Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ТРУБОК ИЗ ГОРЕЛОК ДЛЯ НАТРИЕВЫХ ЛАМП ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ТРУБОК ИЗ ГОРЕЛОК ДЛЯ НАТРИЕВЫХ ЛАМП ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ТРУБОК ИЗ ГОРЕЛОК ДЛЯ НАТРИЕВЫХ ЛАМП ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: при восстановлении керамических трубок из горелок для натриевых ламп высокого давления. Сущность изобретения: восстановление керамических трубок из горелок для натриевых ламп высокого давления производят путем обработки горелок в растворе азотной кислоты с концентрацией 10 - 25% и температурой 40 - 50°С в течение 20 - 30 ч. Затем проводят обработку отработанного раствора азотной кислоты 2 - 34%-ным водным раствором аммиака до рН 9 - 10. После этого осуществляют фильтрацию раствора, сушку осадка при 100 - 150°С и прокаливание его при температуре свыше 400°С. Фильтрат обрабатывают 4 - 50%-ным раствором гидроксида натрия до рН 11 - 12, после чего осуществляют дополнительную фильтрацию раствора и обработку фильтрата 4 - 40%-ным раствором хлористоводородной кислоты до рН 7 - 8.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2014666
Класс(ы) патента: H01J61/00, H01J9/50
Номер заявки: 5024834/07
Дата подачи заявки: 30.01.1992
Дата публикации: 15.06.1994
Заявитель(и): Украинский научно-исследовательский институт источников света
Автор(ы): Бунякина Н.В.; Кива А.Л.; Кожушко Г.М.; Стороженко Д.А.
Патентообладатель(и): Украинский научно-исследовательский институт источников света
Описание изобретения: Изобретение относится к электротехнике, в частности к светотехнике, и касается методов восстановления керамических трубок из горелок для натриевых ламп высокого давления.
Известен метод восстановления керамических трубок из горелок для натриевых ламп высокого давления. Согласно этому методу тугоплавкую стеклянную фритту, с помощью которой металлические или керамические торцовые крышки герметично закреплены на керамической трубке из прозрачного окисного соединения, растворяют в кислоте. После удаления крышек, промывки, отжига при температуре свыше 800оС и механической очистки, керамические трубки пригодны для повторного использования [1].
Наиболее близким является метод восстановления керамических трубок из горелок для натриевых ламп высокого давления, согласно которому горелки погружают в подогретый от 50 до 60оС раствор азотной кислоты HNO3(50-60%) на 5-10 мин, после чего их оставляют в подогретом 25-30%-ном растворе HNO3 до отделения крышек от трубок. Затем трубки промывают проточной водой, подвергают механической очистке и снова промывают проточной водой. После этого трубки обрабатывают 5 мин подогретым концентрированным раствором ортофосфорной кислоты H3PO4, промывают водой, погружают на 5-10 мин в подогретый 30%-ный раствор HNO3 промывают проточной водой и спиртом. Нагреванием в течение 50-60 мин при 1200-1250оС (скорость нагрева и охлаждения 30-40оС/мин) снимают остаточное напряжение, возникающее в керамических трубках при эксплуатации. После еще одной обработки HNO3, промывки проточной и дистиллированной водой, спиртом и сушки трубки пригодны для повторного использования [2].
Недостатком метода является отсутствие очистки отработанного раствора азотной кислоты от ионов ртути Hg2+, других тяжелых металлов и применение концентрированных растворов HNO3 (50-60% и 25-30%) при повышенных температурах (50-60оС) , в результате чего нарушается микроструктура керамических трубок и ухудшается их прозрачность.
Задача изобретения - разработать способ восстановления керамических трубок из горелок для натриевых ламп высокого давления, при реализации которого не нарушается микроструктура трубок и не ухудшается их прозрачность, а также производится очистка отработанного раствора азотной кислоты от ионов ртути и других тяжелых металлов.
Восстановление керамических трубок осуществляется следующим образом.
Вышедшие из строя горелки погружают в 10-20%-ный раствор азотной кислоты и выдерживают при 40-50оС в течение 20-30 ч. Отделяют крышки от трубок. После этого производят промывку трубок проточной водой и механическую очистку их внутренней поверхности, промывку проточной и дистиллированной водой, сушку и прокаливание при 1200-1250оС, после чего трубки становятся пригодными для повторного использования. Отработанный раствор азотной кислоты обрабатывают 2-34% -ным раствором аммиака до рН 9-10. Затем раствор фильтруют. Осадок сушат при 100-150оС и прокаливают при температуре свыше 400оС до выделения ртути в свободном виде. Фильтрат обрабатывают 4-50%-ным раствором гидроксида натрия NaOH до рН 11-12. Раствор фильтруют и фильтрат обрабатывают 4-40%-ным раствором хлористоводородной кислоте РСд до рН 7-8. После обработки осадки становятся свободными от соединений ртути, раствор - от ионов тяжелых металлов.
Предлагаемый метод отличается от прототипа следующими признаками.
Восстановление керамических трубок осуществляется только в разбавленном растворе HNO3 (10-25% ). Процесс восстановления заключается в том, что в растворе азотной кислоты растворяются примесные компоненты тугоплавкой фритты, вследствие чего происходит ее разрушение. Из-за большого содержания диссоциированных ионов Н+ и NO3- в концентрированных растворах ухудшается их подвижность и увеличивается продолжительность процесса восстановления. При концентрации раствора HNO3 от 2 до 10% снижается вероятность его контакта с тугоплавкой фриттой. Поэтому оптимальной является концентрация раствора азотной кислоты от 10 до 25%. Концентрированная HNO3 под воздействием света частично разлагается, загрязняя окружающую среду диоксидом азота NO2. В разбавленных растворах разложение азотной кислоты прекращается. Кроме того, разбавленные растворы HNO3 не вызывают ожогов при попадании на кожу, поэтому более удобны в работе с точки зрения техники безопасности.
Керамические трубки из горелок восстанавливают в интервале температур от 40 до 50оС. При нагревании растворов GNO3 до 60оС усиливается ее разложение, в результате чего в окружающую среду (кроме NO2) поступают пары воды и кислород, вызывающий коррозию оборудования. Следовательно, целесообразно в целях защиты от коррозии снизить температуру процесса. Однако, в температурном диапазоне 10-40оС значительно увеличивается время растворения тугоплавкой стеклянной фритты.
После восстановления в разбавленных растворах HNO3 при температуре 40-50оС трубки сохраняют микроструктуру и прозрачность, поэтому не требуется обработка в концентрированных растворах Н3РО4 и HNO3, которую применяют в прототипе для полировки поверхности. Понижение температуры и концентрации раствора азотной кислоты способствует экономии электроэнергии, воды, химических веществ и улучшению экологической обстановки.
Отработанный раствор азотной кислоты содержит ионы ртути Hg2+ и других тяжелых металлов, что опасно для окружающей среды. Обработка этого раствора по предложенному способу дает возможность осадить ионы ртути Hg2+ отдельно от других ионов. Ионы Hg2+ осаждают 2-34%-ным водным раствором аммиака в виде нерастворимой соли основания Миллона [Hg2ONH2]NO3. Это соединение разлагается при температуре свыше 400оС с выделением ртути, которую можно собрать и возвратить в производство. После отделения осадка в фильтрате еще содержатся ионы тяжелых металлов, которые осаждают 4-50%-ным раствором NaOH. Гидроксиды тяжелых металлов отделяют от раствора фильтрованием. Поскольку среда фильтрата сильно щелочная (рН 11-12), его обрабатывают 4-40%-ным раствором HCl до рН 7-8.
Возможность осуществления изобретения подтверждается следующим.
Керамические трубки горелок исследуют микроскопическим методом и определяют их прозрачность. Горелки погружают в 20%-ный раствор HNO3 и выдерживают при 50оС в течение 22 ч. Отделяют крышки от трубок. Промывают трубки проточной водой и механически очищают их внутреннюю поверхность. Снова промывают трубки проточной и дистиллированной водой, сушат и прокаливают при 1200оС. Исследуют структуру восстановленных трубок микроскопическим методом и определяют их прозрачность. Результаты исследований показывают, что восстановление керамических трубок из горелок по предложенному способу не изменяет структуру и прозрачность трубок. Восстановленные керамические трубки применяют для монтажа горелок и изготовления натриевых ламп высокого давления. Отработанный раствор HNO3 обрабатывают 25%-ным водным раствором аммиака до рН 10. Раствор фильтруют. Осадок сушат при 120оС и прокаливают при 450оС до выделения ртути в свободном виде. Фильтрат обрабатывают 24%-ным раствором NaOH до рН 12. Раствор фильтруют и обрабатывают 35%-ным раствором HCl до рН 7. Отсутствие ионов ртути Hg2+ и других тяжелых металлов в растворе подтверждают качественным анализом.
Формула изобретения: СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ТРУБОК ИЗ ГОРЕЛОК ДЛЯ НАТРИЕВЫХ ЛАМП ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, согласно которому осуществляют обработку горелок в растворе азотной кислоты до отделения керамических трубок от крышек, промывку указанных трубок водой, их механическую очистку, последующую промывку водой, сушку и прокаливание при 1200 - 1250oС, отличающийся тем, что указанную обработку горелок проводят в растворе азотной кислоты с концентрацией 10 - 25% при 40 - 50oС в течение 20 - 30ч, после чего осуществляют обработку отработанного раствора азотной кислоты 2 - 34%-ным водным раствором аммиака до рН, величина которого составляет 9 - 10, фильтрацию раствора, сушку осадка при 100 - 150oС и прокаливание его при температуре, превышающей 400oС, обработку фильтрата 4 - 50%-ным раствором гидроксида натрия до рН 11 - 12, после чего осуществляют дополнительную фильтрацию раствора и обработку фильтрата 4 - 40%-ным раствором хлористоводородной кислоты до рН 7 - 8.