CN101575675B - 利用硬质合金磨削废料生产铸造碳化钨的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用硬质合金磨削废料生产铸造碳化钨的方法，包括通过用除油剂和氢气还原炉煅烧除去油污，用质量百分比浓度为1～3％的稀盐酸清洗，再将清洗后的物料置于质量百分比浓度为9-10％的稀盐酸为在电压液中，为1～3V电流300～600V的条件下电解，生成碳化钨，随后用无离水清洗，再将碳化钨在温度为100-130℃条件下烘干，配料送入电熔炉高温熔炼，冷却后，再在球磨机里进行粉碎球磨成200～400目铸造碳化钨产品，本发明方法优点在于变废为宜，化害为利，既保护了环境，又获得可观的经济效益，工艺简单，易于操作，产品质量稳定。

Description

利用硬质合金磨削废料生产铸造碳化钨的方法

技术领域：

本发明涉及铸造碳化钨的生产方法，特别是关于利用硬质合金磨削废料生产铸造碳化钨的方法.

背景技术：

硬质合金废料的回收利用一直受到人们的重视.国内已见将硬质合金碎屑进行高温处理回收钨钴再生粉末的方法报导，如CN1952187公开了从废硬质合金中提取金属钨和其他稀有金属的方法.“硬质合金”杂志2000.17(3)-147-150也报导了用电熔法和电渗析法处理废硬质合金，回收金属钴和碳化钨的方法。国外从固体钨钴合金废料中回收钨和钴的工艺也有报导。如“中国物资再生杂志”1999(7)-8-9报导了日本新金属公司开发的超硬质合金高温处理法回收钨再生粉末，年产可达80吨的生产能力。以及JP2000226601公开了一种从钨合金废料中回收钨原料粉末的方法。上述现有技术方案均较复杂，且合金废料仅包括废旧硬质合金碎片，均未涉及硬质合金磨削废料的回收利用。更无从谈及回收利用的方法。

目前，钨资源短缺，钨合金价格高，用量大。因此，本发明的目的将硬质合金磨削废料作为钨合金宝贵的第二钨资源加工利用，并通过不断地创造性的科学实践获得成功。

发明内容：

本发明所称的硬质合金磨削废料是指硬质合金制品在加工过程中散落在磨床上、加工场所的地面上，流失到沟槽里的磨削粉。据初步计算，国内每年仍掉的这种磨削料多达上千吨。它的主要组成为硬质合金粉，铁粉，铜粉，金刚沙轮粉、少许油、泥、沙等。

本发明的目的在于为克服现有技术的不足，提供出利用一直被当作工业垃圾抛弃掉的硬质合金磨削废料粉。既达到了保护环境，又能回收极有价值的贵重金属钨、钴、镍等，工艺简单，产品质量稳定的一种利用硬质合金磨削废料生产铸造碳化钨的方法。

本发明的目的是通过这样的技术方案来实现的，它包括以下步骤：

1)、除油：将硬质合金磨削废料经过除油剂清洗干燥后，送进氢气还原炉在温度450-650℃条件下煅烧，除去磨削废料中的剩余油污和低温挥发物；

2)、清洗：将1步获得的硬质合金磨削废料先用质量百分比浓度为1-3％的稀盐酸清洗后，再用无离子水清洗；

3)、电解：将2步清洗后的硬质合金磨削废料放在盛有质量百分比浓度为9-11％稀盐酸的电解槽里，在电压为1-3V电流300-600A的条件下进行电解48-96小时，电解生成物固相为碳化钨粉，液相为氯化钴、氯化镍、氯化铁；

4)、再清洗：将3步获得的碳化钨粉用无离子水再清洗，除去里面的氯化残渣；

5)、烘干：将4步获得的碳化钨粉送入烘箱控制温度100-130℃条件下经24-30小时烘干；

6)、配料：将第5步获得的碳化钨粉进行分析配碳或配钨；

7)、熔炼破碎：将6步获得的碳化钨粉，送入电熔炉里在温度控制在2700-3100℃的高温下进行熔炼，冷却后，在球磨机里进行粉碎球磨成20-200目铸造碳化钨。

上述的硬质合金磨削料是指硬质合金制品在加工磨削过程中散落在磨床上，加工场所的地面上，流失到沟里的磨削废弃粉。其重量百分比主要是50％-75％的硬质合金粉，5％左右的金刚石粉1％左右的铁粉和19％--44％的水和油.

上述通过氢气还原的作用在于进一步除去剩余的油污及碳化多吸附的氧，有利于后面的清洗沉淀。

上述的氢气还还原炉还原温度优选550℃；

上述的除油剂为洗洁精、金属清洁剂；

上述的无离子水是采用市售专用设备生产；

上述用于清洗硬质合金磨削废料的稀盐酸质量百分比浓度优选为2％。

上述电解槽中的稀盐酸浓度优选为10％。电流优选450A，电压优选1.5V；电解时间优选96小时；

上述电解后，将获得的固相物质碳化钨再用无离子水清洗烘干，温 度优选为120℃；烘干时间优选30小时；

上述配料是指将第五步获取的碳化钨进行碳量分析，根据结果进行配碳或者配钨；

上述第7步电炉熔炼碳化钨的温度优选为2950℃。

本发明的技术方案的优点在于它将一直被当作工业垃圾扔掉的硬质合金磨削废料变废为宝，化害为利，既有效地保护了环境，又获得了可观的经济效益。概算本发明生产的铸造碳化钨成本每吨比传统的用原生钨粉生产铸造碳化钨成本大大降低，工艺简单，易于操作，产品质量稳定。

具体实施例：

以下通过具体的实施例对本发明内容作进一步的说明：

实施例1：

将200公斤回收的硬质合金磨削废料(其中含钨合金重量百分比为50％--75％)，用市面上购买的洗洁精浸泡、搅拌，把大部分油污除去，再用市面上购买的金属清洁剂搅拌清洗废料进一步除油，经过沉淀除去硬质合金磨削废料的泥沙及铁锈，通过清洗后的硬质合金废料送进氢气还原炉，在温度450℃下煅烧还原，除去剩余的油污及吸附在碳化钨上的氧，经过用质量百分比浓度为1％的稀盐酸进一步除去废料中的硅酸盐、铁等杂质，再将清洗好的粉料放入盛有质量百分比为9％的稀盐酸电解槽里、在电压1.5V电流为400A的条件下进行浸泡电解48小时；将电解获得的沉淀物碳化钨用无离子水清洗沉淀物碳化钨中的氯化残渣。然后将粉料在100℃的条件下通过26小时烘干；获得124公斤碳化钨粉，碳化钨粉分析配钨9.92公斤；将配制好的碳化钨粉在熔炼炉里面经过2700℃高温条件下进行熔炼，经冷却后再经过球磨获得128公斤铸造碳化钨粉。经101定碳仪检验分析，针状组织结构为68％的铸造碳化钨，总碳含量为3.8％，该产品质量达国家标准GB/T2967-2008。

实施例2：

将200公斤回收的硬质合金磨削废料，其中含钨合金质量百分比50％--75％用市面上购买的洗洁精进一步除油经浸泡、搅拌，把大部分油污除去，再用市面上购买的金属清洁剂搅拌清洗废料，经过沉淀除去硬质合金磨削废料的泥沙及铁锈，通过清洗后的硬质合金废料送进氢气还原炉在温度500℃下煅烧还原，除去剩余的油污及吸附在碳化钨上的氧， 经过用质量百分比浓度为1.5％的稀盐酸进一步除去废料中的硅酸盐、铁等杂质，再将清洗好的粉料放入盛有质量百分比浓度为9.5％的稀盐酸电解槽里，在电压2V，电流为420A的条件下进行浸泡电解48小时，将电解获得的沿淀物碳化钨用无离子水清洗除去碳化钨中的氯化残渣。然后将碳化钨粉在110℃的条件下通过27小时烘干，获得105公斤碳化钨粉分析配钨7.5公斤，将配制好的碳化钨粉在熔炼炉里面经过2750℃高温条件下进行熔炼，经冷却后，再经过球磨获得110公斤铸造碳化钨粉。经101定碳仪检验分析，针状组织结构为69.5％的铸造碳化钨，总碳含量为3.85％，该产品质量达国家标准GB/T2967-2008。

实施例3：

将200公斤回收的硬质合金磨削废料(其中含钨合金重量百分比为50％--75％)，用市面上购买的洗洁精浸泡、搅拌，把大部分油污除去，再用市面上购买的金属清洁剂搅拌清洗废料，经过沉淀除去硬质合金磨削废料的泥沙及铁锈，通过清洗后的硬质合金废料送进氢气还原炉，在温度550℃下煅烧还原，除去剩余的油污及吸附在碳化钨上的氧，经过用质量百分比浓度为2％的稀盐酸清洗进一步除去废料中的硅酸盐、铁等杂质，再将清洗好的粉料放入盛有质量百分比10％的稀盐酸电解槽里，在电压1.5V，电流为450A的条件下进行浸泡电解96小时，将电解获得的沉淀物碳化钨用无离子水清洗碳化钨中的氯化残渣。然后将碳化钨粉在120℃的条件下通过30小时烘干，获得126公斤碳化钨粉，分析配钨10公斤，将配制好的碳化钨粉在熔炼炉里面经过2950℃高温条件下进行熔炼，经冷却后，再经过球磨获得130公斤铸造碳化钨粉。经101定碳仪检验分析，针状组织结构为75％的铸造碳化钨，总碳含量为3.9％，该产品质量达国家标准GB/T2967-2008。

实施例4：

将200公斤回收的硬质合金磨削废料(其中含钨合金质量百分比为50％--75％)，用市面上购买的洗洁精浸泡、搅拌，把大部分油污除去，再用市面上购买的金属清洁剂搅拌清洗废料，进一步除油、经过沉淀除去硬质合金磨削废料的泥沙及铁锈，把清洗后的硬质合金废料送进氢气还原炉，在温度600℃下煅烧还原，除去剩余的油污及吸附在碳化钨上的氧，经过用质量百分比浓度为2.5％的稀盐酸清洗进一步除去废料中的硅酸盐、铁等杂质，再将清洗好的粉料放入盛有质量百分比浓度为10.5％ 的稀盐酸电解槽里，在电压2.5V、电流为500A的条件下进行浸泡电解72小时，将电解获得的沉淀物碳化钨用无离子水清洗沉淀物碳化钨中的氯化残渣。然后将碳化钨在115℃的条件下通过28小时烘干，获得115公斤碳化钨粉、分析配钨8公斤，将配制好的碳化钨粉在熔炼炉里面经过2800℃高温条件下进行熔炼，冷却后，再经过球磨获得118公斤铸造碳化钨粉。经101定碳仪检验分析，针状组织结构为71％的铸造碳化钨，总碳含量为3.92％，该产品质量达国家标准GB/T2967-2008.

实施例5：

将200公斤回收的硬质合金磨削废料(其中含钨合金50％--75％)，用市面上购买的洗洁精浸泡、搅拌，把大部分油污除去，再用市面上购买的金属清洁剂搅拌清洗废料，经过沉淀除去硬质合金磨削废料的泥沙及铁锈，把清洗后的硬质合金废料送进氢气还原炉，在温度600℃下煅烧还原，除去剩余的油污及吸附在碳化钨上的氧，经过用质量百分比浓度为3％的稀盐酸进一步除去废料中的硅酸盐、铁等杂质，再将清洗好的粉料放入盛有质量百分比浓度为11％的稀盐酸电解槽里，在电压3V电流为550A的条件下进行浸泡电解60小时，将电解获得的沉淀物碳化钨用无离子水清洗沉淀物碳化钨中的氯化残渣。然后将碳化钨粉在125℃的条件下通过27小时烘干，获得121.2公斤碳化钨粉、分析配钨9公斤，将配制好的碳化钨粉在熔炼炉里面经过2850℃高温条件下进行熔炼，冷却后，再经过球磨获得125公斤铸造碳化钨粉。经101定碳仪检验分析，针状组织结构为74％的铸造碳化钨，总碳含量为3.95％，该产品质量达国家标准GB/T2967-2008。

Claims (8)

1.利用硬质合金磨削废料生产铸造碳化钨的方法，包括以下步骤：

1)，除油：将硬质合金磨削废料经过除油剂清洗干燥后，送进氢气还原炉，在温度450～650℃条件下煅烧，除去磨削废料中的剩余油污及低温挥发物；

2)，清洗：将1)步获得的硬质合金磨削废料先用质量百分比浓度为1～3％的稀盐酸清洗后，再用无离子水清洗；

3)，电解：将2)步清洗后的硬质合金磨削废料放在盛有质量百分比浓度为9-11％稀盐酸的电解槽里，在电压为1-3V、电流300-600A的条件下进行电解48-96小时，电解生成物固相为碳化钨粉，液相为氯化钴、氯化镍、氯化铁；

4)，再清洗：将3)步获得的碳化钨粉用无离子水再清洗，除去里面的氯化物残渣；

5)，干燥：将4)步获得的碳化钨粉送入烘箱，在100～130℃条件下经24～30小时烘干；

6)，配料：将5)步获得的碳化钨粉进行分析配碳或配钨；

7)，熔炼破碎、将6)步获得的碳化钨粉送入电熔炉，在温度控制在2700～3100℃的高温下进行熔炼，冷却后，在球磨机里进行粉碎球磨成20～200目铸造碳化钨。

2.根据权利要求1所述的利用硬质合金磨削废料生产铸造碳化钨的方法，其特征在于所述的除油剂为清洗精、金属清洁剂。

3.根据权利要求1所述的利用硬质合金磨削废料生产铸造碳化钨的方法，其特征在于所述的氢气还原炉的煅烧温度为550℃。

4.根据权利要求1所述的利用硬质合金磨削废料生产铸造碳化钨的方法，其特征在于所述的用于清洗硬质合金磨削废料的稀盐酸的质量百分比浓度为2％。

5.根据权利要求1所述的利用硬质合金磨削废料生产铸造碳化钨的方法，其特征在于所述的电解槽中的稀盐酸的质量百分比浓度为10％。

6.根据权利要求1所述的利用硬质合金磨削废料生产铸造碳化钨的方法，其特征在于所述的电解电压为1.5V，电流为450A，电解时间 为96小时。

7.根据权利要求1所述的利用硬质合金磨削废料生产铸造碳化钨的方法，其特征在于所述的电解生成的碳化钨粉清洗后烘干的温度为120℃，烘干时间为30小时。

8.根据权利要求1所述的利用硬质合金磨削废料生产铸造碳化钨的方法，其特征在于所述的电熔炉熔炼碳化钨的温度为2950℃。