CN101824539A

CN101824539A - 一种分解硬质合金的湿法冶金方法

Info

Publication number: CN101824539A
Application number: CN200910042814A
Authority: CN
Inventors: 孙世凡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2010-09-08

Abstract

本发明公开了一种分解硬质合金的湿法冶金方法，该方法是在盐酸溶液中用双氧水(过氧化氢水溶液)作氧化剂分解碳化钨基硬质合金粉末料，浸出其中的合金成份钴、镍、铜、稀土及杂质成份铁、锰等，使合金的主要成份碳化钨与钴、镍、铜、铁、锰等金属分离，所分解的硬质合金包括各种牌号的钨钴合金、钨镍合金、钨钴钛合金、钨钴钽合金、钨铜合金、钨稀土合金等，所分解的粉末料包括废旧硬质合金锌熔料、磨削料、磨削泥、废混合料、未烧结的废坯料等。所制取的产品可以是钨化合物、钴化合物、镍化合物、铜化合物、稀土化合物、铁化合物等。

Description

一种分解硬质合金的湿法冶金方法

技术领域

本发明涉及一种分解硬质合金的湿法冶金方法，具体地说，涉及一种在盐酸溶液中用双氧水作氧化剂分解碳化钨基硬质合金粉末料，浸出其中的合金成份钴、镍、铜、稀土及杂质成份铁、锰等，所用双氧水可以是不同浓度的过氧化氢水溶液，所分解的硬质合金包括各种牌号的钨钴合金、钨钴钛合金、钨钴钽合金、钨铜合金、钨镍合金、钨稀土合金等。所分解的粉末料包括废旧硬质合金锌熔料、加工硬质合金时磨下的磨削料(也称磨削泥、黑泥)、报废的混合料、未烧结的废坯料等，制取的产品有钨合化物、钴化合物、镍化合物、铜化合物、稀土化合物、铁化合物等。

背景技术

钨属于高硬度、高比重、高熔点的难熔金属，钴、镍、钽等属于稀有金属，铜是重要的有色金属，都属于资源稀缺、用途广泛的战略性金属。由于资源稀缺，废旧硬质合金的回收再生利用已越来越被人们重视，而废旧硬质合金粉末料，包括锌熔料、磨削料(也称磨削泥、黑泥)、废混合料、未烧结的废坯料等，其再生处理工艺主要是通过酸分解，将其中的钴、镍、铜、铁、锰等浸出进入溶液，经过滤洗涤，钨仍以碳化钨形式留在滤饼中与钴、镍、铜、稀土、铁、锰等金属分离，然后从溶液中除去铁、锰等杂质，提取钴、镍、铜、铁等金属成分。到目前为止，经典和常用的酸分解浸出碳化钨基硬质合金的方法有：(1)在盐酸溶液中用氯酸钠或次氯酸钠或氯气作氧化剂进行分解；(2)在硫酸溶液中用氯酸钠或次氯酸钠或氯气作氧化剂进行分解；(3)在硝酸溶液中加氢氟酸进行分解；这些方法虽然都有较好地分解浸出效果，但也存在以下缺点：

1、在盐酸溶液或硫酸溶液中加入氯酸钠、次氯酸钠、氯气后均产生大量的氯气排放，对环境污染较重；

2、在硝酸溶液中加入氢氟酸，钨也被溶解进入溶液，增加了钨与钴、镍、铜等的分离难度和成本，而且对环境污染更加严重；

3.对设备腐蚀严重。

本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种简便有较地分解硬质合金，有效浸出合金中钴、镍、铜、稀土、铁、锰等金属，显著降低环境污染的酸分解湿法冶金方法。

发明内容

本发明的技术解决方案是根据过氧化氢在盐酸溶液中的强氧化性，采用双氧水作氧化剂，在耐酸搅拌反应釜或反应槽中用加有双氧化水的盐酸溶液分解碳化钨基硬质合金，浸出其中的钴、镍、铜、稀土等合金成份及铁、锰等杂质成份进入溶液，经过滤洗涤，滤饼中的主要成份碳化钨，可制取硬质合金，也可制成三氧化钨、钨酸钠、仲钨酸铵、偏钨酸或蓝色氧化钨等钨化合物。将含钴、镍、铜、稀土等的滤液净化除去铁、锰、钙、镁、硅等杂质后，可分别制成钴化合物、镍化合物、铜化合物、稀土化合物、铁化合物等。

具体实施方式

本发明的操作步骤和工艺条件如下：

1.将待分解的合金物料装入球磨机中，根据钨含量和物料粒度加入25～40％的水，盖紧装料盖，启动球磨机，根据物料粒度球磨0.5～6小时，一般球磨2～3小时，物料被磨成便于从球磨机自然流出的浆料。

2.根据待分解合金的物料量，于耐酸反应釜或反应槽中预先加入所需量的盐酸，然后加入盐酸体积20-30％的双氧水，在搅拌下加入球磨好的合金浆料，加完浆料后，调节HCL浓度为4～10MOL/L(12～30％)。

3.然后边升温，边继续加入双氧水，双氧水总用量视合金浆料的牌号而定，一般为盐酸用量的15～30％，所用双氧水的过氧化氢浓度可以在5～35％，但最佳为25％以上。

4.浸出反应可以在常压反应器中进行，为了提高反应速度，节省浸出时间，也可在高压反应釜中进行。在常压浸出时，加完盐酸、双氧水和合金浆料后，升温至80～90℃，保温反应4～24小时，一般为8～16小时。停止加温，冷却至70-80℃过滤。在高压浸出时，向高压反应釜中一次性加完所需盐酸、双氧水和合金浆料，加盖密封后，视合金浆料成分，加热至釜内压力5-20公斤/平方厘米，保持1-3小时，停止加热，待温度降至70-80℃，过滤。

5.过滤后，用热水洗涤滤渣2～4次。以下可按经典工艺或常规工艺或其他工艺条件处理滤渣和滤液，制取钨化合物、钴合化物、镍化合物、铜化合物、铁合化物等。

本发明的分解硬质合金的湿法冶金方法与现有分解硬质合金的湿法冶金方法相比，具有以下优点：

(1)采用双氧水作氧化剂，可达到与用氯酸钠、次氯酸、氯气作氧化剂同样的分解浸出效果；

(2)采用双氧水用氧化剂，没有氯气排放，而且还能放出新生氧气，大大降低了对环境的污染。

(3)由于采用双氧水作氧化剂，浸出后的溶液中没有钠盐，优化了废水质量和后续工序的条件，更有利于溶液中有用金属的提取。

(4)由于具有上述三个方面的优点，降低了生产成本，提高了经济效益和社会效益。

实施例

下面结合实施例对本发明的分解硬质合金的湿法冶金方法作进一步的说明，但不是对本发明的限定。

本实施例一次处理500kg含W85.16％，Co7.75％，Fe1.35％，Cu0.27，Si0.11％的废钨钴合金磨削料干粉，采用以下常压工艺步骤进行分解和处理：

1.将500Kg上述原料一次装入φ800×1200的封闭湿式球磨机中加水30％球磨3小时，在搅拌下加入预先加有500立升浓盐酸、75kg双氧水(H₂O₂27％)的1.8m³耐酸反应槽中，加水调至盐酸浓度为6.1MOL/L，然后边加热边继续添加85kg双氧水，加热至82～95℃保温连续反应16小时，静置2小时。

2.吸取上层清液真空抽滤，再加热水250立升搅拌30分钟，全部放完抽滤，再用热水淋洗滤饼3～4次，抽干，取样检验滤饼碳化钨中钴含量为0.09％。分解浸出率为98.83％。

3.将滤饼取出烘干，加热利用自身的碳燃烧氧化成三氧化钨，待送下道工序加工钨化合物。

4.滤液抽入2.5m³耐酸反应槽中，缓慢加入锌粉5kg置换沉淀铜，反应半小时，取样检验Cu小于0.1mg/L，静置2小时，抽滤。滤饼送下道工序加工铜化合物。

5.滤液抽入3m³耐酸反应槽中，加碳酸钠调至PH＝3.0，加入双氧水除铁，首先加入50kg双氧水，反应30分钟，第一次取样检验Fe²⁺为3.2mg/L，再加双氧水50kg，第二次取样检验Fe²⁺为0.05mg/L，继续用20％的碳酸钠溶液调至PH＝4.5-5.0，加热至90～95℃，保温15分钟，静置2小时，抽滤，用热水淋洗3～4次。滤饼主要为氢氧化铁，滤液中主要有用成分为氯化钴。

6.滤液抽入3.8m³耐酸反应槽中，加热至60～70℃，在搅拌下加入20％的碳酸钠溶液沉淀碳酸钴，调至PH＝8，加热至90～95℃保温15分钟，抽滤，用热淋水洗3～4次。

7.将滤饼碳酸钴取出烘干、粉碎、过筛、包装即为成品碳酸钴。

Claims

1.一种分解硬质合金的湿法冶金方法，它包括一种在盐酸溶液中用双氧水作氧化剂分解碳化钨基硬质合金粉末料，浸出其中的合金成份钴或镍或铜或稀土，其特征在于：该方法所用双氧水是过氧化氢水溶液，所分解的硬质合金是钨钴合金或钨镍合金或钨铜合金或钨钴钛合金或钨钴钽合金或钨稀土合金，所分解的粉末料是加工硬质合金时磨下的磨削粉或磨削泥或黑泥或废旧硬质合金锌熔料或废混合料或未烧结的废坯料，所制取的产品是钨化合物或钴化合物或镍化合物或铜化合物或稀土化合物。

2.根据权利要求1所述的一种分解硬质合金的湿法冶金方法，其特征在于所制取的钨化合物是碳化钨或钨酸钠或钨酸钙或仲钨酸铵或偏钨酸铵或三氧化钨或蓝色氧化钨；