[發明專利]一種廢金剛石刀具中銅的電解回收方法

在審

• 申請號: 201410249879.3
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104047022A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 曹洪楊;顧珩
• 申請（專利權）人: 廣東省工業技術研究院(廣州有色金屬研究院)
• 主分類號: C25C1/12
• 分類號: C25C1/12
• 代理公司: 廣東世紀專利事務所 44216
• 代理人: 千知化

技術領域

本發明涉及一種銅的回收方法，具體涉及一種從廢金剛石刀具中銅的電解回收方法。

背景技術

金剛石刀具具有極高的硬度、耐磨性、低摩擦系數、高彈性模量、以及高熱導低熱膨脹系數、與非鐵金屬親和力小等特點，是一種優越的切割工具，廣泛應用于巖石切割、石油鉆探及精密機械加工等行業。金剛石刀具通常以人造金剛石為切割材料，碳化鎢為工具的胎體材料，以金屬銅粉、鈷粉和鎳粉等為粘結劑，經熱壓成型工藝加工而成，通常由1%~2%的人造金剛石、4%~7%碳化鎢、30%~50%鐵、20%~30%銅、5%~10%鎳、5%~10%錫、0.2%~1.0%銀組成。10%~15%的金剛石刀具在使用后期被遺棄，造成資源的浪費。

汪禮敏等(（廢舊金剛石工具酸分解回收有價金屬的理論及實驗研究），《稀有金屬》，Vol.34,?No.6,?P919-923，2010）和(（廢棄金屬基金剛石制品再生利用生產超細預合金粉的沉淀工藝研究），《粉末冶金工業》，Vol.21,?No.4,?P919-923，2011）提出以鹽酸∶硝酸=3∶2構成的混酸為浸出介質，在96℃恒溫水浴中浸出80分鐘，銅、鎳、鐵、鈷、錫等有價金屬浸出率達99%左右。該酸解工藝有價金屬浸出率較高，但硝酸的使用為后續分離回收有價金屬帶來一定影響，含硝酸根的廢水及可能產生一氧化氮、二氧化氮等氣體的二次污染，同時硝酸價格高，使得回收成本增加。

鄭小清等(（廢刀具中金剛石等有價物質的綜合回收），《江西化工》，No.4,?2008，P197-199）提出以氯酸鉀-鹽酸為溶劑，氧化溶出100h，廢舊刀具溶解率達99%以上。溶出后加入助浮劑OR，加熱或鼓空氣分離金剛石和碳化鎢，以海綿銅、硫酸鐵或硫酸鐵、硫酸銅形式回收銅、鐵。該工藝避免了硝酸的使用，不產生有毒氣體。但該工藝反應時間長、反應效率偏低，難以實現工業應用。

CN201210137164.X公開了一種在密封條件下采用氯酸鈉和鹽酸溶解廢舊金剛石工具的方法。金剛石、碳化鎢的綜合回收率大于99％，其他有價物質的綜合回收率大于98％。該方法雖然有價組分回收率高，但氯酸鈉的使用可能產生二氧化氯等有害氣體，對人體有害。

發明內容

為了克服現有技術的缺點，實現高效、綠色分離廢舊金剛石刀具中銅、金剛石、碳化鎢等有價組分，本發明提供一種工藝流程短，經濟實用，操作環境友好，銅、金剛石、碳化鎢等回收率高的方法。

本發明的廢金剛石刀具直接電解回收銅等有價組分的方法步驟如下：

將廢金剛石刀具置于按質量比為95∶2~5的5%~10%硫酸∶硫脲混合液中，攪拌10~20分鐘除油除銹，取出廢金剛石刀具后，用蒸餾水洗滌數次；將除油除銹后的廢金剛石刀具裝入網狀鈦導電框中作為陽極，以鈦板為陰極；含量為0.50~5.00mol/L的硫酸溶液或銅含量為0.05~0.40mol/L的硫酸銅和硫酸含量為0.50~5.00mol/L的混合溶液作為電解液，或在所述電解液中加入0.10~0.40mol/L的氯化鈉溶液；電流密度為300~600A/m²，槽電壓為1.0~2.0V，電解24h后，刮取銅粉，用苯駢三氮唑乙醇溶液處理后，真空干燥。

電解過程中銅、鎳、鐵、錫等進入電解液，金剛石、碳化鎢和銀以不溶物形式進入陽極泥。

本發明采用電解氧化還原回收廢金剛石刀具中的銅的方法，以中低酸度的硫酸、低濃度銅為電解液，無需添加硝酸、王水、過氧化氫、次氯酸鈉、氯酸鈉等氧化劑。本發明的方法實現了廢金剛石刀具的高效溶解、綠色分離銅、并為銀的富集回收提供條件。

具體實施方式

實施例1

稱取廢金剛石刀具600g，置于由5%硫酸和硫脲按質量比為95∶2的混合溶液中，攪拌20分鐘除油除銹，取出廢金剛石刀具后，用蒸餾水洗滌數次；

長方形電解槽，一塊鈦框陽極，一塊金屬鈦板陰極，陰極用濾袋包裹，電解液為含0.90mol/L硫酸溶液，電流密度為400A/m²，電解24h，刮取銅粉，用苯駢三氮唑乙醇溶液作為防氧化劑處理后真空干燥，得純度為80.2%銅粉116.4g，銅回收率為79.43%。電解液中銅、鎳、鐵、錫含量分別為0.88、0.97、18.45、0.73g/L；陽極泥中銀含量為1.69%，富集比為2.5。

實施例2

稱取廢金剛石刀具600g，置于由5%硫酸和硫脲按質量比為95∶2的混合溶液中，攪拌20分鐘除油除銹，取出廢金剛石刀具后，用蒸餾水洗滌數次；