專利名稱：水銀分離回收方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水銀分離回收方法及水銀分離回收裝置，特別涉及從熒光體中分離并回收熒光燈的熒光體中含有的水銀的技術(shù)。
背景技術(shù)：
通常，在處理達(dá)到壽命的熒光燈和制造過程中產(chǎn)生的不合格熒光燈等(以下簡稱“廢熒光燈”)的時(shí)候，有害物質(zhì)水銀要被回收?；厥樟说乃y在除去其中含有的雜質(zhì)等之后再使用。
目前，作為從熒光體粉末(熒光物質(zhì))中分離回收廢熒光燈中封入的水銀、特別是廢熒光燈的熒光體粉末中含有的水銀的方法，已知的有將從廢熒光燈中回收的熒光體粉末浸在溶解了活性硫磺的水溶液中、水銀變成難溶的穩(wěn)定的硫化汞化合物從而從熒光體粉末中分離回收水銀的濕式水銀分離回收方法(參見特開平10-12149號(hào)公報(bào))。
另外，作為從熒光體粉末中分離回收熒光體粉末中含有的水銀的其它方法，已知的有利用水銀是低沸點(diǎn)的金屬元素、通過加熱處理含有水銀的熒光體粉末蒸發(fā)水銀、然后冷凝蒸發(fā)的水銀蒸汽從熒光體粉末中分離回收水銀的干式水銀分離回收方法(參見特公昭53-1594號(hào)公報(bào))。
可是，一般照明用熒光燈的熒光體中多數(shù)使用稀土族熒光體。由于這種稀土族熒光體價(jià)格高，所以在處理熒光燈的時(shí)候希望能夠再利用不僅水銀而且還有分離水銀之后的熒光體粉末(以下簡稱“處理后的熒光體粉末”)。
然而，在上述現(xiàn)有的濕式水銀分離回收方法中，存在所謂部分熒光體粉末溶解于含有活性硫磺的水溶液中，熒光體的結(jié)晶構(gòu)造被破壞并發(fā)生變化，亮度等特性變差，不能再利用處理后的熒光體粉末的問題。
此外，一般來說，采用濕式水銀分離回收方法，也存在所謂與干式水銀分離回收方法相比在使用完了的水溶液等廢水處理中需要特殊設(shè)備，回收費(fèi)用高的問題。
另一方面，采用現(xiàn)有的干式使用分離回收方法，存在如下問題，即當(dāng)熒光體粉末中含有的水銀形態(tài)是金屬汞和氧化汞的時(shí)候，能夠從熒光體粉末中充分地分離回收水銀，但是由于特別是壽命終了的廢熒光燈中熒光體粉末中含有的水銀形態(tài)變成了與發(fā)射體(電子放射物質(zhì))和熒光體成分反應(yīng)的汞齊，水銀難以進(jìn)行熱分解，從熒光體粉末中不能充分地分離回收水銀。因此，雖然可以可以認(rèn)為升高加熱處理時(shí)的溫度的方法，但在這種情況下存在所謂加熱處理時(shí)的溫度太高，熒光體粉末的熱劣化顯著，結(jié)果亮度等特性變差，不能再利用處理后的熒光體粉末的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決類似上述的問題，第一目的在于提供一種水銀分離回收的方法，其不需要用于廢水處理的特殊設(shè)備，確保能夠從熒光體粉末中分離回收開始為金屬汞的所有形態(tài)的水銀，并且能夠再利用處理后的熒光體粉末；另外第二目的在于提供發(fā)揮同樣效果的水銀分離回收裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)目的，本發(fā)明的水銀分離回收方法是分離回收從熒光燈中回收的熒光體粉末中含有的水銀的方法，其特征在于包括加熱還原處理上述回收的熒光體粉末，從該熒光體粉末中汽化分離上述水銀的分離工序和冷凝并回收上述汽化的水銀的回收工序。
根據(jù)該方法，由于在還原性氣氛中進(jìn)行加熱處理，能夠?qū)晒怏w粉末中含有的金屬汞、氧化汞及與發(fā)射體和熒光體成分反應(yīng)生成的汞齊等所有形態(tài)的水銀還原并且促進(jìn)其原子化。這樣，即使在相對(duì)低的溫度下也能從熒光體粉末中確保汽化分離并回收熒光體粉末中含有的大部分水銀。另外，特別是通過在相對(duì)低的溫度下進(jìn)行水銀的汽化分離，也能夠抑制熒光體粉末的熱劣化，結(jié)果能夠防止熒光體粉末的亮度等特性變差，并能夠再利用處理后的熒光體粉末。而且，由于進(jìn)行干式處理，與濕式處理不同，不需要用于廢水處理的特殊設(shè)備。
另外，為了實(shí)現(xiàn)第二個(gè)目的，本發(fā)明是分離并回收熒光體粉末中含有的水銀的水銀分離回收裝置，特征在于備有反應(yīng)容器、上述反應(yīng)容器內(nèi)配置的其內(nèi)部加入含有水銀的熒光體粉末的蒸餾容器、加熱上述蒸餾容器的加熱裝置和冷凝并且回收通過上述加熱裝置加熱從熒光體粉末中汽化分離的反應(yīng)容器內(nèi)的水銀的水銀回收裝置，在上述蒸餾容器內(nèi)設(shè)置與該蒸餾容器的內(nèi)壁部分接觸并用于向該蒸餾容器內(nèi)的熒光體粉末傳導(dǎo)熱的熱傳導(dǎo)部件。
根據(jù)這種構(gòu)造，由于能夠均勻地加熱蒸餾容器內(nèi)的熒光體粉末，從而能夠促進(jìn)從熒光體粉末中汽化分離水銀。由此，盡管加熱裝置產(chǎn)生的加熱溫度不是那樣的高溫，也能夠?qū)⒄麴s容器中心部分的溫度上升到水銀化合物熱分解所需的溫度。另外，熒光體粉末也沒有被加熱至過度高溫，從而抑制了其熱劣化。結(jié)果，防止了熒光體粉末的亮度等特性的劣化，能夠再利用處理后的熒光體粉末。而且，由于進(jìn)行干式處理，與濕式處理不同，不需要用于廢水處理的特殊設(shè)備。


通過如下描述并結(jié)合說明本發(fā)明具體實(shí)施方案的附圖，本發(fā)明這些以及其它的目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將變得顯而易見。
附圖中圖1是實(shí)施本發(fā)明第一實(shí)施方案的水銀分離回收方法所采用的水銀分離回收裝置的局部切口剖面圖。
圖2是表示切斷熒光燈兩端部的樣子的圖。
圖3是用于說明剝離并且回收切斷的熒光燈的熒光體膜的工序圖。
圖4是表示采用第一實(shí)施方案的水銀分離回收方法的水銀回收的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表。
圖5是與比較例共同表示在實(shí)施第一實(shí)施方案的水銀分離回收方法的情況中的熒光體粉末相對(duì)亮度的測定結(jié)果的表。
圖6是表示熒光體中添加的有機(jī)還原劑的量(重量％)與加熱處理后的熒光體粉末中的殘留水銀量(％)的關(guān)系的曲線圖。
圖7A是本發(fā)明第二實(shí)施方案的水銀分離回收裝置中的蒸餾容器的外觀圖，圖7B是表示使用上述蒸餾容器時(shí)熱傳導(dǎo)路線的示意圖。
圖8是表示采用第二實(shí)施方案的水銀分離回收裝置的水銀回收的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表。
圖9是表示蒸餾容器中設(shè)置的隔開部件的其它例子的平面圖。
圖10是表示蒸餾容器中設(shè)置的隔開部件又一例子的外觀圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖同時(shí)說明本發(fā)明的實(shí)施方案。(第一實(shí)施方案)圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方案的水銀分離回收方法所采用的水銀分離回收裝置100的結(jié)構(gòu)圖。
如同一圖中所示，該水銀分離回收裝置100備有呈圓筒狀的可封閉的金屬制反應(yīng)容器1，該反應(yīng)容器1內(nèi)的底部配置的、用于裝有含水銀的熒光體粉末和有機(jī)還原劑的混合物2的圓筒狀蒸餾容器3，用于加熱該蒸餾容器3內(nèi)的混合物2并從熒光體粉末中汽化分離水銀的加熱裝置4，和用于吸收并冷凝回收反應(yīng)容器1內(nèi)的汽化水銀的水銀回收部分5。
蒸餾容器3是不銹鋼制的，可以從反應(yīng)容器1的底部1a裝卸。此外，分別在反應(yīng)容器1的下部側(cè)面連接用于送入氮?dú)夂涂諝獾葰怏w的管路6，在反應(yīng)容器1的上部側(cè)面連接用于向水銀回收部分5排出反應(yīng)容器1內(nèi)的氣體的管路7。
加熱裝置4備有例如在反應(yīng)容器1的外面周圍配置的線圈狀加熱器41和向其供電的電源電路42。反應(yīng)容器1內(nèi)設(shè)置有熱電偶等溫度傳感器(未圖示)，基于該溫度傳感器的測量值電源電路42控制向加熱器41通電，將混合物2加熱到給定的溫度同時(shí)保持反應(yīng)容器1內(nèi)的氣氛溫度為一定。
水銀回收部分5具有用于冷凝汽化水銀的水銀冷凝部分8，吸入反應(yīng)容器1內(nèi)的汽化水銀并送至上述水銀冷凝部分8的吸入泵9和回收并且儲(chǔ)存冷凝的水銀水銀的容器10。
吸入泵9使用例如旋轉(zhuǎn)式泵。另外，水銀冷凝部分8在該實(shí)施方案中使用水冷式方法，通過未圖示的泵在內(nèi)部金屬制管8a中循環(huán)冷卻水，由此將水銀蒸汽冷卻至大約0℃并進(jìn)行收集。冷凝的水銀經(jīng)過管8b回收至水銀容器10內(nèi)。
下面說明從廢熒光燈中回收熒光體粉末、使用上述分離回收裝置100從該熒光體粉末中分離回收水銀的方法。
首先，如圖2所示，切除包含內(nèi)部封入水銀的廢熒光燈13的燈座131的兩端部。
然后，如圖3所示，在切除兩端部的廢熒光燈13的燈管12的一側(cè)開口端部插入空氣噴嘴14，同時(shí)在燈管12的另一開口端部安裝吸入機(jī)15。然后從空氣噴嘴14向燈管12里面吹入給定壓力的空氣，剝離熒光體膜11。剝離的熒光體膜11變?yōu)榉勰钔ㄟ^吸入機(jī)15被吸入。該吸入機(jī)15由內(nèi)部備有高密度過濾器15a的筐體15b和使筐體15b的內(nèi)部成負(fù)壓的吸入泵15c組成，通過來自空氣噴嘴14的氣流剝離并吸收在筐體15b內(nèi)的熒光體粉末經(jīng)過濾器15a過濾，慢慢落下，被回收到筐體15b下方配置的蒸餾容器3中。
然后，在蒸餾容器3內(nèi)加入構(gòu)成元素由碳、氧和氫組成的對(duì)熒光體粉末是惰性的有機(jī)還原劑的水溶液，攪拌該水溶液和回收的熒光體粉末并充分混合，制得混合溶液(圖1中的混合物2)。之所以將有機(jī)還原劑溶解在例如水中制成水溶液并加入到熒光體粉末中，是為了均勻混合熒光體粉末和有機(jī)還原劑，使得熒光體粉末全部均勻地發(fā)生水銀原子化。由于如上所述水銀一旦被原子化，其沸點(diǎn)就變低，因此就可以通過比較低溫度的加熱來汽化分離水銀。
作為上述有機(jī)還原劑的構(gòu)成元素，除了碳、氧和氫之外也可以含有對(duì)熒光體粉末惰性的例如氮等。此外，作為有機(jī)還原劑，優(yōu)選選自抗壞血酸、草酸、甲酸、馬來酸、檸檬酸、丙二酸、硬脂酸、鄰苯二甲酸、酒石酸、琥珀酸和氨基磺酸中至少一種。
其次，如圖1所示，在反應(yīng)容器1內(nèi)配置加入熒光體粉末和有機(jī)還原劑的混合物2的蒸餾容器3之后，在加熱裝置4的加熱器41中通電并通過反應(yīng)容器1加熱蒸餾容器3內(nèi)的混合物2，干式加熱還原處理回收的熒光體粉末。
通過該處理，熒光體粉末中含有的金屬汞、氧化汞和與放射體和熒光體粉末反應(yīng)生成的汞齊等所有形態(tài)的水銀通過還原劑的分解產(chǎn)物一氧化碳、甲烷、氫發(fā)生還原為0價(jià)的原子化反應(yīng)，從熒光體粉末中汽化分離水銀。這時(shí)，反應(yīng)容器1內(nèi)也可以是大氣壓，但為了防止熒光體粉末的熱氧化，優(yōu)選通過吸入泵9減壓(例如20000Pa)。另外，反應(yīng)容器1內(nèi)也可以是空氣氣氛，但為了進(jìn)一步防止熒光體粉末的熱氧化，優(yōu)選氮?dú)鈿夥?。在這種情況下，管路6通過減壓閥等與氮?dú)馄窟B接。
另外，混合物2的加熱溫度，至少被設(shè)定在熒光體粉末中含有的所有形態(tài)的水銀可熱分解的最低限溫度以上。例如，熒光體粉末中含有的水銀形態(tài)僅由金屬汞和氧化汞構(gòu)成的情況下，加熱溫度被設(shè)定在最低限450℃以上。而在含有汞齊的情況下，加熱到大約600℃左右。
反應(yīng)容器1內(nèi)汽化的水銀通過由吸入泵9產(chǎn)生的吸引力經(jīng)過管路7被送入水銀冷凝部分8并冷凝，其滴落至下方并儲(chǔ)存在水銀容器10內(nèi)。
通過吸入泵9吸入的水銀以外的氣體例如還原劑的分解產(chǎn)物等通過管路16向外排出。這里，由于生成的氣體大部分是二氧化碳和水蒸氣，因此即使直接放出至大氣中，也不會(huì)存在特別的問題，就不需要用于處理它的特殊設(shè)備。
另外，水銀容器10內(nèi)儲(chǔ)存的水銀，通過專門技術(shù)人員精制，除去混入的雜質(zhì)再使用。
另一方面，蒸餾容器3內(nèi)殘留的熒光體粉末，在為了除去在剝離燈管12里面形成的熒光體膜11時(shí)候混入的玻璃片等設(shè)置篩網(wǎng)(未圖示)之后，還有為了除去微量的雜質(zhì)，通過公知的風(fēng)力分球裝置(未圖示)進(jìn)行分離，完全除去雜質(zhì)。除去雜質(zhì)的熒光體粉末洗凈、干燥之后再使用。
如上所述在從熒光體粉末中分離回收具有內(nèi)部封入水銀而且里面形成由熒光體粉末構(gòu)成的熒光體膜11的燈管12的熒光燈13的熒光體粉末中含有的水銀的方法中，通過切斷燈管12，剝離燈管12里面形成的熒光體膜11并且回收含有水銀的熒光體粉末之后，干式加熱還原處理回收的熒光體粉末，從回收的熒光體粉末中氣化分離水銀，然后使用冷凝并且回收汽化的上述水銀的方法，通過上述方法，由于熒光體粉末中含有的金屬汞、氧化汞和與放射體和熒光體成分反應(yīng)生成的汞齊等所有形態(tài)的水銀通過還原劑發(fā)生還原為0價(jià)的原子化反應(yīng)，因此能夠從熒光體粉末中確實(shí)而且在比較低的溫度下汽化分離熒光體粉末中含有的大部分水銀。特別是，通過還原劑的作用在比較低的溫度下從熒光體粉末中汽化分離水銀，由此能夠抑制對(duì)熒光體粉末的熱劣化，可以防止熒光體粉末的亮度等特性劣化。
因而，可以再利用目前無法廢棄處理的處理后的熒光體粉末，變得非常經(jīng)濟(jì)。而且，由于進(jìn)行干式處理，與濕式處理不同，也不需要用于廢水處理的特殊設(shè)備。
此外，特別是通過作為還原劑使用構(gòu)成元素由碳、氧和氫組成的有機(jī)還原劑，由于還原劑的分解產(chǎn)物僅僅是不與熒光體粉末反應(yīng)的一氧化碳、甲烷和氫等，因此能夠防止分解產(chǎn)物殘留在熒光體粉末內(nèi)。
實(shí)驗(yàn)例下面針對(duì)確定第一實(shí)施方案中水銀分離回收方法效果的實(shí)驗(yàn)例加以說明。
首先，從壽命終了的額定功率為40W的直管形廢熒光燈13中回收熒光體粉末。該廢熒光燈13中使用的熒光體是由紅色熒光體Y2O3∶Eu、藍(lán)色熒光體(SrCaBa)5(PO4)3Cl∶Eu、綠色熒光體LaPO4∶Tb，Ce組成的稀土類熒光體。
回收的熒光體粉末，即分離水銀前的熒光體粉末(下面簡稱“處理前的熒光體粉末”)中含有的水銀量為每2g熒光體粉末含2800μg。
將處理前的熒光體粉末混合到溶解草酸的水溶液中，比例為相對(duì)2g熒光體粉末草酸為0.4g(20重量％)，制得混合物A(實(shí)施例1)。
另外，將處理前的熒光體粉末混合到溶解抗壞血酸的水溶液中，比例為相對(duì)2g熒光體粉末抗壞血酸為0.4g(20重量％)，制得混合物B(實(shí)施例2)。
將混合物A和混合物B分別加入到另一個(gè)蒸餾容器3中，在加熱溫度為60℃、加熱時(shí)間為30分鐘、大氣壓下而且空氣氣氛的條件下使用上述該實(shí)施方案的水銀分離回收方法，從由廢熒光燈中回收的熒光體粉末中分離回收水銀，針對(duì)處理后的熒光體粉末中含有的水銀量相對(duì)處理前的熒光體粉末中含有的水銀量的殘留率(％)進(jìn)行研究，得到如圖4的表1中所示的結(jié)果。
此外，為了比較，作為比較例1，在回收的熒光體粉末中不作任何添加，直接以粉末狀態(tài)加入到蒸餾容器3中，在與實(shí)施例1和實(shí)施例2相同的條件下分離回收水銀，針對(duì)處理后的熒光體粉末中含有的水銀量相對(duì)處理前的熒光體粉末中含有的水銀量的殘留率(％)進(jìn)行研究。此外，作為比較例2，在回收的熒光體粉末中不作任何添加，直接以粉末狀態(tài)加入到蒸餾容器3中，除了加熱溫度為800℃之外在與實(shí)施例1和實(shí)施例2相同的條件下分離回收水銀，針對(duì)處理后的熒光體粉末中含有的水銀量相對(duì)處理前的熒光體粉末中含有的水銀量的殘留率(％)進(jìn)行研究。關(guān)于比較例1和比較例2的結(jié)果分別在表1中表示。
還有，水銀殘留率(％)的測定，是通過將分離水銀后的熒光體粉末溶解在王水中后，通過還原汽化原子吸光分析測定溶液中的水銀量。此外，在各實(shí)施例和各比較例中，流入反應(yīng)容器1內(nèi)的空氣的流量是2l/min。
從表1中明顯看出，實(shí)施例1中水銀的殘留率是0.12％，實(shí)施例2中水銀的殘留率是0.14％，比較例2中水銀的殘留率是0.12％。另一方面，比較例1中水銀的殘留率是0.30％。
比較例1的水銀殘留率之所以比實(shí)施例1、實(shí)施例2和比較例2的水銀殘留率高，可以認(rèn)為是因?yàn)榧訜崞?1產(chǎn)生的加熱溫度為600℃時(shí)蒸餾容器3內(nèi)部的熒光體粉末的溫度不能夠達(dá)到600℃，由與由此難以熱分解的放射體和熒光體成分反應(yīng)生成的汞齊形態(tài)組成的水銀殘留在熒光體粉末中。
與此相反，比較例2的情況與比較例1的情況不一樣，可以認(rèn)為是由于熒光體粉末的加熱溫度為800℃，因此由與在加熱溫度為600℃下難以熱分解的放射體和熒光體成分反應(yīng)的汞齊組成的形態(tài)的水銀也會(huì)熱分解。此外，還可認(rèn)為是由于在實(shí)施例1和實(shí)施例2的情況下，加熱器41產(chǎn)生的加熱溫度為600℃，可是由于是在還原氣氛中進(jìn)行處理，因此促進(jìn)了含有與放射體和熒光體成分反應(yīng)的汞齊的所有形態(tài)的水銀的汽化。
另外，特別是在實(shí)施例1、實(shí)施例2和比較例2中，針對(duì)以處理前熒光體粉末的亮度為100％的處理后的熒光體粉末的相對(duì)亮度(％)進(jìn)行研究。得到如圖5表2中所示的結(jié)果。
從該表2中明顯看出，在實(shí)施例1和實(shí)施例2中，相對(duì)亮度為90％，與此相對(duì)，在比較例2中相對(duì)亮度為75％。這可被認(rèn)為是由于實(shí)施例1中加熱器41產(chǎn)生的加熱溫度為600℃的相對(duì)低溫，可減小熒光體粉末的熱劣化。另一方面，是由于在比較例2中，熒光體粉末的加熱溫度為800℃的高溫，熒光體粉末發(fā)生熱劣化。
在上述實(shí)施例1和實(shí)施例2中，能夠大體上確保從熒光體粉末中分離回收開始為金屬汞的所有形態(tài)的水銀。而且還可確定能夠抑制熒光體粉末的熱劣化，并可以再利用處理后的熒光體粉末。
還有，在上述實(shí)施例1、2中，雖然以相對(duì)熒光體粉末分別為20重量％的比例加入抗壞血酸或草酸，但加入的有機(jī)還原劑的比例并不限于該值。
圖6是表示對(duì)分別對(duì)于抗壞血酸和草酸在熒光體粉末中加入的量與分離處理后的熒光體粉末中殘留的水銀的量的關(guān)系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的曲線圖。橫軸表示熒光體粉末中添加的有機(jī)還原劑的量(重量％)，縱軸以分離處理后的熒光體粉末中殘留的水銀量相對(duì)分離前的水銀量的百分?jǐn)?shù)表示。
如同一曲線圖中所示，抗壞血酸和草酸的量均不足10重量％時(shí)，還不能說殘留水銀量有那么少，但如果在10重量％以上則極度減少，10-20重量％時(shí)則緩慢減少，如果超過20重量％時(shí)殘留水銀量幾乎沒有變化。
根據(jù)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以說有機(jī)還原劑的量相對(duì)熒光體粉末為10重量％以上是希望的。另一方面，該有機(jī)還原劑過多時(shí)不發(fā)揮還原作用，由于熒光體粉末中殘留物質(zhì)的影響，該熒光體粉末變?yōu)楹稚?，通過實(shí)驗(yàn)判定是否妨礙再使用。也就是說，即使有機(jī)還原劑添加過量，也僅僅是沒有促進(jìn)水銀汽化分離的效果，但由于改變了熒光體的顏色，因此顯然沒有必要添加超過殘留水銀量幾乎沒有變化的20重量％。還有，在20重量％時(shí)看不到著色。
如上所述，添加的有機(jī)還原劑的量相對(duì)熒光體粉末應(yīng)為重量百分比10％以上、20％以下。
還有，上述實(shí)施方案中描述了作為有機(jī)還原劑使用草酸或抗壞血酸的情況，但是在使用選自除此之外的甲酸、馬來酸、檸檬酸、丙二酸、硬脂酸、鄰苯二甲酸、酒石酸、琥珀酸和氨基磺酸中至少一種有機(jī)還原劑的情況下也能夠獲得與上述大體上同樣的效果。(第2實(shí)施方案)下面針對(duì)關(guān)于本發(fā)明第2實(shí)施方案的水銀分離回收裝置進(jìn)行描述。由于該水銀分離回收裝置除了在蒸餾容器3內(nèi)設(shè)置由熱傳導(dǎo)性材料構(gòu)成的間隔部件17之外，與上述第1實(shí)施方案中水銀分離回收方法所用的水銀分離回收裝置100(圖1)具有同樣的構(gòu)造，下面僅對(duì)蒸餾容器3進(jìn)行描述。
圖7A是表示一例第2實(shí)施方案中蒸餾容器3的斜視圖。如同一圖中所示，在蒸餾容器3內(nèi)以大致同心圓狀設(shè)置由直徑不同的3個(gè)不銹鋼制圓筒部件組成的間隔部件17。圖7B是反應(yīng)容器1內(nèi)蒸餾容器3內(nèi)的熒光體粉末20中熱傳導(dǎo)情況的示意圖，實(shí)際上蒸餾容器3等以中央斷面圖表示。
圖7B中的箭頭粗略地表示熱的傳導(dǎo)路線，如同一圖中所示，由加熱器41向反應(yīng)容器1所加的熱量也可以經(jīng)過特別是反應(yīng)容器1的底部1a、蒸餾容器3的底部和間隔部件17直接加到熒光體粉末20內(nèi)部，另外，由于從反應(yīng)容器1內(nèi)側(cè)面放出的熱量容易經(jīng)過間隔部件17傳導(dǎo)到熒光體粉末，可以在大約均勻的溫度下加熱全部熒光體粉末20。
使用備有設(shè)置上述間隔部件17的蒸餾容器3的水銀分離回收裝置(實(shí)施例4)，不將有機(jī)還原劑混合到熒光體粉末中，在與單加熱處理的比較例1相同的條件下，針對(duì)處理后的熒光體粉末的水銀殘留量(mg/l)進(jìn)行研究，得到如表3中所示的結(jié)果。
還有，水銀殘留量基于環(huán)境廳告示第13號(hào)的溶出試驗(yàn)法計(jì)算。此外，為了比較，在表3中同時(shí)表示基于上述溶出試驗(yàn)法計(jì)算的第1實(shí)施方案中圖4的表1中表示的實(shí)施例1和比較例1的水銀殘留量。
從表3中明顯看出，在本發(fā)明實(shí)施例4中，水銀殘留量與實(shí)施例1的水銀殘留量相同均不足0.0005mg/l。另一方面，比較例1中水銀殘留量為0.0020mg/l。不將有機(jī)還原劑混合到熒光體粉末中，即沒有加熱還原處理的單加熱處理的實(shí)施例4的水銀殘留量與進(jìn)行加熱還原處理的實(shí)施例1的水銀殘留量之所以相同，可以認(rèn)為是因?yàn)橥ㄟ^上述蒸餾容器3內(nèi)設(shè)置的熱傳導(dǎo)性間隔部件17均勻加熱熒光體粉末，促進(jìn)了水銀從熒光體粉末中汽化。
上述該實(shí)施方案中，在目前的水銀分離回收裝置中，具有在反應(yīng)容器1內(nèi)設(shè)置間隔部件這樣極其簡單的構(gòu)造，又同時(shí)均勻加熱熒光體粉末，能夠促進(jìn)水銀從熒光體粉末中汽化，確實(shí)能夠在而且比較低的溫度下從熒光體粉末中汽化分離熒光體粉末中含有的大部分水銀。
此外，通過如上所述在比較低的溫度下從熒光體粉末中汽化分離水銀，能夠抑制對(duì)熒光體粉末的熱劣化。因而，能夠防止熒光體粉末的亮度等特性劣化，可以再使用處理后的熒光體粉末。而且，為了進(jìn)行干式處理，與濕式處理不一樣，不需要用于廢水處理的特殊設(shè)備。
還有，該實(shí)施方案中描述了在蒸餾容器3內(nèi)以大致同心圓狀設(shè)置由3個(gè)圓筒部件組成的間隔部件17，但是圓筒部件的數(shù)目當(dāng)然不限于3個(gè)，而且如圖9的蒸餾容器3的平面圖所示，也可以以與各圓筒部件的間隔部件17交叉的形式、以放射線狀設(shè)置板狀的間隔部件17a。如果這樣，間隔部件和蒸餾容器3內(nèi)壁面的接觸面積增加，向容器內(nèi)部的熒光體粉末的熱傳導(dǎo)進(jìn)行得更順利，可以更均勻地加熱該全部熒光體粉末。
這種間隔部件17可以事先固定在蒸餾容器3內(nèi)，也可以制成可以從蒸餾容器3中裝卸的構(gòu)造。
此外，也可以使用其它形狀的間隔部件。例如，如圖10所示也可以將不銹鋼等熱傳導(dǎo)性高的板狀部件組成格子狀的間隔部件17c設(shè)置在蒸餾容器3內(nèi)。根據(jù)情況，即使沒有完全間隔蒸餾容器3內(nèi)，例如僅在其中央部位等處設(shè)置熱傳導(dǎo)部件的塊體，也能夠獲得一定程度的均勻加熱的效果。
還有，上述各實(shí)施方案中描述了使用不銹鋼制蒸餾容器3的情況，但是也能夠使用由例如氧化鋁和石墨碳等這類對(duì)有機(jī)還原劑惰性的材質(zhì)制成的容器。
此外，作為間隔部件的材質(zhì)，除了上述不銹鋼等熱傳導(dǎo)性高的材料以外，根據(jù)情況也能夠使用陶瓷和石英玻璃等。陶瓷和石英玻璃未必能說比熒光體物質(zhì)的熱傳導(dǎo)性要高，但是不與熒光體反應(yīng)而且耐熱性方面也優(yōu)良，此外，由于可以認(rèn)為在熒光體是粉末的情況下其粒子間的間隙大熱傳導(dǎo)性變得相當(dāng)?shù)?，與此相對(duì)，可以說陶瓷和石英的間隔部件的熱傳導(dǎo)性更高，有利于均勻加熱熒光體粉末。
此外，上述各實(shí)施方案中描述了從稀土類熒光體的粉末中分離回收水銀的情況，本發(fā)明也能夠適用于從鹵代磷酸熒光體的粉末中分離回收水銀的情況。
盡管本發(fā)明通過參照附圖的實(shí)施例進(jìn)行了全面地描述，應(yīng)該指出的是許多變化和改進(jìn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。
因此，除非這種變化和改進(jìn)脫離本發(fā)明的范圍，否則它們應(yīng)該被認(rèn)為包括在其中。
權(quán)利要求
1.分離回收從熒光燈中回收的熒光體粉末中所含有的水銀的方法，包括以下工序分離工序，加熱還原處理上述回收的熒光體粉末并從該熒光體粉末中汽化分離上述水銀；回收工序，冷凝并回收上述汽化的水銀。
2.如權(quán)利要求1中所述的分離回收方法，上述分離工序中的加熱還原處理，包括使用構(gòu)成元素由碳、氧和氫組成的有機(jī)還原劑作為還原劑，加熱處理該有機(jī)還原劑和熒光體粉末的混合物。
3.如權(quán)利要求2中所述的分離回收方法，上述有機(jī)還原劑以相對(duì)于熒光體粉末重量百分比10％以上、20％以下的比例混合。
4.如權(quán)利要求2中所述的分離回收方法，上述混合物是在將熒光體粉末混入有機(jī)還原劑的水溶液中之后加以攪拌而形成。
5.如權(quán)利要求2中所述的分離回收方法，作為有機(jī)還原劑使用選自抗壞血酸、草酸、甲酸、馬來酸、檸檬酸、丙二酸、硬脂酸、鄰苯二甲酸、酒石酸、琥珀酸和氨基磺酸中的至少一種。
6.如權(quán)利要求1中所述的分離回收方法，上述分離工序在比大氣壓低的氣壓氣氛中進(jìn)行。
7.如權(quán)利要求1中所述的分離回收方法，上述分離工序在不氧化熒光體粉末的氣體氣氛下進(jìn)行。
8.如權(quán)利要求7中所述的分離回收方法，不氧化上述熒光體的氣體是氮?dú)狻?br> 9.如權(quán)利要求1中所述的分離回收方法，上述分離工序中的加熱溫度是大約600℃。
10.分離回收熒光燈的熒光體膜中所含有的水銀的方法，包括以下工序熒光體回收工序，切斷上述熒光燈的燈管，剝離該燈管里面形成的熒光體膜并且回收含有水銀的熒光體粉末；分離工序，加熱還原處理上述回收的熒光體粉末，并且從該熒光體粉末中氣化分離水銀；水銀回收工序，冷凝并回收上述汽化的水銀。
11.分離并回收熒光體粉末中所含有的水銀的水銀分離回收裝置，備有以下結(jié)構(gòu)反應(yīng)容器，在上述反應(yīng)容器內(nèi)配置的蒸餾容器，向其內(nèi)部加入含有水銀的熒光體粉末；加熱裝置，加熱上述蒸餾容器；水銀回收裝置，通過上述加熱裝置加熱，冷凝并回收從熒光體粉末中汽化分離的反應(yīng)容器內(nèi)的水銀，上述蒸餾容器內(nèi)中設(shè)置與該蒸餾容器內(nèi)壁的一部分接觸、用于向該蒸餾容器內(nèi)部的熒光體粉末傳熱的熱傳導(dǎo)部件。
12.如權(quán)利要求11中所述的水銀分離回收裝置，上述熱傳導(dǎo)部件由對(duì)熒光體物質(zhì)而言是惰性的并且也比上述熒光體粉末的熱傳導(dǎo)性高的材料構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求12中所述的水銀分離回收裝置，上述熱傳導(dǎo)部件的材料是不銹鋼。
14.如權(quán)利要求11中所述的水銀分離回收裝置，上述熱傳導(dǎo)部件由間隔上述蒸餾容器內(nèi)部空間的多個(gè)間隔板構(gòu)成。
15.如權(quán)利要求11中所述的水銀分離回收裝置，上述熱傳導(dǎo)部件由將內(nèi)徑不同的多個(gè)圓筒狀部件以其一端的端面與上述蒸餾容器的底面接觸的狀態(tài)設(shè)置成同心圓狀的間隔部件構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及水銀分離回收方法及裝置,通過切斷廢熒光燈的燈管的兩端部,剝離該燈管內(nèi)面形成的熒光體膜,回收含有水銀的熒光體粉末。通過向回收的熒光體粉末中添加有機(jī)還原劑并且加熱進(jìn)行干式加熱還原處理,從熒光體粉末中汽化分離水銀。冷凝并回收這種汽化的水銀。
文檔編號(hào)B01D3/34GK1379430SQ02119278
公開日2002年11月13日 申請(qǐng)日期2002年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月30日
發(fā)明者藤原健児, 藤浪清勝 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社