CN107597821A - 一种废旧金刚石刀头回收方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废旧金刚石刀头回收方法及装置，所述方法是先在电溶解槽的电溶解液中将废旧金刚石刀头中的金属进行电溶解以分离回收金刚石，然后抽取电溶解后的含金属离子溶液至反应釜加入沉淀剂进行沉淀反应形成金属沉淀物，沉淀反应后的固液混合物再经过滤使金属沉淀物与滤液分离，滤液返回电溶解槽做电溶解液。本发明的特点是应用腐蚀学原理采用低电压电溶解废旧金刚石刀头中的金属材料回收金刚石，然后把电溶解液体通入沉淀剂中过滤回收金属材料，滤液又返回电溶解槽溶解刀头。整个过程连续运行，所有物质全部回收，不排放废水，电溶解过程只产生少许氢气经抽风机直接排空。
Description
技术领域
本发明属于金刚石回收方法，具体涉及一种废旧金刚石刀头回收方法及装置。
背景技术
自从1880年代诞生，到1970年代大发展起来的金刚石锯切工具和磨削工具，为充分发挥金刚石的作用，人们设计了各种各样的胎体材料，以满足工具性能与加工材质、加工方式相适应的要求。以金属为胎体的金刚石工具是以金刚石为切磨材料，以金属粉末为胎体材料，利用粉末冶金方法，经过压制成型、烧结以及必要的加工而成的金刚石制品，是目前品种最多，用量最大、用途最广的一类工具。金属基金刚石刀头的主要成分是金刚石、铁、镍、铜、钴、锡、锌等。在生产和使用过程中，会产生大量的废品和残余刀头，具有回收价值。过去都是一些不法之徒将废品和残余刀头拉到大山里去用强酸溶解金属只回收金刚石，大量重金属溶液被排入大山河流！国家重视环保后，中国有色研究院研究过用草酸沉淀酸液的技术，中南大学杨建广等用置换法溶解胎体，用脉冲电加强置换分离铜锡，用外场耦合隔膜电沉积铁，即循环利用三价铁做置换剂，这些方法虽然可以解决环保问题，但处理设备比较复杂，成本高。深圳市危险废物处理站毛谙章等发明的氯化铁置换溶解刀头，铁粉置换铜银元素，萃取锌镉，最后用亚硝酸钠和盐酸氧化氯化亚铁制备氯化铁溶液，虽可循环利用三价铁溶解刀头，处理效率较高，但氯化铁溶液会越来越多。上述方法都存在一个金属元素没有全部回收，必定有二次污染问题，未能解决环保与资源循环利用的全部问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可解决二次污染的废旧金刚石刀头回收方法及装置。
实现本发明目的采用的技术方案如下：
本发明提供的废旧金刚石刀头回收方法，是先在电溶解槽的电溶解液中将废旧金刚石刀头中的金属进行电溶解以分离回收金刚石，然后抽取电溶解后的含金属离子溶液至反应釜加入沉淀剂进行沉淀反应形成金属沉淀物，沉淀反应后的固液混合物再经过滤使金属沉淀物与滤液分离，滤液返回电溶解槽做电溶解液。
所述电溶解液为重量百分比浓度5-10%的稀硫酸或稀盐酸，电溶解时正负电极之间的电压为0.5-1.5伏，温度为10-60℃。
所述沉淀剂为草酸、碳酸钠、烧碱中的一种。
所述金属沉淀物在室温下完成，对过滤后的金属沉淀物进行真空干燥，煅烧还原得到超细合金粉末，并将真空干燥中产生的净化水返回电溶解槽做电溶解液。
本发明提供的废旧金刚石刀头回收装置，包括用于将废旧金刚石刀头中金属电溶解的电溶解槽、将所述电溶解槽中含金属离子的电溶解液进行沉淀反应的反应釜、将所述反应釜中沉淀反应后的固液混合物过滤和干燥的真空过滤机，所述真空过滤机的滤液返回至所述电溶解槽。
还包括将所述真空过滤机过滤及干燥的金属沉淀物进行煅烧的还原炉。
所述电溶解槽和反应釜之间设有电溶解液转移箱。
所述真空过滤机和电溶解槽之间设有滤液储积箱。
本发明的有益效果
本发明的特点是应用腐蚀学原理采用低电压电溶解废旧金刚石刀头中的金属材料回收金刚石，然后把电溶解液体通入沉淀剂中过滤回收金属材料，滤液又返回电溶解槽溶解刀头。整个过程连续运行，所有物质全部回收，不排放废水，电溶解过程只产生少许氢气经抽风机直接排空。
采用本发明可实现金刚石和金属两个方面的循环利用，不再产生二次污染，从而可实现环保效益和经济效益的统一。本发明也可以用于废旧硬质合金的回收利用。
下面结合实施例进一步说明本发明的技术方案。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例为金刚石花岗岩锯片刀头的回收利用，所采用的回收装置如图1所示，包括用于将废旧金刚石刀头中金属电溶解的电溶解槽、将所述电溶解槽中含金属离子的电溶解液进行沉淀反应的反应釜、将所述反应釜中沉淀反应后的固液混合物过滤和干燥的真空过滤机，所述真空过滤机的滤液返回至所述电溶解槽，还包括将所述真空过滤机过滤及干燥的金属沉淀物进行煅烧的还原炉，所述电溶解槽和反应釜之间设有电溶解液转移箱，所述真空过滤机和电溶解槽之间设有滤液储积箱。
金刚石花岗岩锯片刀头的胎体成分主要是：铁73铜15镍4锡3锌5，金刚石的粒度比较粗。
回收方法为：
将500公斤废旧金刚石花岗岩锯片刀头分装十二个容积为十升阳极钛篮内，放入电溶解液为重量百分比浓度5-10%的稀盐酸（或稀硫酸）电溶解槽内，一个阳极铜排上装三个阳极钛篮，采用四组正负电极串联，每组电极电压为0.5-1.5伏，总电压为4-5伏，电源采用直流电源，电流密度为2A／dm²，电溶解的温度控制在10-60℃，每天向钛篮内补充废刀头，保持电流稳定；
在电溶解过程中，由于铜的电极电位高，铜在阴极板上沉淀而与其它金属离子分离，金刚石则不能溶解而留在钛篮内；
隔天把电溶解槽内电溶解后的含金属离子溶液经电溶解液转移箱抽入反应釜进行沉淀反应，开动搅拌机，室温条件下慢慢加入沉淀剂固体草酸（也可采用碳酸钠或烧碱等），每次沉淀反应中加入的沉淀剂应确保金属离子过量以便反应液返回电溶解槽后不影响电溶解过程，将沉淀反应中产生的金属沉淀物和反应液固液混合物在真空过滤机中进行过滤，使金属沉淀物与滤液分离，并将金属沉淀物进行真空干燥，滤液（反应液）和真空干燥中产生的净化水经滤液储积箱返回电溶解槽做电溶解液；
对真空干燥后的金属沉淀物在还原炉内进行煅烧还原得到超细铁铜镍锡锌合金粉末。
一个处理周期一般为十天，一个处理周期内处理500公斤废旧金刚石花岗岩锯片刀头，可回收金刚石9.8公斤，回收超细铜粉50公斤，由金属沉淀物可获得超细铁铜镍锡锌合金粉末400公斤。
反应原理：
电溶解液为稀盐酸或稀硫酸，制得铁镍铜锡锌盐类，用草酸沉淀的反应如下：
H2C2O4+FeCl2+CuCl2+NiCl2+SnCl2+ZnCl2→HCl+(FeCuNiSnZn)C2O4
滤液回收稀酸返回电溶解槽，草酸盐用于制造超细合金粉末。
电溶解过程：
阳极 Cu-2e→Cu+²
Cu+²+Fe→Fe+²+Cu
Fe+²-e→Fe＋³
Fe+³+Fe→Fe＋²
……
阴极 Cu＋²-2e→Cu
阳极钛篮内刀头中的铜锌，铜铁，镍锌都能形成腐蚀电池溶解锌锡铁，电溶铜形成氯化铜电解质在稀酸作用下，溶解过程迅速进行，电流只是起了一个催化氧化作用。
实施例2
本实施例为陶瓷工具刀头的回收利用，回收装置、工艺流程和条件与实施例1相同。
陶瓷工具的胎体成分主要是：铁51铜30镍8锡6锌5，金刚石的粒度比较细。
一套月处理20吨陶瓷工具废刀头的装置连续工作25天，可回收金刚石500公斤，价值75万；回收超细铜粉2吨，超细铁铜镍锡锌合金粉末17吨。
超细粉末的煅烧还原工艺与现有超细钴粉生产工艺相同。
Claims (8)
1.一种废旧金刚石刀头回收方法，其特征是先在电溶解槽的电溶解液中将废旧金刚石刀头中的金属进行电溶解以分离回收金刚石，然后抽取电溶解后的含金属离子溶液至反应釜加入沉淀剂进行沉淀反应形成金属沉淀物，沉淀反应后的固液混合物再经过滤使金属沉淀物与滤液分离，滤液返回电溶解槽做电溶解液。
2.根据权利要求1所述的废旧金刚石刀头回收方法，其特征是所述电溶解液为重量百分比浓度5-10%的稀硫酸或稀盐酸，电溶解时正负电极之间的电压为0.5-1.5伏，温度为10-60℃。
3.根据权利要求1或2所述的废旧金刚石刀头回收方法，其特征是所述沉淀剂为草酸、碳酸钠、烧碱中的一种。
4.根据权利要求3所述的废旧金刚石刀头回收方法，其特征是所述金属沉淀物在室温下完成，对过滤后的金属沉淀物进行真空干燥，煅烧还原得到超细合金粉末，并将真空干燥中产生的净化水返回电溶解槽做电溶解液。
5.一种废旧金刚石刀头回收装置，其特征是包括用于将废旧金刚石刀头中金属电溶解的电溶解槽、将所述电溶解槽中含金属离子的电溶解液进行沉淀反应的反应釜、将所述反应釜中沉淀反应后的固液混合物过滤和干燥的真空过滤机，所述真空过滤机的滤液返回至所述电溶解槽。
6.根据权利要求5所述的废旧金刚石刀头回收装置，其特征是还包括将所述真空过滤机过滤及干燥的金属沉淀物进行煅烧的还原炉。
7.根据权利要求5或6所述的废旧金刚石刀头回收装置，其特征是所述电溶解槽和反应釜之间设有电溶解液转移箱。
8.根据权利要求7所述的废旧金刚石刀头回收装置，其特征是所述真空过滤机和电溶解槽之间设有滤液储积箱。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2017
- 2017-11-08 CN CN201711092781.1A patent/CN107597821A/zh active Pending
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