СПОСОБ ДЕМЕРКУРИЗАЦИИ РАЗРЯДНЫХ ЛАМП И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК C22B43/00 

Изобретение относится к получению ртути из техногенных отходов, в частности из отработанных газоразрядных ламп.

Известны способ и устройство для демеркуризации отработанных газоразрядных (люминесцентных) ламп (патент РФ 1799243, кл. С 22 В 43/00, 1993), включающий разрушение ламп внутри герметической камеры, нагрев при пониженном давлении и удаление возгонов ртути. Нагрев разрушенных ламп ведут в вакууме до 300^oС при нагреве камеры до 100^oС. Улавливание возгонов ртути ведут в сборнике конденсата, охлажденном до 20^oС.

Эти способ и устройство энерго- и капиталоемкие, требуют сложной системы герметизации, защиты от аварийных выбросов и сопряжены с потерей сопутствующих ценных элементов.

Известен способ извлечения ртути из измельченной трубки флуоресцентной лампы (заявка Японии 52-48577, кл. С 22 В 43/00, 1977). По этому способу измельченный стеклянный материал промывают водой при перемешивании в течение 30 мин. При этом основная часть ртути и флуоресцентного материала экстрагируется. После этого материал, содержащий 0,001% ртути, промывают 5-50%-ной азотной кислотой в течение >30 мин. Азотную вытяжку, содержащую частицы (ионы) ртути, нейтрализуют аммиаком, фильтруют и из фильтрата извлекают ртуть ионным адсорбентом. Отработанный раствор рециркулируют в процесс на стадию промывки водой.

Способ отягощен такими недостатками, как сложность извлечения ртути из общей, неразделенной массы лома ламп и дороговизна процесса, связанная с необходимостью применения массированного количества азотной кислоты.

Известны наиболее близкие к заявляемому изобретению способ и устройство для демеркуризации люминесцентных ламп (патент РФ 2052527, кл. С 22 В 43/00, 1996). Согласно этим техническим решениям в специальном аппарате (узле для отделения колб от цоколей) стеклянные колбы ламп под слоем воды отделяют от цоколей, доизмельчают колбы с отмывкой водой стеклянного материала от люминофора при перемешивании. Стеклянный бой разделяют на мелкую и крупную фракции. Мелкую фракцию в отдельной емкости (реакторе) обрабатывают азотной кислотой, а крупную в другой емкости (реакторе) - раствором, содержащим активный хлор (гипохлорид натрия). После этого растворы азотной кислоты и хлорсодержащие растворы, предварительно нейтрализованные, пропускают через катионообменную смолу. Извлечение ртути из получаемого элюата ведут обработкой сульфидом аммония или натрия (в емкости для демеркуризационного раствора) с осаждением сульфида ртути.

Признаки, по которым заявляемое изобретение совпадает с ближайшим аналогом в части способа, - это отделение колб ламп от цоколей и извлечение ртути, а в части устройства - наличие узла для отделения колб от цоколей и емкостей для демеркуризационного раствора и сбора стеклобоя.

Недостатками известного изобретения являются сложность, большая ресурсоемкость (по используемым материалам, реагентам и энергозатратам) процесса, проистекающие от его многостадийности, и сопряженная с этим громоздкость его аппаратурного оформления.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение процесса демеркуризации газоразрядных ламп с уменьшением его ресурсоемкости и упрощение его аппаратурного оформления.

Технический результат достигается тем, что в части способа демеркуризации газоразрядных ламп, включающего отделение колб от цоколей и извлечение ртути, согласно изобретению отделение колб от цоколей осуществляют разрушением колб под слоем демеркуризационного раствора, полученный лом от колб концентрируют, осуществляют введение кварцевых ампул в валковую дробилку, их дробление под слоем демеркуризационного раствора и накопление полученного ртутно-кварцевого лома, объединение лома от колб с ртутно-кварцевым ломом и осадком, образующимся от воздействия демеркуризационного раствора на ртутьсодержащие элементы ламп, и направление их на извлечение ртути.

Способ реализуется устройством для демеркуризации газоразрядных ламп, содержащим узел для отделения колб от цоколей и емкости для демеркуризационного раствора и сбора стеклобоя. Согласно изобретению устройство снабжено бесконечным транспортером с закрепленными с интервалом держателями цоколей перерабатываемых ламп, размещенным в емкости для демеркуризацинного раствора с возможностью расположения держателей цоколей перерабатываемых ламп нижней ветви транспортера на уровне поверхности демеркуризационного раствора, валковой дробилкой кварцевых ампул, размещенной после узла для отделения колб от цоколей вертикально и сопряженной с нижней ветвью транспортера в направлении его движения, причем узел для отделения колб от цоколей выполнен в виде подпружиненного в продольном направлении стержня, размещенного с возможностью позиционного контакта с лампами на транспортере.

Благодаря тому что операция отделения колб от цоколей ведется под слоем демеркуризационного раствора, а не промежуточной жидкости - воды, отпадает необходимость обработки и регенерации последней, что существенно упрощает весь процесс. Кроме того, упрощение процесса, а также уменьшение его ресурсоемкости и количества задействованных аппаратов достигается тем, что исполнительный основной орган устройства выполнен в виде бесконечного транспортера. Это позволяет в одном емкостном элементе последовательно обрабатывать все элементы газоразрядных ламп.

Предлагаемое изобретение в части устройства поясняется схематическим чертежом, где изображена установка для демеркуризации газоразрядных ламп, вид сбоку.

Установка включает емкость 1 для демеркуризационного раствора, горизонтально установленный бесконечный (замкнутый) транспортер 2 с закрепленными на нем лампами 3 типа ДРЛ, ампулами (кварцевыми) 4 и замкнутыми электродами 5 - элементами этих ламп. Лампы закреплены в резьбовых держателях 6 цоколей перерабатываемых ламп (типа электроламповых патронов), закрепленных с интервалом на транспортере 2. Транспортер 2 размещен в емкости 1 с возможностью расположения держателей 6 цоколей перерабатываемых ламп нижней ветви транспортера на уровне поверхности демеркуризационного раствора. Сопряженно с нижней ветвью транспортера 2 вертикально установлена валковая дробилка 7 для кварцевых ампул 4. Под начальной по ходу движения транспортера частью его ленты над демеркуризационным раствором в зоне А установлен сетчатый поддон 8 для сбора лома колб. Под последующим участком в зоне Б в донной части емкости 1 установлен сетчатый поддон 9 для сбора ртутно-кварцевого лома. Узел 10 для отделения колб от цоколей установлен в начальной по направлению движения транспортера части над поверхностью демеркуризационного раствора и над поддоном 8. Узел 10 выполнен в виде подпружиненного в продольном направлении стержня (бойка), размещенного с возможностью позиционного контакта с лампами 3 на транспортере 2. Упомянутая валковая дробилка 7 кварцевых ламп размещена после узла 10 в направлении движения сопряженной ветви транспортера 2 и над зоной Б донной части емкости 1. Для автоматического приведения в действие стержня (бойка) на транспортере 2 могут быть закреплены пороговые элементы (не показаны), установленные с возможностью воздействия на пружину стержня (бойка).

Способ осуществляется в технологическом процессе, реализуемом предлагаемым устройством.

Лампы 3 типа ДРЛ или ДНАТ, подлежащие демеркуризации, подают на операцию отделения колб от цоколей, для чего их цоколями закрепляют в держателях 3 транспортера 2. Транспортер 2 при движении по направлению, указанному стрелкой, подает лампы под узел 10 отделения колб ламп от цоколей, который производит это отделение разрушением колб. Разрушение происходит в среде демеркуризационного раствора от ударного воздействия продольно подпружиненного стержня, взводимого вручную или автоматически от пороговых элементов, которые для этого могут быть закреплены на транспортере 2. Полученный лом колб концентрируют в сетчатом поддоне 8. Затем осуществляют введение кварцевых ампул, оставшихся на цоколях ламп, в валковую дробилку 7 и дробление ампул также под слоем демеркуризационного раствора. Образовавшийся ртутно-кварцевый лом накапливают в сетчатом поддоне 9. Оставшиеся на цоколях ламп такие мелкие элементы, как электроды (нити накаливания), срезают и накапливают вместе с ртутно-кварцевым ломом.

Изобретение относится к переработке отработанных газоразрядных ртутьсодержащих ламп. В предложенном способе, включающем отделение колб от цоколей и извлечение ртути, согласно изобретению отделение колб от цоколей осуществляют разрушением колб под слоем демеркуризационного раствора, полученный лом от колб концентрируют, осуществляют введение кварцевых ампул в валковую дробилку, их дробление под слоем демеркуризационного раствора и накопление полученного ртутно-кварцевого лома, срезание оставшихся на цоколях электродов, объединение лома от колб с ртутно-кварцевым ломом и направление их на извлечение ртути. Предложенное устройство, содержащее узел для отделения колб от цоколей и емкости для демеркуризационного раствора и сбора стеклобоя, согласно изобретению снабжено бесконечным транспортером с закрепленными с интервалом держателями цоколей перерабатываемых ламп, размещенным в емкости для демеркуризационного раствора с возможностью расположения держателей цоколей перерабатываемых ламп нижней ветви транспортера на уровне поверхности демеркуризационного раствора, валковой дробилкой кварцевых ламп, размещенной после узла для отделения колб от цоколей вертикально и сопряженной с нижней ветвью транспортера в направлении его движения, причем узел для отделения колб от цоколей выполнен в виде подпружиненного в продольном направлении стержня, размещенного с возможностью позиционного контакта с лампами на транспортере. Обеспечивается токсическая и электрическая безопасность процесса. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ демеркуризации газоразрядных ламп, содержащих колбы, цоколи, кварцевые ампулы с электродами, включающий отделение колб от цоколей и извлечение ртути, отличающийся тем, что отделение колб от цоколей осуществляют разрушением колб под слоем демеркуризационного раствора, полученный лом от колб концентрируют, осуществляют введение кварцевых ампул в валковую дробилку, их дробление под слоем демеркуризационного раствора и накопление полученного ртутно-кварцевого лома, срезание оставшихся на цоколях электродов, объединение лома от колб с ртутно-кварцевым ломом и направление их на извлечение ртути. 2. Устройство для демеркуризации газоразрядных ламп, содержащее узел для отделения колб от цоколей и емкости для демеркуризационного раствора и сбора стеклобоя, отличающееся тем, что оно снабжено бесконечным транспортером с закрепленными с интервалом держателями цоколей перерабатываемых ламп, размещенным в емкости для демеркуризационного раствора с возможностью расположения держателей цоколей перерабатываемых ламп нижней ветви транспортера на уровне поверхности демеркуризационного раствора, валковой дробилкой кварцевых ламп, размещенной после узла для отделения колб от цоколей вертикально и сопряженной с нижней ветвью транспортера в направлении его движения, причем узел для отделения колб от цоколей выполнен в виде подпружиненного в продольном направлении стержня, размещенного с возможностью позиционного контакта с лампами на транспортере.