一種從高含鉛玻璃中提取金屬鉛聯(lián)產(chǎn)水泥原料的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種從高含鉛玻璃中提取金屬鉛聯(lián)產(chǎn)水泥原料的方法。該方法是將高含鉛玻璃投加到濃度4～15mol/L的氫氧化鈉溶液中，然后加入除雜劑，使得高含鉛玻璃中Si離子與除雜劑中金屬離子的摩爾比為1：0.9～3.0，120～300℃下反應(yīng)5～20h；反應(yīng)結(jié)束后過濾分離，得到固體殘?jiān)瓦^濾液；過濾液以不銹鋼為陰、陽極材料，控制電壓1.4～1.7V，在陰極上可獲得純度90﹪以上的金屬鉛。本發(fā)明克服了現(xiàn)有提鉛技術(shù)存在的工藝復(fù)雜、能耗高、易產(chǎn)生二次污染的缺點(diǎn)。本發(fā)明方法具有廢物消納量大、工藝流程簡單、鉛提取率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可聯(lián)產(chǎn)水泥原料，變廢為寶，易于大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。
【專利說明】一種從高含鉛玻璃中提取金屬鉛聯(lián)產(chǎn)水泥原料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于危險(xiǎn)廢物處理處置及資源化【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種從高含鉛玻璃中提取金屬鉛聯(lián)產(chǎn)水泥原料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]含鉛玻璃是指含有二氧化硅等玻璃形成物以及較高含量氧化鉛的玻璃。由于其良好的光學(xué)性能、導(dǎo)電性能、防輻射性能及可加工性能等，被廣泛用于制造電真空玻璃、低溫封接玻璃、防輻射玻璃、光學(xué)玻璃、高折射微珠玻璃及藝術(shù)器皿玻璃等產(chǎn)品。陰極射線管(CRT)作為重要的含鉛玻璃產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于電視機(jī)、計(jì)算機(jī)顯示器、示波器等電子電器設(shè)備。CRT玻殼是顯示器的重要組成部分，約占總質(zhì)量的60 %。其中CRT錐玻璃含鉛量約為20 %。因?yàn)椴ＡЪ庸さ男枰?，白熾燈和各種熒光燈的芯柱也都采用鉛玻璃，一般是含鉛量11 %左右的低鉛玻璃，但速度高于1200只/時(shí)的熒光燈自動生產(chǎn)線使用的芯柱采用的是含鉛20 %的中鉛玻璃，甚至用28 %的高鉛玻璃。另外，白熾燈、自鎮(zhèn)流熒光燈以及高強(qiáng)度放電燈用的螺口和卡口燈頭，都使用鉛玻璃作燈腳的絕緣體。雖然每個(gè)燈頭鉛玻璃用量很少，但燈總產(chǎn)量接近50億只，總量很可觀。
[0003]目前世界各國對于含鉛玻璃均沒有良好的處理處置方法。使用廢含鉛玻璃進(jìn)行資源化產(chǎn)品開發(fā)是可行的，存在的主要問題是資源利用率低，只是將玻璃中的鉛從一種產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到另一產(chǎn)品中，重金屬危害問題未得到徹底解決。綜合考慮環(huán)境、資源、技術(shù)等因素，將其中的鉛提取出來是今后研究的重點(diǎn)和趨勢。但是目前鉛提取方法存在諸多技術(shù)瓶頸和環(huán)境問題，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。目前我國生產(chǎn)鉛的原料主要是高品位的方鉛礦，采出的礦石品位一般低于3 %，須經(jīng)過選礦得到鉛精礦再行冶煉，而彩色CRT錐玻璃等的鉛品位高達(dá)20 %左右，將其中的鉛提取出來，可以變廢為寶，減少鉛精礦的進(jìn)口。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種從高含鉛玻璃中提取金屬鉛聯(lián)產(chǎn)水泥原料的方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
將高含鉛玻璃投加到濃度4~15mol/L的氫氧化鈉溶液中，含鉛玻璃與氫氧化鈉溶液的固液比為1:2~20 (單位g/mL);然后加入除雜劑，使得高含鉛玻璃中Si離子與除雜劑中金屬離子的摩爾比為1:0.9~3.0,120~300°C下反應(yīng)5~20h ;反應(yīng)結(jié)束后過濾分離，得到固體殘?jiān)瓦^濾液；過濾液以不銹鋼為陰、陽極材料，控制電壓1.4~1.7V，在陰極上可獲得純度90 %以上的金屬鉛；
所述的高含鉛玻璃為CRT錐玻璃、水晶玻璃、防輻射玻璃、含鉛封接玻璃中的一種或多種，粒度為350~650目；
所述的除雜劑為氯化鈣、 碳酸鈣、氧化鎂、氯化鎂、硫酸鈣的一種或多種，當(dāng)為多種時(shí)，比例為任意比；所述的固體殘?jiān)饕M成為硅鋁酸鈣、氫氧化鈣等，可作為生產(chǎn)水泥的原料；
含鉛玻璃中的鉛主要填充于-O-S1-O-Pb-O中，結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，通過直接冶煉或浸出等方式，很難破壞其結(jié)構(gòu)，不能有效提取鉛。本發(fā)明克服了現(xiàn)有提鉛技術(shù)存在的工藝復(fù)雜、能耗高、易產(chǎn)生二次污染的缺點(diǎn)，利用堿液破壞玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使鉛、硅、鋁等溶出，同時(shí)在除雜劑作用下使得溶出的硅轉(zhuǎn)化為硅鋁酸鈣等沉淀，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，同時(shí)避免溶出的鉛生成硅酸鉛等。反應(yīng)結(jié)束后過濾分離得到固體殘?jiān)瓦^濾液，過濾液電解可回收金屬鉛，固體殘?jiān)饕M成為硅鋁酸鈣、氫氧化鈣等，可作為生產(chǎn)水泥的原料。本發(fā)明方法具有廢物消納量大、工藝流程簡單、鉛提取率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可聯(lián)產(chǎn)水泥原料，變廢為寶，易于大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0006]本發(fā)明結(jié)合以下實(shí)例作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅限于實(shí)施例中所涉及的內(nèi)容。
[0007]實(shí)施例1
將40g水晶玻璃加入到800mL濃度為4mol/L的氫氧化鈉溶液中，然后按照Si =Ca=I:3的摩爾比加入113.09g氯化鈣，300°C下反應(yīng)5h ;反應(yīng)結(jié)束后過濾分離，得到固體殘?jiān)瓦^濾液。過濾液以不銹鋼為陰、陽極材料，控制電壓1.7V，在陰極上可獲得純度為90.5 %的金屬鉛。水晶玻璃中SiO2含量為51.02 %，粒度為350目。
[0008]實(shí)施例2
將50g防輻射玻璃加入到200mL濃度為6mol/L的氫氧化鈉溶液中，然后按照Si =Ca=I:I的摩爾比加入44.89g碳酸鈣，140°C下反應(yīng)18h;反應(yīng)結(jié)束后過濾分離，得到固體殘?jiān)瓦^濾液。過濾液以不銹鋼為陰、陽極材料，控制電壓1.5V，在陰極上可獲得純度為97 %的金屬鉛。防輻射玻璃中SiO2含量 為53.90 %，粒度為400目。
[0009]實(shí)施例3
將60g含鉛封接玻璃加入到360mL濃度為8mol/L的氫氧化鈉溶液中，然后按照Si =Ca=1:1.5的摩爾比加入103.27g硫酸鈣，160°C下反應(yīng)16h ;反應(yīng)結(jié)束后過濾分離，得到固體殘?jiān)瓦^濾液。過濾液以不銹鋼為陰、陽極材料，控制電壓1.5V，在陰極上可獲得純度為95.5%的金屬鉛。含鉛封接玻璃中SiO2含量為50.64 %，粒度為500目。
[0010]實(shí)施例4
將70g CRT錐玻璃加入到560mL濃度為lOmol/L的氫氧化鈉溶液中，然后按照Si:Mg=I:2的摩爾比加入48.70g氧化鎂，180°C下反應(yīng)14h ;反應(yīng)結(jié)束后過濾分離，得到固體殘?jiān)瓦^濾液。過濾液以不銹鋼為陰、陽極材料，控制電壓1.5V，在陰極上可獲得純度為93 %的金屬鉛。CRT錐玻璃中SiO2含量為51.86 %，粒度為600目。
[0011]實(shí)施例5
將80g水晶玻璃加入到800mL濃度為12mol/L的氫氧化鈉溶液中，然后按照Si =Mg=I:3的摩爾比加入197.24g氯化鎂，200°C下反應(yīng)12h ;反應(yīng)結(jié)束后過濾分離，得到固體殘?jiān)瓦^濾液。過濾液以不銹鋼為陰、陽極材料，控制電壓1.66V，在陰極上可獲得純度為92.8 %的金屬鉛。水晶玻璃中SiO2含量為51.86 %，粒度為450目。
[0012]實(shí)施例6將90gCRT錐玻璃加入到1080mL濃度為14mol/L的氫氧化鈉溶液中，然后按照Si:Mg=1:0.9的摩爾比加入27.51g氧化鎂，220°C下反應(yīng)IOh ;反應(yīng)結(jié)束后過濾分離，得到固體殘?jiān)瓦^濾液。過濾液以不銹鋼為陰、陽極材料，控制電壓1.4V，在陰極上可獲得純度為94.7 %的金屬鉛。CRT錐玻璃中SiO2含量為50.64 %，粒度為500目。
[0013]實(shí)施例7
將100g水晶玻璃加入到1400mL濃度為15mol/L的氫氧化鈉溶液中，然后分別按照Si:(Ca+Mg)=l:1.5的摩爾比加入70.68g氯化鈣和25.66g氧化鎂，240°C下反應(yīng)5h ;反應(yīng)結(jié)束后過濾分離，得到固體殘?jiān)瓦^濾液。過濾液以不銹鋼為陰、陽極材料，控制電壓1.5V，在陰極上可獲得純度為95.2 %的金屬鉛。水晶玻璃中SiO2含量為51.02 %，粒度為550目。
[0014]實(shí)施例8
將50g水晶玻璃、50g CRT錐玻璃加入到1000mL濃度為lOmol/L的氫氧化鈉溶液中，然后按照Si: (Ca+Mg)=l:0.9的摩爾比加入38.27g碳酸鈣和26.38g氯化鎂，300°C下反應(yīng)5h ;反應(yīng)結(jié)束后過濾分離，得到固體殘?jiān)瓦^濾液。過濾液以不銹鋼為陰、陽極材料，控制電壓1.5V，在陰極上可獲得純度為97 %的金屬鉛。水晶玻璃、CRT錐玻璃中SiO2含量約為51.02 %，粒度為550目。
[0015]實(shí)施例9
將20g含鉛封接玻璃、30g CRT錐玻璃、40g防輻射玻璃加入到200mL濃度為15mol/L的氫氧化鈉溶液中，然后分別按照Si:(Ca+Mg)=l:1的摩爾比加入57.61g硫酸鈣、8.54g氧化鎂、20.16g氯化鎂，120°C下反應(yīng)20h ;反應(yīng)結(jié)束后過濾分離，得到固體殘?jiān)瓦^濾液。過濾液以不銹鋼為陰、陽極材料，控制電壓1.5V，在陰極上可獲得純度為96 %的金屬鉛。含鉛封接玻璃、CRT錐玻璃、防輻射玻璃中SiO2含量約為50.90 %，粒度為350目。
[0016]上述實(shí)施例并非是 對于本發(fā)明的限制，本發(fā)明并非僅限于上述實(shí)施例，只要符合本發(fā)明要求，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種從高含鉛玻璃中提取金屬鉛聯(lián)產(chǎn)水泥原料的方法，其特征在于該方法是將高含鉛玻璃投加到濃度4~15mol/L的氫氧化鈉溶液中攪拌，然后按照含高含鉛玻璃中Si離子與除雜劑中金屬離子的摩爾比為1:0.9~3.0加入除雜劑，120~300°C下反應(yīng)5~20h ;反應(yīng)結(jié)束后過濾分離，得到固體殘?jiān)瓦^濾液；過濾液以不銹鋼為陰、陽極材料，控制電壓1.4~1.7V，在陰極上可獲得純度90 %以上的金屬鉛；其中含鉛玻璃與氫氧化鈉溶液的固液比為1:2~20,單位為g/mL。
2.如權(quán)利要求1所述的一種從高含鉛玻璃中提取金屬鉛聯(lián)產(chǎn)水泥原料的方法，其特征在于高含鉛玻璃為CRT錐玻璃、水晶玻璃、防輻射玻璃、含鉛封接玻璃中的一種或多種，粒度為350~650目。
3.如權(quán)利要求1所述的一種從高含鉛玻璃中提取金屬鉛聯(lián)產(chǎn)水泥原料的方法，其特征在于除雜劑為氯化鈣、碳酸鈣、氧化鎂、氯化鎂、硫酸鈣的一種或多種，當(dāng)為多種時(shí)，比例為任意比 。
【文檔編號】C22B7/00GK103882233SQ201410084913
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】姚志通, 黃進(jìn)剛, 張素玲, 張春曉 申請人:杭州電子科技大學(xué)