CN201915162U - 一种用于回收废硬质合金的电化学溶解装置 - Google Patents

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刘文赋
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Abstract

本实用新型公开了一种用于回收废硬质合金的电化学溶解装置，包括电解装置，其特征在于，所述电解装置的电解槽外设有球磨装置。为了彻底剥离电解过程中形成的碳化钨层，采用电解槽内电化学溶解与槽外机械球磨相结合的操作方式，即废硬质合金在电解槽内电化学溶解一段时间而形成碳化钨层后，将废合金转移至球磨机中进行高强度机械球磨，使碳化钨层彻底脱落，然后再将其转移至电解槽内继续电解，如此反复，直至将废硬质合金中的钴镍全部溶解出来。采用本实用新的技术方案，能够彻底剥离碳化钨层，解决阳极钝化给生产过程造成的不利影响。

Description

一种用于回收废硬质合金的电化学溶解装置
技术领域
本实用新型涉及一种废旧硬质合金的回收装置，尤其是电化学溶解装置。
背景技术
钨是一种非常重要的战略金属，被誉为“工业牙齿”，被广泛应用于民用、工业、军工等各个领域，其中约有50％的钨用于生产碳化钨基硬质合金。目前，我国废旧硬质合金的回收利用率仅为20％左右，与美国、日本等发达国家还有很大的差距，因此废旧硬质合金的综合回收利用具有广阔的前景。
电化学选择性溶解法是回收废旧硬质合金的有效方法之一，其本质是在酸性介质中，在通直流电的情况下，将废硬质合金作为阳极，通过控制一定的工艺条件，将废硬质合金中作为碳化钨粘结剂的钴、镍等金属选择性地溶解出来，所得镍、钴溶液用于镍钴的回收，所得碳化钨碎片经粉碎研磨后可用于硬质合金的生产。电化学选择性溶解法回收废硬质合金一般在盐酸溶液中进行，其技术关键在于废硬质合金中钴镍被溶解后，覆盖于合金表面的碳化钨层导致阳极钝化并阻碍钴镍的进一步溶解。为了及时剥离废硬质合金表面的碳化钨层，人们设计了一种钛转鼓阳极，其结构如图1所示，所述钛转鼓阳极由其上分布若干圆孔14的钛板转筒11、聚丙烯塑料板12、铜棒13组成。电化学溶解过程中，钛板转筒11作为阳极，铜棒13作为阴极。随着转鼓的转动，合金废料会被搅动，使其表面形成的碳化钨层剥落并通过钛板转筒11上的圆孔14掉入装有电解质的电解槽中。钛转筒阳极能在一定程度上通过转动剥离形成的碳化钨层，但废合金在转动过程中对钛板转筒11形成一定的冲击，造成电极使用寿面短。同时为了保护钛板转筒11的使用寿命，转动强度受限，从而影响了碳化钨层的 剥离效果。该电极的制作消耗的钛板量大，设备成本高。且由于转筒电极结构复杂，不利于实现工业大规模生产。
由于钛转筒阳极结构复杂，人们又设计了一种以振动板代替转筒的电解装置。即将打有圆孔的钛板水平放置于电解槽内，将废硬质合金置于该钛板上。将电解槽放置于振荡器上面，电解过程中通过振荡器的振荡作用使钛振动板及合金一起振动，从而使生成的碳化钨层剥落以消除阳极钝化的影响。剥落下来的碳化钨碎片则从钛板上的圆孔掉入电解槽中。显然，这种设计能在一定程度上将结构简化，但其振动强度却依然不足以使碳化钨层彻底剥离，且生产过程中会产生极大的噪音。
实用新型内容
为了解决上述弊端，本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种用于回收废硬质合金的电化学溶解装置，能够彻底剥离碳化钨层，解决阳极钝化给生产过程造成的不利影响。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种用于回收废硬质合金的电化学溶解装置，包括电解装置，其特征在于，所述电解装置的电解槽外设有球磨装置。为了彻底剥离电解过程中形成的碳化钨层，采用电解槽内电化学溶解与槽外机械球磨相结合的操作方式，即废硬质合金在电解槽内电化学溶解一段时间而形成碳化钨层后，将废合金转移至球磨机中进行高强度机械球磨，使碳化钨层彻底脱落，然后再将其转移至电解槽内继续电解，如此反复，直至将废硬质合金中的钴镍全部溶解出来。
作为一种改进，所述电解槽内设有若干框篮，所述框篮每一侧面都分布多个小孔；各个框篮内置入阳极金属钛网，阳极金属钛网顶部焊接的钛棒置于电解槽槽体的阳极导电轨上；各个框篮外置放阴极板，阴极板顶部焊接的铜棒置 于电解槽槽体的阴极导电轨上。
所述框篮由聚丙烯或聚氯乙烯等塑料制成；所述阴极板采用铜板或不锈钢板。
利用上述装置通过电化学溶解方法回收废硬质合金的具体过程如下：将大块的废硬质合金在球磨机中破碎成大小始终的碎块，装入电解装置的塑料框篮中，在电解槽内装入一定量的适当浓度的盐酸溶液，通入适当电流强度和电压的直流电进行电解。电解一段时间并在合金表面有呈龟裂状的碳化钨层形成后，将装有废硬质合金的塑料框篮从电解槽内提出来，并将废合金转入高强度球磨机中进行机械球磨，再将碳化钨层已彻底剥离的合金装入塑料框篮，放入电解槽内继续电解，直至废合金中的钴镍被全部溶解。剥离的碳化钨经细磨后得到符合硬质合金制备要求的碳化钨粉末，而电解得到的含钴镍溶液则可用于钴镍的提取。
本实用新型的有益效果在于，一、电解槽内电化学溶解与槽外机械球磨相结合的操作方式保证了碳化钨层的完全剥离，彻底解决了阳极钝化给生产过程造成的不利影响。二、该装置无转动或振动部件，生产过程中无噪音，其结构简单，设备成本低，塑料框篮便于分步加工操作，适宜规模化工业生产。三、制作钛网阳极不仅消耗钛量少，而且由于电解过程中处于静置状态，免受机械冲击而不易破损，使用寿命长。四、使用本发明的电化学溶解装置回收废硬质合金，相比于其他设备电耗低，约为300kWh/t废合金，由于碳化钨层能彻底剥离，因此电流效率高，可达90％以上，碳化钨的回收率可达95％以上，钴回收率可达92％-95％。
下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
附图说明
图1为现有钛转鼓阳极结构示意图；
图2为本实用新型电解装置结构示意图(俯视)；
图3为A-A面剖视结构示意图；
图4为B-B面剖视结构示意图；
图5为C-C面剖视结构示意图。
具体实施方式
参见附图，反映本实用新型的一种具体结构，所述用于回收废硬质合金的电化学溶解装置，包括电解装置，所述电解装置的电解槽1外设有球磨机。所述电解槽1内设有若干框篮3，所述框篮3每一侧面都分布多个小孔7；各个框篮3内置入阳极金属钛网9，阳极金属钛网9顶部焊接的钛棒4置于电解槽1槽体的阳极导电轨5上；各个框篮3外置放阴极铜板10，阴极铜板10顶部焊接的铜棒2置于电解槽1槽体的阴极导电轨6上。多组框篮3、阳极金属钛网9、阴极铜板10平行摆放于电解槽内。电镀液排液口8设置于电解槽1槽体底部。

Claims (3)

1.一种用于回收废硬质合金的电化学溶解装置，包括电解装置，其特征在于，所述电解装置的电解槽外设有球磨装置。
2.如权利要求1所述的一种用于回收废硬质合金的电化学溶解装置，其特征在于，所述电解槽内设有若干框篮，所述框篮每一侧面都分布多个小孔；各个框篮内置入阳极金属钛网，阳极金属钛网顶部焊接的钛棒置于电解槽槽体的阳极导电轨上；各个框篮外置放阴极板，阴极板顶部焊接的铜棒置于电解槽槽体的阴极导电轨上。
3.如权利要求2所述的一种用于回收废硬质合金的电化学溶解装置，其特征在于，多组框篮、阳极金属钛网、阴极板平行摆放于电解槽内。 
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