微波辅助机械活化废阴极射线管(CRTs)铅浸出实验研究

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随着电子显示技术的不断创新以及电子电器设备的需求持续膨胀加速了电子电器设备(Electric and Electronic Equipment,简称EEE)的更新换代,大多数含有阴极射线管(CRTs)的电视机(包含采用CRT作显示器的计算机)被淘汰。废弃的CRTs玻壳中包含多种有害物质,填埋处理会导致Pb、Cd等重金属物质污染土壤与水体,动植物通过水体吸收各种重金属,随食物链逐渐累积富集,最终进入人体从而严重危害人群健康。废旧CRT玻壳的合理化处理处置、资源化回收利用对于环境保护和实现经济以及资源的可持续发展存在着重大的意义。  本研究综述了废弃CRTs玻璃处理处置的现状和资源化利用技术的最新研究进展,针对废CRTs玻璃中铅的湿法冶炼回收利用技术的瓶颈问题,研究了废CRTs玻璃中铅浸出的工艺路线:采取机械活化、微波辐射强化以及微波协同机械活化强化三种预处理方法和酸浸提工艺,对CRTs锥玻璃中铅金属离子浸出特性、规律以及浸提反应机理进行了深入的探讨分析。为解决废弃CRTs玻璃环境风险和资源回收问题提供了可行的技术思路和支持。  实验首先对初始物料进行系统的成分分析、形貌以及晶体结构的观察,采用环境友好且廉价的柠檬酸-柠檬酸钠体系对CRTs锥玻璃中铅进行了浸出实验。结果表明:浸出剂含37.5%柠檬酸钠的溶液的浸出效果较好,先微波辐射2min再机械球磨24h的CRT锥玻璃物料经浸提反应12h后,Pb的浸出率高达53.99%。比较含柠檬酸钠67%、50%、33%、0%、100%对CRT锥玻璃中铅的浸出率,分别为39.14%、30.73%、24.38%、14.34%、11.78%。以含37.5%柠檬酸钠的柠檬酸-柠檬酸钠体系溶液为浸提剂,在单因素控制的实验基础上,研究了微波辐射时间、机械活化强度、液固比、浸提反应温度、浸提时间等因素对CRTs锥玻璃中铅浸出效果的影响。结果表明:CRT锥玻璃先微波辐射2min再球磨24h,磁力搅拌器转速500±10r/min、液固比10∶1(L/Kg),浸提反应时间12h,浸提反应温度80℃,铅的浸出率高达53.99%。实验数据表明微波辐射和机械活化均能有效提高CRT锥玻璃中铅的浸出,本质而言,铅的浸出率的提高主要源于CRTs锥玻璃中玻璃网格体的瓦解,微波主要通过热效应使之实现,而机械球磨则主要通过物理机械力使之实现。
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