DD293454A5

DD293454A5 - METHOD FOR RECYCLING THE FLUORESCENT BZW. FLUORESCENT MIXTURES AND THE MERCURY OF FLUORESCENT LAMPS

Info

Publication number: DD293454A5
Application number: DD90339468A
Authority: DD
Inventors: Paul Frankenbach
Original assignee: Kk
Priority date: 1989-04-07
Filing date: 1990-04-05
Publication date: 1991-08-29
Also published as: ATE110884T1; EP0391382A2; EP0391382A3; EP0391382B1; DE3911395C1; DE59006936D1

Abstract

A method of recovering luminescent material, or a luminescent material mixture, and mercury from burnt or unserviceable fluorescent lamps is described, by separating the ends of the gas discharge vessel of the fluorescent lamps, blowing the luminescent material or the luminescent material mixture and the mercury out of the gas discharge vessel using a gaseous medium, collecting and separating the blowed-out mixture, which method, after at least one blowing-out process (lacuna) is carried out using a gaseous medium loaded with a luminescent material or a luminescent material mixture and, if applicable, mercury.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Rückgewinnung des Leuchtstoffes bzw. des Leuchtstoffgemisches und des Quecksilbers von ausgebrannten bzw. nicht-funktionsfähigen Leuchtstofflampen, durch Abtrennen der Enden des Gasentladungsgefäßes der Leuchtstofflampen, Ausblasen des Leuchtstoffes bzw. des Leuchtstoffgemisches und des Quecksilbers mit einem gasförmigen Medium aus dem Gasentladungsgefäß, Sammeln und Auftrennen des ausgeblasenen Gemisches.The invention relates to a method for recovering the phosphor or the phosphor mixture and the mercury of burnt out or non-functional fluorescent lamps, by separating the ends of the gas discharge vessel of the fluorescent lamps, blowing out the phosphor or the phosphor mixture and the mercury with a gaseous medium the gas discharge vessel, collecting and separating the blown mixture.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Es ist bekannt, daß Gasentladungslampen, zum Beispiel die Leuchtstofflampen, eine höhere Lichtausbeute als die Glühlampen ermöglichen und daher weit wirtschaftlicher sind als diese, zumal auch ihre Lebensdauer größer ist. Aufgrund der Energieverknappung finden die Leuchtstofflampen wegen ihrer vorher genannten Eigenschaften eine immer größer werdende Verwendung auf Kosten der herkömmlichen Glühlampen in Industrie, Büro und Haushalt. Mit der großen Verbreitung der Leuchtstofflampen treten jedoch Probleme in der Entsorgung dieser Produkte auf, da sie einerseits das Umweltgift Quecksilber und andererseits wertvolle Substanzen, i. e. Leuchtstoffe, enthalten. Daher können diese Lampen nach ihrer Verwendung als auch aufgrund gesetzlicher Vorschriften nicht mit dem Hausmüll beseitigt, sondern müssen auf speziellen Sondermülldeponien entsorgt werden, waszu einer Erhöhung der Beseitigungskosten führt. Daher ist es wünschenswert, Leuchtstofflampen nicht nur wegen des Umwelchtschutzes, sondern auch im Zuge eines sparsamen Umganges mit Rohstoffen, i.e. zur Wiedergewinnung der Leuchtstoffe, in ein Recyclingsystem einzubinden.It is known that gas discharge lamps, for example, the fluorescent lamps, allow a higher light output than the incandescent lamps and therefore are much more economical than this, especially since their life is greater. Due to the shortage of energy, the fluorescent lamps, due to their aforementioned properties, are finding increasing use at the expense of conventional incandescent lamps in industry, office and household. With the widespread use of fluorescent lamps, however, problems occur in the disposal of these products, since on the one hand the environmental toxin mercury and on the other hand valuable substances, i. e. Phosphors, included. Therefore, these lamps can not be disposed of with household waste after their use as well as by law, but must be disposed of at special hazardous waste sites, resulting in an increase in disposal costs. Therefore, it is desirable to use fluorescent lamps not only for environmental protection but also for economical use of raw materials, e.g. for the recovery of the phosphors, to incorporate into a recycling system.

Kulander beschreibt in „Sprechsaal", Vol. 119, No. 11 (1986), Seiten 1016 bis 1018 bereits eine Möglichkeit, Quecksilber aus Leuchtstoffröhren und Lampen zurückzugewinnen, indem sie zwecks Volumenverminderung in einem Brecher zerkleinert und anschließend zur Quecksilberrückgewinnung eine Destillation unterworfen werden. Diese Vorrichtungen weisen jedoch nicht nur große Abmessungen auf, sondern erfordern ebenfalls einen sehr hohen Energieverbrauch, da während der Quecksilberdestillation der gesamte zerkleinerte Festabfall miterhitzt werden muß. Weiterhin gibt Kulander die Möglichkeit an,ungebrochene, aber ausgebrannte Leuchtstoffröhren in einer Leerungsmaschine zu behandeln, indem diese Maschine die Enden der Leuchtstoffröhren abtrennt und dau Pulver aus den Röhren entfernt. Die Leuchtstoffröhren werden anschließend der Glasaufbereitung zugeführt, während die quecksilberhaltigen Enden und das Pulver einer Destillation unterworfen werden. Kulander offenbart weiterhin in der US-PS 4715838 ein Verfahren, gemäß dem ein Stempel zum Ablösen des Leuchtstoffgemisches von einem Ende zu dem anderen Ende des geöffneten Gasentladungsgefäßes der Leuchtstofflampe eingeführt wird, wobei das Leuchtstoffgemisch als auch das anhaftende Quecksilber durch Absaugen entfernt werden. Dieses Verfahren ist jedoch nur für gerade Leuchstoffröhren, nicht jedoch für Leuchtstofflampen mit gebogener Gasentladungsröhre oder Ellipsenkolben geeignet, obwohl diese einen hohen Anteil der Leuchtstofflampen ausmachen. Außerdem ist die Wirtschaftlichkeit der Quecksilberrückgewinnungsanlage eingeschränkt durch die Tatsache, daß der Vorgang des Kolbeneinführens in die Gasentladungsröhre recht lange dauert, als auch daß verschiedene Kolbengrößen vorhanden sein müssen, da mittlerweile Leuchtstofflampen mit Gasentladungsröhren unterschiedlichen Durchmessers im Verkehr sind. Weiterhin muß eine quantitative Entfernung des Leuchstoffes bzw. Leuchtstoffgemisches und des Quecksilbers aus dem Gasentladungsgefäß gewährleistet sein, da andernfalls durch c'iese Verunreinigungen die Wiederverwendung der Gasentladungsröhren in der Glasherstellung eine kostenintensive Glasaufbereitung erforderlich macht. Die EP-A-O 157249 beschreibt ein Verfahren zur Aufarbeitung von ausgebrannten und nicht-funktionsfähigen stabförmigen Leuchtstofflampen, gemäß dem die Enden des Entladungsgefäßes abgetrennt und die Leuchtstoffbeschichtung und das Quecksilber mittels Druckluft aus dem Entladungsgefäß entfernt werden. Das gasförmige Quecksilber wird über ein auswechselbares Feinstaubfilter geleitet und mittels präparierter Aktivkohlenfilter oder Silicagel aufgrund ihrer Ab- oder Adsorptionseigenscharten aufgefangen, und das Leuchtstoffgemisch durch Gewebefilter abgetrennt. Anschließend werden das Quecksilber und dac Glas einer Wiederverwertung und das Leuchtstoffgemisch oiner weiteren Aufarbeitung zugeführt. Es hat sich dabei herausgestellt, daß mit dieser Methode nur etwa 80 bis 90% des vorhandenen und an der Glaswandung anhaftenden Leuchtstoffes bzw. Quecksilbers beseitigt werden können. Wie sich gezeigt hat, läßt sich auch dann keine vollständige Beseitigung des noch anhaftenden Leuchtstoffes und Quecksilbers erreichen, wenn sich an den ersten ein zweiter Ausblasvorgang mit erhöhtem Druck anschließt.Kulander already describes a possibility in "Sprechsaal", Vol. 119, No. 11 (1986), pages 1016 to 1018, to recover mercury from fluorescent tubes and lamps by comminuting them for volume reduction in a crusher and subsequently subjecting them to mercury recovery. However, these devices not only have large dimensions, but also require very high energy consumption because all of the comminuted solid waste must be reheated during the mercury distillation process, and Kulander suggests the possibility of treating unbroken but burnt out fluorescent tubes in an emptying machine The fluorescent tubes are then fed to the glass preparation, while the mercury-containing ends and the powder are subjected to distillation No. 4,715,838 discloses a method according to which a stamp for detaching the phosphor mixture is introduced from one end to the other end of the open gas discharge vessel of the fluorescent lamp, the phosphor mixture and the adhering mercury being removed by suction. However, this method is suitable only for straight fluorescent tubes, but not for fluorescent lamps with bent gas discharge tube or elliptical piston, although these make up a high proportion of fluorescent lamps. In addition, the economy of the mercury recovery system is limited by the fact that the process of piston insertion into the gas discharge tube takes quite a long time, and that different piston sizes must be present, since fluorescent lamps with gas discharge tubes of different diameters are now on the market. Furthermore, a quantitative removal of the phosphor or phosphor mixture and the mercury must be ensured from the gas discharge vessel, otherwise the reuse of the gas discharge tubes in the glass production makes a costly glass preparation by c'iese impurities. EP-A-0 157249 describes a process for working up spent and non-functional rod-shaped fluorescent lamps, according to which the ends of the discharge vessel are separated and the phosphor coating and the mercury are removed from the discharge vessel by means of compressed air. The gaseous mercury is passed through a replaceable fine dust filter and collected by means of a prepared activated charcoal filter or silica gel due to their Ab- or Adsorptionseigenscharten, and the phosphor mixture separated by tissue filters. Subsequently, the mercury and the glass dac are recycled and the phosphor mixture oiner further processing supplied. It has been found that with this method, only about 80 to 90% of the existing and adhering to the glass wall phosphor or mercury can be eliminated. As has been shown, complete removal of the still adhering phosphor and mercury can not be achieved even if a second blow-off operation with increased pressure follows at the first.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist ein möglichst einfaches und vollständiges Recycling der Leuchtstoffe und des Quecksilbers und unter Umgehung kostenintensiver und zeitaufwendiger Auftrennungstechniken die Auftrennung von Leuchstoffgemischen in seine Bestandteile.The aim of the invention is as simple and complete recycling of the phosphors and mercury and bypassing costly and time-consuming separation techniques, the separation of phosphor mixtures in its constituents.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Sicherung einer hohen Durchsatzrate ein Verfahren zur Behandlung von Leuchtstofflampen unterschiedlicher Gestalt und zur Auftrennung des Leuchtstoffgemisches anzugeben. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die ausgebrannten bzw. nicht funktionsfähigen Leuchtstofflampen in mindestens einem Ausblasvorgang mit einem mit einem Leuchtstoff oder einem Leuchtstoffgemisch und gegebenenfalls Quecksilber beladenen gasförmigen Medium ausgeblasen werden.The invention has for its object to provide a method for the treatment of fluorescent lamps of different shapes and for the separation of the phosphor mixture in securing a high throughput. According to the invention the object is achieved in that the burned out or non-functional fluorescent lamps are blown in at least one blow-out with a loaded with a phosphor or a phosphor mixture and optionally mercury gaseous medium.

Es hat sich gezeigt, daß nach mechanischer oder thermischer Abtrennung bzw. Öffnung der Enden des Gasentladungsgefäßes ein gasförmiges Medium, zum Beispiel Luft, ein inertes Gas oder eine inerte Gasmischung, das mit einem Leuchtstoff oder einem Leuchtstoffgemisch und gegebenenfalls Quecksilber beladen ist, mindestens einmal in das Gasentladungsgefäß eingeleitet wird. Besonders bevorzugt ist es, das beladene gasförmig') Medium mit Hilfe einer Venturi-Düse in das Gasentladungsgefäß einzublasen. Durch diesen oder weitere Ausblasvorgänge nvt dem mit dem Leuchtstoff oder dem Leuchtstoffgemisch und dem Quecksilber beladenen gasförmigen Medium wird die überraschende Wirkung erzielt, daß eine vollständige Beseitigung der anhaftenden Leuchtstoffe und des Quecksilbers erreicht wird. Dabei hat sich überraschenderweise gezeigt, daß durch das erneute Einblasen des mit dem Leuchtstoff bzw. Leuchtstoffgemisch und gegebenenfalls Quecksilber beladenen gasförmigen Mediums in dem Ausblasvorgang offenbar die üblicherweise auftretenden Strömungsverhältnisse in der Leuchtstoffröhre, insbesondere gebogenen Röhren, d. h. das Auftreten stehender Wellen, dermaßen verändert werden, daß eine annähernd quantitative Abtrennung der Leuchtstoffbeschichtung von der Glasinnenwand des Gasentladungsgefäßes erzielt wird. Ein weiterer und entscheidender Vorteil des im Kreislauf wieder eingeblasenen mit Leuchtstoffgemisch und Quecksilber beladenen gasförmigen Mediums ist die Ankonzentrierung der Substanzen durch die in den Ausblasvorgängen von der Glaswandung entfernten Leuchtstoffbeschichtung. Gleichfalls führt dieses im Zyklus laufende Verfahren zu einer Zerkleinerung der im ersten Ausblasvorgang als dünne Plättchen von der Glaswandung abgelösten Leuchtstoffbeschichtung, was die Auftrennung in die einzelnen Leuchtstoffkomponenten bei dem sich anschließenden Aufarbeitungsverfahren zusätzlich erleichtert.It has been found that after mechanical or thermal separation or opening of the ends of the gas discharge vessel, a gaseous medium, for example air, an inert gas or an inert gas mixture which is loaded with a phosphor or a phosphor mixture and optionally mercury, at least once in the gas discharge vessel is introduced. It is particularly preferred to inject the laden gaseous medium into the gas discharge vessel with the aid of a Venturi nozzle. By this or other blow-off operations nvt loaded with the phosphor or the phosphor mixture and the mercury gaseous medium the surprising effect is achieved that a complete elimination of the adhering phosphors and mercury is achieved. It has surprisingly been found that by re-blowing the loaded with the phosphor or phosphor mixture and optionally mercury gaseous medium in the Ausblasvorgang the usually occurring flow conditions in the fluorescent tube, in particular curved tubes, d. H. the occurrence of standing waves, are varied so that an approximately quantitative separation of the phosphor coating from the glass inner wall of the gas discharge vessel is achieved. A further and decisive advantage of the gaseous medium charged with the phosphor mixture and mercury in the circuit is the concentration of the substances due to the phosphor coating removed from the glass wall in the blow-off processes. Likewise, this process running in the cycle leads to a comminution of the phosphor coating detached in the first blow-off process as thin platelets from the glass wall, which additionally facilitates the separation into the individual phosphor components during the subsequent work-up procedure.

Das in dem vorhergehenden Ausblasvorgang verwendete, mit Leuchtstoff oder einem Leuchtstoffgemisch und gegebenenfalls Quecksilber beladene gasförmige Medium, kann für nachfolgende Ausblasvorgänge so oft verwendet werden, bis eine zur Aufarbeitung der Leuchtstoffe oder Leuchtstoffgemische und gegebenenfalls Quecksilber erforderliche Konzentration dieser Stoffe im gasförmigen Medium erreicht ist.The gaseous medium used in the preceding blow-out process, loaded with phosphor or a mixture of phosphors and optionally mercury, can be used for subsequent blow-off operations until a concentration of these substances in the gaseous medium required for working up the luminescent substances or luminescent mixtures and optionally mercury has been reached.

Entscheidend ist der weitere Vorteil, daß vor dem ersten Ausblasvorgang die Art des Leuchtstoffes oder des Leuchtstoffgemisches optisch festgestellt werden kann, wobei die Halophosphat-Leuchtstoffe ein kontinuierliches Spektrum, die Seltenerd-Leuchtstoffe jedoch in ihrem Spektrum drei Linien im Spektrum aufweisen. Da durch die mindestens einmalige Zuführung des mit derselben Art des Leuchtstoffes oder Leuchtstoffgemisches beladenen gasförmigen Mediums eineVermischung verschiedener Leuchtstoffarten bei den Ausblasvorgängen vermieden wird, ist natürlich die anschließende Aufarbeitung dieser Stoffe wesentlich erleichtert.Decisive is the further advantage that before the first blow-out, the type of phosphor or the phosphor mixture can be detected optically, the halophosphate phosphors have a continuous spectrum, the rare earth phosphors, however, in their spectrum three lines in the spectrum. Since the mixing of different types of phosphor in the blow-off processes is avoided by supplying the gaseous medium charged with the same type of phosphor or phosphor mixture at least once, the subsequent work-up of these substances is of course much easier.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann dem gasförmigen Medium nach dem zweiten Ausblasvorgang ein pulverförmiges, abriebfestes Material, zum Beispiel Quarzsand, zugesetzt werden. Hierdurch kann die Entfernung der an der Innenwand des Gasentladungsgefäßes anhaftenden Leuchtstoffes und Quecksilbers noch weiter gesteigert werden. Außerdem ist es ohne weiteres möglich, die Leuchtstoffbestandteile und das Quecksilber von dem pulverförmigen abriebbeständigenAccording to a preferred embodiment of the invention, a pulverulent, abrasion-resistant material, for example quartz sand, may be added to the gaseous medium after the second blowing-out process. As a result, the distance of the adhering to the inner wall of the gas discharge vessel phosphor and mercury can be further increased. In addition, it is readily possible for the phosphor components and the mercury from the powdery abrasion resistant

Separate material, in particular the quartz sand preferably used.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können nach ein oder mehreren Ausblasvorgängen der Leuchtstoff oder das Leuchtstoffgemisch und das Quecksilber aus dem mit diese"¹ Stoffen beladenen Medium vor dem Zusetzen des pulverförmigen abriebfesten Materials abgetrennt und sofort der weiteren Auftrennung zugeführt werden, die aufgrund des Anfallens zerkleinerter und konzentrierter Mengen des anfallenden Leuchtstoffmaterials erleichtert und beschleunigt wird. Das gasförmige Medium kann anschließend mit dem pulverförmigen abriebfesten Material versetzt und wiederverwendet werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann das pulverförmige abriebfeste Material nach jedem oder nach beliebig vielenAccording to a preferred embodiment of the invention, the phosphor or phosphor blend and the mercury can be separated from the laden with these ^"1 materials medium prior to the addition of the powdered abrasion-resistant material and immediately fed to the further separation after one or more Ausblasvorgängen, the crushed because of the production of The gaseous medium may then be added and reused with the powdery abrasion-resistant material, and according to a preferred embodiment, the pulverulent abrasion-resistant material may be after each or any number of times

Blowing processes are collected and reused.

Mit Hilfe dieses erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, nicht nur kurze oder lange gera Je röhrenförmige Gasentladungsgefäße, sondern auch gebogene Gasentladungsröhren oder kugel- oder elipsoidförmige mit Leuchtstoff oder Leuchtstoffgemisch beschichtete Hüllkolben von Gasentladungsgefäßen, wie sie in den neuerdings häufig eingesetzten Leuchtstofflampen mit normaler Schraubfassung verwendet werden, zu verarbeiten.With the help of this method according to the invention, it is possible not only short or long gera Je tubular discharge vessels, but also curved gas discharge tubes or spherical or ellipsoidal coated with phosphor or phosphor mixture enveloping gas discharge vessels, as used in the recently used fluorescent lamps with normal screw , to process.

embodiments

Die oben erwähnten und nachfolgenden Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung der Erfindung anhand des Beispiels näher erläutert.The above-mentioned and following embodiments and advantages of the invention will be explained in more detail in the following description of the invention with reference to the example.

example

Erfindungsgemäß wird, nachdem man zuerst optisch die Art des Leuchtstoffes, in diesem Fall ein Halophosphat-Leuchtstoff in dem Gasentladungsgefäß feststellt, Luft als gasförmiges Medium, das bereits Halophosphat-Leuchtstoffe enthält, mit Hilfe eines Gebläses und einer Venturi-Düse in einen der beiden offenen Enden eines U-förmigen Gasentladungsgefäßes einer Kompakt-Leuchtstofflampe eingeblasen. Das an dem anderen offenen Ende des Gasentladungsgefäßes austretende gasförmige Medium, welches zusätzlich mit dem abgelösten Leuchtstoffgemisch und Quecksilber beladen ist, wird über ein Absaugrohr abgeführt. Nach diesem Ausblasvorgang wird das mit dem Halophosphat-Leuchtstoff und Quecksilber beladone gasförmige Medium erneut mit Hilfe der Venturi-Düse in das Gasentladungsgefäß geleitet und anschließend über eine Zuleitung in ein Zyklon geführt, um eine Auftrennung zwischen den festen und den gasförmigen Bestandteilen zu erreichen. Das abgetrennte und zum Teil mit Quecksilber vermischte Leuchtstoffgemisch wird dann in an sich bekannter Weise aufgearbeitet. Die Abtrennung des Quecksilbers von dem gasförmigen Medium erfolgt ebenfalls in an sich bekannter Weise. In dieser Weise gelingt eine annähernd 100%ige Rückgewinnung der Leuchtstoffe und des Quecksilbers.According to the invention, after first visually determining the type of phosphor, in this case a halophosphate phosphor in the gas discharge vessel, air as a gaseous medium, which already contains halophosphate phosphors, with the aid of a fan and a Venturi nozzle in one of the two open Blowed ends of a U-shaped gas discharge vessel of a compact fluorescent lamp. The gaseous medium emerging at the other open end of the gas discharge vessel, which is additionally loaded with the detached phosphor mixture and mercury, is discharged via a suction tube. After this blow-out process, the gaseous medium laden with the halophosphate phosphor and mercury is again passed into the gas discharge vessel with the aid of the Venturi nozzle and subsequently passed through a feed line into a cyclone in order to achieve a separation between the solid and the gaseous constituents. The separated and partially mixed with mercury phosphor mixture is then worked up in a conventional manner. The separation of the mercury from the gaseous medium also takes place in a manner known per se. In this way, an approximately 100% recovery of the phosphors and mercury succeeds.

Claims

Anspruch [en] A process for recovering the phosphor or phosphor mixture and the mercury from burned out or non-functional fluorescent lamps, by separating the ends of the gas discharge vessel of the fluorescent lamps, blowing out the phosphor or phosphor mixture and the mercury with a gaseous medium from the gas discharge vessel, collecting and Separating the blown-out mixture, characterized in that at least one blow-out is performed with a loaded with a phosphor or a phosphor mixture and optionally mercury gaseous medium.

2. The method according to claim 1, characterized in that the supply of the loaded gaseous medium into the gas discharge vessel by means of a Venturi nozzle takes place.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the gaseous medium used in a preceding blow-out used with a phosphor or a phosphor mixture and optionally mercury, is used for the respective subsequent blow-out.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the type of the phosphor or the phosphor mixture in the gas discharge vessel before the first blow-out optically determined wrid.

5. The method according to claim 4, characterized in that the same type of the phosphor

or the phosphor mixture and optionally mercury-laden gaseous medium is fed to the gas discharge vessel at least once.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that is used as the gaseous medium air, an inert gas or an inert gas mixture.

7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the gaseous medium at least one of the Ausblasvorgänge a powdery abrasion-resistant material is added.

8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that the powdery abrasion-resistant material is collected and reused after each or after any number of Ausblasvorgängen.

9. The method according to claim 1 to 8, characterized in that the phosphor or the phosphor mixture and optionally mercury before adding the powdery abrasion-resistant material of the with the phosphor or the phosphor mixture and

- Where appropriate, mercury laden gaseous medium are separated.

10. The method according to claim 1 to 9, characterized in that quartz sand is used as a powdery, abrasion-resistant material.

11. The method according to claim 1 to 10, characterized in that are treated as fluorescent gas discharge vessels in the form of straight or curved gas discharge tubes or spherical or ellipsoidal coated with phosphor or phosphor coating enveloping the gas discharge vessel.