專利名稱：一種從鎢鈷類廢硬質(zhì)合金中回收高純度碳化鎢的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合金制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是從鎢鈷類廢硬質(zhì)合金中回收高純度碳化鎢的方法。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)合金具有耐高溫、抗氧化、高硬度、高耐磨性等優(yōu)異特性，因此作為機(jī)械加工、鉆采工具和耐磨件被廣泛用于機(jī)械制造、礦山開采、石化采煉、醫(yī)療、電子等行業(yè)；硬質(zhì)合金由金屬碳化物硬質(zhì)相和鐵族元素粘結(jié)相構(gòu)成；碳 化鎢和鈷構(gòu)成的鎢鈷類硬質(zhì)合金占整個(gè)硬質(zhì)合金的比例超過80%，除焊接刀片可以多次重磨使用外，幾乎其他所有硬質(zhì)合金刀片和耐磨零件經(jīng)一定使用期磨損后，都會因幾何尺寸和表面精度達(dá)不到相關(guān)的技術(shù)要求被廢棄并報(bào)廢處理，硬質(zhì)合金材料的有效耗損使用率不超過原始重量的20%，鎢是一種稀有和重要的戰(zhàn)略資源，隨著各種鎢制品用途和用量的不斷增多和增長，開采量增大，原生態(tài)鎢資源礦物儲量日漸枯竭，所探明的儲量預(yù)測僅夠使用60年，目前全球每年消耗金屬鎢8萬噸，其中約60%用于制造硬質(zhì)合金產(chǎn)品，因此把大量廢硬質(zhì)合金回收處理成能滿足相應(yīng)技術(shù)要求的粉末形態(tài)原材料，并把它重新投入鎢合金新產(chǎn)品的制造對資源的保護(hù)節(jié)約和再生利用都有著十分重要和重大的意義。廢鎢鈷類硬質(zhì)合金回收處理最終形成的粉末原材料形態(tài)有以下四種1、碳化鎢和鈷未分離的硬質(zhì)合金粉末；2、碳化鎢和鈷各相分離，且混合在一起的混合料粉末；3、單獨(dú)的碳化鎢粉末；4、純鎢金屬粉末。用不同回收方法得到不同形態(tài)的粉末原材料，其所能滿足再生鎢合金(或硬質(zhì)合金)產(chǎn)品制造的技術(shù)要求是不同的，在保證能夠達(dá)到絕大多數(shù)高性能硬質(zhì)合金產(chǎn)品需要的對原材料技術(shù)要求前提下，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保節(jié)能等全面綜合指標(biāo)來衡量，用電解法除去粘結(jié)相鈷獲取單獨(dú)碳化鎢粉末是上佳的途徑。通常的電解工藝回收碳化鎢的方法受到顆粒難以徹底電解充分，鈷不能被完全分離除去和工藝流程中破碎機(jī)、球磨機(jī)表面磨損引入雜質(zhì)的影響，回收碳化鎢粉末的Fe、Ni、Co等雜質(zhì)含量往往分別超過O. 6%,和制造高性能硬質(zhì)合金產(chǎn)品要求的Fe、Ni、Co雜質(zhì)含量均不超過O. 1%的高純度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有較大的差距，從而使通常電解工藝回收碳化鎢的使用范圍受到了很大的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有廢鎢鈷類硬質(zhì)合金回收處理存在碳化鎢中Fe、Ni、Co等雜質(zhì)含量偏高等技術(shù)問題，以提供一種通過工藝流程再造后能把回收碳化鎢中Fe、Ni、Co等雜質(zhì)含量分別控制在O. 1%以下的從鎢鈷類廢棄硬質(zhì)合金中回收高純度碳化鎢的方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種從鎢鈷類廢硬質(zhì)合金中回收高純度碳化鎢的方法，包括如下步驟a)清洗廢硬質(zhì)合金，待干燥后進(jìn)行分類并去除機(jī)械雜質(zhì)；b)用對輥破碎機(jī)將分類除雜后的廢硬質(zhì)合金破碎成直徑小于5毫米的顆粒；
c)對破碎后的廢硬質(zhì)合金進(jìn)行磁選處理，去除含鐵的雜質(zhì)d)將磁選后的廢硬質(zhì)合金裝入電解槽中進(jìn)行電解，去除硬質(zhì)合金中的粘結(jié)相鈷，得到碳化鎢顆粒料；e)使用去離子水對上述碳化鎢顆粒料進(jìn)行清洗；f)用球磨機(jī)對清洗后的碳化鎢顆粒進(jìn)行球磨處理；g)球磨處理得到的碳化鎢料漿進(jìn)行篩分處理；h)將篩分處理后的碳化鎢料漿進(jìn)行沉淀，沉淀時(shí)間為7. 5-8小時(shí)；i)將沉淀后的碳化鎢漿料放入蒸汽加熱釜中用鹽酸進(jìn)行酸洗處理，去除Fe、Co、Ni雜質(zhì)，鹽酸濃度為10-12%，加熱并攪拌，加熱溫度為90-95° C，時(shí)間為3-3. 5小時(shí)，然后自然冷卻至室溫，得到碳化鎢粉； j)用清水把酸洗處理后的碳化鎢粉清洗至PH值6-7 ；k)干燥酸洗清洗后的碳化鎢粉，之后進(jìn)行篩分處理；I)將篩分處理后的碳化鎢粉進(jìn)行還原處理，還原溫度為850-900° C，即得成品。本發(fā)明的一種從鎢鈷類廢硬質(zhì)合金中回收高純度碳化鎢的方法，其中所述步驟f)中使用300立升球磨機(jī)，球磨裝料量為250-270公斤，裝球量900-950公斤，加去離子水100升，球磨時(shí)間3-4小時(shí)。本發(fā)明的一種從鎢鈷類廢硬質(zhì)合金中回收高純度碳化鎢的方法的有益效果I.該方法能將回收碳化鎢中Fe、Ni、Co等雜質(zhì)含量能夠控制在O. 1%以內(nèi)，完全接近原生碳化鎢的標(biāo)準(zhǔn)；2.本發(fā)明新增磁選和酸洗處理的設(shè)備投資小，和通?；厥展に囅啾龋圃斐杀驹龇?，具有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值；3.該方法相關(guān)的設(shè)備改造和工藝流程再造的技術(shù)解決方案和原理適用于從其他類別廢硬質(zhì)合金中回收高純度金屬碳化物電解工藝回收方法。


圖I本發(fā)明的工藝流程示意2傳統(tǒng)方法回收碳化鎢的工藝流程示意圖
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一種從鎢鈷類廢硬質(zhì)合金中回收高純度碳化鎢的方法，通過如下實(shí)施方式予以進(jìn)一步說明。本發(fā)明包括如下步驟a)用自來水和洗滌劑對回收的廢棄硬質(zhì)合金進(jìn)行清洗，去除油污，涼干后進(jìn)行分類和去除機(jī)械雜質(zhì)；b)用對輥破碎機(jī)把分類除雜后的廢硬質(zhì)合金破碎成直徑小于5毫米的顆粒；c)對破碎后的廢硬質(zhì)合金進(jìn)行磁選，去除含鐵的雜質(zhì)；d)將磁選后廢硬質(zhì)合金裝入電解槽中進(jìn)行電解，去除硬質(zhì)合金中的粘結(jié)相鈷；e)用去離子水對電解后的海棉狀結(jié)構(gòu)的碳化鎢顆粒料進(jìn)行清洗；f)用300立升球磨機(jī)對清洗后的海棉狀結(jié)構(gòu)的碳化鎢顆粒進(jìn)行球磨，球磨裝料量為250-270公斤，裝球量900-950公斤，加去離子水100升，球磨時(shí)間3_4小時(shí)；g)用200目篩網(wǎng)對球磨后的料漿進(jìn)行篩分處理。收集的篩上物可再次進(jìn)入步驟d)進(jìn)行電解處理；h)把篩分處理后的料漿放入不銹鋼槽中進(jìn)行沉淀，沉淀時(shí)間為7. 5-8小時(shí)；i)把沉淀后的漿料放入蒸汽加熱釜中用鹽酸進(jìn)行酸洗處理，去除Fe、Co、Ni雜質(zhì)，鹽酸濃度為10-12%，加熱并攪拌，加熱溫度為90-95° C，時(shí)間為3-3. 5小時(shí)，然后自然冷卻至室溫，其化學(xué)反應(yīng)方程式為Co+2HCl=CoC12+H2 Ni+2HCl=NiC12+H2
Fe+2HCl=FeC12+H2 j)用清水把酸洗處理后的碳化鎢粉清洗至PH值6-7 ；k)把酸洗清洗后的碳化鎢粉放入蒸汽振動干燥機(jī)進(jìn)行干燥，用振動過篩機(jī)對蒸汽振動干燥后碳化鎢粉進(jìn)行篩分處理，篩網(wǎng)目數(shù)為200目；I)將篩分處理后的碳化鎢粉進(jìn)行還原處理，還原溫度為850-900° C，即得成品。還原后的碳化鎢粉可進(jìn)行合批處理，合批量為800-1000公斤，合批時(shí)間25_30分鐘。步驟I)所述的還原處理，是指用液氨分解的氫氮混合氣或純氫氣通入八百至九百度馬弗爐，將爐內(nèi)裝于不銹鋼盤的被少量氧化的WC粉末中的氧化鎢還原為W，反應(yīng)式為 2TO3+3H2=2W+3H20。實(shí)施例I使用本發(fā)明方法回收回收的廢硬質(zhì)合金產(chǎn)品為回收的YG9硬質(zhì)合金棒材把回收的廢硬質(zhì)合金棒材作為原料進(jìn)廠后先用自來水及洗滌劑清洗，涼干后再進(jìn)行分類并去除雜質(zhì)；用對輥破碎機(jī)把分類除雜質(zhì)后的廢硬質(zhì)合金破碎成直徑小于5毫米的顆粒，將顆粒進(jìn)行磁選后再用去離子水沖洗，以除去上一工序帶入的雜質(zhì)；進(jìn)入電解槽中電解，以去除合金中大部分的粘結(jié)相。電解的電極反應(yīng)以鈷為例陽極Co~2e — Co2+陰極2 H ++2 e — H2 個(gè)電解后形成了海棉狀多孔結(jié)構(gòu)的碳化鎢顆粒，電解完成后繼續(xù)用去離子水清洗。用300升專用球磨機(jī)對電解清洗后的顆粒進(jìn)行球磨,球磨裝料量為250公斤,裝球量900公斤，去離子水100升，球磨時(shí)間3小時(shí)；將球磨后的料漿通過200目篩放入不銹鋼槽中進(jìn)行沉淀，收集篩上物進(jìn)行再次電解，沉淀時(shí)間為8小時(shí)。由于電解后的碳化鎢中仍殘留有部分的粘結(jié)相元素，故還要將沉淀后的漿料去除上層清液轉(zhuǎn)入蒸汽加熱釜中注入濃度為10%的鹽酸，加熱并攪拌。溫度在90 - 95°C左右保溫3小時(shí)。然后自然冷卻；其反應(yīng)式以鐵、鈷、鎳為例Fe+2HCl=FeC12+H2 C 0+2HC1= C oC12+H2 Ni+2HC1= Ni C12+H2 用清水將上面經(jīng)鹽酸處理后的物料清洗至P H值為6 — 7 ;待物料沉淀后轉(zhuǎn)入蒸汽振動干燥機(jī)對其進(jìn)行干燥。
用振動過篩機(jī)對干燥后粉末進(jìn)行篩分，篩網(wǎng)目數(shù)為200目。過篩處理后的粉末進(jìn)行還原處理,還原溫度為900度。將還原后的粉末進(jìn)行合批處理，合批量為800公斤，合批時(shí)間25分鐘；合批后即為合格的碳化鎢粉末產(chǎn)品。產(chǎn)品按合批批號分裝，經(jīng)過抽樣分析測定，經(jīng)提純后的產(chǎn)品碳化鎢雜質(zhì)含量如下表
權(quán)利要求
1.一種從鎢鈷類廢硬質(zhì)合金中回收高純度碳化鎢的方法，其特征在于包括如下步驟 a)清洗廢硬質(zhì)合金，待干燥后進(jìn)行分類并去除機(jī)械雜質(zhì)； b)用對輥破碎機(jī)將分類除雜后的廢硬質(zhì)合金破碎成直徑小于5毫米的顆粒； c)對破碎后的廢硬質(zhì)合金進(jìn)行磁選處理,去除含鐵的雜質(zhì)； d)將磁選后的廢硬質(zhì)合金裝入電解槽中進(jìn)行電解，去除硬質(zhì)合金中的粘結(jié)相鈷，得到碳化鶴顆粒料； e)使用去離子水對上述碳化鎢顆粒料進(jìn)行清洗； f)用球磨機(jī)對清洗后的碳化鎢顆粒進(jìn)行球磨處理； g)球磨處理得到的碳化鎢料漿進(jìn)行篩分處理； h)將篩分處理后的碳化鎢料漿進(jìn)行沉淀，沉淀時(shí)間為7.5-8小時(shí)； i)將沉淀后的碳化鎢漿料放入蒸汽加熱釜中用鹽酸進(jìn)行酸洗處理，去除Fe、Co、Ni雜質(zhì)，鹽酸濃度為10-12%，加熱并攪拌，加熱溫度為90-95° C，時(shí)間為3-3. 5小時(shí)，然后自然冷卻至室溫，得到碳化鎢粉； j)用清水把酸洗處理后的碳化鎢粉清洗至PH值6-7 ； k)干燥酸洗清洗后的碳化鎢粉，之后進(jìn)行篩分處理； I)將篩分處理后的碳化鎢粉進(jìn)行還原處理，還原溫度為850-900° C，即得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種從鎢鈷類廢硬質(zhì)合金中回收高純度碳化鎢的方法,其特征在于所述步驟f)中使用300立升球磨機(jī)，球磨裝料量為250-270公斤，裝球量900-950公斤,加去離子水100升，球磨時(shí)間3-4小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明的一種從鎢鈷類廢硬質(zhì)合金中回收高純度碳化鎢的方法，涉及合金制造技術(shù)領(lǐng)域，旨在解決現(xiàn)有廢鎢鈷類硬質(zhì)合金回收處理存在碳化鎢中Fe、Ni、Co等雜質(zhì)含量偏高等技術(shù)問題。本發(fā)明的一種從鎢鈷類廢硬質(zhì)合金中回收高純度碳化鎢的方法，包括如下步驟分類除雜、破碎、磁選、電解、清洗、球磨、篩分、沉淀、酸洗、清洗、干燥、篩分、還原和合批。
文檔編號C01B31/34GK102795625SQ201210312958
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者張榮林 申請人:自貢市國林硬質(zhì)材料有限責(zé)任公司