(57)【要約】【課題】本発明の目的は、処理設備を簡易としてかつ容易に、酸化鉛を含むガラス廃棄物から、鉛を選択的に回収し、残存成分を無害化すると共に、ガラス成分の再資源化を行うことができる鉛含有ガラス廃棄物の処理方法を提供することにある。【解決手段】酸化鉛を含有するガラス廃棄物１０を溶融塩中で電解還元１１させて鉛を金属に還元してこのガラス廃棄物表面に鉛を濃縮させ、冷却後この鉛を表面に濃縮させたガラス廃棄物の表面を酸洗浄１２により、鉛１３のみを溶解して分離することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化鉛を含有するガラス廃棄物を溶融塩中で電解還元させて鉛を金属に還元してこのガラス廃棄物表面に鉛を濃縮させ、冷却後この鉛を表面に濃縮させたガラス廃棄物の表面を酸洗浄により、鉛を溶解して分離することを特徴とする鉛含有ガラス廃棄物の処理方法。
【請求項２】
前記溶融塩が塩化リチウムであることを特徴とする請求項１に記載した鉛含有ガラス廃棄物の処理方法。
【請求項３】
前記溶融塩が塩化カルシウムであるか、または塩化カルシウムと塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化バリウムのいずれか1つ以上の混合物から成ることを特徴とする請求項１に記載した鉛含有ガラス廃棄物の処理方法。
【請求項４】
前記溶融塩には酸素供給源が添加されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の鉛含有ガラス廃棄物の処理方法。
【請求項５】
前記酸素供給源は、前記溶融塩が塩化リチウムである場合は酸化リチウムであることを特徴とする請求項４記載の鉛含有ガラス廃棄物の処理方法。
【請求項６】
前記酸素供給源は、前記溶融塩が塩化カルシムまたは塩化カルシムとの混合物である場合は酸化カルシウムであることを特徴とする請求項４記載の鉛含有ガラス廃棄物の処理方法。
【請求項７】
酸化鉛を含有するガラス廃棄物を予め粉砕して電解還元を行うことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項記載の鉛含有ガラス廃棄物の処理方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛を含むガラス廃棄物から鉛を分離処理する鉛含有ガラス廃棄物の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃家電等のカラーディスプレイは、そのほとんどが裁断して金属等を分離、回収した後、ほとんどが安定型処分場で処分されてきた。しかしこれらの廃棄物からは、鉛ガラスや蛍光体に起因する有害成分が処分場近辺に溶出する可能性が指摘されている。このため管理型処分場への処理が推奨されているものの、処分場そのものの立地が困難になりつつあり、有効な処理方法が望まれている。
【０００３】
ブラウン管では前面の蛍光体が塗布してある部分（パネル）と、後部のファンネル部とではガラスの材質が異なっており、後者に鉛成分が多く含まれている。このため熱処理などにより両者を分離してパネル部分の再利用を行う方法が特開平７−４５１９８号公報として提案されている。
【０００４】
また、鉛ガラスの切削屑から鉛成分を分離する方法として、酸化ナトリウムおよびコークス等の還元用炭素と共に電気炉で加熱溶融処理する方法が特開平７−９６２６４号公報で提案されている。また、鉛ガラス廃棄物を高温高圧のアルコールで処理することにより、鉛ガラス内部の鉛成分を還元して表面に濃縮し、分離回収する手法も特許第3663434号において提案されている。
【特許文献１】特開平7−４５１９８号公報
【特許文献２】特開平7−96264号公報
【特許文献３】特許第3663434号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記背景技術に開示された鉛ガラス廃棄物処理方法においては高温または高圧の環境下で処理がなされるため設備が大きく、処理費用が多大となる可能性があった。
【０００６】
本発明は、処理設備を簡易としてかつ、酸化鉛を含むガラス廃棄物から、鉛を選択的に回収し、残存成分を無害化すると共に、ガラス成分の再資源化を行うための鉛含有ガラス廃棄物の処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る鉛含有ガラス廃棄物の処理方法は、酸化鉛を含有するガラス廃棄物を溶融塩中で電解還元させて鉛を金属に還元してこのガラス廃棄物表面に鉛を濃縮させ、冷却後この鉛を表面に濃縮させたガラス廃棄物の表面を酸洗浄により、鉛を溶解して分離することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、処理設備を簡易としてかつ容易に、酸化鉛を含むガラス廃棄物から、鉛を選択的に回収し、残存成分を無害化すると共に、ガラス成分の再資源化を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施の形態を図１および図２を参照して説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施の形態に係る鉛含有ガラス廃棄物の処理方法を示す流れ図である。
【００１１】
図１において、鉛含有ガラス廃棄物１０は電解還元工程１１によってこの鉛含有ガラス廃棄物１０中の酸化鉛のみが電気分解により還元する。この電気分解により金属に還元された鉛は酸洗浄工程１２により抽出され、鉛１３とガラス成分１４に分離される。
【００１２】
酸化鉛含有ガラス廃棄物の主成分は、PbOとSiO2である。SiO2とPbOの６５０℃での酸化物生成自由エネルギーはそれぞれ−372KJ/mol-O（SiO2）と−126KJ/mol-O（PbO）であり、酸化物生成自由エネルギーの大きいPbOは電解還元工程でSiO2より先に容易に還元される。よって、電解還元工程では酸化鉛のみが選択的に還元され、金属に還元された鉛はガラス廃棄物表面に濃縮される。次に、鉛金属が表面に濃縮されたガラス廃棄物を冷却後、酸洗浄することにより、鉛のみを溶解して分離・回収することができる。
【００１３】
本実施の形態の鉛含有ガラス廃棄物の処理方法によれば、電解還元工程と酸洗浄工程の2工程により、容易にガラス中の鉛のみを回収することができる。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態に係る鉛含有ガラス廃棄物の処理方法に使用される、鉛含有ガラス廃棄物中の酸化鉛のみを還元する電解還元装置の一例を示したものである。
【００１５】
電解還元装置７は、溶融塩３を収容する電解槽２と、この電解槽２内に配置され還元対象である酸化鉛含有ガラス廃棄物1を収容し保持する陰極４と、電解槽２内に配置された陽極５と、陰極４および陽極５に電流を通電する直流電源６と、溶融塩３を溶融状態に加熱する加熱装置８と、電解槽２を支持する支持装置９とを備えている。
【００１６】
そして、溶融塩３は塩化リチウムまたは塩化カルシウムあるいは塩化カルシウムと塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化バリウムのいずれか1つ以上の混合物である。溶融塩３には酸素供給源として、溶融塩が塩化リチウムの場合は酸化リチウム、溶融塩が塩化カルシウムあるいは塩化カルシウムと塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化バリウムのいずれか1つ以上の混合物である場合は酸化カルシウムが添加されている。
【００１７】
このため、ガラス廃棄物１中の酸化鉛から放出された酸素が酸素供給源によって陽極５に移送され、陽極５と陰極４との間で十分な電流が流れるようになるので、ガラス廃棄物１中の酸化鉛の還元を高処理速度にて実現することができる。さらに、陽極５から発生する気体は一酸化炭素および二酸化炭素になるので、酸素供給源を使用せずに陽極５から腐食性のある塩素ガスが発生することを避けることができる。
【００１８】
溶融塩３を入れる電解槽２は耐食性および使用温度の観点からステンレスが使用される。そして、陰極４は同様に耐食性および使用温度の観点からステンレス製のバスケット形状であることが望ましい。このバスケット４aの内部にガラス廃棄物２が収容される。そして、バスケット４aごと溶融塩３に挿入する。陽極５は炭素製の陽極である。本実施形態では陽極５を炭素製にしているが、これには限られず白金等の貴金属としても良い。この場合、陽極５からは酸素が発生するようになる。
【００１９】
上述した電解還元装置７によるガラス廃棄物中の酸化鉛を金属に還元する手順を以下に説明する。
【００２０】
1.0ｗｔ％程度の酸化リチウムが溶解した塩化リチウム溶融塩３を電解槽２に入れて６５０℃で溶融させる。そして、陰極４のバスケット４aに適当に粉砕した酸化鉛含有ガラス廃棄物１を収容して溶融塩３に浸す。また、陽極５も溶融塩３に浸す。陽極５と陰極４に直流電源６を接続して電圧を印加する。
【００２１】
酸化鉛含有ガラス廃棄物１中の酸化鉛の酸素はイオンになって溶融塩３中を移行する。この移行は酸素供給源により促進される。酸素イオンは陽極５の表面で反応して一酸化炭素および二酸化炭素になる。この一酸化炭素および二酸化炭素は気泡になって電解槽２内上部に形成された気相部２a中に排出される。
【００２２】
酸化鉛含有ガラス廃棄物１中の酸化鉛は還元されて金属鉛になる。金属鉛の融点は３２７℃であるため、電解温度６５０℃で溶融し、ガラス廃棄物成分表面に濃縮する。
【００２３】
次に、陰極を溶融塩より引き上げ、冷却する。冷却後、ガラス廃棄物を陰極より取り出し、酸洗浄により、鉛のみを酸溶液中に溶解して分離・回収する。
【００２４】
よって、本実施の形態に使用される電解還元装置によれば小規模の装置によって、容易に酸化鉛含有ガラス廃棄物中の鉛を金属の状態で還元することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る鉛含有ガラス廃棄物の処理方法を示す流れ図。
【図２】本発明の実施の形態に係る鉛含有ガラス廃棄物の処理方法に使用される酸化鉛の電解還元装置を示す概略縦断面図。
【符号の説明】
【００２６】
1…酸化鉛含有ガラス廃棄物、2…電解槽、２a…気相部、3…溶融塩、4…陰極、４a…バスケット、5…陽極、6…直流電源、７…電解還元装置、８…加熱装置、９…支持装置、１０…鉛含有ガラス廃棄物、１１…電解還元工程、１２…酸洗浄工程、１３…鉛、１４…ガラス成分。
【図１】
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【図２】
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