉛晶體。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述球磨機(jī)為行星式球磨機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫化劑選自硫化鈉或硫化鉀中的任意一種或兩種。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟三所得殘?jiān)鳛樵牧嫌糜谏a(chǎn)泡沫玻璃產(chǎn)品。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟四過(guò)濾后述殘余溶液通過(guò)補(bǔ)充氯離子濃度重復(fù)用于步驟二中反應(yīng)后物料的鉛提取。
【專利摘要】本發(fā)明屬于電子垃圾處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種廢陰極射線管錐玻璃的機(jī)械化學(xué)硫化處理方法，其首先將廢CRT錐玻璃粗經(jīng)過(guò)破碎機(jī)進(jìn)行破碎得到粒徑為0.1～1.0mm的CRT錐玻璃顆粒；接著將粗碎后錐玻璃顆粒、硫化劑（如硫化鈉等）以及不銹鋼磨球按照一定比例置于機(jī)械化學(xué)反應(yīng)器（球磨罐）中進(jìn)行機(jī)械化學(xué)反應(yīng)；然后，將機(jī)械化學(xué)反應(yīng)后的球磨產(chǎn)物用一定濃度的三氯化鐵溶液中進(jìn)行溶解浸出，最后低溫冷卻浸出液，析出氯化鉛晶體，以實(shí)現(xiàn)CRT錐玻璃中金屬鉛的資源化回收。本發(fā)明方法無(wú)需使用酸、堿浸出液，無(wú)環(huán)境污染，且可用于其他含鉛玻璃或含鉛廢物的無(wú)害化處理。
【IPC分類】B02C17-08, C01G21-16, C22B13-00, C22B7-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104607284
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410848298
【發(fā)明人】苑文儀, 黃晨, 沈燕軍, 張承龍, 王景偉, 白建峰
【申請(qǐng)人】上海第二工業(yè)大學(xué), 上海新金橋環(huán)保有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日