Способ переработки отработанных и бракованных люминисцентных ламп и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к переработке отработанных и бракованных люминесцентных ламп с выделением ценных компонентов Отработанные и бракованные люминесцентные лампы поступают перед обжигом в камеру обрезки, где с помощью ножниц, выполненных из раскаленных нихромовых проволок, производят обрезку цоколей от колб при минусовой температуре После обрезки отдельно подвергают термообработке стеклянные колбы и отдельно - цоколь и битые пампы, с одновременным перемешиванием материала, при этом температуру нагрева цоколей и битых лам постепенно повышают до 640 - 660°С до постадийного выделения шпзма, олова, свинца, алюминия, тяжелых металлов . Собранные тяжелые металлы подвергают Магнитной сепарации с получением магнитной и 2 немагнитной фракций При термообработке происходит перевод ртути в парообразное состояние, улавливание ртутных паров и удаление их в виде концентрированного промпродукта а также улавливание и удаление технологических г азов в конденсационной системе при этом технологические газы с парами ртути проходят через двухстадийную конденсацию Устройство для осуществления способа состоит из загрузочного устройства, камеры обрезки , ножниц из раскаленных нихромовых проволок, течки, соединяющей камеру обрезки с печью обжига цоколей и битых ламп, в печи имеется течка дпя битых ламп, шлюзовой камеры, соединяющей камеру обрезки с печыо обжига стеклянных колб, шлюзовой камеры остывания, транспортирующего устройства течки для вытекания люминифора, тары для люминифора. шиберов для отсекания камеры обрезки и печи обжиг а колб, установленных в камере обрезки решетки и перемешивающего устройства , тары для олова, свинца, алюминия шлама, тяжелых металлов, воздуховодов для отведения горячих газов от печей в дожигатель, конденсационной системы, состоящей из двух конденсаторов с течками для ртути, трех адсорберов, дымососа, компенсаторов, установленных на воздуховодах и газоводах магнитного сепаратора с тарой дпя магнитной фракции и тарой для немагнитной фракции 2с и2зпф-лы, 2 ил чо С

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5049965/02 (22) 29.06.92 (46) 30.11.93 Бюл. ¹ 43-44 (71) Череповецкий металлургический комбинат им.50-летия СССР (72) Ирютин АИ.; Архипов НЯ.; Самойлов В.И. (73) Череповецкий металлургический комбинат им.50-.летия СССР (54} СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННЫХ

И БРАКОВАННЫХ ЛЮМИНИСЦЕНТНЫХ

ЛАМП И УСТРОЙСТВО Для ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к переработке отработанных и бракованных люминесцентных ламп с выделением ценных компонентов. Отработанные и бракованные люминесцентные лампы поступают перед обжигом в камеру обрезки, где с помощью ножниц, выполненных иэ раскаленных нихромовых проволок производят обрезку цоколей от колб при минусовой температуре. После обрезки отдельно подвергают термообработке стеклянные колбы и отдельно — цоколь и битые лампы, с одновремен— ным перемешиванием материала, при этом температуру нагрева цоколей и битых лам постепенно повышают до 640 — 660 С до постадийного выделения шлама, олова, свинца, алюминия, тяжелых металлов. Собранные тяжелые металлы подвергают магнитной сепарации с получением магнитной и (в) RU (и) 20037О9 С1 (61) 6 С 12 Н Щ C n a n &0 немагнитной фракций При термосбработке проис— ходит перевод ртути в парообразное состояние. улавливание ртутных паров и удаление их в виде концентрированного прол продукта, а также улавливание и удаление технологических газов в конденсационной системе, при этом технологические газы с парами ртути прсходят через двухстадийную кон— денсацию. Устройство для осуществления способа состоит иэ загрузочного устройства, камеры обрезки, ножниц из раскаленных нихромовых проволок течки, соединяющей камеру обрезки с печью обжига цоколей и битых ламп, в печи имеется течка дпя битых ламп, шлюзовой камеры соединяющей камеру обрезки с печыс обжига стеклянных колб, шлю— зовой камеры остывгния, транспортирующего уст— ройства, течки для вытекания л сминифсра, тары для люминифора, шиберов для отсекания камеры обрезки и печи обжига колб, установленных в камере обрезки решетки и перемешива.сщего устройства, тары для олова, свинца, алюминия, шлама, тяжелых металлов, воздуховодов для отведения горячих газов от печей в дожигатель, конденсационной системы. состоящей иэ двух конденсаторов с течками для ртути, трех адсорберов. дымососа, компенсаторов. установленных на воздухсводах и гаэоводах магнитного сепаратора с тарой дпя магнитной фракции и тарой для немагнитной фракции.

2 с. и Z з.п.ф — пы, 2 ип.

2003 09 использования.

Поставлен> э» цель достигается тем, что в способе переработки отработанных и бракованных люминесцентных ламп, BKnioча>ощем разделение ламп, термооб- .> работку, >лагн><тную се»арэци>о, перевод ртути в парообразное состоя><ие, улавливание ртутнь>х пэров и удаление их в виде концентрированно>о промпродукта, улавливa><è<3 и удаление технологического газа в

Изобретение относится к обогащению мз гериллов. а I<>3a>

Известны способ и установка утилиза>и;< ламп, содержащих соединения ртути.

Устано",I;a предназначена для измельчения ламп методом дробления. По мере заполнения измельченными лампами контейнер или захороняют В специально оборудованных местах, или отправля>от на предприягия. где производят извлечение ртути (!4нформационный листок о научно-техничес ком достижении М 90-7. УДК

621.387.222.2.002.8. Серия Р 87.53. 13., P

4 .>,51,33 >.

Недостатки данного способа и установки для его осу>цествления — неэффективность, >лэлэя производительность, невозмо>кность изв <ечения це><ных ко>лпо><ентов и их повторIки Отрэботаннь>х и бракованных люми <есцентных ламп, выбранные в качестве прототипа вкл>очающие дробление ламп, 3ер><ообрэбогку, В процессе которой удалях;т р>угь, с>3инцово-оловянный припой. и производится разьединение LUTblpbKoB u

В><одов. После производят азросепарацию м=>To>oulanа В вертикальном и горизонтальlрэкций, последующим грохочением тяжелой фракции, дробление ее и магнитной сепарации надрешетного продукта, грохо«ение легкой фракции с последу>ощей электросепэрацией подрешетного продукта

С ПОЛУЧЕ><ИЕМ ПРОВОДЯЩай И НЕПРОВОДЯЩЕЙ фракций и грохочение проводящей фракции (э, с. СССР N. 1 127667, кл. В 03 С 1 /001, 7/00, 1986}.

Недостатки известного способа и устройства заключаются в том, что они не обеспечивают эффективного извлечения ценных компонентов и их повторного использования, недостатками являются сложность технологии и оборудования, недостаточная производительность, 11ель изобретения — повышение эффектив><ости извлечения ценных компонентов. их качества и 003мОжнОсти поВторного их

50 конденсационной системе. согласно изобретени>о гначалэ перед термообрабаткой ламп осуществляют обрезку цоколей при минусовой температуре. после обрезки отдельно проводят термообрэботку стеклянных колб, а затем отдельно термообработку цоколей и битых ламп с одновременным перемешиванием материала, при этом температуру нагрева цоколей и битых ламп постепенно повышают до 640-660 С для постадийного выделения шлама, олова, свинца, an >оми ния, тяжелых металлов.

Полученные тяжелые металлы после этого

ПОДВЕРГаЮт МагНИтНОй СЕПаРВЦИИ С ПОЛУЧЕнием магнитной и немагнитной фракций.

После улавливания технологические газы и пары ртути проходят через двустадийную конденсаци>о.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для переработки отработанных и бракованных люминесцентных ламп, содержащем загрузочное устройство, две печи обжига, транспортирующие устройстВа с контейнерами, ды>лосос-вентилятор, конденсэционные системы. состоящие иэ конденсаторов и адсорберов, магнитный сепаратор, фильтр с до>кигателем для очистки технологического газа от углеродсодержащих примесей, воздуховоды, приводы вращения и перемещения, согласно изобретению, добавляется камера обрезки цоколей у целых ламп, две шлюзовые камеры, одна из которых связывает камеру обрезки и печь обжига стеклянных колб, а вторая установлена после печи обжига стеклянных колб, при этом камера обрезки снабжена ножницами, выполненными в виде двух натянутых раскаленных нихромовых проволок, а печь обжига стеклянных колб снабжена направляющими, установленными под углом 15

20 для возможности стекания люминофора из колб. Через камеру обрезки, печь обжига стеклянных колб и обе шлюзовые камеры проходит транспортирующее устройство, передвигающееся со скоростью 50-60 мм/с, камера обрезки при этом соединена также со второй печью обжига, в которой нагревают поступающие из камеры через течку цоколи, отрезанные от колб, и стеклобой, поступающий в печь через дополнительную течку. Во второй печи обжига установлены решетка и перемешивающее устройство.

Способ осуществля>от следующим образом.

Отработанные и бракованные лампы подают в камеру обрезки цоколей. Темг>ература в камере поддерживается в момент обрезки (-5)+10) C. С помощью ножниц, представляющих собой рэскэленнь>е нихро2003709 женного способа состоит из загрузочного 55 устройства 1, выполненного в виде специального контейнера камеры 2 обрезки, где поддерживается температура (-3)-(-5) С, в камере установлены ножницы 3 для обреэания цоколей от колб, выг1олненные иэ двух мовые проволоки. срезают цоколи с ламп.

Так как проволоки раскалены, То при охлаждении обрезка происходит легко. Температура в камере около -3, -5 С является наиболее оптимальной; экспериментально выбранная, т.к, если температура будет ниже-больше затрат для выполнения процесса с тем же аффектом, Минусовая температура обеспечивает также стопроцентную очистку составляющих компонентов люминесцентных ламп от ртути. т.к, при охлаждении пары ртути превращаются в твердые капли, которые легко удаляются из камеры.

После отделения цоколей и стеклянных колб друг от друга они раздельно подаются: цоколи в камеру нагрева, а колбы в печь отжига, в которых нагревают колбы до 640660 С и происходит выделение и удаление паров ртути на дожигание и конденсацию.

B печи отжига контейнер с колбами кантуется на 15-20 для возможности стекания люминофора. После термообработки люминофор удаляется в специальную тару, а колбы в контейнерах поступают на склад и могут быть использованы для повторного применения. Одновременно с отжигом стеклянных колб проводят отжиг цоколей и стеклобоя в специальной печи, После загрузки камеры печи начинается повышение температуры и одновременно материал перемешивают.

При постепенном повышении температуры происходит постадийное выделение олова. свинца, алюминия, шлама и тяжелых металлов, которые собираются в отдельные тары. Тяжелые металлы подвергают после этого магнитной сепарации, происходит разделение его на магнитную и немагнитную фракции, которые также собираются отдельно, Полученные металлы могут быть повторно использованы.

Газы, образовавшиеся от отжига цоколей и колб, и пары ртути проходят через двустадийную конденсацию, что позволяет лучше очистить газы и собрать ртуть в специальную тару. А газы после конденсации очищают как минимум в 3-х арсорберах.

Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволило установить соответствие их критерию "Новизна".

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого процесса; на фиг. 2 — схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство для осуществления предло10

50 натянутых раскаленных нихромовых проволок, закрепленных в камере с возможностью прохождения их через контейнер с лампами. Камера обрезки через течку 4 соединена с печью 5 обжига цоколей и битых люминесцентных ламп 5, битые лампы поступают в печь через течку 6. Камера обрезки через шлюзовую камеру 7 соединяется с печью обжига стеклянных колб 8, эа печью установлена вторая шлюзовая камера 9. Через камеру 2 и печь 8 и шлюзовые камеры 7 и 9 проходит транспортирующее устройство

10. Печь 8 снабжена течкой для стекания люминофора 11, тарой 12 для люминофора.

Для отсекания печей 5 и 8 от течек имеются шиберы 13. Печь 5 для обжига цоколей и стеклобоя снабжена решеткой 14, перемешивающим устройством 15, тарами 16-20 для разделенных цветных металлов.

В устройство входят воздуховоды 21 для отведения горячих газов от печей в фильтрдожигатель 22, конденсационная система, состоящая иэ двух конденсаторов 23 с тарами 24 для ртути, трех арсорберов 25, дымососа-вентилятора 26. Н а воздуховодах (гаэоводах) установлены компенсаторы 27.

В устройство также входит ма гнитный сепаратор 28 с тарой 29 для магнитной фракции и тарой 30 для немагнитной фракции, Устройство для осуществления способа переработки отработанных всех видов люминесцентных ламп работает следу:,ощим образом.

Перед началом работы включается дыМос0с вентилятор 26 для осуществления Bblтя>кки газов иэ камеры обрезки цоколей и печей. Открываются шиберы 13 печек. Загружается контейнер (1) целыми лампами и через проем камеры 2 при помощи транспортирующего устройства 10 контейнер подается в камеру 2 обрезки цоколей, в которой поддерживается температура (-3)-(-5) С, Во избежание проникновения паров ртути из камеры обрезки цоколей последняя оборудована гермодверями и шлюзовой камерой 7 перед печью обжига колб. Ножницы

3 представляют собой горизонтальную пластину, прикрепленную к стенам камеры, а к ней крепятся две вертикальные пластины, к которым прикреплены в нескольких . точках на изоляторах нихромовые провоIloKl1, к которым через трансформатор подводится напряжение, обеспечивающее накал проволоки, и при прикосновении охлажденного стекла к раскаленной проволоке происходит обрезка цоколя от колбы ламп. Скорость перемещения контейнера

50-60 мм!с. Контейнер (1) под целые лампы выполнен так, чтобы можно было уклады2003709 вать лампы любых размеров и при перемещении по камере обрезки цоколей ножницы свободно должны проходить через контейнер. Ножницы служат для обрезки любых ламп, т,к. одна сторона закреплена постоянно, а вторую возможно переместить на заданный размер ламп, После обрезки цоколей от колб контейнер при помощи устройства 10 помещается в печь 8 для ртжига целых колб, в печи направляющие механизма передвижения выполнены так, чтобы контейнер 1 был установлен в печи под угол 15-20 для стекания люминофора из колб s тару 12. Температура в печи обжига колб около

640-660 С, время обжига колб около 40 мин, После обжига чистые колбы перемещают в шлюзовую камеру 9.

Отрезанные цоколи из камеры 2 обрезки через течку 4 поступают в печь 5 обжига цоколей на решетку 14, на которой они перемешиваются с помощью устройства 15, т.к, при повышении температуры в печи может произойти спекание цоколей. После загрузки печь от камеры отсекается шибером

13 и начинается постепенное повышение температуры в печи обжига цоколей. Одновременно в эту печь можно загрузить битые лампы (стеклобой) через течку 6, которые также перемешиваются. Нагрев до 240 С производят за 20-.30 мин, при достижении этой температуры (температура плавления олова) начинает расплавляться олово, через ячейки решетки оно поступает в тару 16, которая через 10-15 мин убирается, Б печи происходит дальнейшее повышение температуры, при достижении 335-340 С (температура плавления свинца} начинается расплавление свинца, который стекает в тару 17, В течение дальнейших 30-45 мин температура в печи доходит до 650-660 С, при которой происходит плавление алюминия, который стекает в тару 18. В тару 19 осыпается песок и другие компоненты цоколя (т.е.

Формула изобретения

1. Способ переработки отработанных и бракованных люминисцентных ламп, включающий разделку ламп с отделением цоколей от стеклянных колб, термообработку с переводом ртути и летучих в парообразное .состояние, улавливание ртутных паров, утилизацию технологических газов в конденсационной системе и выпуск их, отличающийся тем, что разделку ламп осуществляют при температуре ниже 0 С, затем проводят раздельную термообработку цоколей с дополнительной добавкой битых ламп и термообработку стеклянных шлам). После выпуска алюминия решетка 14 открывается при помощи приспособления, вмонтированного s перемешивающее устройство, и остатки, т.е, тугаплавкие тяжелые

5 металлы, высыпают в тару 20, и затем они поступают на магнитный сепаратор 28, где они разделяются на магнитную и немагнитную фракции, поступающие соответственно в тары 29 и 30. Газы, образовавшиеся при

10 обжиге цоколей и колб, по воздуховодам 2 t вместе с парами ртути поступают в фильтрдожигатель 22, затем газы с парами ртути по трубопроводам поступают на конденсацию паров в конденсаторы 23, сначала в конден15 сатор, где поддерживается температура около+5 С, затем во второй, где температура около -15 С, т.к. при низких температурах пары ртути переходят в жидкость, что дает возможность собрать.ее в тары 24.

20 Двойная конденсация позволяет лучше очистить газа от паров ртути. Газы после конденсации очищают как минимум в трех адсорберах 25 и после этого выпускают в атмосферу с обязательным контролем газо25 анализатором на ртуть.

Отжиг цоколей. проводится в течение

100-110 мин. отжиг колб ламп в течение 40 мин, весь процесс с нагревом, охлаждением

30 и сепарацией длится 4-5 ч, После каждого цикла все оборудование обрабатывается водой с 107-ной хлорной известью, Таким образом способ позволяет пол35 учить продукты переработки — ценные компоненты и целые стеклянные колбы, повысить их качество и возможность их повторного применения. Способ замкнут и автономен, что делает его и получаемые

40 продукты экологически чистыми, т.е. снижает загрязнение окружающей среды. (56) Заявка ФРГ N 4030732. кл. А 62 0 3/00, 1990, 45 колб с одновременным перемешиванием материала, при этом при термообработке цоколей и битых ламп температуру повы50 шают до 640 - 660 С постепенно для постадииного выделения шлама, лома. свинца, алюминия и тяжелых металлов, а выделенные тяжелые металлы подвергают магнитной сепарации.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что технологические газы подвергают двухстадийной конденсации.

3, Устройство для переработки отработанных и бракованных люминесцентных ламп, содержащее загрузочное устройство, 2003709

10 две печи обжига. транспортирующие устройства с контейнерами, дымосос-вентилятор, конденсационные системы, состоящие из конденсаторов и адсорберов, магнит- 5 ный сепаратор, фильтр с дожигателем для очистки технологического газа от углеродсодержащих примесей, воэдуховоды, приводы вращения и перемещения, камеру обрезки цоколей у целых ламп с приспо- 10 соблением для обрезки цоколей, отличающееся тем, что оно снабжено двумя шлюзовыми камерами, одна из которых размещена между камерой обрезки и печью обжига стеклянных колб. а вторая 15 установлена после печи обжига стеклянных колб, приспособление для обрезки выполнено в виде двух натянутых нихромовых проволок. в печи обжига стекОпрс5сп окчы ат пюмцнесцеитнь: е лянных колб размещены направляюI !iëå, установленные под углом 15 — 20 для обес печения стекания люминофора иэ колб. камера обрезки соединена также с второй печью обжига, служащей для нагрева отрезанных цоколей, поступающих иэ камеры обрезки, и стеклобоя, поступающего в печь, выполненную с дополнительной течкой, решеткой и перемешивающим приспособлением, и через камеру обрезки, печь обжига стеклянных колб, шлюэовыв камеры пропущено дополнительное транспортирующее средство.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что конденсационная системз выполнена по крайней мере из двух конденсаторов и по крайней мере трех адсорберов.

1рпко3аняые тампа

i i 44 а в -Л. ° 4

4 з ° 4

Э 4 °

° °

4 ° 4!