一種廢陰極射線管錐玻璃的機械活化濕法硫化處理方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及電子垃圾處理技術(shù)領域，具體的說，涉及一種廢陰極射線管錐玻璃的機械化學硫化處理方法。
【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，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源于廢陰極射線管顯示器。陰極射線管廣泛用于電視機、計算機顯示器以及示波器等主要顯示設備。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22-28%，平均顯示器中含鉛量約為1.2Kg。按照CRT顯示器社會保有量5億臺計算，CRT錐玻璃中金屬鉛的總含量約達60萬噸。據(jù)統(tǒng)計，僅2012年我國廢棄電器電子產(chǎn)品報廢量達到約7500萬臺，其中電視機報廢量為2700萬臺，約80%為CRT顯示器。2013年以前，我國廢CRT錐玻璃主要解決途徑為CRT玻殼再制造。但隨著CRT顯示器市場的快速萎靡，全球CRT玻璃生產(chǎn)線陸續(xù)關(guān)閉，我國最后一條生產(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)成為我國電子廢棄物處理中的關(guān)鍵和難點。
[0003]由于重金屬鉛不易被生物代謝分解，如果對廢陰極射線管錐玻璃處理處置不當，一旦進入環(huán)境將對水體、土壤等環(huán)境將勢必會對人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴重危害。因此，科學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。為徹底實現(xiàn)廢陰極射線管錐玻璃的無害化處理，必須將其中金屬鉛進行提取回收。
[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)境問題，難以實現(xiàn)工業(yè)化。濕法冶金具有處理成本低、工藝成熟等優(yōu)勢，但對于CRT錐玻璃，鉛賦存于錐玻璃網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，具有強化學穩(wěn)定性，傳統(tǒng)濕法冶金方法對其不適用。因此，亟待開發(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械化學硫化處理方法。其通過機械化學球磨技術(shù)改變CRT錐玻璃的強穩(wěn)定化學特性，使錐玻璃中的金屬鉛與硫化劑發(fā)生機械化學反應直接轉(zhuǎn)化為硫化鉛晶體，再通過三氯化鐵溶液浸出，完成鉛的高效回收，實現(xiàn)其無害化處理。
[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械化學硫化處理方法，包括如下步驟:
步驟一，將經(jīng)過粗碎得到的粒徑為0.1?1.0 mm的CRT錐玻璃顆粒與硫化劑同時放入球磨機中，在氮氣或者氬氣氣氛下，進行機械化學反應；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，球磨時間為0.25?8小時； 步驟二，球磨結(jié)束后，過濾分離反應后物料與磨球，將反應后物料放入三氯化鐵溶液中進行浸出；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，過濾，分別得到含鉛溶液和殘渣；
步驟四，將步驟三中所得含鉛溶液進行低溫冷卻并過濾得到氯化鉛晶體。
[0008]本發(fā)明中，所述球磨機為行星式球磨機。
[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，步驟三所得殘渣作為原材料用于生產(chǎn)泡沫玻璃產(chǎn)品。
[0011]本發(fā)明中，步驟四過濾后述殘余溶液通過補充氯離子濃度重復用于步驟二中反應后物料的鉛提取。
[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，可通過氯鹽溶液體系回收鉛，并且整個反應過程中，無酸、堿溶液使用，無二次環(huán)境污染問題。同時本發(fā)明采用的高能球磨機作為機械化學硫化反應器，硫化效率高且工藝技術(shù)成熟，可應用廣泛，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0015]實施例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，再充入氮氣或氦氣以保持惰性環(huán)境并密封。設定球磨機轉(zhuǎn)速為250 rpm，球磨時間設定為I小時，球磨方式為運行15分鐘，停止15分鐘，依次循環(huán)運行。機械化學球磨反應結(jié)束后，取樣分析測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，再充入氮氣或氦氣以保持惰性環(huán)境并密封。設定球磨機轉(zhuǎn)速為550 rpm，球磨時間設定為2小時，球磨方式為運行15分鐘，停止15分鐘，依次循環(huán)運行。機械化學球磨反應結(jié)束后，取樣分析測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，再充入氮氣或氦氣以保持惰性環(huán)境并密封。設定球磨機轉(zhuǎn)速為550 rpm，球磨時間設定為I小時，球磨方式為運行15分鐘，停止15分鐘，依次循環(huán)運行。機械化學球磨反應結(jié)束后，取樣分析測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，再充入氮氣或氦氣以保持惰性環(huán)境并密封。設定球磨機轉(zhuǎn)速為550 rpm，球磨時間設定為I小時，球磨方式為運行15分鐘，停止15分鐘，依次循環(huán)運行。機械化學球磨反應結(jié)束后，取樣分析測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，再充入氮氣或氦氣以保持惰性環(huán)境并密封。設定球磨機轉(zhuǎn)速為350 rpm，球磨時間設定為I小時，球磨方式為運行15分鐘，停止15分鐘，依次循環(huán)運行。機械化學球磨反應結(jié)束后，取樣分析測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】
1.一種廢陰極射線管錐玻璃的機械化學硫化處理方法，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放入球磨機中，在氮氣或者氬氣氣氛下，進行機械化學反應；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，球磨時間為0.25?8小時； 步驟二，球磨結(jié)束后，過濾分離反應后物料與磨球，將反應后物料放入三氯化鐵溶液中進行浸出；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，浸出時間0.5?8 h ； 步驟三，浸出結(jié)束后，過濾，分別得到含鉛溶液和殘渣； 步驟四，低溫冷卻步驟三中所得含鉛溶液，過濾，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，所述球磨機為行星式球磨機。
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，步驟三所得殘渣作為原材料用于生產(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，步驟四過濾后述殘余溶液通過補充氯離子濃度重復用于步驟二中反應后物料的鉛提取。
【專利摘要】本發(fā)明屬于電子垃圾處理技術(shù)領域，具體為一種廢陰極射線管錐玻璃的機械化學硫化處理方法，其首先將廢CRT錐玻璃粗經(jīng)過破碎機進行破碎得到粒徑為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械化學反應器（球磨罐）中進行機械化學反應；然后，將機械化學反應后的球磨產(chǎn)物用一定濃度的三氯化鐵溶液中進行溶解浸出，最后低溫冷卻浸出液，析出氯化鉛晶體，以實現(xiàn)CRT錐玻璃中金屬鉛的資源化回收。本發(fā)明方法無需使用酸、堿浸出液，無環(huán)境污染，且可用于其他含鉛玻璃或含鉛廢物的無害化處理。
【IPC分類】B02C17-08, C01G21-16, C22B13-00, C22B7-00
【公開號】CN104607284
【申請?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
【申請人】上海第二工業(yè)大學, 上海新金橋環(huán)保有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月31日