[發明專利]一種從廢棄CRT錐玻璃中提取鉛的方法

無效

• 申請號: 201210148797.0
• 申請日: 2012-05-15
• 公開（公告）號: CN102676826A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 李光明;胥清波;賀文智;黃菊文
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B13/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于環境保護技術領域，具體涉及一種從廢棄CRT錐玻璃中提取鉛的方法。適用于廢CRT玻璃的無害化處理及資源化利用。

背景技術

隨著顯示器產品的更新換代，越來越多的陰極射線管（Cathode?Ray?Tube，簡稱CRT）電視機及電腦顯示器被淘汰進入廢物流，導致廢CRT的處理處置成為全球關注的環境問題。經粗略估算，當前全球電子垃圾（Waste?Electrical?and?Electronic?Equipment，簡稱WEEE）年產生量約為2000-2500萬噸，其中CRT產品年報廢量約占整個WEEE產生量的20-40%。根據國家統計局公布的電視機和電腦銷售量數據推測，我國電視機的社會保有量超過4億臺，其中很大部分是20世紀80年代末進入家庭的傳統CRT產品。自2003年開始，中國進入大量陰極射線管報廢期，年均約有2000-5000萬臺CRT電視機和電腦顯示器報廢。除此之外，每年還有大量廢舊電視及顯示器通過非法途徑從美國、歐洲、日本等發達國家轉運到國內。

CRT錐玻璃中含有20-25%的重金屬鉛，若處理不當會對生態環境和人類健康造成極大危害。目前對鉛的提取利用技術主要是針對鉛蓄電池，而關于提取CRT玻璃中的鉛的專利及文獻較為少見。常見處理途徑是循環再生廢玻璃生產新CRT，但隨著顯像管技術的逐步淘汰，CRT制造廠對廢CRT的需求量急劇萎縮，迫切需要開發尋求新的資源化利用方法。目前針對不含鉛的CRT屏玻璃生產泡沫玻璃、粘土磚、玻璃陶瓷等建材產品是較為可行利用途徑。但含鉛量較高的廢CRT錐玻璃長期以來卻缺乏可行利用技術。國內外有研究顯示將CRT錐玻璃進行固化或解毒處理以降低對環境的風險，但他們沒有從根本上解決金屬鉛對環境和人類的危害影響，所轉化產品中的鉛仍是一種潛在的危害。因此只有將鉛從廢棄CRT玻璃中提取出來并加以合理利用，才能從根本上解決重金屬鉛的危害。

CRT錐玻璃主要成分為SiO₂-PbO-Na₂O-CaO系玻璃，其中的鉛原子主要填充于-O-Si-O-網絡體所包圍形成的空穴內，也有一部分鉛以-O-Si-O-Pb-O-形式結合，結構非常穩定，在常溫常壓條件下很難破壞其網絡結構，提取金屬鉛。其次由于CRT玻璃中除含有鉛外，還含有一定比例的鈉、鉀、鈣等離子，這給從CRT玻璃中回收利用重金屬鉛帶來不少干擾和難度。

專利（公開號為101613802A）描述的是采用真空碳熱還原法在高溫和真空環境下使玻璃網絡和結構遭到破壞，利用碳還原出玻璃中的鉛。該專利需要的溫度較高（溫度為1000℃）和真空（系統壓強為10Pa）等苛刻的反應條件和配套的生產設備，該提取工藝復雜，裝備條件嚴格，提取成本很高，因而該技術難于在工業上應用和推廣。中國專利（公開號為102051487A）利用強堿在高溫（450-800℃）熔融條件下破壞玻璃網絡結構，然后將游離出來的氧化鉛利用碳粉進行還原從而獲得鉛，但該方法能耗較高，且消耗掉大量燒堿，容易造成二次污染。

發明內容

本發明目的在于提供一種從廢棄CRT玻璃中提取鉛的方法，

本發明提出的從廢棄CRT玻璃中提取鉛的方法，將廢棄CRT錐玻璃磨碎至一定粒度后進行機械球磨活化，以氟硅酸為浸提劑，在90℃-100℃水浴加熱條件下攪拌進行浸出反應，反應時間4-12h，過濾得濾渣和濾液，用預先配置好的稀硫酸進行沉淀反應，得粉末狀硫酸鉛。真空抽濾，干燥后可得純度較高的白色硫酸鉛產品。經優化反應條件，鉛的提取率可達95%以上。

本發明提出的一種從廢棄CRT玻璃中提取鉛的方法，具體步驟如下：

（A）首先將廢棄CRT錐玻璃粗破碎為大小1-2cm碎玻璃塊，然后放入高速粉碎機中細粉碎至100-200目錐玻璃粉；

（B）將錐玻璃粉與磨球混合均勻，于行星式球磨機中進行高強度研磨活化，球磨條件設定為料球比為1:2-1:4，轉速380-580?rpm/min，球磨時間4-12?h；

（C）以氟硅酸溶液作為浸提劑，以具硅膠塞錐形瓶為反應容器，水浴加熱90-100℃，攪拌速度300-500?rpm/min條件下進行浸提反應；

（D）反應完畢后，冷卻至室溫，45μm濾膜真空抽濾，濾渣濾液分離；濾液為無色透明氟硅酸鉛溶液，以稀硫酸緩慢沉淀滴定，得到白色硫酸鉛沉淀；

（E）過濾沉淀，去離子水反復洗滌3-5次，真空干燥箱烘干，得到結晶度較好的粉末狀硫酸鉛產品。