[发明专利]一种以废含铅玻璃管为原料制取白炭黑和硫化铅的方法

说明书

技术领域

本发明属于危险废物处理处置及资源化技术领域，特别涉及一种以废含铅玻璃管为原料制取白炭黑和硫化铅的方法。

背景技术

含铅玻璃具有良好的光学性能、导电性能、防辐射性能及可加工性能，广泛用于节能灯芯柱、霓虹灯外管、霓虹灯电极、显像管电子枪外管、氖泡、米泡、平泡、汽车灯芯柱等。电光源产品的铅玻璃按PbO含量分为轻红丹（铅含量11﹪左右）玻璃、中红丹（铅含量20﹪左右）玻璃和重红丹（铅含量28﹪以上）玻璃三种。因为玻璃加工的需要，白炽灯和各种荧光灯的芯柱都采用铅玻璃，一般是含铅量11﹪左右的低铅玻璃，但速度高于1200只/时的荧光灯自动生产线使用的芯柱采用的是含铅20﹪的中铅玻璃，甚至用28﹪的高铅玻璃。白炽灯和直管型荧光灯的外玻壳用钠钙玻璃，而环形荧光灯和紧凑型荧光灯则采用低铅玻管制作。我国2003年生产各种荧光灯18.5亿只用了10万吨左右的铅玻璃，再加上41亿只白炽灯芯柱用的铅玻璃12万吨左右，2003年各类电光源用铅玻璃为22万吨左右。即使全部按低铅玻璃计算，使用的PbO也超过了2万吨。另外，白炽灯、自镇流荧光灯以及高强度放电灯用的螺口和卡口灯头，都使用铅玻璃作灯脚的绝缘体。虽然每个灯头的用量很少，但这些灯的总产量接近50亿只，总量也很可观。电光源产品使用后若随意丢弃，其铅玻璃中的氧化铅会慢慢被置换析出并污染环境。

目前我国铅的生产原料主要是高品位的方铅矿，由于受资源条件限制，每年需进口大量铅精矿原料，而且铅冶炼一般采用烧结-鼓风炉传统冶炼工艺，生产过程中会产生大量二氧化硫和铅尘，对环境污染严重。将电光源产品中的铅提取出来，可以变废为宝。但是目前铅的提取方法存在一些技术瓶颈和环境问题，难以实现工业化，亟待开发高效、低能、清洁的铅提取工艺。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种以废含铅玻璃管为原料制取白炭黑和硫化铅的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

步骤(1).将废含铅玻璃管加入到颚式破碎机进行粗碎，得到直径为0.2～3.0 mm的粗碎废含铅玻璃；然后将粗碎废含铅玻璃加入到球磨机进行细磨，得到100～250目的细磨废含铅玻璃； 

所述的球磨机为行星球磨机、搅拌球磨机、振动球磨机或滚筒球磨机，球料比为3～20: 1，球磨机转速200～600 r/min，球磨时间60～240 min；

步骤(2).将细磨废含铅玻璃加入到浓度为3～10 mol/L的氢氧化钾溶液中，80～200℃下反应60～210 min，过滤，得到浸出残渣和含铅、硅浸出液；每克细磨废含铅玻璃加入到5～20mL氢氧化钾溶液中；

步骤(3).测定含铅、硅浸出液中铅离子浓度，按摩尔比Pb/S=1的比例在含铅、硅浸出液中加入硫化钠，60～80℃下反应30～120 min,使含铅、硅浸出液中的铅离子转化为沉淀，过滤分离得到硫化铅和过滤液；

步骤(4).在温度为50～70℃下，通过碳分或添加酸液调节过滤液pH至7～9得到凝胶，陈化60～180 min后过滤，滤饼在100～150 ℃下干燥2～4 h得到白炭黑。

所述的碳分要求为通入的气体中CO₂的体积分数≥30﹪。

所述的酸液为硫酸、盐酸或硝酸。

本发明克服了现有含铅玻璃管提铅技术存在的工艺复杂、能耗高、易产生二次污染等缺点，利用高浓度碱液破坏玻璃网络结构使铅、硅溶出，进而分离回收制取白炭黑和硫化铅，具有反应条件温和、工艺流程简单、废物消纳量大等优点，易于大规模工业化生产。

具体实施方式

本发明结合以下具体实例作进一步的说明，但本发明的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。

实施例1

步骤(1).将废含铅玻璃管加入到颚式破碎机进行粗碎，得到直径为0.2mm的粗碎废含铅玻璃；然后将粗碎废含铅玻璃加入到行星球磨机进行细磨，球料比为3:1，球磨机转速600 r/min，球磨时间60min，得到100目的细磨废含铅玻璃； 

步骤(2).将1kg细磨废含铅玻璃加入到5L浓度为10 mol/L的氢氧化钾溶液中，80℃下反应210min，过滤，得到浸出残渣和含铅、硅浸出液； 

步骤(3).测定含铅、硅浸出液中铅离子浓度，按摩尔比Pb/S=1的比例在含铅、硅浸出液中加入硫化钠，60℃下反应120 min,使含铅、硅浸出液中的铅离子转化为沉淀，过滤分离得到173.1g硫化铅和过滤液；