[发明专利]一种从废弃CRT锥玻璃中提取铅的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种从废弃CRT锥玻璃中提取铅的方法。适用于废CRT玻璃的无害化处理及资源化利用。

背景技术

随着显示器产品的更新换代，越来越多的阴极射线管（Cathode Ray Tube，简称CRT）电视机及电脑显示器被淘汰进入废物流，导致废CRT的处理处置成为全球关注的环境问题。经粗略估算，当前全球电子垃圾（Waste Electrical and Electronic Equipment，简称WEEE）年产生量约为2000-2500万吨，其中CRT产品年报废量约占整个WEEE产生量的20-40%。根据国家统计局公布的电视机和电脑销售量数据推测，我国电视机的社会保有量超过4亿台，其中很大部分是20世纪80年代末进入家庭的传统CRT产品。自2003年开始，中国进入大量阴极射线管报废期，年均约有2000-5000万台CRT电视机和电脑显示器报废。除此之外，每年还有大量废旧电视及显示器通过非法途径从美国、欧洲、日本等发达国家转运到国内。

CRT锥玻璃中含有20-25%的重金属铅，若处理不当会对生态环境和人类健康造成极大危害。目前对铅的提取利用技术主要是针对铅蓄电池，而关于提取CRT玻璃中的铅的专利及文献较为少见。常见处理途径是循环再生废玻璃生产新CRT，但随着显像管技术的逐步淘汰，CRT制造厂对废CRT的需求量急剧萎缩，迫切需要开发寻求新的资源化利用方法。目前针对不含铅的CRT屏玻璃生产泡沫玻璃、粘土砖、玻璃陶瓷等建材产品是较为可行利用途径。但含铅量较高的废CRT锥玻璃长期以来却缺乏可行利用技术。国内外有研究显示将CRT锥玻璃进行固化或解毒处理以降低对环境的风险，但他们没有从根本上解决金属铅对环境和人类的危害影响，所转化产品中的铅仍是一种潜在的危害。因此只有将铅从废弃CRT玻璃中提取出来并加以合理利用，才能从根本上解决重金属铅的危害。

CRT锥玻璃主要成分为SiO₂-PbO-Na₂O-CaO系玻璃，其中的铅原子主要填充于-O-Si-O-网络体所包围形成的空穴内，也有一部分铅以-O-Si-O-Pb-O-形式结合，结构非常稳定，在常温常压条件下很难破坏其网络结构，提取金属铅。其次由于CRT玻璃中除含有铅外，还含有一定比例的钠、钾、钙等离子，这给从CRT玻璃中回收利用重金属铅带来不少干扰和难度。

专利（公开号为101613802A）描述的是采用真空碳热还原法在高温和真空环境下使玻璃网络和结构遭到破坏，利用碳还原出玻璃中的铅。该专利需要的温度较高（温度为1000℃）和真空（系统压强为10Pa）等苛刻的反应条件和配套的生产设备，该提取工艺复杂，装备条件严格，提取成本很高，因而该技术难于在工业上应用和推广。中国专利（公开号为102051487A）利用强碱在高温（450-800℃）熔融条件下破坏玻璃网络结构，然后将游离出来的氧化铅利用碳粉进行还原从而获得铅，但该方法能耗较高，且消耗掉大量烧碱，容易造成二次污染。

发明内容

本发明目的在于提供一种从废弃CRT玻璃中提取铅的方法，

本发明提出的从废弃CRT玻璃中提取铅的方法，将废弃CRT锥玻璃磨碎至一定粒度后进行机械球磨活化，以氟硅酸为浸提剂，在90℃-100℃水浴加热条件下搅拌进行浸出反应，反应时间4-12h，过滤得滤渣和滤液，用预先配置好的稀硫酸进行沉淀反应，得粉末状硫酸铅。真空抽滤，干燥后可得纯度较高的白色硫酸铅产品。经优化反应条件，铅的提取率可达95%以上。

本发明提出的一种从废弃CRT玻璃中提取铅的方法，具体步骤如下：

（A）首先将废弃CRT锥玻璃粗破碎为大小1-2cm碎玻璃块，然后放入高速粉碎机中细粉碎至100-200目锥玻璃粉；

（B）将锥玻璃粉与磨球混合均匀，于行星式球磨机中进行高强度研磨活化，球磨条件设定为料球比为1:2-1:4，转速380-580 rpm/min，球磨时间4-12 h；

（C）以氟硅酸溶液作为浸提剂，以具硅胶塞锥形瓶为反应容器，水浴加热90-100℃，搅拌速度300-500 rpm/min条件下进行浸提反应；

（D）反应完毕后，冷却至室温，45μm滤膜真空抽滤，滤渣滤液分离；滤液为无色透明氟硅酸铅溶液，以稀硫酸缓慢沉淀滴定，得到白色硫酸铅沉淀；

（E）过滤沉淀，去离子水反复洗涤3-5次，真空干燥箱烘干，得到结晶度较好的粉末状硫酸铅产品。