專利名稱：一種從鎢鈷類廢硬質合金中回收高純度碳化鎢的方法
技術領域：
本發明涉及合金制造技術領域，特別是從鎢鈷類廢硬質合金中回收高純度碳化鎢的方法。
背景技術：
硬質合金具有耐高溫、抗氧化、高硬度、高耐磨性等優異特性，因此作為機械加工、鉆采工具和耐磨件被廣泛用于機械制造、礦山開采、石化采煉、醫療、電子等行業；硬質合金由金屬碳化物硬質相和鐵族元素粘結相構成；碳 化鎢和鈷構成的鎢鈷類硬質合金占整個硬質合金的比例超過80%，除焊接刀片可以多次重磨使用外，幾乎其他所有硬質合金刀片和耐磨零件經一定使用期磨損后，都會因幾何尺寸和表面精度達不到相關的技術要求被廢棄并報廢處理，硬質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，原生態鎢資源礦物儲量日漸枯竭，所探明的儲量預測僅夠使用60年，目前全球每年消耗金屬鎢8萬噸，其中約60%用于制造硬質合金產品，因此把大量廢硬質合金回收處理成能滿足相應技術要求的粉末形態原材料，并把它重新投入鎢合金新產品的制造對資源的保護節約和再生利用都有著十分重要和重大的意義。廢鎢鈷類硬質合金回收處理最終形成的粉末原材料形態有以下四種1、碳化鎢和鈷未分離的硬質合金粉末；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的粉末原材料，其所能滿足再生鎢合金(或硬質合金)產品制造的技術要求是不同的，在保證能夠達到絕大多數高性能硬質合金產品需要的對原材料技術要求前提下，從技術經濟、環保節能等全面綜合指標來衡量，用電解法除去粘結相鈷獲取單獨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、球磨機表面磨損引入雜質的影響，回收碳化鎢粉末的Fe、Ni、Co等雜質含量往往分別超過O. 6%,和制造高性能硬質合金產品要求的Fe、Ni、Co雜質含量均不超過O. 1%的高純度技術標準有較大的差距，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。
發明內容
本發明旨在解決現有廢鎢鈷類硬質合金回收處理存在碳化鎢中Fe、Ni、Co等雜質含量偏高等技術問題，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等雜質含量分別控制在O. 1%以下的從鎢鈷類廢棄硬質合金中回收高純度碳化鎢的方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的。本發明的一種從鎢鈷類廢硬質合金中回收高純度碳化鎢的方法，包括如下步驟a)清洗廢硬質合金，待干燥后進行分類并去除機械雜質；b)用對輥破碎機將分類除雜后的廢硬質合金破碎成直徑小于5毫米的顆粒；
c)對破碎后的廢硬質合金進行磁選處理，去除含鐵的雜質d)將磁選后的廢硬質合金裝入電解槽中進行電解，去除硬質合金中的粘結相鈷，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行清洗；f)用球磨機對清洗后的碳化鎢顆粒進行球磨處理；g)球磨處理得到的碳化鎢料漿進行篩分處理；h)將篩分處理后的碳化鎢料漿進行沉淀，沉淀時間為7. 5-8小時；i)將沉淀后的碳化鎢漿料放入蒸汽加熱釜中用鹽酸進行酸洗處理，去除Fe、Co、Ni雜質，鹽酸濃度為10-12%，加熱并攪拌，加熱溫度為90-95° C，時間為3-3. 5小時，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，之后進行篩分處理；I)將篩分處理后的碳化鎢粉進行還原處理，還原溫度為850-900° C，即得成品。本發明的一種從鎢鈷類廢硬質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，球磨裝料量為250-270公斤，裝球量900-950公斤，加去離子水100升，球磨時間3-4小時。本發明的一種從鎢鈷類廢硬質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等雜質含量能夠控制在O. 1%以內，完全接近原生碳化鎢的標準；2.本發明新增磁選和酸洗處理的設備投資小，和通常回收工藝相比，制造成本增幅小，具有較高的技術經濟價值；3.該方法相關的設備改造和工藝流程再造的技術解決方案和原理適用于從其他類別廢硬質合金中回收高純度金屬碳化物電解工藝回收方法。
圖I本發明的工藝流程示意2傳統方法回收碳化鎢的工藝流程示意圖
具體實施例方式本發明的一種從鎢鈷類廢硬質合金中回收高純度碳化鎢的方法，通過如下實施方式予以進一步說明。本發明包括如下步驟a)用自來水和洗滌劑對回收的廢棄硬質合金進行清洗，去除油污，涼干后進行分類和去除機械雜質；b)用對輥破碎機把分類除雜后的廢硬質合金破碎成直徑小于5毫米的顆粒；c)對破碎后的廢硬質合金進行磁選，去除含鐵的雜質；d)將磁選后廢硬質合金裝入電解槽中進行電解，去除硬質合金中的粘結相鈷；e)用去離子水對電解后的海棉狀結構的碳化鎢顆粒料進行清洗；f)用300立升球磨機對清洗后的海棉狀結構的碳化鎢顆粒進行球磨，球磨裝料量為250-270公斤，裝球量900-950公斤，加去離子水100升，球磨時間3_4小時；g)用200目篩網對球磨后的料漿進行篩分處理。收集的篩上物可再次進入步驟d)進行電解處理；h)把篩分處理后的料漿放入不銹鋼槽中進行沉淀，沉淀時間為7. 5-8小時；i)把沉淀后的漿料放入蒸汽加熱釜中用鹽酸進行酸洗處理，去除Fe、Co、Ni雜質，鹽酸濃度為10-12%，加熱并攪拌，加熱溫度為90-95° C，時間為3-3. 5小時，然后自然冷卻至室溫，其化學反應方程式為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進行干燥，用振動過篩機對蒸汽振動干燥后碳化鎢粉進行篩分處理，篩網目數為200目；I)將篩分處理后的碳化鎢粉進行還原處理，還原溫度為850-900° C，即得成品。還原后的碳化鎢粉可進行合批處理，合批量為800-1000公斤，合批時間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，反應式為 2TO3+3H2=2W+3H20。實施例I使用本發明方法回收回收的廢硬質合金產品為回收的YG9硬質合金棒材把回收的廢硬質合金棒材作為原料進廠后先用自來水及洗滌劑清洗，涼干后再進行分類并去除雜質；用對輥破碎機把分類除雜質后的廢硬質合金破碎成直徑小于5毫米的顆粒，將顆粒進行磁選后再用去離子水沖洗，以除去上一工序帶入的雜質；進入電解槽中電解，以去除合金中大部分的粘結相。電解的電極反應以鈷為例陽極Co~2e — Co2+陰極2 H ++2 e — H2 個電解后形成了海棉狀多孔結構的碳化鎢顆粒，電解完成后繼續用去離子水清洗。用300升專用球磨機對電解清洗后的顆粒進行球磨,球磨裝料量為250公斤,裝球量900公斤，去離子水100升，球磨時間3小時；將球磨后的料漿通過200目篩放入不銹鋼槽中進行沉淀，收集篩上物進行再次電解，沉淀時間為8小時。由于電解后的碳化鎢中仍殘留有部分的粘結相元素，故還要將沉淀后的漿料去除上層清液轉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。然后自然冷卻；其反應式以鐵、鈷、鎳為例Fe+2HCl=FeC12+H2 C 0+2HC1= C oC12+H2 Ni+2HC1= Ni C12+H2 用清水將上面經鹽酸處理后的物料清洗至P H值為6 — 7 ;待物料沉淀后轉入蒸汽振動干燥機對其進行干燥。
用振動過篩機對干燥后粉末進行篩分，篩網目數為200目。過篩處理后的粉末進行還原處理,還原溫度為900度。將還原后的粉末進行合批處理，合批量為800公斤，合批時間25分鐘；合批后即為合格的碳化鎢粉末產品。產品按合批批號分裝，經過抽樣分析測定，經提純后的產品碳化鎢雜質含量如下表
權利要求
1.一種從鎢鈷類廢硬質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)清洗廢硬質合金，待干燥后進行分類并去除機械雜質； b)用對輥破碎機將分類除雜后的廢硬質合金破碎成直徑小于5毫米的顆粒； c)對破碎后的廢硬質合金進行磁選處理,去除含鐵的雜質； d)將磁選后的廢硬質合金裝入電解槽中進行電解，去除硬質合金中的粘結相鈷，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行清洗； f)用球磨機對清洗后的碳化鎢顆粒進行球磨處理； g)球磨處理得到的碳化鎢料漿進行篩分處理； h)將篩分處理后的碳化鎢料漿進行沉淀，沉淀時間為7.5-8小時； i)將沉淀后的碳化鎢漿料放入蒸汽加熱釜中用鹽酸進行酸洗處理，去除Fe、Co、Ni雜質，鹽酸濃度為10-12%，加熱并攪拌，加熱溫度為90-95° C，時間為3-3. 5小時，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，之后進行篩分處理； I)將篩分處理后的碳化鎢粉進行還原處理，還原溫度為850-900° C，即得成品。
2.根據權利要求I所述的一種從鎢鈷類廢硬質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，球磨裝料量為250-270公斤，裝球量900-950公斤,加去離子水100升，球磨時間3-4小時。
全文摘要
本發明的一種從鎢鈷類廢硬質合金中回收高純度碳化鎢的方法，涉及合金制造技術領域，旨在解決現有廢鎢鈷類硬質合金回收處理存在碳化鎢中Fe、Ni、Co等雜質含量偏高等技術問題。本發明的一種從鎢鈷類廢硬質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 優先權日2012年8月30日
發明者張榮林 申請人:自貢市國林硬質材料有限責任公司