[发明专利]一种从废弃CRT锥玻璃中提取铅的方法

说明书

本发明公开一种从废弃CRT锥玻璃中提取铅的方法。先将粒状碳质还原剂置于真空炉上层布料装置中用于碳热还原反应，锥玻璃放置于下层布料装置中，密闭真空炉；当真空室压力小于15Pa、温度大于1150℃的条件下，保温10~120min，锥玻璃中氧化铅挥发，挥发出的氧化铅在通过石墨坩埚上部的碳层过程中与碳质还原剂发生碳热反应生成气态金属铅，并在冷凝盘中冷凝。待保温结束后，自然冷却，在冷凝区域得到金属铅，其纯度达99%以上，同时残留玻璃中的氧化铅有效脱除，当热处理温度达1300℃以上，保温时间超过60min时，氧化铅去除率可达99%以上，得到以二氧化硅为主要原材料的无铅玻璃成分或建筑材料成分的基本要求，可实现锥玻璃的无害化处理和资源综合利用。

技术领域

本发明涉及一种从废弃CRT锥玻璃中提取铅的方法，属于废弃含铅玻璃的高污染控制、治理以及二次资源的综合回收领域。

背景技术

尤其进入21世纪以来，电子技术迅速发展，平板显示产业的迅速崛起，大量的被用于显示屏的电视和电脑的阴极射线管(CRT)锥玻璃被淘汰，我国进入了含铅CRT锥玻璃报废的高峰期。一项预测研究估计，到2020年，在整个亚洲范围内的废弃CRT锥玻璃数量将增加到1500吨左右。并且，锥玻璃中主要含有大量的二氧化硅、氧化铅等，其中二氧化硅含量约在50%左右，而氧化铅的含量大约20%左右，因此锥玻璃中的氧化铅是铅资源的重要来源之一。与此同时由于CRT锥玻璃含重金属铅，被认为是危险电子废弃物，废弃CRT锥玻璃安全处理处置的关键在于对其中的氧化铅处理处置，若处理处置不当，将对水源、土壤等生态环境产生难以估计的危害，并且会危及人类的身体健康，因此废弃CRT锥玻璃的含铅资源的去除与综合利用是当前我国电子垃圾处理处置一个必须解决的难题。目前，对锥玻璃中二次资源的去毒工艺以及综合回收利用技术还不够成熟，因此，废弃CRT玻璃的合理资源化方法和途径成为我国乃至世界上急需解决的问题。

近年来我国众多研究人员围绕绿色环保、经济、工艺可行性等原则提出了以火法冶炼锥玻璃提取金属铅为主的方法，大大推动了废弃CRT锥玻璃中铅资源的二次回收与利用，但仍然存在着诸多问题，如铅的提取率较低，工艺较复杂，环境污染问题等。马智来等发明了废弃CRT锥玻璃的回收金属铅的方法及装置（申请号201310361538.0，201320505904.0），此方法是将废弃CRT锥玻璃、铅精矿、氧化铅矿及焦炭按一定比例混合，在鼓风炉中冶炼，可得到粗铅、炉渣和烟尘，粗铅得率可达到20%，粗铅中铅的含量可达到98.52%，炉渣中铅的含量在1%以上，此工艺将锥玻璃与含铅废料协同处理，有利于废物的综合处理，但其铅的回收率偏低，且会产生大量废弃含铅炉渣及烟尘（占80%左右）。申请号201210345035.X发明铁热还原锥玻璃中的氧化铅提取金属铅的方法，其核心是将铁粉与锥玻璃均匀混合后，在600~1000℃的条件下热处理得到金属铅与残余玻璃的混合物，再经过浮选或化学法将铅提纯，通过此方法锥玻璃中铅的提取率约为60%。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从废弃CRT锥玻璃中提取铅的方法，高效去除锥玻璃中氧化铅，同时将金属铅回收，实现了对废弃含铅CRT锥玻璃的无害化处理与综合利用，具体包括以下步骤：

（1）将锥玻璃置于真空炉的下层布料装置中，碳质还原剂置于真空炉上层布料装置中，密闭真空炉；

（2）将真空炉进行冷态抽真空，当系统压力降至5~15Pa后，以5~20℃/min的升温速率升温至1150~1400℃，进行加热，并保温10~120min；

（3）待保温结束后，高温炉体在室温下自然冷却，待炉体自然冷却至室温后，在冷凝室中对冷凝物铅进行收集，纯度可达99%以上；挥发室中得到脱铅后的玻璃，其含铅量低于1%。

本发明所述真空炉包括下层布料装置、上层布料装置、石墨冷凝装置，下层布料装置与上层布料装置之间设有锥玻璃中氧化铅挥发室，上层布料装置与石墨冷凝装置之间均设有气态铅挥发室及冷凝室；上层布料装置为多孔不锈钢网，通过卡槽固定于反应器侧壁上；气态铅挥发室与冷凝室之间通过隔板隔开，隔板上设有气孔。