專利名稱：廢舊含鉛玻璃回收鉛同時生產(chǎn)環(huán)保建材的工藝與配套設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及廢舊含鉛玻璃資源化利用與污染控制技術，屬于環(huán)境保護與資 源綜合利用技術領域，尤其適用于含鉛危險固體廢棄物的資源化利用。
技術背景多年來，鉛的危害已經(jīng)引起了人們的廣泛關注。日本及西方各國都制定了 一系列相關的法律來限制鉛的使用及排放。鉛能夠在體內(nèi)積聚而引起鉛中毒， 鉛中毒的作用相當緩慢而且毒性隱蔽，在毒性呈現(xiàn)之前不容易被覺察。我國已 經(jīng)頒布了有色、石油、紡織、硫酸等工業(yè)含鉛污水的排放標準。隨著技術的不 斷發(fā)展，居民生活用品的鉛標準也在不斷地完善。鉛玻璃多用在家電制品中， 由于目前電子垃圾資源回收的焦點主要集中在貴金屬和有價金屬的回收方面， 而對附加值較低的玻璃部分往往棄置堆放，造成大量廢舊含鉛玻璃堆積如山， 其中的鉛等重金屬隨雨水等溶出，污染土壤和地下水。近年來有將廢棄鉛玻璃 與某些工業(yè)廢料混合磨成粉后燒結(jié)得到燒結(jié)玻璃陶瓷報道，但這種利用方式只 是將玻璃中鉛等重金屬從一種產(chǎn)品中轉(zhuǎn)移至另一產(chǎn)品中，重金屬危害問題并沒 有得到解決。因此，迫切需要開發(fā)新型環(huán)保高效的廢舊鉛玻璃資源化技術工藝。 發(fā)明內(nèi)容以廢舊含鉛玻璃為原材料，采用真空碳熱還原工藝回收其中的鉛，通過控 制還原條件使剩余的玻璃殘渣在回收過程中同時形成優(yōu)質(zhì)泡沫玻璃，可以作為 輕型環(huán)保建材使用。發(fā)明中對鉛回收過程中溫度、真空度、還原劑加入量等各 工藝參數(shù)進行了優(yōu)化，確立了最佳鉛回收工藝流程，同時還利用毒性浸出實驗 評價了泡膜玻璃的環(huán)境友好性。


圖1是廢舊含鉛玻璃碳粉真空還原回收鉛生產(chǎn)泡沫玻璃的工藝流程圖。圖2是廢舊含鉛玻璃回收鉛生產(chǎn)泡沫玻璃裝置圖。圖3是泡沬玻璃產(chǎn)品的實物照片與高倍電鏡表觀構造圖，(a)實物照片(b) 產(chǎn)品的高倍電鏡圖片。
具體實施方式
材料預處理部分以廢舊含鉛玻璃為原材料，先用機械破碎法將玻璃破碎至約1 3 cm，再進一步用行星式球磨機進一步粉碎至粒徑小于100目，105 'C下 干燥24備用。真空碳熱還原部分稱取一定量含鉛玻璃粉，按10%比例加入碳粉(〈100 目)，混合均勻后裝入樣品舟中，再將樣品舟置于石英管的底部，按圖2所示， 將石英管直接插入管式電阻爐，連接真空系統(tǒng)并抽至10 Pa;升溫程序是 30°C/min升到400。C，而后10°C/min升到IOO(TC ，保持2小時，取出石英管保 持真空，冷卻至室溫后取出樣品并稱重。收集金屬鉛后計算回收率為99.32%， 掃描電鏡觀察殘渣發(fā)泡狀況見圖3，毒性浸出實驗(GB5085. 3-1996)測定泡沫 玻璃中鉛等重金屬浸出濃度發(fā)現(xiàn)浸出量均在國家標準規(guī)定的標準值以下。經(jīng)性 能鑒定泡沫玻璃容重為0. 51 kg/m—3，抗壓強度為0.95 MPa，可以做建材使用。
權利要求
1.廢舊含鉛玻璃回收鉛同時生產(chǎn)環(huán)保建材的工藝與配套設備，其特征在于工藝流程分為材料預處理和真空碳熱還原兩個部分。材料預處理部分包括機械破碎、行星球磨、干燥等工藝；真空碳熱還原部分包括玻璃粉與碳粉的摻合、抽真空、程序升溫、保溫發(fā)泡等過程。配套設備包括碳熱還原爐、真空泵、真空控制系統(tǒng)和鉛回收系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權利要求書1所述的廢舊含鉛玻璃回收鉛同時生產(chǎn)環(huán)保建材的工藝， 材料粉碎分為機械破碎和行星球磨兩個步驟，其中機械破碎至l 3cm，星式球 磨至粒徑小于100目。
3. 根據(jù)權利要求書1所述的廢舊含鉛玻璃回收鉛同時生產(chǎn)環(huán)保建材的工藝， 碳粉加入量為玻璃粉重量的10%，操作真空壓力為10 Pa。
4. 根據(jù)權利要求書1所述的廢舊含鉛玻璃回收鉛同時生產(chǎn)環(huán)保建材的工藝， 升溫程序為30°C/min升到400°C，而后10°C/min升到1000°C，保持2小時， 取出石英管保持真空，冷卻至室溫。
全文摘要
針對廢舊含鉛玻璃環(huán)境污染嚴重、資源化利用技術落后的現(xiàn)狀，本發(fā)明確立了一種適用于廢舊含鉛玻璃高附加值資源化利用的真空碳熱還原工藝并優(yōu)化了配套設備。工藝的特點是在回收廢舊含鉛玻璃中鉛的同時，通過控制條件使剩余的玻璃殘渣在回收過程中形成優(yōu)質(zhì)環(huán)保建材。毒性浸出實驗結(jié)果表明產(chǎn)品中鉛等重金屬浸出量低于國家規(guī)定的標準值，可以作為輕型環(huán)保建材使用。
文檔編號C22B7/00GK101613802SQ20091008826
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月13日 優(yōu)先權日2009年7月13日
發(fā)明者吳建芝, 張付申, 陳夢君 申請人:中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心