陰極射線管(Cathode ray tube,CRT)玻璃是一種數(shù)量多且危害大的電子廢物,其中CRT錐玻璃(約為CRT總質(zhì)量的1/3)中PbO的含量達(dá)20-25wt%,錐玻璃中鉛原子被固定在玻璃網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的空穴中,極難通過常規(guī)的酸浸方法將其提取出來。零價鐵對重金屬鉛的去除具有極佳的效果,且機(jī)械球磨法通過鋼球高速撞擊產(chǎn)生的剪切力能有效的將錐玻璃分散于納米顆粒中,兩者的結(jié)合為錐玻璃的資源化提供了可能。本文介紹了利用機(jī)械球磨法聯(lián)合零價鐵在不同條件下對原CRT錐玻璃中鉛的浸出影響,具體包括球磨轉(zhuǎn)速、球磨時間、零價鐵粒徑、零價鐵投加量,納米鐵材料類型等。利用XRD、XPS、SEM、XRF、BET、FTIR等對球磨復(fù)合材料進(jìn)行表征分析,回收鉛、鐵及中間產(chǎn)物鈉鹽,以酸浸后富硅渣為硅源堿熔法合成沸石。另外,為進(jìn)一步探究錐玻璃的資源化途徑,結(jié)合微波萃取的高效性,將錐玻璃轉(zhuǎn)化為富硅上清液,用于沸石分子篩的合成。主要研究結(jié)果如下:(1)機(jī)械球磨聯(lián)合零價鐵對錐玻璃中鉛的浸出具有極大的實用價值,原錐玻璃中鉛含量為197.35±0.34 mg/g,在相同的酸浸條件下(3mol/L的HNO_3溶液,固液比1:20)鉛酸浸百分比為7.11%,經(jīng)球磨8-96 h后鉛的最大酸浸百分比提升至36.25%。錐玻璃在與零價鐵混合球磨過程中,經(jīng)FESEM-EDS,SEP,FTIR,XPS表征分析可知,零價鐵的高活性使得其有效的破壞原錐玻璃中的Si–O鍵,一部分被包裹在三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的鉛脫落出來,也即由原來的殘渣態(tài)轉(zhuǎn)化為交換態(tài)或者碳酸鹽結(jié)合態(tài),另一部分附著在零價鐵的表面轉(zhuǎn)化為鐵錳氧化結(jié)合態(tài),在熱酸條件下大部分被浸出于上清液中。在零價鐵投加量為0.5 g/g(零價鐵/錐玻璃),球磨轉(zhuǎn)速為375 r/min,球磨時間為72 h時,錐玻璃中鉛的浸出最佳結(jié)果達(dá)97.76%。(2)在回收階段,熱酸浸出液中含有的的鉛,鐵,鈉等離子可以硫酸鉛,氫氧化鐵,硝酸鈉經(jīng)硫酸鹽沉淀,堿中和,鹽蒸發(fā)等形式回收,由XRD及SEM分析可知,經(jīng)處理過后回收得到純度較高的各階段回收產(chǎn)物。經(jīng)最終鹽蒸過后,對經(jīng)回收后熱酸液廢水中存在的SO_4~(2-),NO_3~-及鉛離子檢測結(jié)果表明最終排水符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002),可直接排放。另外,浸出后所得的高硅渣的短期和長期浸出毒性結(jié)果表明,經(jīng)處理后殘渣毒性較弱,對周圍環(huán)境安全可靠。(3)富硅渣堿熔法合成沸石分子篩實驗中,晶化時間往往與晶化溫度共同作用于沸石分子篩的形成。其中NaA型沸石由于其簡單的四元環(huán)結(jié)構(gòu)而在較短的晶化時間內(nèi)完成沸石分子篩的生長。但隨著晶化時間的增加,沸石分子篩的晶形會出現(xiàn)由一種向另一種晶形轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象。在硅鋁比為2:1,晶化時間為5h,晶化溫度為110℃時生成了高離子交換容量的NaA型沸石。(4)微波體系下CRT錐玻璃沸石分子篩的合成實驗中,在氫氟酸與微波共同作用下,錐玻璃中SiO_2最佳浸出百分比高達(dá)88.17%,以此為硅源水溶法合成沸石結(jié)果表明:堿度過低不利于沸石分子篩的合成,調(diào)節(jié)萃取液的pH至13時,隨著硅鋁比增加沸石晶形由純度較高的NaA型沸石轉(zhuǎn)化為NaX型沸石,晶形出現(xiàn)多樣化。同時由于氫氟酸的弱酸作用,萃取液中鉛含量較低,上清液除鉛后合成沸石,使得合成沸石分子篩浸出毒性較低。
【學(xué)位單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X705
【部分圖文】：

圖 1-1 廢棄 CRT 玻璃的生產(chǎn)過程圖 1-2 陰極射線管玻璃組成T 玻璃的組成成分極射線管電視顯示屏逐步被液晶顯示器（Liquid crystal display, LCD）light emitting diode, LED）、等離子顯示面板（plasma display panel, PD[12]

圖 1-2 陰極射線管玻璃組成璃的組成成分射線管電視顯示屏逐步被液晶顯示器（Liquid crystal displat emitting diode, LED）、等離子顯示面板（plasma display 棄 CRT 玻璃產(chǎn)生[12]。廢棄 CRT玻璃的化學(xué)組成與生產(chǎn)廠家，其成分組成因此而隨之出現(xiàn)波動，但波動控制在一定范含量之間存在的差異，大致可分為黑白 CRT 玻璃，彩色 C璃等，其組成成分如表 1-1 所示[13]。

廢棄 CRT 玻璃可以通過生產(chǎn)泡沫玻璃來達(dá)到資源在特性，如低導(dǎo)熱性，低吸水性和不燃性，泡沫應(yīng)用于建筑和道路建設(shè)，石油和化學(xué)工業(yè)，地下是一種多孔性絕熱隔音材料，真空孔隙率高達(dá) 90璃質(zhì)固體和氣相組成。泡沫玻璃是經(jīng)由一系列方8-49]，其一般燒成曲線如圖 1-3 所示。其工藝屬于高效益的生產(chǎn)。在已有的研究中，以 Bernardo，代表通過使用 CRT 屏玻璃和不同的發(fā)泡劑（碳，éar[54]等人以 SiC 和 TiN 作為發(fā)泡劑的錐玻璃制備SiC，TiN，蛋殼，方解石和白云石作為發(fā)泡劑由錐錐玻璃的重量比被發(fā)現(xiàn)能影響起泡行為進(jìn)而影響屏玻璃是富含鋇的玻璃。它們的化學(xué)成分之間的璃的生產(chǎn)與應(yīng)用為 CRT廢玻璃的處置提供了廣闊
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