[发明专利]废旧彩色显像管玻璃防辐射陶粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土用集料及其制备方法，特别是一种废旧彩色显像管玻璃防辐射陶粒及其制备方法，属于防电离辐射建筑材料技术领域。

背景技术

彩色电视机和台式计算机等电子产品的彩色显像管是玻璃质的屏、锥、颈和熔焊料的集合体，其中，所述屏含8～12％氧化钡和8～12％氧化锶，屏的内侧面上还涂有含氧化铅、镉等重金属的荧光粉混合物；所述锥含20～26％的氧化铅，锥的内外侧面上分别有石墨涂层和三氧化二铁涂层；所述颈含40％的氧化铅；所述熔焊料(封结屏管、管锥)含高达40％～50％氧化铅以及硼酸锌。它们分别大约占显像管玻璃质量的65.5％、29％、1％和4.5％。

从彩色电视机和台式计算机等电子产品中拆解出的废旧彩色显像管的各部分包含屏、锥、颈、熔焊料、荧光粉、石墨涂层和三氧化二铁涂层的混合物，称为CRT玻璃，锥和颈的混合物称为锥颈玻璃，屏和荧光粉的混合物称为屏玻璃。CRT玻璃、屏玻璃和锥颈玻璃的主要成分及含量见表1。

表1：CRT玻璃、屏玻璃或锥颈玻璃的氧化物成分及含量

在我国，大量采用彩色显像管的电视机和台式计算机等电子产品已进入报废阶段，正不断被淘汰，据估计，每年约产生废旧的6000,000电视机和10,000,000台式计算机，其中，彩色显像管玻璃的质量占到整机的50wt％～55wt％，国内待处理的彩色显像管玻璃已超过520万吨。从环境的观点，这种彩色显像管玻璃含铅等重金属，被列入《国家危险废旧物名录》。如何处理废旧彩色显像管玻璃已成为电子废弃物处置中关键问题之一。在欧洲废旧彩色显像管玻璃被禁止用于食品玻璃容器、玻璃器皿和玻璃纤维的制造。但是，目前能处置尤其资源化利用废旧彩色显像管玻璃的方法还很有限，大多数电器回收企业将收集的彩色显像管堆存甚至弃置。在大量堆存或弃置彩色显像管的附近地区，其尘埃、土壤、河流沉积物和水源样本中的铅含量非常高。因此，堆填处置或焚化处置废旧彩色显像管玻璃可能会造成重大潜在的健康和环境风险。曾经有人研究了用彩色显像管玻璃作为普通混凝土细集料部分取代河砂对砂浆新拌性能的影响。还有人在彩色显像管玻璃中掺入白云石、氧化铝制备微晶玻璃。然而，从资源的观点，废旧彩色显像管玻璃中所含的铅、钡和锶等金属元素又是非常宝贵的，它们对原子核辐射有很好屏蔽作用；而且，废旧彩色显像管玻璃中的铅、钡和锶等是玻璃态重金属，相比其金属及其氧化物或其盐类化合物，有更高的化学稳定性和使用安全性。

核技术在核电、军事、教育、科研、医疗等领域的广泛应用，也带来射线辐射对人体和周边环境的安全威胁，必须在建造有射线源的建筑物或人防工程时设置射线防护。目前使用最广泛的射线防护体材料是防射线水泥混凝土，又称防辐射混凝土、原子能防护混凝土、屏蔽混凝土或重混凝土，用于制作核反应堆的内外壳、人防工程以及核废旧料的固化处理的射线防护体。防辐射混凝土的防射线功能的主要是在配制其时加入了具有防射线功能的集料。防辐射集料的用量占防辐射混凝土总体积的3/4以上。目前常采用的防辐射集料是磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、重晶石、蛇纹石、钢段、铁丸等。由于天然矿物防辐射集料的多棱角，多针片状，使其所配制的防辐射混凝土不易泵送施工。

本发明工作与其它废旧彩色显像管玻璃处置利用技术的明显不同是以废旧彩色显像管玻璃为原料生产防辐射陶粒，并且该防辐射陶粒产品是作为集料用于配制防辐射混凝土，提供了一种实现废旧彩色显像管玻璃无害化处置、资源化利用和高值化产品的新途径。

发明内容

本发明提供一种废旧彩色显像管玻璃防辐射陶粒及其制备方法，是将废旧彩色显像管玻璃作为生产防辐射陶粒的原料，变废旧为资源，转化成高价值的辐射屏蔽材料，作为集料应用于配制防辐射混凝土。

本发明所提供的技术方案是：

一种废旧彩色显像管玻璃防辐射陶粒，其各组分的重量份数为：CRT玻璃或屏玻璃、锥颈玻璃为100份，增强配料为0～150份，造粒助剂为1～15份；

所述增强配料为铁、重晶石(硫酸钡)、钨、硼酸中的一种或多种；铁、钨、重晶石(硫酸钡)的重量份数根据需要屏蔽的射线能量大小而选择。

所述铁、钨为其金属粉末，或者为其化合物。

所述造粒助剂为水溶性高分子树脂和黏土中的一种或者两种。

所述水溶性高分子树脂为羧甲基纤维素、淀粉胶、聚乙烯醇中的一种或几种。

一种废旧彩色显像管玻璃防辐射陶粒的制备方法，包括以下步骤：