废旧阴极射线管玻璃高温自蔓延处理技术_朱建新.pdf

第38 卷 增刊2 稀有金属材料与工程 Vol.38, Suppl.2 2009 年 12 月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING December 2009 废旧阴极射线管玻璃高温自蔓延处理技术 1 1 2 朱建新 ，陈梦君 ，于 波 (1. 中国科学院生态环境研究中心，北京 100085) (2. 清华大学，北京 100084) 摘 要：将高温自蔓延反应原理应用于废旧阴极射线管（CRT ）的处理，采用镁和氧化铁作为热剂，研究了废弃 CRT 玻璃高温自蔓延烧结合成玻璃陶瓷的可行性，考察了Fe O -Mg-CRT 玻璃自蔓延体系的反应特性，探索了不同物料配比 2 3 时燃烧波的传播规律。结果表明，系统维持自蔓延的CRT 玻璃最大加入量为70% （质量分数，下同）；燃烧波传播速率 为0.5~6.5 mm/s ，温度为1000~2000 ℃；两者均随CRT 玻璃的加入量增加而呈线性降低。高温自蔓延合成样品主要构 成相为玻璃陶瓷，可以实现铅的有效固定，处理后样品中铅的环境浸出率远小于相关国内和国际环境标准。 关键词：废弃阴极射线管；高温自蔓延；含铅玻璃；资源化 中图法分类号：O643.5 文献标识码：A 文章编号：1002-185X(2009)S2-0134-04 电子废物(e-waste)是近10 年增长量最为迅速的固 特别适用于小批量危险废物的原地即时处理，因此在 体废物。其中，废旧阴极射线管（Cathode Ray Tube, 污染物高温无害化处理方面有独特的优势[5] 。将高温 CRT ）玻璃的处理与处置已成为电子废弃物处理处置 自蔓延反应的原理应用于废旧CRT 的处理，不但可以 中的关键问题之一[1] 。CRT 玻璃中含有大量铅、钡、 解决CRT 铅污染的问题，而且还可以合成高性能的玻 锶等重金属，例如，平均每台彩色 CRT 显示器含有 璃陶瓷，是一种同时实现废弃CRT 无害化和资源化的 1.6~3.2 kg 铅，按每年废弃500 万台CRT 显示器算， 新技术。 废铅高达 0.8~1.6 万吨。由于铅等重金属不易被生物 本实验研究了废弃 CRT 玻璃高温自蔓延烧结合 代谢所分解，属于持久性污染物，如果处理处置不当， 成玻璃陶瓷的可行性，考察了 Fe O -Mg-CRT 玻璃自 2 3 一旦进入环境，将对水源、土壤产生难以估计的危害 蔓延体系的反应特性，探索了不同物料配比时燃烧波 并危及人类的身体健康[2] 。 的传播规律和反应体系能够达到的最高反应温度，分 废弃 CRT 玻璃资源化再生利用的主要研究方向 析了自蔓延反应过程中各种因素对铅固定率的影响。 是用来合成高性能的复合材料。2003 年，Bernardo 等 1 实 验 将废弃 CRT 屏玻璃与某些工业废料混合磨成粉后烧 结得到烧结玻璃陶瓷[3] ；Andreola 等人采用高温熔融 1.1 原料及试剂 法对于 CRT 玻璃的研究表明，当 CRT 玻璃与铝土和 CRT 玻璃取之典型彩色电脑显示器。预处理时首 石灰石混合物加热至 1500 ℃可以形成结晶态较好的 先对CRT 显像管进行锥屏玻璃分离，然后分别进行破 玻璃陶瓷[4] 。但是，高温熔融及