阅读说明：本技术 一种利用微波直接还原处理废弃crt玻璃的方法 (Method for directly reducing and treating waste CRT glass by utilizing microwaves ) 是由 王俊鹏 陈裕瀚 刘畅 张德琦 冯锡炜 于 2021-10-20 设计创作，主要内容包括：本发明属于工业固体废弃物处理领域,特别涉及一种利用微波直接还原处理废弃CRT玻璃的方法,(1)将废弃CRT玻璃、高铅渣和无烟煤分别破碎、细磨；(2)将细磨后的废弃CRT玻璃、高铅渣、无烟煤和氧化钙按照一定比例混合均匀；(3)将混合后的物料放入到微波炉中进行加热还原,加热结束后自然冷却至室温,得到粗铅和还原铅渣。将废弃CRT玻璃和高铅渣混合物料进行微波还原,使用的原料成本更低,并且由于微波的加热速度快和选择性加热的特点,可以有效缩短处理时间,降低处理能耗,也从根本上解决了铅污染的问题。(The invention belongs to the field of industrial solid waste treatment, and particularly relates to a method for treating waste CRT glass by microwave direct reduction, which comprises the following steps of (1) respectively crushing and finely grinding the waste CRT glass, high lead slag and anthracite; (2) uniformly mixing the finely ground waste CRT glass, high lead slag, anthracite and calcium oxide according to a certain proportion; (3) and (3) putting the mixed materials into a microwave oven for heating reduction, and naturally cooling to room temperature after heating to obtain crude lead and reduced lead slag. The microwave reduction is carried out on the mixed material of the waste CRT glass and the high lead slag, the used raw material cost is lower, and due to the characteristics of high heating speed and selective heating of the microwave, the treatment time can be effectively shortened, the treatment energy consumption is reduced, and the problem of lead pollution is fundamentally solved.)

一种利用微波直接还原处理废弃CRT玻璃的方法

技术领域

本发明属于工业固体废弃物处理领域，特别涉及一种利用微波直接还原处理废弃CRT玻璃的方法。

背景技术

如今，中国已经成为世界上最大的电子产品生产国和消费国，每年都有大量的废旧显示器需要报废，产生大量废弃CRT玻璃，废弃CRT玻璃中铅含量很高，将对人类的健康和自然环境造成严重危害，因此废弃CRT玻璃的处理己成为我国电子废弃物处理中的重要问题之一。

现有的废弃CRT玻璃的处理方式主要集中在建筑材料应用、湿法冶金技术和火法冶金技术三个领域。将废弃CRT玻璃应用到建筑材料中，含铅玻璃中的铅金属也进入到建材中，不能避免潜在的风险，同时也造成了铅资源的浪费；湿法冶金技术存在工艺流程复杂、处理时间长、处理量偏小等缺点，很难实现大规模生产；火法冶金技术在废弃CRT玻璃的处理上应用更为广泛，该方法的关键是将废弃CRT玻璃与其它助剂混合，加入还原剂，在高温下进行还原熔炼，得到粗铅或铅的氧化物，但传统火法处理方法的处理成本较高，限制了废弃CRT玻璃的处理量。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种利用微波直接还原处理废弃CRT玻璃的方法，本发明通过微波直接还原废弃CRT玻璃与高铅渣的混合物料，提高铅的回收率，使废弃CRT玻璃中的铅得到高效的回收与利用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用微波直接还原处理废弃CRT玻璃的方法，包括如下步骤：

(1)将废弃CRT玻璃、高铅渣和无烟煤分别破碎、细磨；

(2)将细磨后的废弃CRT玻璃、高铅渣、无烟煤和氧化钙混合均匀；

(3)将混合后的物料放入到微波炉中，在惰性气氛下，进行加热还原，然后自然冷却至室温，得到粗铅和还原铅渣。

进一步地，所述步骤(1)中的废弃CRT玻璃中PbO质量百分含量在15％～25％。

进一步地，所述步骤(1)中的高铅渣中PbO质量百分含量在50％以上。

进一步地，所述步骤(1)中的各物料分别细磨至小于0.075mm粒级的质量百分含量大于70％。

进一步地，所述步骤(2)中废弃CRT玻璃加入量为高铅渣质量的15％～30％；氧化钙的加入量为高铅渣质量的2％～10％；无烟煤中碳与废弃CRT玻璃、高铅渣中总PbO的摩尔比为0.6～1.2：1。

进一步地，所述步骤(3)还原过程中微波加热的功率为1～4kW，还原温度为1050℃～1250℃，还原时间为50～90min。

进一步地，所述步骤(3)惰性气氛为氩气。

进一步地，所述方法的铅回收率在93％以上。

与现有的废弃CRT玻璃处理方法相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明中高铅渣中铅的存在形式是以硅酸铅(PbO·SiO₂)为主，废弃CRT玻璃中铅也是以硅酸铅(PbO·SiO₂)的形态存在，二者具有很高的相似性，将二者按比例混合，再以无烟煤作为还原剂对其进行还原是可行的。同时，废弃CRT玻璃中含有大量的二氧化硅，可以替代传统熔炼过程中所采用的石英砂。相较于添加其它助剂，对废弃CRT玻璃和高铅渣混合物料进行还原，原料的成本更低，并且该方法可以高效地处理废CRT玻璃，从根本上解决了铅污染问题。

(2)废弃CRT玻璃和高铅渣中的氧化铅具有良好的微波介电特性，在反应过程中可以迅速地被加热，并与无烟煤进行还原反应，从而缩短了还原反应的时间，铅的回收效率更高。

(3)由于微波的加热速度快和选择性加热的特点，采用微波还原工艺可以有效缩短废弃CRT玻璃的处理时间，降低处理能耗，有利于实现大规模生产。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例中废弃CRT玻璃的化学成分为(wt％)：SiO₂:55.28％；PbO:21.17％；

K₂O:7.77％；Na₂O:5.28％；Al₂O₃:3.88％；CaO:3.73％；MgO:2.89％。

本发明实施例中高铅渣的化学成分为(wt％)：PbO:62.26％；ZnO:10.73％；TFe:7.87％；SiO₂:6.97％；MgO:2.88％；CaO:0.98％。

本发明实施例中氧化钙为分析纯，无烟煤固定碳含量为86.28wt％。

实施例1：

一种利用微波直接还原处理废弃CRT玻璃的方法，包括以下步骤：

(1)将废弃CRT锥形玻璃、高铅渣和无烟煤分别破碎和细磨至小于0.075mm粒级的质量百分含量大于70％；

(2)称取细磨后的废弃CRT玻璃60g、高铅渣400g、无烟煤10g和氧化钙8g，放入混料罐中混合均匀；

(3)将混合后的物料放入到微波炉中进行加热还原，微波加热功率为1kW，还原温度为1050℃，还原时间为90min，还原过程中通入氩气，加热结束后自然冷却至室温，得到粗铅和还原铅渣，在此条件下铅的回收率为93.87％。

实施例2：

一种利用微波直接还原处理废弃CRT玻璃的方法，包括以下步骤：

(1)将废弃CRT锥形玻璃、高铅渣和无烟煤分别破碎和细磨至小于0.075mm粒级的质量百分含量大于70％；

(2)将细磨后的废弃CRT玻璃125g、高铅渣500g、无烟煤25g和氧化钙50g混合均匀；

(3)将混合后的物料放入到微波炉中进行加热还原，微波加热功率为2kW，还原温度为1100℃，还原时间为80min，还原过程中通入氩气，加热结束后自然冷却至室温，得到粗铅和还原铅渣，在此条件下铅的回收率为94.12％。

实施例3：

一种利用微波直接还原处理废弃CRT玻璃的方法，包括以下步骤：

(1)将废弃CRT锥形玻璃、高铅渣和无烟煤分别破碎和细磨至小于0.075mm粒级的质量百分含量大于70％；

(2)将细磨后的废弃CRT玻璃120g、高铅渣600g、无烟煤20g和氧化钙30g混合均匀；

(3)将混合后的物料放入到微波炉中进行加热还原，微波加热功率为3kW，还原温度为1200℃，还原时间为60min，还原过程中通入氩气，加热结束后自然冷却至室温，得到粗铅和还原铅渣，在此条件下铅的回收率为94.54％。

实施例4：

一种利用微波直接还原处理废弃CRT玻璃的方法，包括以下步骤：

(1)将废弃CRT锥形玻璃、高铅渣和无烟煤分别破碎和细磨至小于0.075mm粒级的质量百分含量大于70％；

(2)将细磨后的废弃CRT玻璃150g、高铅渣800g、无烟煤30g和氧化钙50g混合均匀；

(3)将混合后的物料放入到微波炉中进行加热还原，微波加热功率为4kW，还原温度为1250℃，还原时间为50min，还原过程中通入氩气，加热结束后自然冷却至室温，得到粗铅和还原铅渣，在此条件下铅的回收率为95.23％。

以上技术方案阐述了本发明的技术思路，不能以此限定本发明的保护范围，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上技术方案所作的任何改动及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。