[發明專利]一種熔體萃取分離回收廢舊硬質合金中碳化鎢和鈷的方法

有效

• 申請號: 202010011444.0
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111778400B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 郭學益;甘向棟;崔富暉;田慶華;于大偉;張純熹
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B23/02;C01B32/949
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 劉向丹

本發明公開了一種熔體萃取分離回收廢舊硬質合金中碳化鎢和鈷的方法，包括下述的步驟：S1.以熔融Zn?M合金為萃取介質，以廢舊鎢鈷硬質合金為待萃取物，進行萃取處理，得到共熔體與合金殘渣，所述Zn?M合金中Zn為主體金屬，M為Mg、Pb、Bi或Sn中的一種或多種；S2.將S1得到的共熔體進行真空蒸餾，得到金屬鈷粉以及冷凝的萃取介質。本發明提出了一種清潔高效的分離回收廢舊鎢鈷硬質合金中碳化鎢和金屬鈷的方法。本方法工藝流程短，設備簡單，鈷回收率高，成本低，萃取介質可以循環利用，過程清潔環保。

技術領域

本發明涉及廢鎢合金的回收技術領域，尤其涉及一種分離回收廢鎢鈷硬質合金中碳化鎢和金屬鈷的方法。

背景技術

硬質合金是由WC、Ti-WC及TiC-TaC(NbC)-WC等金屬碳化物硬質相和金屬Co、Ni、Fe等粘結相用粉末冶金工藝制得的合金，其中以WC為硬質相，金屬Co為粘結相的鎢鈷硬質合金所占份額最大。鎢鈷硬質合金具有很高的硬度，優異的耐磨性能，高的彈性模量，化學、熱穩定性好等優點，在現代工具耐磨耐高溫及耐腐蝕材料中占據重要地位，用途十分廣泛。然鎢和鈷都是價值較高的戰略金屬資源，隨著礦物資源瀕臨枯竭，為保證硬質合金產業可持續發展，廢硬質合金的回收問題越來越受到世界各國的重視。據相關報道，瑞典的山特維克每年利用再生合金料生產的硬質合金產品占總產量的1/3以上：日本日立工具公司，日本鎢業等均在日本本土范圍內大力開展廢硬質合金的回收工作；美國的廢硬質合金的回收工作也走在世界前列。這些工作極大的保證了硬質合金產業的可持續發展，具有戰略意義。

目前應用于工業化的廢硬質合金回收方法有硝石法硫酸鈉熔煉法、氯化法、磷酸浸出法、高溫處理法、破碎法、電溶法、鋅熔法及氧化還原法等十幾種，但現有這些方法依然存在適用性差，鐵、氧含量高，能耗高，鈷金屬損失，易引起臟化，污染環境，流程長，投資大，需相關濕法冶煉廠配套、再生合金檔次低等諸多問題。迫切需要一種適用性強、設備簡單、能耗低、無污染回收率高、成本低、規?？纱罂尚〉母咝?、綠色回收廢鎢鈷硬質合金的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種分離回收廢舊鎢鈷硬質合金中碳化鎢和金屬鈷的方法，該方法清潔高效、綠色環保。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種熔體萃取分離回收廢舊硬質合金中碳化鎢和鈷的方法，包括下述的步驟：

S1.以熔融Zn-M合金為萃取介質，以廢舊鎢鈷硬質合金為待萃取物，進行萃取處理，得到共熔體與合金殘渣，所述Zn-M合金中Zn為主體金屬，M為Mg、Pb、Bi或Sn中的一種或多種；

S2.將S1得到的共熔體進行真空蒸餾，得到金屬鈷粉以及冷凝的萃取介質。

S3.將S1得到的合金殘渣進行酸洗得到碳化鎢。

進一步的，S1所述廢舊鎢鈷硬質合金中鈷元素質量分數為5～15％，鎢以WC形式存在。

進一步的，S1所述Zn-M合金中Zn的摩爾百分含量是40％～80％。

進一步的，S1所述Zn-M合金和廢舊鎢鈷硬質合金重量比為3:1～10:1。

進一步的，S1所述萃取處理溫度為700～1000℃，保溫時間為3～24h。

進一步的，S1所述萃取處理是將廢舊鎢鈷硬質合金置于多孔并可提升的鈦網內，萃取介質置于坩堝中，然后將坩堝和鈦網一同放入井式真空電阻爐中，升溫至萃取溫度，然后保溫，保溫結束后提升鈦網分離兩種物料，坩堝內得到共熔體，鈦網內得到合金殘渣。

進一步的，S1所述萃取處理是在保護氣體中進行，所述保護氣體為氬氣、六氟化硫氣體或氦氣中的一種。

進一步的，S2所述真空蒸餾壓力降至10Pa以下。