[發(fā)明專利]一種從廢舊硬質(zhì)合金中回收碳化鎢、金屬鈷的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210076408.8
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN103305694A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李少香;周貴忠;劉光召;孫立水;陳希磊
• 申請（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C25F3/02;C01B31/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種固體廢物的再利用技術(shù)，具體地說，涉及一種一種從廢舊硬質(zhì)合金中回收碳化鎢、金屬鈷的方法

背景技術(shù)

硬質(zhì)合金是由難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，廣泛用作刀具材料，如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀等，用于切削難加工的材料。

由于硬質(zhì)合金是以碳化鎢和稀有金屬鈷為主要原料，其經(jīng)濟(jì)價值和制造成本比較高，鎢鈷的回收是一項(xiàng)極有價值的回收領(lǐng)域。最早的回收利用工藝能耗高、設(shè)備比較復(fù)雜，而且對環(huán)境的影響較大。硬質(zhì)合金硬度非常大而且致密度較高，很難在常溫下被一些無機(jī)酸堿所溶解，因此在如何回收硬質(zhì)合金上費(fèi)了不少的周折。目前已有的回收利用工藝主要有幾大類，一是所謂的高溫處理法，其中有：硝石熔融法、空氣氧化燒結(jié)法、通氧鍛燒法等；二是機(jī)械破碎法，其中有：冷碎粉碎法、熱碎粉碎法、鋅熔法等；三是化學(xué)處理法，其中有金屬多價鹽處理法、氯化法、磷酸浸出法、鹽酸處理法等；四是電化學(xué)法，有以堿作電介質(zhì)、以鹽酸或硫酸、硝酸作電介質(zhì)的不同工藝路線；還有用通高壓氧、以氨水或胺溶液浸取法；淡基化合物法和水蒸氣升華三氧化鎢的分解法等等。

各種方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)及一定的適用范圍。總的來說，目前廢硬質(zhì)合金回收技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)如下幾個特點(diǎn)：(1)物理處理和化學(xué)冶金方法相結(jié)合，如電化學(xué)法一般只適用于處理鈷含量大于8％的廢硬質(zhì)合金料。對于含鈷小于8％的廢硬質(zhì)合金，如果將機(jī)械破碎工藝嫁接上去，它的適用范圍就更大了。(2)機(jī)械破碎法與高溫?zé)崽幚硐嘟Y(jié)合：在對廢硬質(zhì)合金進(jìn)行破碎前，將待破碎物料進(jìn)行如熱淬火處理或經(jīng)高溫處理，可使合金變得疏松多孔，可極大改善大塊廢合金的破碎效果。生產(chǎn)實(shí)踐已證明，該法對廢硬質(zhì)合金具有很好的綜合回收效果。

在目前廢硬質(zhì)合金回收技術(shù)中，電化學(xué)法是一種既可以回收碳化鎢又可以回收鈷的技術(shù)：該法的實(shí)質(zhì)是在電場作用下，以廢硬質(zhì)合金為陽極，使用適宜的電解質(zhì)，通常在酸性介質(zhì)中，通過控制陽極電位，將硬質(zhì)合金廢塊料中的粘結(jié)劑鈷選擇性地溶入電解質(zhì)中，再用化學(xué)冶金方法處理成氧化鈷，碳化鎢以陽極泥的形態(tài)產(chǎn)出，將其脫氧后可得到碳化鎢粉末，然后再生產(chǎn)成硬質(zhì)合金產(chǎn)品。

與其他方法相比，電化學(xué)方法工藝簡單、投資省、成本低、效率高且勞動強(qiáng)度不大，污染也少。碳化鎢產(chǎn)品可直接或經(jīng)還原后返回硬質(zhì)合金生產(chǎn)。鈷從陽極溶出，可處理成草酸鈷或金屬鈷粉，也可控制電解條件直接制取金屬鈷。例如：譚翠麗、許開華報(bào)道了一種從廢棄硬質(zhì)合金回收碳化鎢的方法【申請?zhí)枺?01010210020】，該方法是將廢棄硬質(zhì)合金置于電解液中經(jīng)電溶分離得到碳化鎢粒料，然后進(jìn)行磁選、破碎預(yù)處理，經(jīng)過多個步驟得碳化鎢。該方法能制得晶粒結(jié)構(gòu)優(yōu)良、微觀夾雜低的再生碳化鎢粉末，并且具有較高回收效率。但是該法再生碳化鎢晶體經(jīng)過一系列物理、化學(xué)過程，晶體微觀結(jié)構(gòu)存在變形、損壞、夾雜，使得再生碳化鎢粉末的晶體結(jié)構(gòu)、純度等方面仍無法與原生礦得到的新鮮碳化鎢粉末的質(zhì)量相媲美；另外硬質(zhì)合金行業(yè)已經(jīng)對碳化鎢質(zhì)量提出了更高的要求，國際上要求以超細(xì)碳化鎢粉為原料制成硬質(zhì)合金，其硬度和強(qiáng)度都得到了大幅度提高。因此從廢硬質(zhì)合金料制取超細(xì)低雜質(zhì)碳化鎢，充分回收鈷等稀有金屬，是目前該行業(yè)的發(fā)展趨勢。

另外，電化學(xué)方法工藝過程對電介質(zhì)的鹽酸濃度、電流密度、槽電壓、端電壓、溶液溫度、電介質(zhì)流動狀態(tài)都有嚴(yán)格的要求。如果控制不當(dāng)，則在陽極上將有氯和氧析出，將會使碳化鎢的剝落，而且將使電流效率大大降低，在陽極上產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象。為此，許多采用電溶法的廠家大都以較大的電流密度來避免陽極鈍化。在實(shí)踐中有些廠家還發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)提高電介質(zhì)的溫度有助于單位電流密度的增加，從而提高電流效率。無論是提高電流密度，還是提高電解質(zhì)的溫度，都需要增加能耗。因此，在節(jié)能降耗、減污增效的今天，優(yōu)化電化學(xué)方法工藝參數(shù)，提高電流效率和產(chǎn)品質(zhì)量，探索清潔新能源在該工藝上是該行業(yè)的發(fā)展的另一個趨勢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決目前國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)計(jì)原理在該領(lǐng)域內(nèi)的缺陷和不足，采用電化學(xué)溶解法從廢舊硬質(zhì)合金中回收碳化鎢、金屬鈷的方法回收廢硬質(zhì)合金，使用太陽能伏打電池作為能源，在酸溶液中進(jìn)行，分別得到碳化鎢片和氯化鈷溶液，進(jìn)而還原氯化鈷得到鈷粉。工藝過程包括一個太陽能轉(zhuǎn)換電能裝置，一個選擇性電溶工藝控制步驟，一個從氯化鈷溶液得到鈷產(chǎn)品的工藝過程。碳化鎢實(shí)收率為98％以上，鈷的回收率為92～95％。