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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流浅谈电光源玻璃.精品文档.浅谈电光源玻璃引言玻璃的类型、化学成分与结构特点电光源玻璃是制造光源设备、电器元件的主要材料之一。自从爱迪生发明电灯以来，白炽灯、荧光灯等被广泛使用。随着光源工业的迅猛发展，对于光源的主要材料，电光源用玻璃行业也得到了迅速发展，各类光源玻璃类型不断推出。由于电光源多使用铅玻璃，容易造成污染。出于环保的压力，玻璃行业面临更新生产工艺的要求。全球三大照明产品生产公司：飞利浦、Osrom(西门子全资的子公司)、GE以及我国许多大的光源玻璃生产厂也在不断的开发新型玻璃品牌以适应国际市场的需求。节约电能，保护环境，满足人们对照
2、明质量越来越高的要求是绿色照明的宗旨。但是，随着各类新型节能电光源的问世，其生产和使用过程中所带来的有害物质对环境的污染也应引起人们的关注。1玻璃的类型、化学成分与结构特点玻璃通常以化学成分或用途进行分类。按玻璃的化学成分不同，玻璃可分为钠玻璃、钾玻璃、铅玻璃、硼硅玻璃、石英玻璃、铝硅玻璃、微晶玻璃、仿景泰蓝玻璃、光色玻璃、金星玻璃等。钠玻璃钠玻璃通称为普通玻璃，主要成分中，SiO占72%，NaO占l5%。其机械强度、热稳固性、化学稳固性都较差，但易于熔制加工，价格低廉，广泛利用于制作一般窗玻璃、包装瓶和低档日用器皿。1.1常见玻璃的特点钾玻璃又称硬质玻璃，与钠玻璃成分上的主要差别是以KaO代
3、替了NaO，并提高了SiO的含量。其硬度、光泽度较佳，强度、耐热性、化学稳固性均比钠玻璃好，多用于制作化学仪器和精美的日用器皿。铅玻璃又称光学玻璃、晶质玻璃。其主要成分中，SiO约占68%，PbO占15%35%。铅玻璃能拦阻X射线，具有很强的折光性和光泽度，硬度较低，易于加工，敲击时能发出悦耳的金属声。铅玻璃最适于制作光学仪器、艺术品和高档日用器皿。(3)硼硅玻璃硼硅玻璃中，SiO占80%，BO占l4%。它具有很高的耐热性和化学稳固性(如良好的抗冷热急变、无污染及抗酸碱性能)，有较好的强度、光泽度和绝缘性，适于制作优质理化实验仪器、烹调器皿(如耐热玻璃煮锅)、电气器具(如电光源及电子工业用玻璃
4、)、药用玻璃包装容器、保温瓶胆、温度计以及化工防腐管道与设备等。(4)石英玻璃石英玻璃有“玻璃王”之称，成分几乎是SiO。石英玻璃有透明和不透明两种，透明者以水晶为原料，不透明者以纯净石英砂为原料。它具有极高的耐热性、化学稳固性和较高的强度、耐磨性及绝缘性，能透过紫外线，耐受l200高温，耐急热温度差高达l000。石英玻璃主要用于制作耐高温装置和特种仪器，如医用紫外线杀菌灯等。(5)铝硅玻璃铝硅玻璃的首要成分是SiO和AlO。它具有很高的耐热性、化学稳固性和强度，多用于制作直接用火焰加热的烹饪器皿。(6)微晶玻璃除上述外，仿景泰蓝玻璃是以普通玻璃为基本成分，加入适量的氧化铜和氧化钴而得的玻璃，
5、多用于制作装饰品，如花瓶、工艺蜡烛台等。光致变色玻璃中含有卤化银胶体光敏剂，具有被光照射后变暗或着色的特征，常用于制作变色眼镜、光开关、全息照相以及装饰材料等。金星玻璃有铬金星玻璃和铜金星玻璃两种，它们分别含有氧化铬、氧化亚铜等折射率较高的晶体，具有闪金星的特性，常用于制作装饰品、工艺品等。石英玻璃是电光源、半导体、光通信、激光技术的基础材料，誉有“玻璃王”之称，是高强度气体放电灯的良好泡壳材料。以前中国的石英玻璃工业是空白，通过多年的技术创新，现在中国石英玻璃工业的主要生产技术和装备已达到世界先进水平，拉管直径由400mm，单台炉产量由50t提高到200t，2008年电光源石英玻璃产量3万余
6、吨，是1975年产量的174倍，已占世界总产量的70%。石英玻璃按制造热源不同分为两类:一是电熔石英玻璃，主要用于电光源产品;二是气炼石英玻璃，主要用于半导体工业。中国石英玻璃工业改革开放以来取得了长足的进步，现有多种型号连熔炉240台，有力地推动高强度气体放电灯的发展。按石英管直径分为三档:小直径360mm，中等直径61200mm。大口径201400mm，现在电光源石英玻璃的品种有10余个。按用途分类有：碘钨灯用石英管、汞灯用石英管、无臭氧石英管、截紫外石英管、低熔点石英管、红外加热用石英管、彩色石英管、超高压汞灯用石英管、金卤灯用石英管、高强度氙灯用石英管、大口径石英管、石英棒(板)等，其
7、中许多品种质量达到美国GE公司同类产品水平。2、电光源用铅玻璃的产品结构特征电光源产品一般是玻璃制品，电光源通常使用的玻璃除SiO、BO等玻璃形成物外，多含有PbO。17世纪后半叶，英国制出铅晶质玻璃艺术器皿。后广泛用于制造光学仪器、艺术器皿和用作防辐射玻璃等，我国早在战国时期即有铅玻璃制品。铅玻璃是指含PbO的玻璃。包括铅晶质玻璃、火石类光学玻璃、防辐射玻璃、低熔玻璃、延迟线玻璃、高折射微珠玻璃等。铅玻璃的组成式为：RmOn-PbO-SiO(BO)。随PbO含量的增加，玻璃的密度、折射率、色散、介电常数、对X射线和射线吸收系数等性能指标值增加;其硬度、高温黏度、软化温度、化学稳定性等指标值降
8、低;致使玻璃成型料性变长、着色剂色彩鲜艳、表面光泽增加、敲击声清脆。有机铅玻璃是一种透明的含铅树脂板，是通过化学方法把铅聚合进合成树脂的方法制成的一种透明防辐射材料。有机铅玻璃是按照严密的产品规格及品质管理标准制造的，各项性能指标测试均已达到国际先进水平。有机铅玻璃透明性好，具有表面折射少，可塑性好、质轻、耐冲击性能强等优点。多用在医学领域，用于X射线机房、CT机房、ECT机房等观察窗，制作各种防护屏及防护面罩等。在其它科技领域，用于同位素源的防护可以制作贮存箱、废物箱、分装屏。工业用衍射仪的外罩，各种射线发生仪器、电子显微镜、电子加速器等的射线防护，分源的保护屏等。由于外界温度、湿度变化易产
9、生形变，因此不适于户外使用。铅玻璃按PbO含量分为轻红丹(低铅)玻璃、中红丹(中铅)玻璃和重红丹(高铅)玻璃3种。低铅玻璃的含铅量在11%左右，中铅为20%，高铅则在28%以上。因为玻璃加工的需要，白炽灯和各种荧光灯的芯柱都采用了铅玻璃，一般是含铅量在11%左右的低铅玻璃。但速度高于1200只/h的荧光灯自动生产线使用的芯柱采用的是含铅20%的中铅玻璃，甚至用28%的高铅玻璃白炽灯和直管型荧光灯的外玻壳用钠钙玻璃，而环形荧光灯和紧凑型荧光灯则采用低铅玻管制作。我国2003年生产各种荧光灯18.5亿只，耗用100000t左右的铅玻璃，再加上41亿只白炽灯芯柱用的铅玻璃120000t左右，2003
10、年各类电光源用铅玻璃为220000t左右。即使全部按低铅玻璃计算，使用的PbO也超过了20000t。3、电光源用铅玻璃的危害及其污染治理铅为带蓝色的银白色重金属，有毒，是一种有延伸性的主族金属。熔点327.502，沸点1740，密度11.3437g/cm，硬度1.5，质地柔软，抗张强度小。长期接触铅及其化合物会导致心悸、易激动、血红细胞增多。铅侵犯神经系统后，出现失眠、多梦、记忆减退、疲乏，进而发展为狂躁、失明、神志模糊、昏迷，最后因脑血管缺氧而死亡。血铅水平往往要高于2.16mol/L时，才会出现临床症状，因此许多儿童体内血铅水平虽然偏高，但却没有特别的不适，轻度智力或行为上的改变也难以被家
11、长或医生发现。这也是为什么儿童铅中毒在国外被称为“隐匿杀手”直的原因。铅的无机化合物的动物试验表明可能引发癌症。另据文献记载，铅是一种慢性和积累性毒物，不同的个体敏感性很不相同，对人来说铅是一种潜在性泌尿系统致癌物质。用含1%的醋酸铅饲料喂小鼠，白细胞培养的染色体裂隙-断裂型畸变的数目增加，这些改变涉及单个染色体，表明DNA复制受到损伤。铅玻璃中的铅是通过在配料时加入红丹或硅酸铅引入的，红丹的粉尘、玻璃熔制过程中排放的铅烟都会对环境造成污染。电光源产品使用后若随意遗弃，其铅玻璃中的PbO会慢慢被置换析出并污染环境。电光源产品还含有害物质砷，主要是玻璃熔制过程中用白砒作澄清剂带入的。目前国内只有
12、少数企业生产的电光源用玻璃含砷量符合标准，而大多数企业生产的玻管仍在使用白砒作为澄清剂，从而使玻璃里的砷含量远远超过标准。解决电光源用的铅玻璃对环境污染，国内外都采取了相应的治理对策。4、电光源用铅玻璃对环境污染的治理对策4.1国外的治理对策(1)瑞典采用销售体系回收和社区回收2个平行的废旧家电回收渠道，二者互相结合，构成一个有效的回收体系。在销售商销售电子电器产品时，顾客可以免费返还功能相似的旧电子电器产品，即通过商店“以旧换新”回收，也可以在指定的收集点收集、回收，然后由生产厂家负责运送到预处理厂进行拆解处理;另一个渠道是由当地政府负责提供全封闭的容器，收集消费者不能“以旧换新”的废旧电子
13、电器产品，每个垃圾回收点都设有废家电回收箱，丢弃者只能往里放，不能往外拿，以防止废旧家电重新流入社会。每45个社区设有一个垃圾分选处理站，在此设有专用场地，用来堆放、分类和整理各垃圾回收站送来的废旧家电，然后再送往预处理厂。对在垃圾车中夹杂废旧家电的，一经发现，要处以重罚。从目前的回收情况看，废旧家电绝大部分都是由收集点收集的，即基本上以社区回收为主。社区回收由地方政府负责组织和管理，收集废旧家电所需要的费用也由地方政府承担。还有一部分是由产生电子垃圾的企业直接送往处理厂的，制造商负责组织收集废旧家电并承担所有回收费用，包括：从收集点或垃圾分选站开始的回收费、运输费、后勤开销的附加费、收集费、
14、信息费等。瑞典废旧家电的回收率是比较高的。欧盟已出台法规要求的回收量为每人每年46kg，瑞典实际可达到10kg。(2)德国回收废旧家电的主要途径是由设在社区的收集点从家庭分散回收。运输公司将其运至分拣中心进行分拣后，交由预处理厂进行处理。回收处理费由社区支付(从居民交纳的清洁费中支出)。将来制定废旧家电回收利用法之后，只从居民清洁费中支付收集费，而从收集点开始的运输、回收、拆解、填埋等费用，均由制造商担。另一条途径是由废旧家电的生产企业直接送到处理厂，目前也占有相当大的比例。德国政府给各州下达废旧家电回收宏观调控指标为每人每年5kg，但各州回收的情况差别很大，低的每年人均不到1kg，高的达到1
15、0kg。主要原因是施行的政策不同。要求用户在丢弃废旧家电时付费的地区，回收情况都不理想，回收量很低。不收费的地区，回收量就好些。(3)日本北海道山区的野村兴产株式会社的主要业务是一次废弃电池处理和废荧光灯处理，野村兴产利用其生产汞的有利条件，在北海道的依托模卡(音译)矿业具有处理1000万只/年废荧光灯管的能力，同时取得对从菲律宾进口的废荧光灯管的处理权。日本NKK公司负责废塑料回收的子公司NKK环境公司，早在2000年就从德国引进废荧光灯管的再生装置，并充分利用其在关东地区回收废塑料的网点和物流系统，效益较好。其再生方法为先将灯管的两端切掉，经吹入高压风将含汞的荧光粉吹出后收集，再通过真空加
16、热器回收汞，纯度可达99.9%，再经集中精制后供其它工业产品使用。荧光粉和玻管亦可循环加工利用。4.2我国的治理对策目前，我国直形荧光灯管产量和使用量均居世界首位，但报废灯管的回收现状并不令人满意，其中绝大多数均随生活垃圾进入了垃圾填埋场，每年释出的汞及化合物量数以百吨计，严重污染了土壤和地下水源，慢性毒害人体健康，有关部门正积极规划废灯管、灯泡的回收制度。废旧灯管的处理主要有“直接破碎分离”和“切端吹扫分离”两种工艺。“直接破碎分离”的特点是结构紧凑、占地面积小、投资少，但荧光粉不可再利用;而“切端吹扫分离”能有效地将可再回收利用的稀土荧光粉分类收集投资较大。目前我国直形荧光灯管所用荧光粉主要成分为卤磷酸钙，经济回收价值较低，宜采用“直接破碎分离”灯管处理回收工艺。为促进和实现国内废旧灯管的无害化、资源化处置，国内也成立了数家灯管回收处理公司。但是，这些公司在运营方面还存在一些难题，比如
