CN113463137A - 一种从硬质合金废料中回收钨的方法 - Google Patents
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Abstract
一种从硬质合金废料中回收钨的方法，首先将NaCl与KCl按照摩尔比0.7～1.3：1配制成支持电解质，再在支持电解质中加入质量百分数为4.0％～8.0％的Na2WO4均匀混合后作为熔盐电解质；而后将配置的混合熔盐电解质置于电解槽中，升温融化混合熔盐电解质，以硬质合金废料作阳极，镍片作阴极，接通直流电源电解，硬质合金废料阳极发生电化学溶解，在阴极上得到金属钨，本发明具有工艺流程简单、成本低、能耗少、污染小等优点。
Description
技术领域
本发明涉及合金回收处理技术领域，尤其涉及一种从硬质合金废料中回收钨的方法。
背景技术
硬质合金具有高的硬度和良好的耐磨性，在现代工具材料方面占有极为重要的地位。随着硬质合金应用领域的持续扩大，我国硬质合金产量也逐年提高，生产与使用过程中产生的硬质合金废料也逐渐增多。钨是制备硬质合金的主要金属，硬质合金废料中钨的含量高达40％～95％，随着我国钨矿的不断开采，钨资源面临短缺，故硬质合金废料已成为重要的钨二次资源。如何从硬质合金废料中回收有价金属钨，从而建立有效的资源回收再利用体系，不仅是对硬质合金废料的有效二次利用，同时也能解决环境污染和资源短缺等问题，对缓解我国钨资源需求压力具有重要意义。
目前，硬质合金废料回收的方法有锌熔法、电溶法、硝石法、机械破碎法等，但这些方法普遍存在着处理过程复杂、能耗大、环境污染严重、投资成本高等缺点：
锌熔法能耗大，处理1吨硬质合金废料消耗的电量约为6000～12000度，且易造成再生硬质合金产品中有害杂质积聚；
电溶法仅适用于处理含钴量大于10％的硬质合金，且回收过程需使用腐蚀性化学试剂，不利于环保；
硝石法工艺简单，能耗也不高，但在其生产过程中产生的大量氮氧化物污染环境；
机械破碎法在对硬质合金废料破碎时，易将工具的金属材料碎屑带入破碎料中从而产生污染，特别是引入铁等杂质。
发明内容
本发明提供一种从硬质合金废料中回收钨的方法，以解决上述背景技术中存在的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种从硬质合金废料中回收钨的方法，具体步骤如下：
(1)以NaCl-KCl为支持电解质，将一定质量的Na2WO4与支持电解质混合均匀配置混合熔盐电解质；
(2)将步骤(1)中配置的混合熔盐电解质置于电解槽中后，升温融化混合熔盐电解质，以经预处理后的硬质合金废料作阳极，经预处理后的镍片作阴极，接通直流电源电解，硬质合金废料阳极发生电化学溶解，在阴极上得到金属钨。
在本发明中，步骤(1)中，所述支持电解质中NaCl与KCl摩尔比为0.7～1.3∶1。
在本发明中，步骤(1)中，所述Na2WO4加入量占混合熔盐电解质的质量百分比为4.0％～8.0％。
在本发明中，步骤(2)中，因电解质组成不同，所述电解槽内电解温度为700～730℃，具体温度根据电解质的初晶温度，选择高于电解质初晶温度40～50℃的温度进行电解。
在本发明中，步骤(2)中，所述硬质合金废料阳极长×宽规格为1.5cm×1.5cm，电解前对硬质合金废料进行预处理，先采用丙酮擦洗硬质合金废料除去附着在硬质合金废料表面的油脂等有机物，而后通过稀盐酸浸泡除去硬质合金废料表面的氧化物，最后采用蒸馏水清洗硬质合金废料，以除去硬质合金废料表面的盐酸、氯离子等，干燥后待用。
在本发明中，步骤(2)中，所述阴极镍片长×宽规格为2.0cm×1.5cm，电解前对阴极镍片进行预处理，首先将镍片放入1∶1的HCl溶液中浸泡10min，再用金相砂纸打磨和Al2O3粉抛光，而后采用蒸馏水、无水乙醇对镍片超声清洗，干燥后待用。
在本发明中，步骤(2)中，采用恒电压方式电解，控制电压范围为1.1～1.3V，电解时间为8～10h。
有益效果：本发明相对于传统的方法，直接以硬质合金废料作阳极，采用熔盐电解法回收硬质合金废料中有价金属，通过控制电解电压实现阳极溶解，阴极上析出金属钨，且可通过调节电解电压实现硬质合金废料中不同金属的电化学溶解，以实现硬质合金废料中金属的有效分离，且无污染气体排放、环境友好、回收成本低。
附图说明
图1为本发明的实施例中阴极产物金属钨SEM示意图。
图2为本发明的实施例中硬质合金废料电解前后对比示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例1
一种从硬质合金废料中回收钨的方法，具体步骤如下：
首先将NaCl和KCl按摩尔比为1∶1混合均匀得NaCl-KCl支持电解质，再向NaCl-KCl支持电解质中添加质量分数为6.0％的Na2WO4并混合均匀，得混合熔盐电解质，最后将混合熔盐电解质置于电解槽中，以硬质合金废料作阳极，镍片作阴极，控制电解电压为1.2V，电解温度为700℃，电解时间为8h，硬质合金废料阳极发生明显的电化学溶解，在阴极得到纯度为99.5％的金属钨。
实施例2
一种从硬质合金废料中回收钨的方法，具体步骤如下：
首先将NaCl和KCl按摩尔比为0.7∶1混合均匀，得NaCl-KCl支持电解质，再向NaCl-KCl支持电解质中添加质量分数为4.0％的Na2WO4并混合均匀，得混合熔盐电解质，最后将混合熔盐电解质置于电解槽中，以硬质合金废料作阳极，镍片作阴极，控制电解电压为1.1V，电解温度为710℃，电解时间为9h，硬质合金废料阳极发生明显的电化学溶解，在阴极得到纯度为99.1％的金属钨。
实施例3
一种从硬质合金废料中回收钨的方法，具体步骤如下：
首先将NaCl和KCl按摩尔比为1.3∶1混合均匀，得NaCl-KCl支持电解质，再向NaCl-KCl支持电解质中添加质量分数为8.0％的Na2WO4并混合均匀，得混合熔盐电解质，最后将混合熔盐电解质置于电解槽中，以硬质合金废料作阳极，镍片作阴极，控制电解电压为1.3V，电解温度为730℃，电解时间为10h，硬质合金废料阳极发生明显的电化学溶解，在阴极得到纯度为99.3％的金属钨。
上述实施例1～实施例3中，硬质合金废料电解前后对比，如图2所示，且在硬质合金废料、镍片电解前均进行了预处理：
对硬质合金废料进行预处理，先采用丙酮擦洗硬质合金废料除去附着在硬质合金废料表面的油脂等有机物，而后通过稀盐酸浸泡除去硬质合金废料表面的氧化物，最后采用蒸馏水清洗硬质合金废料，以除去硬质合金废料表面的盐酸、氯离子等，干燥后待用；
对阴极镍片进行预处理，首先将镍片放入1∶1的HCl溶液中浸泡10min，再用金相砂纸打磨和Al2O3粉抛光，而后采用蒸馏水、无水乙醇对镍片超声清洗，干燥后待用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种从硬质合金废料中回收钨的方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)以NaCl-KCl为支持电解质，将一定质量的Na2WO4与支持电解质混合均匀配置混合熔盐电解质；
(2)将步骤(1)中配置的混合熔盐电解质置于电解槽中后，升温融化混合熔盐电解质，以经预处理后的硬质合金废料作阳极，经预处理后的镍片作阴极，接通直流电源电解，硬质合金废料阳极发生电化学溶解，在阴极上得到金属钨。
2.根据权利要求1所述的一种从硬质合金废料中回收钨的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述支持电解质中NaCl与KCl摩尔比为0.7～1.3∶1。
3.根据权利要求1所述的一种从硬质合金废料中回收钨的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述Na2WO4加入量占混合熔盐电解质的质量百分比为4.0％～8.0％。
4.根据权利要求1所述的一种从硬质合金废料中回收钨的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述电解槽内电解温度为700～730℃，并选择高于电解质初晶温度40～50℃的温度进行电解。
5.根据权利要求1所述的一种从硬质合金废料中回收钨的方法，其特征在于，步骤(2)中，电解前对硬质合金废料进行预处理流程为：先采用丙酮擦洗硬质合金废料除去附着在硬质合金废料表面的有机物，而后通过稀盐酸浸泡除去硬质合金废料表面的氧化物，最后采用蒸馏水清洗硬质合金废料，干燥后待用。
6.根据权利要求1所述的一种从硬质合金废料中回收钨的方法，其特征在于，步骤(2)中，电解前对阴极镍片进行预处理流程为：首先将镍片放入1∶1的HCl溶液中浸泡10min，再用金相砂纸打磨和Al2O3粉抛光，而后采用蒸馏水、无水乙醇对镍片超声清洗，干燥后待用。
7.根据权利要求1所述的一种从硬质合金废料中回收钨的方法，其特征在于，步骤(2)中，采用恒电压方式电解，控制电压范围为1.1～1.3V，电解时间为8～10h。
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