CN108707926A - 一种废金刚石刀头电浸取回收铜工艺 - Google Patents

一种废金刚石刀头电浸取回收铜工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种废金刚石刀头电浸取回收铜工艺，本工艺采用电浸取工艺，回收废金刚石刀头的铜金属，具体步骤为：S1、预处理：酸洗槽在酸性条件下，对废金刚石刀头进行预处理，除去废金刚石刀头表面的氧化皮和锈蚀物，S2、清水洗：洗涤槽对阳极、阴极进行清水洗涤，S3、电浸取：以预处理后的废金刚石刀头为阳极，阴极选取材料为金属铜，电解液为硫酸铜的硫酸溶液，通过电解硫酸铜的电解液从而获得一定的纯度的铜单质以达到回收废金刚石刀头的金属铜，S4、回收铜：脱铜槽对阴极铜进行脱铜处理，S5、阳极泥处理回收：阳极残渣中的金刚石、碳化钨通过筛选后可以直接利用，S6、电解液循环利用：电解残余液为酸化硫酸亚铁溶液，后续可以转化为硫酸铁做絮凝剂。

Description

一种废金刚石刀头电浸取回收铜工艺
技术领域
本发明涉及金属铜回收技术领域，尤其是涉及一种废金刚石刀头电浸取回收铜工艺。
背景技术
现代加工制造业的迅速发展对高速切削加工的要求也不断提高，对于各式各样的难切削复合材料、工程陶瓷材料等，我们传统的切削加工刀具已经无法满足高速切削的需要，所以超硬切削刀具是开始渐渐步入生产线中，成为解决以上问题的有效手段，其中，金刚石刀具的应用较为广泛。由于金刚石刀头的磨损形状不一，锯片基体刚性变化以及摆动等原因，极易造成基体受损。为避免损伤基体，每张锯片都要有10％左右的刀头不能用完，而这10％就含有价金属成分200-300元。金刚石刀头在使用过程中，还剩下2.5cm左右的长度后就无法使用而弃掉，15％-20％的刀具在使用后期就不能再使用而被废弃。废金刚石刀头中除含有约2.4％(重量比)的金刚石外，还含有金属元素如：铜、铁、锡，以及含其他微量有色金属元素:镍、钴、钨等。废硬质合金及其制造过程中含钨废料是钨重要的再生资源，积极开展废硬质合金及含钨废料的回收工作，是保护我国钨资源优势刻不容缓的事。现阶段缺乏对其进行回收的行之有效的方法,由此造成了环境的污染及资源的浪费。目前我国环境污染形势严峻，综合回收废旧金刚石刀具中的有价值的金属，金刚石、碳化钨及其它有用元素也成为降低成本，减少资源浪费的最佳途径，完全符合国家的工业环保政策，只有这样企业才能做到长期健康发展。
现有的金属铜回收工艺有以下几种：1、铜焙烧—酸浸提铜工艺的优点是处理速度快、适应性强、工艺稳定可靠，但焙烧处理需要增加能耗成本，且焙烧过程中会产生SO2等有害气体，严重污染环境；2、碱性加压氧化提铜工艺最大的局限性在于氨水易挥发，容易造成操作环境的恶化，且对设备的要求很高。3、酸性加压氧化提铜工艺，这种工艺对温度的要求较低，铜的回收效果很好，是一种比较有前景的从铜金矿石中回收铜的工艺；4、生物氧化提铜工艺该方法具有很多优点，可以能在生产成本较低的条件下实现铜的回收利用，还能将包裹微细粒金的硫化物氧化分解。
发明内容
本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。
一种废金刚石刀头电浸取回收铜工艺，本工艺采用电浸取工艺，回收废金刚石刀头的铜金属，具体步骤为：
S1、预处理：酸洗槽在酸性条件下，对废金刚石刀头进行预处理，除去废金刚石刀头表面的氧化皮和锈蚀物；
S2、清水洗：洗涤槽对阳极、阴极进行清水洗涤；
S3、电浸取：电解槽材质为钢筋混凝土，采用单槽整体预制，电解槽衬里材质采用聚氯乙烯衬里，电解槽个数为2个，同极中心距取100mm，壁厚100mm，以预处理后的废金刚石刀头为阳极，阴极选取材料为金属铜，阴极板为45片，阳极板为44片，电解液循环泵和电解液供液管输送电解液，电解液为硫酸铜的硫酸溶液，含铜40-55g/L，硫酸150-220g/L，加热器对电解液加热，温度控制为60℃，电解强度为12000A，槽电压为0.3V，直流电源提供电流密度为320A/m2，电流效率为96％，电解液循环速度为25L/min，慢速搅拌，通过电解硫酸铜的电解液从而获得一定的纯度的铜单质以达到回收废金刚石刀头的金属铜；
S4、回收铜：脱铜槽对阴极铜进行脱铜处理，电解回收率为99.6％；
S5、阳极泥处理回收：用泵产生的吸力将阳极泥吸至密封罐，然后再从罐中放入阳极泥槽，离心机过滤，滤液及上清液返回电解液物集槽，滤饼送金银车间处理，阳极残渣中的金刚石、碳化钨通过筛选后可以直接利用；
S6、电解液循环利用：电解残余液为酸化硫酸亚铁溶液，后续可以转化为硫酸铁做絮凝剂。
作为本发明进一步的方案：所述S1中，酸洗槽2个，尺寸同普通电解槽，内衬3mm的冷轧不锈钢板。
作为本发明进一步的方案：所述S2中，洗涤槽包括阳极洗涤槽1个、阴极洗涤槽1个，尺寸同酸洗槽，附设清水泵一台。
作为本发明进一步的方案：所述S3中，电解槽内尺寸：4700×1110×1320mm，电解槽外尺寸：4900×1320×1220mm。
作为本发明进一步的方案：所述S3中，直流电源为2台型号GHF25000/0-100硅整流器。
作为本发明进一步的方案：所述S3中，电解槽配有短路棒，避免电解槽在通电状况下操作，选用20根50×40mm的铜棒，长1.0m。
作为本发明进一步的方案：所述S3中，加热器选用20m2列管式钛热交换器1台，1台备用。
作为本发明进一步的方案：所述S3中，电解液供液管包括进液支管、出支液管、进液的分管、汇流管，进液的分管选取Φ150mm的硬聚氯乙烯管，进液分管直径可取出液分管Φ180mm，进液支管内径Φ35mm，出液支管内径Φ40mm，汇流管选取10mm厚硬聚氯乙烯板焊制，内宽为350mm，高为400mm。
作为本发明进一步的方案：所述S3中，电解液循环泵选用4台酸泵，其中一台备用，泵的扬程为17m，泵流量为150m3/h。
作为本发明进一步的方案：所述S4中，脱铜槽数量设置为一个，脱铜槽的尺寸与电解槽尺寸相同。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本工艺流程结构科学合理，电解槽材质为钢筋混凝土，采用单槽整体预制，优点就是可以实现整体就地捣制施工块，造价低；2、这种工艺对温度的要求较低，能耗成本低，用水都是循环使用，无污水，不会产生有害气体，铜的回收效果很好；3、工艺流程结构设计严谨，工艺流程短，技术稳定，设备使用寿命较长，电解回收率高达99.6％；4、电解液循环利用，资源回收率高，能在生产成本较低的条件下实现铜的回收利用。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种废金刚石刀头电浸取回收铜工艺流程图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，一种废金刚石刀头电浸取回收铜工艺，本工艺采用电浸取工艺，回收废金刚石刀头的铜金属，具体步骤为：
S1、预处理：酸洗槽在酸性条件下，对废金刚石刀头进行预处理，除去废金刚石刀头表面的氧化皮和锈蚀物；
S2、清水洗：洗涤槽对阳极、阴极进行清水洗涤；
S3、电浸取：电解槽材质为钢筋混凝土，采用单槽整体预制，电解槽衬里材质采用聚氯乙烯衬里，电解槽个数为2个，同极中心距取100mm，壁厚100mm，以预处理后的废金刚石刀头为阳极，阴极选取材料为金属铜，阴极板为45片，阳极板为44片，电解液循环泵和电解液供液管输送电解液，电解液为硫酸铜的硫酸溶液，含铜40-55g/L，硫酸150-220g/L，加热器对电解液加热，温度控制为60℃，电解强度为12000A，槽电压为0.3V，直流电源提供电流密度为320A/m2，电流效率为96％，电解液循环速度为25L/min，慢速搅拌，通过电解硫酸铜的电解液从而获得一定的纯度的铜单质以达到回收废金刚石刀头的金属铜；
S4、回收铜：脱铜槽对阴极铜进行脱铜处理，电解回收率为99.6％；
S5、阳极泥处理回收：用泵产生的吸力将阳极泥吸至密封罐，然后再从罐中放入阳极泥槽，离心机过滤，滤液及上清液返回电解液物集槽，滤饼送金银车间处理，阳极残渣中的金刚石、碳化钨通过筛选后可以直接利用；
S6、电解液循环利用：电解残余液为酸化硫酸亚铁溶液，后续可以转化为硫酸铁做絮凝剂。
进一步的，所述S1中，酸洗槽2个，尺寸同普通电解槽，内衬3mm的冷轧不锈钢板。
进一步的，所述S2中，洗涤槽包括阳极洗涤槽1个、阴极洗涤槽1个，尺寸同酸洗槽，附设清水泵一台。
进一步的，所述S3中，电解槽内尺寸：4700×1110×1320mm，电解槽外尺寸：4900×1320×1220mm。
进一步的，所述S3中，直流电源为2台型号GHF25000/0-100硅整流器。
进一步的，所述S3中，电解槽配有短路棒，避免电解槽在通电状况下操作，选用20根50×40mm的铜棒，长1.0m。
进一步的，所述S3中，加热器选用20m2列管式钛热交换器1台，1台备用。
进一步的，所述S3中，电解液供液管包括进液支管、出支液管、进液的分管、汇流管，进液的分管选取Φ150mm的硬聚氯乙烯管，进液分管直径可取出液分管Φ180mm，进液支管内径Φ35mm，出液支管内径Φ40mm，汇流管选取10mm厚硬聚氯乙烯板焊制，内宽为350mm，高为400mm。
进一步的，所述S3中，电解液循环泵选用4台酸泵，其中一台备用。泵的扬程为17m，泵流量为150m3/h。
进一步的，所述S4中，脱铜槽数量设置为一个，脱铜槽的尺寸与电解槽尺寸相同。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种废金刚石刀头电浸取回收铜工艺，其特征在于，本工艺采用电浸取工艺，回收废金刚石刀头的铜金属，具体步骤为：
S1、预处理：酸洗槽在酸性条件下，对废金刚石刀头进行预处理，除去废金刚石刀头表面的氧化皮和锈蚀物；
S2、清水洗：洗涤槽对阳极、阴极进行清水洗涤；
S3、电浸取：电解槽材质为钢筋混凝土，采用单槽整体预制，电解槽衬里材质采用聚氯乙烯衬里，电解槽个数为2个，同极中心距取100mm，壁厚100mm，以预处理后的废金刚石刀头为阳极，阴极选取材料为金属铜，阴极板为45片，阳极板为44片，电解液循环泵和电解液供液管输送电解液，电解液为硫酸铜的硫酸溶液，含铜40-55g/L，硫酸150-220g/L，加热器对电解液加热，温度控制为60℃，电解强度为12000A，槽电压为0.3V，直流电源提供电流密度为320A/m2，电流效率为96％，电解液循环速度为25L/min，慢速搅拌，通过电解硫酸铜的电解液从而获得一定的纯度的铜单质以达到回收废金刚石刀头的金属铜；
S4、回收铜：脱铜槽对阴极铜进行脱铜处理，电解回收率为99.6％；
S5、阳极泥处理回收：用泵产生的吸力将阳极泥吸至密封罐，然后再从罐中放入阳极泥槽，离心机过滤，滤液及上清液返回电解液物集槽，滤饼送金银车间处理，阳极残渣中的金刚石、碳化钨通过筛选后可以直接利用；
S6、电解液循环利用：电解残余液为酸化硫酸亚铁溶液，后续可以转化为硫酸铁做絮凝剂。
2.根据权利要求1所述的一种废金刚石刀头电浸取回收铜工艺，其特征在于，所述S1中，酸洗槽2个，尺寸同普通电解槽，内衬3mm的冷轧不锈钢板。
3.根据权利要求1所述的一种废金刚石刀头电浸取回收铜工艺，其特征在于，所述S2中，洗涤槽包括阳极洗涤槽1个、阴极洗涤槽1个，尺寸同酸洗槽，附设清水泵一台。
4.根据权利要求1所述的一种废金刚石刀头电浸取回收铜工艺，其特征在于，所述S3中，电解槽内尺寸：4700×1110×1320mm，电解槽外尺寸：4900×1320×1220mm。
5.根据权利要求1所述的一种废金刚石刀头电浸取回收铜工艺，其特征在于，所述S3中，直流电源为2台型号GHF25000/0-100硅整流器。
6.根据权利要求1所述的一种废金刚石刀头电浸取回收铜工艺，其特征在于，所述S3中，电解槽配有短路棒，避免电解槽在通电状况下操作，选用20根50×40mm的铜棒，长1.0m。
7.根据权利要求1所述的一种废金刚石刀头电浸取回收铜工艺，其特征在于，所述S3中，加热器选用20m2列管式钛热交换器1台，1台备用。
8.根据权利要求1所述的一种废金刚石刀头电浸取回收铜工艺，其特征在于，所述S3中，电解液供液管包括进液支管、出支液管、进液的分管、汇流管，进液的分管选取Φ150mm的硬聚氯乙烯管，进液分管直径可取出液分管Φ180mm，进液支管内径Φ35mm，出液支管内径Φ40mm，汇流管选取10mm厚硬聚氯乙烯板焊制，内宽为350mm，高为400mm。
9.根据权利要求1所述的一种废金刚石刀头电浸取回收铜工艺，其特征在于，所述S3中，电解液循环泵选用4台酸泵，其中一台备用，泵的扬程为17m，泵流量为150m3/h。
10.根据权利要求1所述的一种废金刚石刀头电浸取回收铜工艺，其特征在于，所述S4中，脱铜槽数量设置为一个，脱铜槽的尺寸与电解槽尺寸相同。
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