本發(fā)明涉及資源綜合回收利用及材料提純領(lǐng)域，尤其涉及一種通過電容綜合回收利用廢棄金剛石工具有價(jià)元素的方法。
背景技術(shù)：
隨著世界工業(yè)的發(fā)展，世界資源面臨匱乏，特別是金屬資源尤為顯得更加顯著。世界發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家對(duì)“二次資源”的利用十分重視，再生資源已成為有色金屬的主要原料，再生有色金屬工業(yè)已成為一個(gè)獨(dú)立產(chǎn)業(yè)。在近十多年世界各國(guó)都在不斷提高再生金屬的利用率。在幾個(gè)發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家銅、鉛、鋅二次利用率達(dá)到55～80％以上。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)近幾年的高速增長(zhǎng)，有色金屬產(chǎn)量的持續(xù)快速增長(zhǎng)，礦產(chǎn)原料短缺的矛盾日趨突出，所以應(yīng)大力發(fā)展有色金屬資源的再生研究及回收工作。因此，我國(guó)在“十一五”規(guī)劃中就提出大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)。對(duì)于有色冶金行業(yè)，不管是從資源、能源、環(huán)境等各方面來說，都迫切的需要大力開發(fā)“二次資源”。
金剛石是目前所發(fā)現(xiàn)的自然界中硬度最高的物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于地質(zhì)鉆探以及硬脆材料的切割、磨削及鉆孔等加工，如珠寶、石材、陶瓷、硬質(zhì)合金、半導(dǎo)體晶體、磁性材料等，由于金剛石都是細(xì)小顆粒狀，一般需要使用胎體材料將其制成一定形狀且具有一定機(jī)械力學(xué)性能的工具后才能得以使用。金剛石工具是以金剛石為磨料，以金屬粉末為胎體通過壓制燒結(jié)等工藝制成的各種型號(hào)、規(guī)格的工具，以切割、鉆削、銑磨等方式廣泛應(yīng)用于石材、建材、耐火材料、陶瓷、半導(dǎo)體等硬脆材料的加工，我國(guó)目前已經(jīng)是世界上最大的金剛石及金剛石工具生產(chǎn)國(guó)，并且規(guī)模及市場(chǎng)份額還在逐年提高。
在上世紀(jì)90年代，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)及進(jìn)口金剛石鋸片幾乎全部使用鈷基金剛石鋸片。上世紀(jì)90年代末，由于石材行業(yè)效益迅速下降，從而導(dǎo)致金剛石鋸片刀頭的價(jià)格大大下跌。金剛石鋸片刀頭制造技術(shù)逐漸轉(zhuǎn)為使用粒度較細(xì)強(qiáng)度較低的金剛石和以鐵粉和銅為主體的鐵銅基結(jié)合劑，從而取代價(jià)格昂貴，粗粒度，高強(qiáng)度金剛石和鈷基結(jié)合劑，以求降低成本。
在金剛石工具使用過程中，尤其是大型的金剛石工具一般其使用的不銹鋼基體是循環(huán)利用的，為保護(hù)鋼基體不受損傷，一般約15～20％的刀具在使用后期就必須卸下棄用。此外各大金剛石工具生產(chǎn)商在生產(chǎn)金剛石工具的過程中都會(huì)生產(chǎn)出一定量的殘次品。我國(guó)目前是世界上最大的金剛石工具生產(chǎn)及消費(fèi)國(guó)，僅此每年就產(chǎn)生數(shù)以千噸廢棄刀頭。
如何綜合回收處理廢棄金剛石工具的問題就擺在了我們面前，目前國(guó)內(nèi)對(duì)廢棄金剛石工具的處理都逐漸走向綜合利用，但收回工藝還存在不足，大多數(shù)采用酸浸工藝對(duì)廢棄金剛石工具進(jìn)行回收，如申請(qǐng)?zhí)?00810227770.4，授權(quán)公告號(hào)cn101745514b的發(fā)明專利，通過對(duì)廢舊金剛石工具酸浸、過濾工藝首先回收其中的金剛石及碳化鎢顆粒，回收過程較慢，成本較高；采用原子吸收光譜檢測(cè)浸出液成分，通過添加對(duì)應(yīng)的可溶性鹽及去離子水調(diào)整成分及濃度，并采用化學(xué)共沉淀-還原工藝將母液中的各種有色金屬制備得到超細(xì)預(yù)合金粉末，生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，每次酸浸完成都需要檢測(cè)分析調(diào)整添加原料的濃度和配比，并多次反復(fù)通入去離子水洗滌其中殘余的金屬及酸根離子，直至洗滌濾處液ph值為7，工序繁復(fù)，大大的增加了生產(chǎn)成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種通過電容綜合回收利用廢棄金剛石工具有價(jià)元素的方法，采用該方法回收的金剛石、碳化鎢顆粒、銅粉、鎳粉等所含金屬成分，所提煉的金屬粉末可繼續(xù)用作金剛石工具生產(chǎn)的原料或者用于其它行業(yè)，其所用的電解液也可以循環(huán)回收利用，不污染環(huán)境，更環(huán)保。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)方案為：廢棄金剛石工具在電離子的作用下，分離出金剛石、碳化鎢，電解液經(jīng)過再次電解可以得到金剛石工具中的其他金屬，并且實(shí)現(xiàn)電解液的循環(huán)利用。
一種通過電容綜合回收利用廢棄金剛石工具有價(jià)元素的方法，其步驟如下：
(1)將廢棄金剛石工具裝入帶隔離膜的電解筐中，將陽極板放進(jìn)電解筐內(nèi)，然后將多個(gè)電解筐放進(jìn)電解槽ⅰ內(nèi)，陰極放在電解槽ⅰ內(nèi)，通過電離子作用，將廢棄金剛石和碳化鎢與其它金屬元素分離開來，其中金剛石和碳化鎢粉末形成陽極泥被隔離膜留在電解筐中，其它金屬離子通過隔離膜進(jìn)入電解液ⅰ內(nèi)，控制電解液ⅰ的濃度，使陰極不會(huì)有析出物；
(2)對(duì)步驟(1)中的陽極泥用去離子水洗滌，去除其表面吸附的金屬離子及酸根離子，直至洗滌濾出液的ph值為7；把洗滌后的物料置于干燥器中干燥，干燥溫度80～150℃，干燥時(shí)間2～8小時(shí)；使用旋風(fēng)分級(jí)機(jī)分離出金剛石顆粒和碳化鎢粉末；
(3)將步驟(1)中的電解液ⅰ轉(zhuǎn)移到電積槽ⅱ，以銅板為陽極、惰性材料為陰極，根據(jù)其不同電離強(qiáng)度，其金屬離子轉(zhuǎn)換優(yōu)先順序不同，控制陽極電流密度550～700a/m2，將電解液ⅰ中的銅離子鍍到陽極銅板上，剩下不含銅離子的電解液ⅱ，陰極排出氣體可回收利用；
(4)將步驟(3)中的電解液ⅱ轉(zhuǎn)移到電積槽ⅲ，以鎳板為陽極、惰性材料為陰極，根據(jù)其不同電離強(qiáng)度，其金屬離子轉(zhuǎn)換優(yōu)先順序不同，控制陽極電流密度700～860a/m2，將電解液ⅱ中的鎳離子鍍到陽極鎳板上，剩下不含鎳離子的電解液ⅲ，陰極排出氣體可回收利用；
(5)將步驟(4)中的電解液ⅲ轉(zhuǎn)移到電積槽ⅳ，以鐵板為陽極、惰性材料為陰極，根據(jù)其不同電離強(qiáng)度，其金屬離子轉(zhuǎn)換優(yōu)先順序不同，控制陽極電流密度860～980a/m2，將電解液ⅲ中的鐵離子鍍到陽極鐵板上，剩下不含鐵離子的電解液ⅳ，陰極排出氣體可回收利用；
(6)將步驟(5)中電積槽ⅳ內(nèi)的電解液ⅳ送回電解槽ⅰ中，加入酸液，循環(huán)利用。
進(jìn)一步說，步驟(1)中的所述電解筐內(nèi)的陽極為惰性材料；所述電解槽ⅰ內(nèi)的陰極為銅板、鎳板或鐵板的一種。
進(jìn)一步說，步驟(1)中電解槽ⅰ內(nèi)的多個(gè)電解回路并聯(lián)，保證無論任何一個(gè)回路損壞，整個(gè)電解系統(tǒng)ⅰ都能夠正常運(yùn)行。
進(jìn)一步說，步驟(3)、(4)和(5)分別得到的金屬銅、鎳、鐵，其純度達(dá)到85％以上。
進(jìn)一步說，步驟(3)、(4)和(5)根據(jù)廢棄金剛石工具所含的不同金屬調(diào)整其陽極材料和電流密度。
進(jìn)一步說，步驟(6)所述的酸液為鹽酸、硫酸和硝酸的一種或多種。
進(jìn)一步說，根據(jù)廢棄金剛石工具中所含其他金屬的種類多少，增減電積槽的數(shù)量。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：采用本發(fā)明的方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)廢棄金剛石工具的環(huán)保、高效、全面的回收；并且對(duì)其所含的其他金屬元素進(jìn)行分類回收，純度達(dá)到85％以上，可直接使用，具有工藝簡(jiǎn)單、易操作、環(huán)保、成本低、產(chǎn)出物價(jià)值高等優(yōu)勢(shì)，并且實(shí)現(xiàn)電解液的循環(huán)利用。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或者現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不獨(dú)處創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1：
如圖所示，一種通過電容綜合回收利用廢棄金剛石工具有價(jià)元素的方法，其步驟如下：
(1)將含有銅鎳鐵的廢棄金剛石工具裝入帶隔離膜的電解筐中，將陽極板放進(jìn)電解筐內(nèi)，然后將多個(gè)電解筐放進(jìn)電解槽ⅰ內(nèi)，陰極放在電解槽ⅰ內(nèi)，通過電離子作用，將廢棄金剛石和碳化鎢與其它金屬元素分離開來，其中金剛石和碳化鎢粉末形成陽極泥被隔離膜留在電解筐中，其它金屬離子通過隔離膜進(jìn)入電解液ⅰ內(nèi)，控制電解液ⅰ的濃度，使陰極不會(huì)有析出物；
(2)對(duì)步驟(1)中的陽極泥用去離子水洗滌，去除其表面吸附的金屬離子及酸根離子，直至洗滌濾出液的ph值為7；把洗滌后的物料置于干燥器中干燥，干燥溫度120℃，干燥時(shí)間5小時(shí)；使用旋風(fēng)分級(jí)機(jī)分離出金剛石顆粒和碳化鎢粉末；
(3)將步驟(1)中的電解液ⅰ轉(zhuǎn)移到電積槽ⅱ，以銅板為陽極、惰性材料為陰極，根據(jù)其不同電離強(qiáng)度，其金屬離子轉(zhuǎn)換優(yōu)先順序不同，控制陽極電流密度640a/m2，將電解液ⅰ中的銅離子鍍到陽極銅板上，剩下不含銅離子的電解液ⅱ，陰極排出氣體可回收利用；
(4)將步驟(3)中的電解液ⅱ轉(zhuǎn)移到電積槽ⅲ，以鎳板為陽極、惰性材料為陰極，根據(jù)其不同電離強(qiáng)度，其金屬離子轉(zhuǎn)換優(yōu)先順序不同，控制陽極電流密度780a/m2，將電解液ⅱ中的鎳離子鍍到陽極鎳板上，剩下不含鎳離子的電解液ⅲ，陰極排出氣體可回收利用；
(5)將步驟(4)中的電解液ⅲ轉(zhuǎn)移到電積槽ⅳ，以鐵板為陽極、惰性材料為陰極，根據(jù)其不同電離強(qiáng)度，其金屬離子轉(zhuǎn)換優(yōu)先順序不同，控制陽極電流密度920a/m2，將電解液ⅲ中的鐵離子鍍到陽極鐵板上，剩下不含鐵離子的電解液ⅳ，陰極排出氣體可回收利用；
(6)將步驟(5)中電積槽ⅳ內(nèi)的電解液ⅳ送回電解槽ⅰ中，加入鹽酸，循環(huán)利用。
實(shí)施例2：
如圖所示，一種通過電容綜合回收利用廢棄金剛石工具有價(jià)元素的方法，其步驟如下：
(1)將含有銅鎳鐵鈷的廢棄金剛石工具裝入帶隔離膜的電解筐中，將陽極板放進(jìn)電解筐內(nèi)，然后將多個(gè)電解筐放進(jìn)電解槽ⅰ內(nèi)，陰極放在電解槽ⅰ內(nèi)，通過電離子作用，將廢棄金剛石和碳化鎢與其它金屬元素分離開來，其中金剛石和碳化鎢粉末形成陽極泥被隔離膜留在電解筐中，其它金屬離子通過隔離膜進(jìn)入電解液ⅰ內(nèi)，控制電解液ⅰ的濃度，使陰極不會(huì)有析出物；
(2)對(duì)步驟(1)中的陽極泥用去離子水洗滌，去除其表面吸附的金屬離子及酸根離子，直至洗滌濾出液的ph值為7；把洗滌后的物料置于干燥器中干燥，干燥溫度110℃，干燥時(shí)間7小時(shí)；使用旋風(fēng)分級(jí)機(jī)分離出金剛石顆粒和碳化鎢粉末；
(3)將步驟(1)中的電解液ⅰ轉(zhuǎn)移到電積槽ⅱ，以銅板為陽極、惰性材料為陰極，根據(jù)其不同電離強(qiáng)度，其金屬離子轉(zhuǎn)換優(yōu)先順序不同，控制陽極電流密度550a/m2，將電解液ⅰ中的銅離子鍍到陽極銅板上，剩下不含銅離子的電解液ⅱ，陰極排出氣體可回收利用；
(4)將步驟(3)中的電解液ⅱ轉(zhuǎn)移到電積槽ⅲ，以鎳板為陽極、惰性材料為陰極，根據(jù)其不同電離強(qiáng)度，其金屬離子轉(zhuǎn)換優(yōu)先順序不同，控制陽極電流密度720a/m2，將電解液ⅱ中的鎳離子鍍到陽極鎳板上，剩下不含鎳離子的電解液ⅲ，陰極排出氣體可回收利用；
(5)將步驟(4)中的電解液ⅲ轉(zhuǎn)移到電積槽ⅳ，以鐵板為陽極、惰性材料為陰極，根據(jù)其不同電離強(qiáng)度，其金屬離子轉(zhuǎn)換優(yōu)先順序不同，控制陽極電流密度880a/m2，將電解液ⅲ中的鐵離子鍍到陽極鐵板上，剩下不含鐵離子的電解液ⅳ，陰極排出氣體可回收利用；
(6)將步驟(5)中的電解液ⅳ轉(zhuǎn)移到電積槽ⅴ，以鈷板為陽極、惰性材料為陰極，根據(jù)其不同電離強(qiáng)度，其金屬離子轉(zhuǎn)換優(yōu)先順序不同，控制陽極電流密度1000a/m2，將電解液ⅲ中的鈷離子鍍到陽極鈷板上，剩下不含鈷離子的電解液ⅴ，陰極排出氣體可回收利用；
(7)將步驟(6)中電積槽ⅴ內(nèi)的電解液ⅳ送回電解槽ⅰ中，加入酸液，循環(huán)利用。
最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。