[發明專利]一種從高含鉛玻璃中提取金屬鉛聯產水泥原料的方法

有效

• 申請號: 201410084913.6
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN103882233A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 姚志通;黃進剛;張素玲;張春曉
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B13/00;C04B7/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于危險廢物處理處置及資源化技術領域，特別涉及一種從高含鉛玻璃中提取金屬鉛聯產水泥原料的方法。

背景技術

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，廣泛應用于電視機、計算機顯示器、示波器等電子電器設備。CRT玻殼是顯示器的重要組成部分，約占總質量的60﹪。其中CRT錐玻璃含鉛量約為20﹪。因為玻璃加工的需要，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/時的熒光燈自動生產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、自鎮流熒光燈以及高強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。雖然每個燈頭鉛玻璃用量很少，但燈總產量接近50億只，總量很可觀。

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。綜合考慮環境、資源、技術等因素，將其中的鉛提取出來是今后研究的重點和趨勢。但是目前鉛提取方法存在諸多技術瓶頸和環境問題，難以實現工業化。目前我國生產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，減少鉛精礦的進口。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種從高含鉛玻璃中提取金屬鉛聯產水泥原料的方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：

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℃下反應5～20h；反應結束后過濾分離，得到固體殘渣和過濾液；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，當為多種時，比例為任意比；

所述的固體殘渣主要組成為硅鋁酸鈣、氫氧化鈣等，可作為生產水泥的原料；

含鉛玻璃中的鉛主要填充于-O-Si-O-Pb-O中，結構非常穩定，通過直接冶煉或浸出等方式，很難破壞其結構，不能有效提取鉛。本發明克服了現有提鉛技術存在的工藝復雜、能耗高、易產生二次污染的缺點，利用堿液破壞玻璃網絡結構使鉛、硅、鋁等溶出，同時在除雜劑作用下使得溶出的硅轉化為硅鋁酸鈣等沉淀，促進反應進行，同時避免溶出的鉛生成硅酸鉛等。反應結束后過濾分離得到固體殘渣和過濾液，過濾液電解可回收金屬鉛，固體殘渣主要組成為硅鋁酸鈣、氫氧化鈣等，可作為生產水泥的原料。本發明方法具有廢物消納量大、工藝流程簡單、鉛提取率高等優點，同時可聯產水泥原料，變廢為寶，易于大規模工業化應用。

具體實施方式

本發明結合以下實例作進一步的說明，但本發明的內容不僅限于實施例中所涉及的內容。

實施例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=1：3的摩爾比加入113.09g氯化鈣，300℃下反應5h；反應結束后過濾分離，得到固體殘渣和過濾液。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。

實施例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=1：1的摩爾比加入44.89g碳酸鈣，140℃下反應18h；反應結束后過濾分離，得到固體殘渣和過濾液。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。

實施例3