CRT锥玻璃中重金属与碱金属分相回收机制研究

文章通过研究阴极射线管锥玻璃中重金属与普通金属元素在空气气氛下分相规律,调控分相工艺条件,实现锥玻璃中的多种重金属与普通金属高效脱除,并获得经济价值较高的高硅氧玻璃粉体。锥玻璃经分相处理后形成2个独立相(富B_(2)O_(3)相与富SiO_(2)相),锥玻璃中所含重金属与普通金属主要富集在呈连通结构的富B_(2)O_(3)相中。提高B_(2)O_(3)添加量和提升熔炼温度可以促进各金属元素在富B_(2)O_(3)相中富集程度。当锥玻璃与20%B_(2)O_(3)混合后在1000℃下保温处理30 min,Pb、Ba、Sr、Na、K、Ca、Al在富B_(2)O_(3)相中的分布率分别为99.48%、99.26%、99.56%、99.48%、99.90%、98.98%和81.20%。之后利用热酸溶解分相产物中富B_(2)O_(3)相及其中所含多种金属元素,得到固体残渣为氧化硅含量为97.56%的高硅氧玻璃粉末。

玻璃分相联用机械化学法脱除废旧含铅玻璃中重金属铅

传统分相法采用热酸浸提工艺脱除CRT锥玻璃分相产物中重金属铅,酸浸过程强酸消耗量大,废酸无法回用,易引发酸污染。目的 为了绿色、高效回收CRT锥玻璃分相产物中重金属铅,方法 采用乙二胺四乙酸(EDTA)作为浸提剂,通过机械化学法研究锥玻璃中重金属在快速分相和机械活化浸出过程中的迁移转化规律,揭示影响重金属脱除率的主要因素和作用机制。结果 结果表明:在分相处理过程中锥玻璃所含Pb,K,Ca等元素主要富集在呈连通结构的富B_(2)O_(3)相中。在随后湿法球磨浸提过程中,分相产物中富B_(2)O_(3)相在机械活化作用下快速溶解到水中,同时富B_(2)O_(3)相中所含金属离子与EDTA形成可溶络合物,且可从分相产物中脱除。锥玻璃所含Pb,K,Ca等金属脱除率随EDTA添加量增大、球磨转速提高、球磨时间延长等不断提升,但随液固比增大呈先升高后降低趋势。当EDTA添加量(质量分数,下同)为80%,球磨转速500 rpm,液固比0.8时,球磨处理30 min,分相产物中Pb,K,Ca,Al脱除率分别达到98.79%,94.92%,95.17%,65.71%,获得SiO_(2)质量分数超过92%的高硅氧玻璃粉末。结论 研究结果可为含重金属玻璃绿色、高附加值利用提供借鉴与参考。

CRT含铅玻璃及其冶炼废渣的铅浸出毒性研究

通过评估阴极射线管(CRT)含铅玻璃及其冶炼后废渣的环境影响,有助于CRT玻璃回收和处置.本文采用醋酸缓冲液法(HJ/300-2007)研究了CRT的三种含铅玻璃及其铅冶炼后废渣的铅浸出特性,结果表明锥玻璃、颈玻璃和熔接玻璃铅浸出浓度均超出危险废物浸出标准,其中熔接玻璃中的铅极易溶出,在CRT玻璃中毒性最大;而铅冶炼废渣中的铅也极易溶出,废渣中的含铅量应低于1.5%才可视为一般固体废弃物.除了铅在化合物中的含量,铅的赋存结构使铅化合物浸出毒性差异很大.

机械活化对CRT锥玻璃中金属铅碱性浸出的影响

为提高CRT含铅玻璃中铅的浸出率,研究了不同样品在氢氧化钠溶液体系中铅的浸出率变化,考察了二氧化硅、还原性铁粉等不同添加剂在机械活化过程中的作用。研究结果表明,添加二氧化硅等物质,并不能改变CRT玻璃的非晶状态,但能起到分散作用,降低样品粒径,提高铅浸出率;还原性铁粉在机械活化中能起分散作用和降低键能的作用,且在浸出过程中有微量置换作用,从而大幅度提高铅浸出率;水是良好的分散剂,湿磨过程中,粉末会与不锈钢球磨罐中的铁发生反应,使铅浸出率显著提高。不添加任何物质机械活化的样品金属铅浸出率仅为40.86%,添加15%铁粉机械活化或湿磨处理后的样品,在4 mol/L的氢氧化钠溶液中反应3 h,铅浸出率可达85%以上。

机械活化对CRT锥玻璃浸出动力学的影响

通过研究CRT锥玻璃经机械活化后在硝酸溶液体系中浸出反应动力学规律,考察了机械球磨转速、浸出温度以及硝酸初始浓度对锥玻璃中铅的浸出效果影响。研究结果表明,锥玻璃经机械活化预处理后,反应活性显著增强,锥玻璃中铅浸出率大幅度提高。浸出反应的表观活化能和反应级数由109.4 kJ/mol和0.79降至54.3 kJ/mol和0.51。