含鉛玻璃的資源化處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及含鉛玻璃的資源化處理方法，屬于廢棄物資源化處理領域。
技術背景
[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。由于其具有良好的光學性能、導電性能、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、光學玻璃、高折射微珠玻璃及藝術器皿玻璃等產品。陰極射線管(CRT)作為重要的含鉛玻璃產品，被廣泛地應用在電視機、計算機顯示器、示波器等電子電器設備上。CRT玻殼是顯示器的重要組成部分，約占總重量的50 %。CRT玻殼主要分為屏玻璃和錐玻璃，其中錐玻璃含鉛量約22?28 %。目前我國電視機社會保有量約5.5億臺，其中絕大多數為CRT電視機，計算機CRT顯示器的保有量也已超過4000萬臺，并且大量電子電器產品已進入淘汰報廢高峰期。產生的大量含鉛玻璃如若不進行適當處理處置，直接丟棄不僅造成鉛資源的浪費，還會對人體健康和生態環境構成潛在威脅。
[0003]目前世界各國對于高含鉛玻璃均沒有良好的處理處置方法。使用廢含鉛玻璃進行資源化產品開發是可行的，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品轉移到另一產品中，重金屬危害問題未得到徹底解決。目前我國鉛的生產原料主要是高品位的方鉛礦，由于受資源條件限制，每年需進口大量鉛精礦原料，而且鉛冶煉一般采用燒結-鼓風爐傳統冶煉工藝，生產過程中會產生大量二氧化硫和鉛塵，對環境污染嚴重。因此將廢含鉛玻璃中的鉛提取出來，可能成為今后的研宄熱點和發展趨勢。但是目前鉛的提取方法存在一些技術瓶頸和環境問題，難以實現工業化，亟待開發高效、低能、清潔的鉛提取工藝。
[0004]2008年，吳國清等人從材料分類識別、材料的無害化處理、材料分離及再利用的角度報道了《含CRT類顯示器回收處理技術研宄》。同年，海爾集團技術研發中心尹風福等人報道了《廢舊顯示器的環保處理技術》，以及其合作伙伴青島新天地研發出了 CRT綜合利用工藝，建設了相應的處置和回收工廠，但其技術核心限于CRT的拆解和分類，并未涉及從CRT中提取鉛進行再利用的工業化生產方法。
[0005]公開號為CN101613802A的中國專利提供了一種廢舊含鉛玻璃回收鉛同時生產環保建材的工藝與配套設備，能夠以廢舊含鉛玻璃為原材料，采用真空碳熱還原工藝回收其中的鉛并制備泡沫玻璃。但因該工藝方法步驟短，只能同時回收鉛和相應化工產品泡沫玻璃，且該方法需在KKKTC下反應數小時，故所需設備要求高、能耗大、污染大，因此不利于工業化生產。
【發明內容】
[0006]針對以上存在的問題，本發明的目的在于提供含鉛玻璃的資源化處理方法，本方法流程短，成本低，能完全利用鉛和二氧化硅，鉛和二氧化硅回收率高。
[0007]本發明采用的技術方案如下:含鉛玻璃的資源化處理方法，其特征在于，包括以下幾個步驟:
[0008]I)含鉛玻璃的破碎。將含鉛玻璃放入球磨機內破碎至粒度為0.1-1.5mm ；
[0009]2)加堿還原焙燒。將破碎后的含鉛玻璃粉末與碳粉和堿混合，然后用水制團造粒，放入高溫爐內焙燒，焙燒溫度為300-600°C，焙燒時間為2-6小時；
[0010]3)水洗回收鉛。將焙燒后物料加入純水漿化，焙燒后物料與純水的質量比為1:5-10，水洗時間1-5小時，水洗溫度為70-100°C，水洗后用100-300目濾布過濾，濾渣即為粗鉛；
[0011]4) 二氧化娃的回收。將水洗過濾液加入酸回調pH為0.5-4.5，在70-99°C反應1-5小時，然后過濾，濾渣經過洗滌后焙燒，焙燒時間1-5小時，焙燒溫度500-1000°C即可得到二氧化硅。
[0012]所述步驟2中含鉛玻璃粉末、碳粉、堿的質量比為1:0.5-1.5:0.5-1.0，堿為氫氧化鈉、氫氧化鋇、氫氧化鉀中的至少一種。
[0013]所述步驟4中酸為硫酸、鹽酸、硝酸、醋酸中的至少一種，酸的濃度為5-lOmol/l。
[0014]所述粗鉛經過熔煉-電解精煉得到鉛板。
[0015]所述洗滌至洗滌水電導率< 200us/cm。
[0016]本發明的原理在于: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，其鉛含量15-30%，主要為氧化鉛和二氧化鉛，剩余物質主要為二氧化硅，將含鉛玻璃破碎后加入堿和碳粉焙燒，堿與二氧化硅形成硅酸鹽，破壞了玻璃結構，從而將玻璃網狀結構里面包裹的鉛的氧化物解離出來，而碳粉在高溫下能將鉛的氧化物還原成粗鉛，再將焙燒物經過水洗，硅酸鹽溶解于水，經過過濾濾渣即為粗鉛，粗鉛在經過熔煉-電解精煉得到高純度鉛板，而硅酸鈉加入酸回調PH至酸性得到硅酸沉淀，硅酸經過焙燒脫水得到二氧化硅。
[0017]本發明的有益效果是:流程短，成本低，能完全利用鉛和二氧化硅，鉛和二氧化硅回收率高。
【具體實施方式】
[0018]實施例1
[0019]I)含鉛玻璃的破碎。將含鉛玻璃放入球磨機內破碎至粒度為1.2mm ；
[0020]2)加堿還原焙燒。將破碎后的含鉛玻璃粉末與碳粉和氫氧化鈉混合，然后用水制團造粒，含鉛玻璃粉末、碳粉、氫氧化鈉的質量比為1:1.2:0.8，放入高溫爐內焙燒，焙燒溫度為550 °C，焙燒時間為4小時；
[0021]3)水洗回收鉛。將焙燒后物料加入純水漿化，焙燒后物料與純水的質量比為1:8，水洗時間3小時，水洗溫度為95°C，水洗后用250目濾布過濾，濾渣即為粗鉛；
[0022]4) 二氧化娃的回收。將水洗過濾液加入硫酸回調pH為3.5，硫酸的濃度為
7.5mol/L.在95°C反應4小時，然后過濾，濾渣經過洗滌后焙燒，洗滌至洗滌水電導率180us/cm，焙燒時間3小時，焙燒溫度850°C即可得到二氧化硅。
[0023]所述粗鉛經過熔煉-電解精煉得到鉛板。
[0024]最終鉛和二氧化硅的回收率分別是99.6%,97.1%。
[0025]實施例2
[0026]I)含鉛玻璃的破碎。將含鉛玻璃放入球磨機內破碎至粒度為0.7mm ；
[0027]2)加堿還原焙燒。將破碎后的含鉛玻璃粉末與碳粉和氫氧化鉀混合，然后用水制團造粒，含鉛玻璃粉末、碳粉、氫氧化鉀的質量比為1:0.95:0.9，放入高溫爐內焙燒，焙燒溫度為550°C，焙燒時間為3.5小時；
[0028]3)水洗回收鉛。將焙燒后物料加入純水漿化，焙燒后物料與純水的質量比為1:8，水洗時間4小時，水洗溫度為100°C，水洗后用200目濾布過濾，濾渣即為粗鉛；
[0029]4) 二氧化娃的回收。將水洗過濾液加入鹽酸回調pH為2.5，鹽酸的濃度為8.5mol/1在97°C反應5小時，然后過濾，濾渣經過洗滌后焙燒，洗滌至洗滌水電導率150us/cm，焙燒時間3小時，焙燒溫度850°C即可得到二氧化硅。
[0030]所述粗鉛經過熔煉-電解精煉得到鉛板。
[0031]最終鉛和二氧化硅的回收率分別是99.3%、97.8%。
[0032]實施例3
[0033]I)含鉛玻璃的破碎。將含鉛玻璃放入球磨機內破碎至粒度為0.7mm ；
[0034]2)加堿還原焙燒。將破碎后的含鉛玻璃粉末與碳粉和氫氧化鉀混合，然后用水制團造粒，含鉛玻璃粉末、碳粉、氫氧化鉀的質量比為1:0.95:0.85，放入高溫爐內焙燒，焙燒溫度為550°C，焙燒時間為2.5小時；
[0035]3)水洗回收鉛。將焙燒后物料加入純水漿化，焙燒后物料與純水的質量比為1:6，水洗時間4小時，水洗溫度為90°C，水洗后用250目濾布過濾，濾渣即為粗鉛；
[0036]4) 二氧化娃的回收。將水洗過濾液加入鹽酸回調pH為2.5，鹽酸的濃度為8.5mol/1在90°C反應4小時，然后過濾，濾渣經過洗滌后焙燒，洗滌至洗滌水電導率150us/cm，焙燒時間3小時，焙燒溫度850°C即可得到二氧化硅。
[0037]所述粗鉛經過熔煉-電解精煉得到鉛板。
[0038]最終鉛和二氧化硅的回收率分別是99.5%,98.1%。
[0039]實施例4
[0040]I)含鉛玻璃的破碎。將含鉛玻璃放入球磨機內破碎至粒度為0.5mm ；
[0041]2)加堿還原焙燒。將破碎后的含鉛玻璃粉末與碳粉和氫氧化鈉混合，然后用水制團造粒，含鉛玻璃粉末、碳粉、氫氧化鉀的質量比為1:0.78:0.9，放入高溫爐內焙燒，焙燒溫度為450°C，焙燒時間為3.5小時；
[0042]3)水洗回收鉛。將焙燒后物料加入純水漿化，焙燒后物料與純水的質量比為1:8，水洗時間4小時，水洗溫度為85°C，水洗后用200目濾布過濾，濾渣即為粗鉛；
[0043]4) 二氧化娃的回收。將水洗過濾液加入硝酸回調pH為2.5，硝酸的濃度為8.5mol/1在97°C反應5小時，然后過濾，濾渣經過洗滌后焙燒，洗滌至洗滌水電導率lOOus/cm，焙燒時間3小時，焙燒溫度950°C即可得到二氧化硅。
[0044]所述粗鉛經過熔煉-電解精煉得到鉛板。
[0045]最終鉛和二氧化硅的回收率分別是99.7%,96.8%。
[0046]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.含鉛玻璃的資源化處理方法，其特征在于:包括以下幾個步驟: 1)含鉛玻璃的破碎。將含鉛玻璃放入球磨機內破碎至粒度為0.1-1.5mm ； 2)加堿還原焙燒。將破碎后的含鉛玻璃粉末與碳粉和堿混合，然后用水制團造粒，放入高溫爐內焙燒，焙燒溫度為300-600°C，焙燒時間為2-6小時； 3)水洗回收鉛。將焙燒后物料加入純水漿化，焙燒后物料與純水的質量比為1:5-10，水洗時間1-5小時，水洗溫度為70-100°C，水洗后用100-300目濾布過濾，濾渣即為粗鉛； 4)二氧化娃的回收。將水洗過濾液加入酸回調pH為0.5-4.5，在70-99°C反應1_5小時，然后過濾，濾渣經過洗滌后焙燒，焙燒時間1-5小時，焙燒溫度500-1000°C即可得到二氧化硅。
2.根據權利要求1所述的含鉛玻璃的資源化處理方法，其特征在于:所述步驟2中含鉛玻璃粉末、碳粉、堿的質量比為1:0.5-1.5:0.5-1.0，堿為氫氧化鈉、氫氧化鋇、氫氧化鉀中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的含鉛玻璃的資源化處理方法，其特征在于:所述步驟4中酸為硫酸、鹽酸、硝酸、醋酸中的至少一種，酸的濃度為5-10mol/l。
4.根據權利要求1所述的含鉛玻璃的資源化處理方法，其特征在于:所述粗鉛經過熔煉_電解精煉得到鉛板。
5.根據權利要求1所述的含鉛玻璃的資源化處理方法，其特征在于:所述洗滌至洗滌水電導率< 200us/cm。
【專利摘要】本發明涉及含鉛玻璃的資源化處理方法，屬于廢棄物資源化處理領域。其包括含鉛玻璃的破碎、加堿還原焙燒、水洗回收鉛、二氧化硅的回收四個步驟，通過加堿還原被燒，使得二氧化硅變成可溶于水的硅酸鹽，而鉛的氧化物被碳粉還原成鉛單質，再經過水洗，從而分離并回收鉛和二氧化硅。本發明的提供的含鉛玻璃的資源化處理方法，流程短，成本低，能完全利用鉛和二氧化硅，鉛和二氧化硅回收率高。
【IPC分類】C22B7-00, C01B33-12, C22B5-10, C22B13-00
【公開號】CN104532002
【申請號】CN201410675107
【發明人】龍柳錦
【申請人】廣西大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月21日