專利名稱：一種用廢含鉛玻璃制取水玻璃并分離含鉛化合物的方法
一種用廢含鉛玻璃制取水玻璃并分離含鉛化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢舊含鉛玻璃資源化利用和污染控制技術(shù)，特別是一種用廢含鉛玻璃制取水玻璃并分離含鉛化合物的方法。
背景技術(shù)：
電視機(jī)和電腦的彩色顯示器所用的顯像管屬于陰極射線管(CRT)，為了防止顯像管在工作時(shí)向環(huán)境輻射有害人體健康的X射線，通常在玻殼管錐玻璃中加入氧化鉛或硅酸鉛。由于顯示技術(shù)的進(jìn)步，大量采用平板顯示技術(shù)，CRT顯示技術(shù)正在逐步退出使用。由于大量采用CRT顯示器的電視機(jī)和電腦的廢棄，會產(chǎn)生大量的含鉛玻璃(以下稱為廢CRT含 鉛玻璃)。研究表明，含鉛廢玻璃長期與水、酸性物質(zhì)等接觸會使鉛溶出，進(jìn)入土壤和地下水中，對環(huán)境及人類構(gòu)成嚴(yán)重威脅。同時(shí)廢CRT含鉛玻璃中蘊(yùn)含的鉛也被浪費(fèi)。迫切需要開發(fā)新型環(huán)保高效的廢CRT含鉛玻璃的環(huán)保處理和資源化利用技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對上述存在問題，提供一種用廢含鉛玻璃制取水玻璃并分離含鉛化合物的方法，該方法不僅解決含鉛化合物回收和防止污染，而且實(shí)現(xiàn)鉛資源的循環(huán)利用。本發(fā)明的技術(shù)方案一種用廢含鉛玻璃制取水玻璃并分離含鉛化合物的方法，首先將廢棄陰極射線管的含鉛玻璃制成水玻璃熔塊，再將熔塊水解，分離水解物，獲得水玻璃溶液，然后加入助劑，使溶解到水玻璃中的鉛轉(zhuǎn)化為硫化鉛，分離收集硫化鉛沉淀，獲得不含鉛的鉀或鈉水玻璃溶液，對溶解殘?jiān)M(jìn)行進(jìn)一步處理，使其中的含鉛化合物轉(zhuǎn)化為硫化鉛，通過浮選方法，回收水解渣中的硫化鉛,步驟如下I)熔塊制備將廢棄CRT含鉛玻璃粉碎，粒度< 50毫米，加入碳酸鈉或碳酸鉀，混勻后放入熔爐內(nèi)，在800°C _1350°C下熔融反應(yīng)O. 5-2小時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后成為熔塊，待冷卻至常溫后粉碎物料，得到粒度=10毫米的熔塊粉碎料；2)水解反應(yīng)將上述粉碎物料置入反應(yīng)爸中，加入重量為熔塊粉碎料重量1-5倍的水，在溫度為100°c -300°c、壓力為O. 5MPa-10MPa、攪拌速度為50-500轉(zhuǎn)/分條件下進(jìn)行水解反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為O. 5-2小時(shí)，獲得液相水玻璃和殘?jiān)恋砦锏幕旌衔铮?)水玻璃分離提取將上述混合物進(jìn)行靜置沉淀后，即可提取上層液體水玻璃，剩余部分通過離心或壓濾進(jìn)一步分離水玻璃，最后在殘?jiān)恋砦镏屑铀逑矗c殘?jiān)恋砦锏闹亓勘葹?-2 :1，前兩次清洗液作為濃度較低的水玻璃收集，三次以后的清洗液作為水解的加水水源使用；4)水玻璃脫鉛處理在上述收集的水玻璃中加入硫化鈉或硫化鉀進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)溫度5°C _100°C，反應(yīng)時(shí)間> I分鐘，硫化鈉或硫化鉀的用量為能夠使水玻璃中的鉛全部轉(zhuǎn)化為硫化鉛，反應(yīng)完成后，經(jīng)分離后得到無鉛水玻璃和硫化鉛沉淀物；
5)對溶解殘?jiān)恋砦镏械暮U化合物進(jìn)行成分轉(zhuǎn)化處理在殘?jiān)恋砦镏屑尤胂喈?dāng)于其重量O. 25-10倍的水，在溫度5-100°C下反應(yīng)時(shí)間彡I分鐘，使殘?jiān)恋砦镏械你U轉(zhuǎn)化為硫化鈉或硫化鉀，分離回收含硫化鈉或硫化鉀溶液可重復(fù)利用，殘?jiān)M(jìn)行下一步浮選處理；6)殘?jiān)辛蚧U的浮選處理在殘?jiān)屑尤胨玫搅蠘?，殘?jiān)c水的重量比為1:0. 5-10，通過加入稀酸調(diào)節(jié)料漿PH為8-13，溫度保持5_100°C，加入捕收劑，再加入起泡齊U，然后將混合物料置入浮選槽或放入浮選機(jī)實(shí)施浮選，浮選時(shí)間5-500分鐘,收集浮選機(jī)刮出的礦化泡沫得到硫化鉛，剩余尾渣進(jìn)行下一步環(huán)保處理；7)尾渣環(huán)保處理將浮選后的尾渣用通入二氧化碳?xì)怏w或加入鹽酸溶液進(jìn)行中和處理，加入的鹽酸的重量百分比濃度為15%，以達(dá)到鉛選礦尾礦排放標(biāo)準(zhǔn)或進(jìn)行綜合利用。所述碳酸鈉或碳酸鉀的加入量為含鉛玻璃粉末重量的10-40%。
所述稀酸為碳酸、鹽酸、硫酸、硝酸、乙酸或磷酸，稀酸的重量百分比濃度為
I0-20%O所述捕收劑為黃藥類、硫氮類、黑藥類、硫醇類或硫脲衍生物類，捕收劑與殘?jiān)闹亓勘葹镺. 01-0. 85克/公斤。所述起泡劑為松油、松油醇、樟油、甲酚酸、重吡啶、脂肪醇類、醚醇油、脂肪酸乙酯、丁醚油、硫酸酯、磺酸鹽或730系列，起泡劑與殘?jiān)闹亓勘葹镺. 01-0. 65克/公斤。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果該方法用廢玻璃生產(chǎn)水玻璃，利用了廢玻璃蘊(yùn)含的硅、鈉和鉀資源，節(jié)省了石英石和鈉鉀資源，同時(shí)熔燒溫度大幅度降低，比常規(guī)干法制取水玻璃節(jié)約了大量能源；解決了廢鉛玻璃的難降解問題，并根治了含鉛玻璃對環(huán)境的污染；含鉛廢玻璃中蘊(yùn)含的鉛資源，遠(yuǎn)高于含鉛礦石的含量，分離后的含鉛化合物可作為鉛冶金原料，實(shí)現(xiàn)了鉛資源的循環(huán)利用，該方法兼顧了廢含鉛玻璃的綜合利用、鉛資源回收和環(huán)保處理，可用于報(bào)廢電視機(jī)和電腦彩色顯像管的管錐含鉛玻璃的處理利用，也可用于其他的含鉛廢電子玻璃的處理。

附圖為用廢含鉛玻璃制取水玻璃并分離含鉛化合物的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I :一種用廢含鉛玻璃制取水玻璃并分離含鉛化合物的方法，首先將廢棄陰極射線管的含鉛玻璃制成水玻璃熔塊，再將熔塊水解，從水解物中分離水解物，獲得水玻璃溶液，然后加入助劑，使溶解到水玻璃中的鉛轉(zhuǎn)化為硫化鉛，分離收集硫化鉛沉淀，獲得不含鉛的鉀或鈉水玻璃溶液，對溶解殘?jiān)M(jìn)行進(jìn)一步處理，使其中的含鉛化合物轉(zhuǎn)化為硫化鉛，通過浮選方法，回收水解渣中的硫化鉛，工藝流程如附圖所示。用廢含鉛玻璃制取鉀水玻璃并分離含鉛化合物的方法，步驟如下I)熔塊制備將廢棄CRT含鉛玻璃粉碎，粒度< 50毫米，取1000公斤粉碎料加入400公斤的碳酸鉀，混勻后放入熔爐內(nèi)，在1350°C下熔融反應(yīng)O. 5小時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后成為熔塊，待冷卻至常溫后粉碎物料，得到粒度=10毫米的熔塊粉碎料；
2)水解反應(yīng)將上述粉碎物料置入反應(yīng)釜中，加入6375公斤的水，在溫度為300°C、壓力為lOMPa、攪拌速度為500轉(zhuǎn)/分條件下進(jìn)行水解反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為O. 5小時(shí)，獲得液相水玻璃和殘?jiān)恋砦锏幕旌衔铮?)水玻璃分離提取將上述混合物進(jìn)行靜置沉淀后，即可提取上層液體水玻璃，剩余部分通過離心或壓濾進(jìn)一步分離水玻璃，最后在殘?jiān)恋砦镏屑铀逑?，水與殘?jiān)恋砦锏闹亓勘葹?-2 :1，前兩次清洗液作為濃度較低的水玻璃收集，三次以后的清洗液作為水解的加水水源使用；4)水玻璃脫鉛處理在上述收集的6923公斤水玻璃中加入35公斤硫化鉀進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)溫度10(TC，反應(yīng)時(shí)間30分鐘，反應(yīng)完成后，經(jīng)分離后得到無鉛鉀水玻璃和硫化鉛沉淀物；5)對溶解殘?jiān)恋砦镏械暮U化合物進(jìn)行成分轉(zhuǎn)化處理在726公斤殘?jiān)恋砦?中加入7260公斤的水、58公斤硫化鉀，在溫度25°C下反應(yīng)，時(shí)間60分鐘，使殘?jiān)恋砦镏械你U轉(zhuǎn)化為硫化鉛，分離回收反應(yīng)生成的水玻璃溶液，殘?jiān)M(jìn)行下一步浮選處理；6)殘?jiān)辛蚧U的浮選處理在上述的殘?jiān)屑尤?260公斤水得到料槳，通過加入重量百分比濃度為20%的稀鹽酸調(diào)節(jié)料漿PH為8-13，溫度保持80°C，加入6. 85公斤乙基黃藥，再加入5. 2公斤松醇油作為起泡劑，然后將混合物料置入浮選槽或放入浮選機(jī)實(shí)施浮選，浮選時(shí)間480分鐘，收集浮選機(jī)刮出的礦化泡沫得到硫化鉛，剩余尾渣進(jìn)行下一步環(huán)保處理；7)尾渣環(huán)保處理將浮選后的尾渣加入重量百分比濃度為20%的鹽酸溶液進(jìn)行中和處理，中和后尾渣漿的PH為8，以達(dá)到鉛選礦尾礦排放標(biāo)準(zhǔn)或進(jìn)行綜合利用。檢測顯示處理含氧化鉛15%的廢CRT含鉛玻璃，每噸廢玻璃可以制取鉀水玻璃
I.5噸，回收鉛129公斤。實(shí)施例2 用廢含鉛玻璃制取鈉水玻璃并分離含鉛化合物的方法，步驟如下I)熔塊制備將廢棄CRT含鉛玻璃粉碎，粒度< 50毫米，取1000公斤粉碎料加入250公斤的碳酸鈉，混勻后放入熔爐內(nèi)，在1100°C下熔融反應(yīng)2小時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后成為熔塊，待冷卻至常溫后粉碎物料，得到粒度=10毫米的熔塊粉碎料；2)水解反應(yīng)將上述粉碎物料置入反應(yīng)釜中，加入2550公斤的水，在溫度為200°C、壓力為I. 5MPa、攪拌速度為400轉(zhuǎn)/分條件下進(jìn)行水解反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為O. 5小時(shí)，獲得液相水玻璃和殘?jiān)恋砦锏幕旌衔铮?)水玻璃分離提取將上述混合物進(jìn)行靜置沉淀后，即可提取上層液體水玻璃，剩余部分通過離心或壓濾進(jìn)一步分離水玻璃，最后在殘?jiān)恋砦镏屑铀逑?，水與殘?jiān)恋砦锏闹亓勘葹?-2 :1，前兩次清洗液作為濃度較低的水玻璃收集，三次以后的清洗液作為水解的加水水源使用；4)水玻璃脫鉛處理在上述收集的3800公斤水玻璃中加入35公斤硫化鈉進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)溫度25°C，反應(yīng)時(shí)間45分鐘，反應(yīng)完成后，經(jīng)分離后得到無鉛鈉水玻璃和硫化鉛沉淀物；5)對溶解殘?jiān)恋砦镏械暮U化合物進(jìn)行成分轉(zhuǎn)化處理在726公斤殘?jiān)恋砦镏屑尤?200公斤的水，45公斤硫化鈉，在溫度25°C下反應(yīng)，時(shí)間60分鐘，使殘?jiān)恋砦镏械你U轉(zhuǎn)化為硫化鉛，分離回收反應(yīng)生成的鈉水玻璃溶液，殘?jiān)M(jìn)行下一步浮選處理；6)殘?jiān)辛蚧U的浮選處理在上述的殘?jiān)屑尤?200公斤水得到料槳，通過加入重量百分比濃度為20%的稀鹽酸調(diào)節(jié)料漿PH為8-13，溫度25°C，加入4公斤丁基黃藥，再加入I公斤松油作為起泡劑，然后將混合物料置入浮選槽或放入浮選機(jī)實(shí)施浮選，浮選時(shí)間120分鐘，收集浮選機(jī)刮出的礦化泡沫得到硫化鉛，剩余尾渣進(jìn)行下一步環(huán)保處理；7)尾渣環(huán)保處理將浮選后的尾渣通入二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行中和處理，中和后尾渣漿PH=8，以達(dá)到鉛選礦尾礦排放標(biāo)準(zhǔn)或進(jìn)行綜合利用。檢測顯示處理含氧化鉛15%的廢CRT含鉛玻璃，每噸廢玻璃可以制取鈉水玻璃
I.4噸，回收鉛129公斤。
權(quán)利要求
1.一種用廢含鉛玻璃制取水玻璃并分離含鉛化合物的方法，其特征在于首先將廢棄陰極射線管的含鉛玻璃制成水玻璃熔塊，再將熔塊水解，從水解物中分離水解物，獲得水玻璃溶液，然后加入助劑，使溶解到水玻璃中的鉛轉(zhuǎn)化為硫化鉛，分離收集硫化鉛沉淀，獲得不含鉛的鉀或鈉水玻璃溶液，對溶解殘?jiān)M(jìn)行進(jìn)一步處理，使其中的含鉛化合物轉(zhuǎn)化為硫化鉛，通過浮選方法，回收水解渣中的硫化鉛，步驟如下 1)熔塊制備將廢棄CRT含鉛玻璃粉碎，粒度<50毫米，加入碳酸鈉或碳酸鉀，混勻后放入熔爐內(nèi)，在800°C _1350°C下熔融反應(yīng)O. 5-2小時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后成為熔塊，待冷卻至常溫后粉碎物料，得到粒度S 10毫米的熔塊粉碎料； 2)水解反應(yīng)將上述粉碎物料置入反應(yīng)釜中，加入重量為熔塊粉碎料重量1-5倍的水，在溫度為100°C _300°C、壓力為O. 5MPa-10MPa、攪拌速度為50-500轉(zhuǎn)/分條件下進(jìn)行水解反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為O. 5-2小時(shí)，獲得液相水玻璃和殘?jiān)恋砦锏幕旌衔铮? 3)水玻璃分離提取將上述混合物進(jìn)行靜置沉淀后，即可提取上層液體水玻璃，剩余部分通過離心或壓濾進(jìn)一步分離水玻璃，最后在殘?jiān)恋砦镏屑铀逑?，水與殘?jiān)恋砦锏闹亓勘葹?-2 :1，前兩次清洗液作為濃度較低的水玻璃收集，三次以后的清洗液作為水解的加水水源使用； 4)水玻璃脫鉛處理在上述收集的水玻璃中加入硫化鈉或硫化鉀進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)溫度5°C _100°C，反應(yīng)時(shí)間> I分鐘，硫化鈉或硫化鉀的用量為能夠使水玻璃中的鉛全部轉(zhuǎn)化為硫化鉛，反應(yīng)完成后，經(jīng)分離后得到無鉛水玻璃和硫化鉛沉淀物； 5)對溶解殘?jiān)恋砦镏械暮U化合物進(jìn)行成分轉(zhuǎn)化處理在殘?jiān)恋砦镏屑尤胂喈?dāng)于其重量O. 25-10倍的水，在溫度5-100°C下反應(yīng)時(shí)間彡I分鐘，使殘?jiān)恋砦镏械你U轉(zhuǎn)化為硫化鈉或硫化鉀，分離回收含硫化鈉或硫化鉀溶液可重復(fù)利用，殘?jiān)M(jìn)行下一步浮選處理； 6)殘?jiān)辛蚧U的浮選處理在殘?jiān)屑尤胨玫搅蠘?，殘?jiān)c水的重量比為1:0. 5-10，通過加入稀酸調(diào)節(jié)料漿PH為8-13，溫度保持5-100°C，加入捕收劑，再加入起泡齊U，然后將混合物料置入浮選槽或放入浮選機(jī)實(shí)施浮選，浮選時(shí)間5-500分鐘,收集浮選機(jī)刮出的礦化泡沫得到硫化鉛，剩余尾渣進(jìn)行下一步環(huán)保處理； 7)尾渣環(huán)保處理將浮選后的尾渣用通入二氧化碳?xì)怏w或加入鹽酸溶液進(jìn)行中和處理，加入的鹽酸的重量百分比濃度為15%，以達(dá)到鉛選礦尾礦排放標(biāo)準(zhǔn)或進(jìn)行綜合利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述用廢含鉛玻璃制取水玻璃并分離含鉛化合物的方法，其特征在于所述碳酸鈉或碳酸鉀的加入量為含鉛玻璃粉末重量的10-40%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述用廢含鉛玻璃制取水玻璃并分離含鉛化合物的方法，其特征在于所述稀酸為碳酸、鹽酸、硫酸、硝酸、乙酸或磷酸，稀酸的重量百分比濃度為10-20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述用廢含鉛玻璃制取水玻璃并分離含鉛化合物的方法，其特征在于所述捕收劑為黃藥類、硫氮類、黑藥類、硫醇類或硫脲衍生物類，捕收劑與殘?jiān)闹亓勘? 0.01-0. 85 克 / 公斤。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述用廢含鉛玻璃制取水玻璃并分離含鉛化合物的方法，其特征在于所述起泡劑為松油、松油醇、樟油、甲酚酸、重吡啶、脂肪醇類、醚醇油、脂肪酸乙酯、丁醚油、硫酸酯、磺酸鹽或730系列，起泡劑與殘?jiān)闹亓勘葹镺. 01-0. 65克/公斤。
全文摘要
一種用廢含鉛玻璃制取水玻璃并分離含鉛化合物的方法，首先將廢棄陰極射線管的含鉛玻璃制成水玻璃熔塊，再將熔塊水解，從水解物中分離水解物，獲得水玻璃溶液，然后加入助劑，使溶解到水玻璃中的鉛轉(zhuǎn)化為硫化鉛，分離收集硫化鉛沉淀，獲得不含鉛的鉀或鈉水玻璃溶液，對溶解殘?jiān)M(jìn)行進(jìn)一步處理，使其中的含鉛化合物轉(zhuǎn)化為硫化鉛，通過浮選方法，回收水解渣中的硫化鉛。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該方法可以將廢棄CRT含鉛玻璃中的硅、鉀、鈉成分轉(zhuǎn)化為水玻璃，同時(shí)解決含鉛化合物的回收；水玻璃是一種應(yīng)用用途廣泛的基本無機(jī)化工產(chǎn)品；同時(shí)解決含鉛化合物的回收，回收的含鉛化合物可作為鉛冶煉的原料，實(shí)現(xiàn)鉛資源的循環(huán)利用。
文檔編號C01G21/21GK102826562SQ20121033998
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者胡彪, 湯桂蘭, 孟辰晨, 馮炘, 胡肇源, 王素鳳 申請人:天津理工大學(xué)