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

(21) 5049965/ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННЬИ 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 из раскаленных нихромовых проволок производят обрезку цоколей от колб при минусовой температуре. После обрезки отдельно подвергают терлтообработке 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 - ббОС до постадийного выделения шлама, олова, свинца, алюминия, тяжелых металлов, Собранные тяжелые металлы подвергают магнитной сепарации с получением магнитной и немагнитной фракций При термообработке проис - ходит перевод ртути в парообразное состояние, улавливание ртутных паров и удаление их в виде концентрированного пролпродукта, а также улавливание и удаление технологических газов в конденсационной системе, при этом технологические газы с парами ртути проходят через двухстадийную кон - денсацию. Устройство для осуществления способа состоит из загрузочного устройства, камеры обрезки, ножниц из раскаленных нихромовых проволок течки, соединяющей калеру обрезки с печью обжига цоколей и битых ламп, в печи имеетсл течка дпя битых ламп, шлюзовой камеры, соединяющей камеру обрезки с печью обжига стеклянных колб, шлю - зовой каглеры остывгния, транспортирующего уст - ройства, течки дпя вытекания люминифора, тары дпя пюминифора, шиберов для отсекания камеры обрезки и печи обита колб, установленных в камере обрезки решетки и перемешива.ощего устройства, тары для олова, свинца, алюминия, шлама, тяжелых металлов, воздуховодов для отведения горячих газов от печей в дожигатель, конденсацион-,. ной системы, состоящей иэ двух конденсаторов с течками для ртути, трех адсорберов, дымососа, р компенсаторов, устагювггенных на воздуховодах и гаэоводах магнитного сепаратора с тарой дпя магнитной фракции и тарой для немагнитной фракции.2 с. и 2 з.п.ф - пы, 2 ил.использования.Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки отработанных и бракованных люминесцентных ламп, Вкгючаощем разделение ламп, термооб работку, магнитную сепарацию, перевод ртути в парообразное состояние, улавливание р 5 утных паров и удаление их в виде концентрированноо промпродукта, улавливание и удаление технологического газа в Изобреение относится к обогащению ма гериллов, а ил(енно к переработке отрабо В(ных и бракоЗанных люминесцентнъх ламп с Выделением ценных компонентов.Известны способ и установка утилизаии ламп, содержащих соединения ртути. Установка предназначена для измельчения ламп методом дробления, По мере заполнения измельченными лампами контейнер или захороняют В специально оборудованных местах, или отправляют на предприягия, где производят извлечение ртути 1 Л(Формационьй листок о научно-техничес ком достижении йг 90-7. УДК 621.387,222,2,002,8. Серия Р 87.53.1 ЗР (1.,51,33).Недостатки данного способа и установки для его Осуцествления - неэффективность, 5(лгя производительность, невозмокность иов(еени це(ных компонентов и их повтор(Гэго использования,Известен способ и установка для пере- Р,.жабоки Отработанньх и бракованных люесцетных ламп, выбранные в качестве прототипа включающие дробление ламп, 1 ерк(ообрабогку, В процессе которой удаляют ругь, свинцово-оловянный припой, и производится разьединение штырьков и (подов. После гроизводят азросепарацию .;.Териала В вертикальном и горизонтальном потоках Воздуха с получением тяжелой и легкой (ракций, последующим грохочением тяжелой Фракции, дробление ее и магнитной сепарации надрешетного продукта, грохоченис легкой Фракции с последуощей электросепарацией подрешетного продукта С ПОЛУЧЕНИЕМ ПРОВОДЯЩай И НЕПРОВОДЯЩЕй Фракций и грохочение проводящей Фракции га,с, СССР 1 Ф 1427667, кл. В 03 С 1/001, 7/ОО, 1986).Недостатки известного способа и устройства заключаются в том, что они не обеспечиваот эффективного извлечения ценных компонентов и их повторного использования, недсста тками являются сложность технологии и оборудования, недостаточная производительность,Цель изобретения - повышение эффективости извлечения ценных комгонентов.их качества и 003 мОжнОсти поВторного их 5 10 15 2025 3035 40 4550 конденсационной системе. согласно изобретенио гначалэ перед термообработкой ламп осуществляют обрезку цоколей гри л 5 инусовой температуре, после обрезки отдельно проводят термообработку стеклянных колб, а затем отдельно термообработку цоколей и битых лал 5 п с одновременным перемешиванием материала, при этом температуру нагрева цоколей и битых лал 5 п постепенно повышают до 640-660 С для постадийного выделения шлама, олова, свинца, ал оми ния, тяжелых металлов, Полученные тяжелые металлы после этого ПОДВЕРГаЮт МагНИтНОй СЕПаРВЦИИ С ПОЛУЧЕ- нием магнитной и немагнитной фракций. После улавливания технологические газы и пары ртути проходят через двустадийную конденсацию,Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для переработки отработанных и бракованных люминесцентных ламп, содержащем загрузочное устройство, две печи обжига, транспортирующие устройстВа с контейнерами, дыосос-вентилятор, конденсационные системы, состоящие иэ конденсаторов и адсорберов, магнитный сепаратор, фильтр с дожигателем 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 стеклянньх 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 шлозовые камеры проходит транспортирующее устройство, передвигающееся со скоростью 50-60 мм/с, камера обрезки при этом соединена также со второй печью обжига, в которой нагревают поступаощие 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 осуществляот следующим образом,Отработанные и бракованные лампы подают в камеру обрезки цоколей. Темгература в камере поддерживается в момент обрезки (-5)+10) С. С помощью ножниц, представляющих собой раскаленнье нихро 2003709женного способа состоит из загрузочного 55устройства 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, выг 1 олненные 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 очисткусоставляющих компонентов люминесцентных ламп от ртути, т.к, при охлаждении пары ртути превращаются в твердые капли, которые легко удаляются из камеры.После отделения цоколей и стеклянныхколб друг от друга они раздельно подаются; цоколи в камеру нагрева, а колбы в печь отжига, в которых нагревают колбы до 640- 660 С и происходит выделение и удаление паров ртути на дожигание и конденсацию, В 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 стеклобая в специальной печи, После загрузки камеры печи начинается повышение температуры и одновременно материал перемешивают.При постепенном повышении температуры происходит постадийнае 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 предло 10202530354050 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 течкай 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, перелешивающим 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 из двух конденсаторов 23 с тарами 24 для ртути, трех арсорберов 25, дымососа-вентилятора 26. На воздухаводах (гаэоводах) установлены компенсаторы 27. В устройство также входит магнитный сепаратор 28 с тарой 29 для магнитной фракции и тарой 30 для немагнитнай фракции,Устройство для осуществления способа переработки отработанных всех видов люминесцентных ламп работает следу:,ащим образом,Перед началом работы включается дымосос-вентилятор 26 для осуществления вытякки газов иэ калеры 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 стенал 1 камеры, а к ней крепятся две вертикальные пластины, к которым прикреплены в нескольких . точках на изоляторах нихроловые проволоки, 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 л 1 мс, Контейнер С 1) под целые лампы выполнен так, чтобы можно было уклады 2003709вать 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 в тару 12, Температура в печи обжига колб около 640-660 С, время обжига колб около 40 мин, После обжига чисть 1 е колбы перемещают в шлюзовую камеру 9.Отрезанные цоколи из камеры 2 обрезки через течку 4 поступают в печь 5 обжига цоколей на регцетку 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 температурьг, 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 изобретения1. 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 в перемешивающее устройство, и остатки, т.е, тугаплавкие тяжелые 5 металлы, высыпают в тару 20, и затем онипоступают 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 21вместе с парами ртути поступают в фильтрдожигатель 22, затем газы с парами ртути потрубопроводам поступают на конденсациюпаров в конденсаторы 23, сначала в конден сатор, где поддерживается температураоколо+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 газо анализатором на ртуть.Отжиг цоколей. проводится в течение100-110 мин. отжиг колб ламп в течение 40мин, весь процесс с нагревом, охлаждением30 и сепарацией длится 4-5 ч,После каждого цикла все оборудованиеобрабатывается водой с 10-ной хлорнойизвестью,Таким образом способ позволяет пол 35 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 получаемые40 продукты экологически чистыми, т.е. снижает загрязнение окружающей среды.(56) Заявка ФРГ М 4030732.кл. А 62 О 3/00, 1990,45колб с одновременным перемешиванием материала, при этом при термообработке цоколей и битых ламп температуру повышают 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,.гампл ягщфп две печи обжига. транспортирующие устройства с контейнерами, дымосос-вентилятор, конденсационные системы, состоящие из конденсаторов и адсорберов, магнит ный сепаратор, фильтр с дожигателем для очистки технологического газа от углерод- содержащих примесей, воэдуховоды, приводы вращения и перемещения, камеру обрезки цоколей у целых ламп с приспо 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 стек 0 щрп 5 сявкчье пт пюмцнесцеитнь:е 1 Мтип.лнпя 1 гтжат,п ррпо.9 )всрпануя Рлянных колб размещены направляя 1 гцие, 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,З, отличающееся тем, что конденсационная системз выполнена по крайней мере из двух конденсаторов и по крайней мере трех адсорберов.2003709 оставитель А. Агрышевехред М.Моргентал рректор М.Дем дактор С. Кулакова акаа ЗЗ Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,