DD246311A1 - METHOD FOR RECEIVING FLUORIDE AND MERCURY FROM LIGHT SOURCES - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rueckgewinnung von Leuchtstoff und gefahrlosen Beseitigung von quecksilberhaltigen Lichtquellen, insbesondere Leuchtstofflampen und Quecksilberdampf-Hochdrucklampen, wie sie als Ausschuss in der Lampenfertigung anfallen und Lampen nach Ablauf ihrer Lebensdauer. Ausgenommen hiervon sind Hoechstdrucklampen. Mit dem Verfahren werden die in den Entladelampen enthaltenen Leuchtstoffe und das Quecksilber zurueckgewonnen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, quecksilberhaltige Entladungslampen gefahrlos zu beseitigen und die in den Entladungslampen enthaltenen Leuchtstoffe und das Quecksilber zurueckzugewinnen. Mit bekannten Verfahren zur Regenerierung und Aufarbeitung von Leuchtstoffen muessen die Ausgangsparameter der Leuchtstoffe wieder herstellbar sein bzw. die Ausgangsstoffe fuer Leuchtstoffe in der erforderlichen Qualitaet wieder erhalten werden. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die vorher zerkleinerten Lichtquellen in einem beheizbaren, evakuierbaren, vorzugsweise trommelfoermigen Behaelter kaskadenfoermig bewegt werden, so dass der Leuchtstoff durch Reibung abgetragen und nach Erreichen der Produkttemperatur von 50-180C der Druck auf 1-15 Pa abgesenkt wird. Die Lichtquellen werden auf eine Scherbengroesse von 5-20 mm gebrochen. Der Behaelter dreht sich vorzugsweise mit 15-40 min 1.The invention relates to a process for the recovery of phosphor and safe removal of mercury-containing light sources, in particular fluorescent lamps and high-pressure mercury vapor lamps, such as those incurred as rejects in the lamp manufacturing and lamps after their lifetime. Excluded from this are maximum pressure lamps. With the method, the phosphors contained in the discharge lamps and the mercury are recovered. The invention has for its object to eliminate mercury-containing discharge lamps safely and to recover the phosphors contained in the discharge lamps and the mercury. With known methods for the regeneration and processing of phosphors, the output parameters of the phosphors must be restored or the starting materials for phosphors in the required quality can be obtained again. According to the invention, the object is achieved in that the previously comminuted light sources are moved cascade-like in a heatable, evacuatable, preferably drum-shaped container, so that the phosphor is removed by friction and the pressure is lowered to 1-15 Pa after reaching the product temperature of 50-180C , The light sources are broken to a piece size of 5-20 mm. The container preferably rotates with 15-40 min 1.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Leuchtstoff und gefahrlosen Beseitigung von Gasentladungslampen, insbesondere Leuchtstofflampen in stabförmiger, U-förmiger und kompakter Bauweise und Quecksilberdampf-Hochdrucklampen, wie sie als Ausschuß in der Lampenfertigung anfallen und Lampen nach Ablauf ihrer Lebensdauer. Höchstdrucklampen, Halogen-Metalldampflampen und amalgamhaltige Lichtquellen, wie zum Beispiel Natriumdampf-Hochdrucklampen können nach diesem Verfahren nicht verarbeitet werden.The invention relates to a method for the recovery of phosphor and safe disposal of gas discharge lamps, in particular fluorescent lamps in rod-shaped, U-shaped and compact design and high pressure mercury vapor lamps, as incurred as a committee in the lamp manufacturing and lamps after their lifetime. High-pressure lamps, metal halide lamps and amalgam-containing light sources, such as high-pressure sodium vapor lamps, can not be processed by this method.

Das Verfahren erlaubt weiterhin die Rückgewinnung der in den Lichtquellen enthaltenen Leuchtstoffe oder Stoffgemische, die Leuchtstoff enthalten.The method further allows the recovery of the phosphors contained in the light sources or mixtures containing phosphor.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen *Characteristic of the known technical solutions *

Bekannt sind verschiedene Verfahren, besonders jüngere, die die gefahrlose Beseitigung von Entladungslampen betreffen, zum Beispiel Lampen nach Beendigung ihrer Lebensdauer und Ausschlußlampen aus dem Fertigungsprozeß. Im wesentlichen werden zur Abtrennung des Quecksilbers zwei Wege beschriften. Zum einen wird in den DE-OS 2.911.994 und 3.243.813 die thermische Abtrennung des Quecksilbers bei einem Druck, der im Bereich von 40 bis 8OkPa variiert wird, beschrieben. Der in den zerkleinertenJJchtquellen enthaltene geringe Anteil an Plasten wird bei Temperaturen bis 500⁰C pyrolysiert. Ein pulsierender Stickstoffstrom transportiert die Pyrolyseprodukte und Quecksilberdämpfe in eine Nachverbrennungskammer. Die Abscheidung des Quecksilbers wird durch Abkühlung der heißen Verbrennungsgase vorgenommen. Leuchtstoffe werden nach diesem Verfahren nicht zurückgewonnen.Various methods are known, especially the younger ones, which relate to the safe removal of discharge lamps, for example lamps after the end of their life and exclusion lamps from the manufacturing process. Essentially, two ways will be used to separate the mercury. On the one hand, DE-OS 2,911,994 and 3,243,813 describe the thermal separation of mercury at a pressure which is varied in the range from 40 to 80 kPa. The low percentage of plastic contained in the zerkleinertenJJchtquellen is pyrolyzed at temperatures up to 500 ⁰ C. A pulsating flow of nitrogen transports the pyrolysis products and mercury vapors into a post-combustion chamber. The deposition of mercury is carried out by cooling the hot combustion gases. Phosphors are not recovered by this method.

Zum anderen werden Verfahren beschrieben, bei denen mittels Brechwerken Glasscherben erzeugt werden, von denen der Leuchtstoff und das Quecksilber durch Wasserstrahl- oder Ultraschallbehandlung in wäßriger Phase abgetragen werden. Die mechanische Abtragung der Leuchtstoffe bei vorzerkleinerten Entladungsgefäßen soll ebenfalls angewendet werden. Verfahren, bei denen der Leuchtstoff mittels Luftstrahl ausgetragen und zurückgewonnen wird, sind ebenfalls bekannt. Die Nachteile der beschriebenen Verfahren liegen zum einen darin, daß die entstehenden Produkte nur so aufbereitet werden, daß sie gefahrlos deponiert werden können, ohne die enthaltenen Leuchtstoffe zurückgewinnen und zum anderen darin, daß das in den Zerlegeprodukten enthaltene Quecksilber nicht oder nur teilweise entfernt wird.On the other hand, methods are described in which by means of crushers glass shards are produced, of which the phosphor and mercury are removed by water jet or ultrasonic treatment in the aqueous phase. The mechanical removal of the phosphors in pre-shredded discharge vessels should also be used. Methods in which the phosphor is discharged and recovered by air jet are also known. The disadvantages of the described methods are firstly that the resulting products are only prepared so that they can be safely disposed of without recovering the phosphors contained and secondly that the mercury contained in the Zerlegeprodukten is not or only partially removed.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein wirtschaftliches Verfahren zur gefahrlosen Beseitigung von quecksilberhaltigen Lichtquellen bei gleichzeitiger Rückgewinnung der in den Lampen enthaltenen Leuchtstoffe oder Stoffgemische, die Leuchtstoff enthalten (im folgenden nur noch Leuchtstoff genannt), zu entwickeln.The aim of the invention is to develop an economical process for the safe removal of mercury-containing light sources while simultaneously recovering the phosphors or mixtures of substances contained in the lamps and containing phosphor (hereinafter referred to as phosphor).

Die Leuchtstoffe sollen mit bekannten Verfahren regenerierbar bzw. aufarbeitbar sein und weiterhin für die gleichen Zwecke einsetzbar sein. Die übrigen Lampenteile sollen eine gefahrlose Deponierung oder auch Weiterverarbeitung zulassen.The phosphors should be regenerable or workable by known methods and continue to be used for the same purposes. The other lamp parts should allow a safe landfill or further processing.

Darlegung des Wesens der Erfindung .Explanation of the essence of the invention.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, das die zerkleinerten Lampenteile von Quecksilber befreit und gleichzeitig die Leuchtstoffe von den Oberflächen der Glasscherben ablöst.The invention has for its object to find a method that frees the shredded lamp parts of mercury and at the same time detaches the phosphors from the surfaces of the broken glass.

Nach Trennung der Leuchtstoffe von den übrigen Lampenbauteilen und Entfernung der aus dem Lampenherstellungsprozeß und der Entladung resultierenden metallischen und nichtmetallischen Verunreinigungen müssen die Ausgangsparameter der Leuchtstoffe wieder hergestellt sein bzw. die Leuchtstoffe nach bekannten Verfahren in ihre Ausgangsstoffe zerlegbar sein. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die vorher zerkleinerten Lichtquellen in einem beheizbaren, evakuierbaren, vorzugsweise trommeiförmigen Behälterkaskadenförmig bewegtwerden, so daß der Leuchtstoff durch Reibung abgetragen wird. Der Inhalt des Behälters wird vorzugsweise durch ein den Mantel durchströmendes Medium erwärmt. Wenn die Scherbe eine Temperatur von 50-180°C erreicht hat, wird der Druck im Behälter auf 1-15 Pa abgesenkt. Die Temperatur ist so gewählt, daß keine Zersetzung der in den Lichtquellen enthaltenen Plastteile erfolgt. Die Lichtquellen werden in Scherben von 5-20mm gebrochenAfter separation of the phosphors from the other lamp components and removal of the resulting from the lamp manufacturing process and the discharge metallic and non-metallic impurities the output parameters of the phosphors must be restored or the phosphors be decomposable by known methods in their starting materials. According to the invention the object is achieved in that the previously comminuted light sources in a heatable, evacuated, preferably drum-shaped container cascade-shaped be moved, so that the phosphor is removed by friction. The contents of the container is preferably heated by a medium flowing through the jacket. When the shard reaches a temperature of 50-180 ° C, the pressure in the tank is lowered to 1-15 Pa. The temperature is chosen so that no decomposition of the plastic parts contained in the light sources takes place. The light sources are broken into pieces of 5-20mm

Um eine kaskadenförmige Bewegung des Gutes zu erreichen, wird die Drehzahl des Behältersauf 15-40 min"¹ festgelegt.To achieve a cascaded movement of the product, the speed of the container is set at 15-40 min ^-1 .

Die kaskadenförmige Bewegung kann zweckmäßigerweise noch durch oberflächenvergrößemde Einbauten, die ebenfalls indirekt beheizt sind, unterstützt werden.The cascade-shaped movement can expediently also be supported by surface-enlarging internals which are likewise indirectly heated.

Die Trennung des entstehenden quecksilberfreien Gemisches aus Leuchtstoff und gebrochenen Lampenkolben wird durch bekannte Verfahren auf bewegten Siebflächen geeigneter Maschenweite vorgenommen. Das aus den Lampenteilen ausgetriebene Quecksilber wird in Kühlfallen kondensiert und nach Reinigung einer Wiederverwendung zugeführt.The separation of the resulting mercury-free mixture of phosphor and broken lamp bulb is carried out by known methods on moving screen surfaces of suitable mesh size. The expelled from the lamp parts mercury is condensed in cold traps and fed after cleaning for reuse.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend am Beispiel der Verarbeitung von Standard-Leuchtstofflampen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using the example of the processing of standard fluorescent lamps.

Die Lampen werden mittels eines bekannten Nocken-Walzenbrechers auf eine Scherbengröße zerkleinert, deren Maximum im Bereich von 5 bis 20mm liegt. Die aus dem Brecher austretenden Lampenteile werden hermetisiert in die Aufbereitungseinrichtung überführt.The lamps are crushed by means of a known cam roll crusher to a shard size whose maximum is in the range of 5 to 20mm. The emerging from the crusher lamp parts are hermetically transferred to the processing device.

Die Aufbereitungseinrichtung besteht aus einer indirekt beheizbaren und evakuierbaren Drehtrommel, die.folgende Abmessungen und technische Daten aufweist:The treatment device consists of an indirectly heated and evacuated rotary drum, the. The following dimensions and technical data has:

DurchmesserderTrommel: 500—2000 mmDiameter of the drum: 500-2000 mm

Länge derTrommel: 500-3 500 mmLength of the drum: 500-3 500 mm

Drehzahl derTrommek 15-40 min'¹ Speed of the Trommek 15-40 min ' ¹

Die eingefüllten Lampenbruchstücke werden innerhalb 1 bis 3 Stunden auf eine Produkttemperatur von 50 bis 180°C erwärmt und stetig durchmischt. Während der Durchmischung wird der Leuchtstoff durch die in der gewählten Körnung auftretende Reibung von der Glasoberfläche abgetragen. Bei Erreichen der Produkttemperatur wird durch Vakuumpumpen ein Druck von bis 15Pa in der Drehtrommel erzeugt.The filled lamp fragments are heated within 1 to 3 hours to a product temperature of 50 to 180 ° C and mixed continuously. During mixing, the phosphor is removed from the glass surface by the friction occurring in the selected grain size. When the product temperature is reached, a pressure of up to 15 Pa is generated in the rotary drum by means of vacuum pumps.

Durch diese Maßnahme wird eine plötzliche Verdampfung des Quecksilbers erreicht und gleichzeitig das Ablösen des Leuchtstoffes von der Unterlage unterstützt.By this measure, a sudden evaporation of the mercury is achieved and at the same time supports the detachment of the phosphor from the substrate.

Der beim Evakuieren entstehende Abluftstrom enthält ca. 20% des Leuchtstoffanteils. Dieser wird mittels bekannter Staubabscheider, wie z. B. Fliehkraftabscheider, abgeschieden. Dabei kondensiert ein Anteil von ca. 40% des Quecksilbers bereits im Staubabscheider und wird nach Belüftung mit dem. Leuchtstoff abgezogen.The exhaust air flow generated during evacuation contains approx. 20% of the phosphor content. This is by known dust, such. B. Centrifugal separator deposited. In this case, a proportion of about 40% of mercury condenses already in the dust and after aeration with the. Phosphor removed.

Der im Abluftstrom verbleibende Quecksilberdampf wird mittels Kühlfallen bekannter Konstruktion kondensiert. Zur Beseitigung der Quecksilber-Restgase werden Aktivkohlefilter verwendet.The mercury vapor remaining in the exhaust air stream is condensed by means of cooling traps of known design. Activated carbon filters are used to remove the mercury residual gases.

Die Drehtrommel wird nach der Belüftung auf sich bewegende Siebflächen einer Maschenweite von 40μηη zur Trennung von Leuchtstoff und Lampenbauteilen entleert.The rotary drum is emptied after the ventilation on moving screen surfaces of a mesh size of 40μηη for the separation of phosphor and lamp components.

Das aus dem Staubabscheider hermetisiert entnommene Quecksilber-Leuchtstoff-Gemisch wird mittels eines üblichen Vakuum-Trockenschrankes destilliert und der entstehende Quecksilberdampf in Kühlfallen kondensiert.The mercury-phosphor mixture removed from the dust collector is distilled by means of a conventional vacuum drying oven and the resulting mercury vapor is condensed in cold traps.

Sind die so erhaltenen Leuchtstoffe noch mit anderen Schwermetallen, wie z. B. Wolfram, verunreinigt, werden diese nach bekannten Verfahren entfernt. Zur Beseitigung von Kohlenstoffrückständen und zur Regenerierung der Leuchtstoffe erfolgt anschließend eine Glühung bei S 1000⁰C an Luft. Danach wird zwecks Homogenisierung und Qualitätskontrolle der rückgewonnenen Leuchtstoffe eine Trockensiebung über Siebgaze mit einer Maschenweite von 40μτη durchgeführt.Are the phosphors thus obtained still with other heavy metals, such. As tungsten contaminated, they are removed by known methods. To remove carbon residues and to regenerate the phosphors is then followed by annealing at S 1000 ⁰ C in air. Thereafter, for the purpose of homogenization and quality control of the recovered phosphors, a dry sieving over sieve gauze with a mesh size of 40 μτη performed.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet die Rückgewinnung von Leuchtstoffen, die bereits in Entladungslampen eingesetzt waren bzw. als Ausschuß in der Lampenfertigung anfallen.The inventive method allows the recovery of phosphors that were already used in discharge lamps or incurred as a committee in the lamp manufacturing.

Die Qualität der aus Ausschußlampen zurückgewonnenen Leuchtstoffe gestattet den direkten Einsatz in der Lampenfertigung.The quality of the phosphors recovered from the incandescent lamps allows direct use in lamp manufacturing.

Wurde der Leuchtstoff aus Lichtquellen zurückgewonnen, deren Lebensdauer beendet ist, kann eine Rückgewinnung der Ausgangsstoffe erfolgen.If the phosphor has been recovered from light sources whose life has ended, the starting materials can be recovered.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die zur Deponierung gelangenden Lampenbauteile keine mit empfindlichen analytischen Verfahren nachweisbaren Quecksilberanteile enthalten.The advantage of the method according to the invention is that the lamp components reaching the deposit do not contain any mercury components that can be detected by sensitive analytical methods.

Claims (3)

Erfindungsanspruch: .Claim for the invention:. 1. Verfahren zur Rückgewinnung von Leuchtstoff und Quecksilber aus Lichtquellen unter Anwendung von Wärme und niedrigen Drücken, dadurch gekennzeichnet, daß die vorher zerkleinerten Lichtquellen in einem beheizbaren, evakuierbaren, vorzugsweise trommeiförmig en Behälterkaskadenförmig bewegtwerden,sodaßder Leuchtstoff durch Reibung abgetragen und nach Erreichen der Produkttemperatur von 50-180°C der Druck auf 1-15Pa abgesenkt wird.A process for recovering phosphor and mercury from light sources using heat and low pressures, characterized in that the previously comminuted light sources are cascaded in a heatable, evacuatable, preferably drum-shaped container so that the phosphor is removed by friction and upon reaching the product temperature of 50-180 ° C, the pressure is lowered to 1-15Pa. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die'Lichtquellen in Scherbengrößen von 5-20mm gebrochen werden.2. The method according to item 1, characterized in that die'light sources are broken into shards sizes of 5-20mm. 3. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter mit einer Drehzahl von 1,5—40 min"¹ bewegt wird.3. The method according to item 1, characterized in that the container at a speed of 1.5-40 min " ^{1 is} moved.