[发明专利]一种从高含铅玻璃中提取金属铅联产水泥原料的方法

说明书

技术领域

本发明属于危险废物处理处置及资源化技术领域，特别涉及一种从高含铅玻璃中提取金属铅联产水泥原料的方法。

背景技术

含铅玻璃是指含有二氧化硅等玻璃形成物以及较高含量氧化铅的玻璃。由于其良好的光学性能、导电性能、防辐射性能及可加工性能等，被广泛用于制造电真空玻璃、低温封接玻璃、防辐射玻璃、光学玻璃、高折射微珠玻璃及艺术器皿玻璃等产品。阴极射线管（CRT）作为重要的含铅玻璃产品，广泛应用于电视机、计算机显示器、示波器等电子电器设备。CRT玻壳是显示器的重要组成部分，约占总质量的60﹪。其中CRT锥玻璃含铅量约为20﹪。因为玻璃加工的需要，白炽灯和各种荧光灯的芯柱也都采用铅玻璃，一般是含铅量11﹪左右的低铅玻璃，但速度高于1200只/时的荧光灯自动生产线使用的芯柱采用的是含铅20﹪的中铅玻璃，甚至用28﹪的高铅玻璃。另外，白炽灯、自镇流荧光灯以及高强度放电灯用的螺口和卡口灯头，都使用铅玻璃作灯脚的绝缘体。虽然每个灯头铅玻璃用量很少，但灯总产量接近50亿只，总量很可观。

目前世界各国对于含铅玻璃均没有良好的处理处置方法。使用废含铅玻璃进行资源化产品开发是可行的，存在的主要问题是资源利用率低，只是将玻璃中的铅从一种产品转移到另一产品中，重金属危害问题未得到彻底解决。综合考虑环境、资源、技术等因素，将其中的铅提取出来是今后研究的重点和趋势。但是目前铅提取方法存在诸多技术瓶颈和环境问题，难以实现工业化。目前我国生产铅的原料主要是高品位的方铅矿，采出的矿石品位一般低于3﹪，须经过选矿得到铅精矿再行冶炼，而彩色CRT锥玻璃等的铅品位高达20﹪左右，将其中的铅提取出来，可以变废为宝，减少铅精矿的进口。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种从高含铅玻璃中提取金属铅联产水泥原料的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

将高含铅玻璃投加到浓度4～15mol/L的氢氧化钠溶液中，含铅玻璃与氢氧化钠溶液的固液比为1：2～20（单位g/mL）；然后加入除杂剂，使得高含铅玻璃中Si离子与除杂剂中金属离子的摩尔比为1：0.9～3.0，120～300℃下反应5～20h；反应结束后过滤分离，得到固体残渣和过滤液；过滤液以不锈钢为阴、阳极材料，控制电压1.4～1.7V，在阴极上可获得纯度90﹪以上的金属铅；

所述的高含铅玻璃为CRT锥玻璃、水晶玻璃、防辐射玻璃、含铅封接玻璃中的一种或多种，粒度为350～650目；

所述的除杂剂为氯化钙、碳酸钙、氧化镁、氯化镁、硫酸钙的一种或多种，当为多种时，比例为任意比；

所述的固体残渣主要组成为硅铝酸钙、氢氧化钙等，可作为生产水泥的原料；

含铅玻璃中的铅主要填充于-O-Si-O-Pb-O中，结构非常稳定，通过直接冶炼或浸出等方式，很难破坏其结构，不能有效提取铅。本发明克服了现有提铅技术存在的工艺复杂、能耗高、易产生二次污染的缺点，利用碱液破坏玻璃网络结构使铅、硅、铝等溶出，同时在除杂剂作用下使得溶出的硅转化为硅铝酸钙等沉淀，促进反应进行，同时避免溶出的铅生成硅酸铅等。反应结束后过滤分离得到固体残渣和过滤液，过滤液电解可回收金属铅，固体残渣主要组成为硅铝酸钙、氢氧化钙等，可作为生产水泥的原料。本发明方法具有废物消纳量大、工艺流程简单、铅提取率高等优点，同时可联产水泥原料，变废为宝，易于大规模工业化应用。

具体实施方式

本发明结合以下实例作进一步的说明，但本发明的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。

实施例1

将40g水晶玻璃加入到800mL浓度为4mol/L的氢氧化钠溶液中，然后按照Si：Ca=1：3的摩尔比加入113.09g氯化钙，300℃下反应5h；反应结束后过滤分离，得到固体残渣和过滤液。过滤液以不锈钢为阴、阳极材料，控制电压1.7V，在阴极上可获得纯度为90.5﹪的金属铅。水晶玻璃中SiO₂含量为51.02﹪，粒度为350目。

实施例2

将50g防辐射玻璃加入到200mL浓度为6mol/L的氢氧化钠溶液中，然后按照Si：Ca=1：1的摩尔比加入44.89g碳酸钙，140℃下反应18h；反应结束后过滤分离，得到固体残渣和过滤液。过滤液以不锈钢为阴、阳极材料，控制电压1.5V，在阴极上可获得纯度为97﹪的金属铅。防辐射玻璃中SiO₂含量为53.90﹪，粒度为400目。

实施例3