RU2189402C1 - Technology processing waste of hard alloys - Google Patents

Technology processing waste of hard alloys Download PDF

Info

Publication number
RU2189402C1
RU2189402C1 RU2001105132A RU2001105132A RU2189402C1 RU 2189402 C1 RU2189402 C1 RU 2189402C1 RU 2001105132 A RU2001105132 A RU 2001105132A RU 2001105132 A RU2001105132 A RU 2001105132A RU 2189402 C1 RU2189402 C1 RU 2189402C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
backward
density
duration
action
Prior art date
Application number
RU2001105132A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.И. Алкацев
В.Р. Гуриев
Original Assignee
Северо-Кавказский государственный технологический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Северо-Кавказский государственный технологический университет filed Critical Северо-Кавказский государственный технологический университет
Priority to RU2001105132A priority Critical patent/RU2189402C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2189402C1 publication Critical patent/RU2189402C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

FIELD: hydraulic metallurgy of refractory metals, electrochemical processing of waste of hard alloys containing wolfram. SUBSTANCE: technology processing waste of hard alloys includes anode dissolution of waste in electrolyte based on hydrochloric or sulfuric acid. Anode dissolution is carried out under condition of asymmetric reversible current with exposure to forward electric current with periodic change-over of direction of current to backward direction. Process is conducted with concentration of hydrochloric or sulfuric acid equal to 30.0-150.0 g/l; duration of action of backward current τb=0.5-2.0 s; ratio of forward current to backward current τfb= 5.0-15.0; density of forward current jf=1.0-5.0 kA/sq.m and ratio of backward current to forward current jb/jf=0.5-2.0, where τf is duration of action of forward current, s; τb is duration of action of backward current, s; jf is density of forward current, kA/sq.m; jb is density of backward current, kA/sq.m. EFFECT: enhanced productivity of process of electrolysis, increased current efficiency, diminished usage of reagents and improved sanitary and hygiene conditions of work. 2 tbl

Description

Изобретение относится к гидрометаллургии тугоплавких металлов и может быть использовано при электрохимической переработке отходов вольфрамсодержащих твердых сплавов. The invention relates to hydrometallurgy of refractory metals and can be used in the electrochemical processing of waste tungsten-containing hard alloys.

Известен способ рафинирования сплавов (патент РФ 2044112, МПК7 С 25 С 1/00, опубл. 01.07.93 г. ), включающий проведение электролиза в растворе электролита пропусканием прямого электрического тока с периодическим переключением направления на обратное по достижении заданной разности потенциалов, при этом силу обратного тока устанавливают в 1,1 - 10 раз больше силы тока, соответствующей выделению газа из данного электролита, и ведут процесс при этой величине силы обратного тока до снижения скорости изменения разности потенциалов в 10 - 100 раз, затем снижают силу тока до величины потенциала растворения электроотрицательных примесей и переключают направление тока на прямое по достижении толщины катодного слоя величины (0,05-0,5) L, где L - межэлектродное расстояние.A known method of refining alloys (RF patent 2044112, IPC 7 C 25 C 1/00, publ. 07/01/93), comprising carrying out electrolysis in an electrolyte solution by passing direct electric current with periodic switching direction to the opposite upon reaching a given potential difference, when this, the force of the reverse current is set 1.1 - 10 times greater than the current strength corresponding to the evolution of gas from a given electrolyte, and the process is conducted at this magnitude of the force of the reverse current to reduce the rate of change of the potential difference by 10 - 100 times, then reduce current strength to the value of the potential of dissolution of electronegative impurities and switch the direction of the current to the straight line when the thickness of the cathode layer reaches a value of (0.05-0.5) L, where L is the interelectrode distance.

Данный способ не может быть использован для переработки отходов вольфрамсодержащих сплавов, т.к. вольфрам из водных электролитов электрохимически не выделяется, кроме того, способ имеет сложное аппаратурное оформление. This method cannot be used for processing waste tungsten-containing alloys, because tungsten is not electrochemically separated from aqueous electrolytes, in addition, the method has a complex hardware design.

Наиболее близким к заявленному способу является способ анодного растворения отходов карбидных твердых сплавов типа ВК и ТТК в электролитах, содержащих HNO3, H2SO4 или НСl с использованием постоянного, переменного синусоидального или однополупериодного электрического тока (Палант А.А., Левин А. М. , Брюквин В.А. / Электрохимическая переработка вольфрамсодержащих карбидных отходов твердых сплавов. // Цветные металлы. 1999. 8. С. 42-45.)
Недостатком прототипа является низкий выход по току при анодном растворении на постоянном токе (49-67% в расчете на WO3, а на переменном синусоидальном токе он составляет 20-25%, что объясняется образованием оксидных пленок, увеличивающих емкость двойного электродного слоя, и повышением емкостной составляющей тока.
Closest to the claimed method is a method of anodic dissolution of waste carbide hard alloys of type VK and TTK in electrolytes containing HNO 3 , H 2 SO 4 or Hcl using a constant, alternating sinusoidal or half-wave electric current (Palant A.A., Levin A. M., Bryukvin V.A. / Electrochemical processing of tungsten-containing carbide wastes of hard alloys. // Non-ferrous metals. 1999. 8. P. 42-45.)
The disadvantage of the prototype is the low current efficiency at anodic dissolution at constant current (49-67% based on WO 3 , and at alternating sinusoidal current it is 20-25%, which is explained by the formation of oxide films that increase the capacity of the double electrode layer, and increase capacitive component of current.

При однополупериодном режиме электролиза в электролитах на основе HNO3 выход по току увеличивается, однако применение HNO3 требует специальной аппаратуры и связано с выделением вредных нитрозных газов.With a half-wave electrolysis mode in electrolytes based on HNO 3 , the current efficiency increases, however, the use of HNO 3 requires special equipment and is associated with the release of harmful nitrous gases.

Другим недостатком прототипа является высокий расход кислоты (350-400 г/л в исходных растворах) и реагента на ее нейтрализацию (остаточная концентрация НNО3 в кобальтовых растворах 320-350 г/л).Another disadvantage of the prototype is the high consumption of acid (350-400 g / l in the initial solutions) and reagent for its neutralization (residual concentration of HNO 3 in cobalt solutions 320-350 g / l).

Задачей предлагаемого технического решения является создание способа переработки отходов твердых сплавов с высокой производительностью и низким расходом реагентов, улучшение условий труда. The objective of the proposed technical solution is to create a method for processing solid alloy waste with high productivity and low consumption of reagents, improving working conditions.

Технический результат заключается в интенсификации процесса за счет расширения диапазона плотностей тока и увеличения выхода по току. The technical result consists in the intensification of the process by expanding the range of current densities and increasing current efficiency.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе переработки отходов твердых сплавов на основе карбида вольфрама, включающем анодное растворение в электролите на основе соляной или серной кислоты, согласно изобретению анодное растворение осуществляют в режиме несимметричного реверсируемого тока под действием прямого электрического тока с периодическим переключением направления тока на обратное, при этом процесс ведут при концентрации соляной или серной кислоты 30-150 г/л, длительности действия обратного тока τобр = 0,5 - 2 с, отношении τпробр = 5 - 15, плотности прямого тока jпр = 1,0 - 5,0 кА/м2 и отношении обратного тока к прямому jобр/jпр = 0,5 - 2,0,
где τпр - время действия прямого тока, с,
τобр - время действия обратного тока, с,
jпp - плотность прямого тока, кА/м2,
jo6p - плотность обратного тока, кА/м2.
This technical result is achieved by the fact that in the known method of processing tungsten carbide-based carbide wastes comprising anodic dissolution in an electrolyte based on hydrochloric or sulfuric acid, according to the invention, the anodic dissolution is carried out in an asymmetric reversible current mode under the influence of direct electric current with periodic switching of direction reverse current, while the process is conducted at a concentration of hydrochloric or sulfuric acid of 30-150 g / l, the duration of the reverse current τ arr = 0.5 - 2 s, the ratio of τ ol / τ arr = 5 - 15, the density of the forward current j ol = 1.0 - 5.0 kA / m 2 and the ratio of the reverse current to the forward j arr / j ol = 0.5 - 2.0,
where τ CR - the time of the direct current, s,
τ arr - the duration of the reverse current, s,
j pp is the direct current density, kA / m 2 ,
j o6p is the reverse current density, kA / m 2 .

Экспериментально установлены оптимальные режимы электролиза и при показателях выше или ниже указанных концентраций, плотностей и длительности действия прямого и обратного тока и их отношений анодный выход по току снижается. Optimal electrolysis conditions have been experimentally established, and at values higher or lower than the indicated concentrations, densities and duration of the forward and reverse current and their relations, the anode current output decreases.

Установлено, что увеличение концентрации кислоты приводит к снижению выхода по току вследствие возникновения на аноде конкурирующего процесса выделения хлора. It was found that an increase in acid concentration leads to a decrease in current efficiency due to the appearance of a competing process of chlorine evolution on the anode.

Сущность способа поясняется на конкретном примере. The essence of the method is illustrated by a specific example.

Пример
Было исследовано поведение сплава ВК-15, имеющего следующий состав, %: WС 85; Со 15.
Example
The behavior of the VK-15 alloy having the following composition was investigated,%: WС 85; From 15.

В качестве источника реверсируемого тока был использован прибор серии РИТ (изготовлен по а. с. СССР 1458956, MПK7 Н 02 М 9/06, опубл. 15.02.89 г. ), позволяющий производить регулировку как прямого, так и обратного тока в широком диапазоне варьирования.As a source of reversible current, a device of the RIT series was used (manufactured according to A.S. USSR 1458956, MPK 7 N 02 M 9/06, published on 02.15.89), which allows adjusting both direct and reverse current in a wide range of variation.

Анодное растворение проводилось под действием реверсируемого несимметричного тока в водном растворе соляной кислоты концентрации 50 г/л и водном растворе серной кислоты концентрации 50 г/л при длительности действия обратного тока τобр = 1 с, отношении τпробр = 5, плотности прямого тока jпр = 5,0 кА/м2, отношении обратного тока к прямому joбp/jпр = 1,5 и комнатной температуре.Anodic dissolution was carried out under the action of a reversible asymmetric current in an aqueous solution of hydrochloric acid at a concentration of 50 g / l and an aqueous solution of sulfuric acid at a concentration of 50 g / l with a duration of the reverse current of τ arr = 1 s, the ratio of τ pr / τ arr = 5, direct density current j pr = 5.0 kA / m 2 , the ratio of reverse current to forward jspr / j pr = 1.5 and room temperature.

При растворении используются два электрода из растворяемого сплава. Разряд ионов кобальта на электродах в катодный период не протекает, т.к. перенапряжение выделения водорода на ВК в кислых растворах ниже, чем перенапряжение выделения кобальта, вследствие чего на катоде выделялся только водород. When dissolving, two electrodes of a soluble alloy are used. The discharge of cobalt ions on the electrodes during the cathode period does not occur, because the overvoltage of hydrogen evolution at the VC in acidic solutions is lower than the overvoltage of cobalt evolution, as a result of which only hydrogen was released at the cathode.

При изменении направления тока обильное выделение водорода на растворяемом электроде вызывает отслаивание с его поверхности образовавшейся плотной пленки оксидов вольфрама, препятствующей электролизу и снижающей выход по току. When the current direction changes, the abundant evolution of hydrogen on the dissolving electrode causes peeling of the formed dense tungsten oxide film from its surface, which prevents electrolysis and reduces the current efficiency.

Величина выхода но току в соляной кислоте в условиях, указанных выше, составила 99,28% (некоторые другие примеры приведены в табл. 1 и 2, указанные значения СHCl,

Figure 00000001
τобр и joбр/jпр являются оптимальными).The output current in hydrochloric acid under the conditions indicated above was 99.28% (some other examples are given in Tables 1 and 2, the indicated values of С HCl ,
Figure 00000001
and τ arr obr j / j are optimum etc.).

Использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволит повысить производительность анодного растворения, увеличить анодный выход по току, применять более дешевые и безопасные электролиты и снизить расход реагентов. Using the proposed method in comparison with the prototype will improve the performance of the anodic dissolution, increase the anode current efficiency, use cheaper and safer electrolytes and reduce the consumption of reagents.

Claims (1)

Способ переработки отходов твердых сплавов на основе карбида вольфрама путем их анодного растворения в электролите на основе соляной или серной кислоты, отличающийся тем, что анодное растворение осуществляют в режиме несимметричного реверсируемого тока под действием прямого электрического тока с периодическим переключением направления тока на обратное, при этом концентрация соляной или серной кислоты равна 30-150 г/л, длительность действия обратного тока τобр = 0,5-2,0 с, отношение τпробр = 5-15, плотность прямого тока jпр = 1,0-5,0 кА/м2, отношение обратного тока к прямому jобр/jпр = 0,5 - 2,0, где τпр - время действия прямого тока, с; τобр - время действия обратного тока, с; jпр - плотность прямого тока, кА/м2; jобр - плотность обратного тока, кА/м2.A method of processing waste alloys based on tungsten carbide by their anodic dissolution in an electrolyte based on hydrochloric or sulfuric acid, characterized in that the anodic dissolution is carried out in the mode of asymmetric reversible current under the action of direct electric current with periodic switching of the current direction to the opposite, while the concentration hydrochloric or sulfuric acid is equal to 30-150 g / l, the duration of the reverse current τ arr = 0.5-2.0 s, the ratio of τ pr / τ arr = 5-15, the density of the direct current j pr = 1.0-5 0 kA / m 2, otno ix reverse current to direct mod j / j pr = 0.5 - 2.0, where τ straight - forward current action time, s; τ arr - time of the reverse current, s; j CR - direct current density, kA / m 2 ; j arr is the density of the reverse current, kA / m 2 .
RU2001105132A 2001-02-21 2001-02-21 Technology processing waste of hard alloys RU2189402C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001105132A RU2189402C1 (en) 2001-02-21 2001-02-21 Technology processing waste of hard alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001105132A RU2189402C1 (en) 2001-02-21 2001-02-21 Technology processing waste of hard alloys

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2189402C1 true RU2189402C1 (en) 2002-09-20

Family

ID=20246438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001105132A RU2189402C1 (en) 2001-02-21 2001-02-21 Technology processing waste of hard alloys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2189402C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2479652C1 (en) * 2011-12-21 2013-04-20 Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН Electrochemical processing method of metal wastes of tungsten-copper alloy wastes
RU2489504C2 (en) * 2011-10-24 2013-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУВПО "КнАГТУ") Utilisation method of wastes of hard alloys containing tungsten carbide and cobalt as binding agent
CN114759285A (en) * 2022-04-11 2022-07-15 中南大学 Treatment method of waste lithium ion battery leachate
CN114759285B (en) * 2022-04-11 2024-06-04 中南大学 Treatment method of waste lithium ion battery leaching liquid

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Металлургия Реферативный журнал.-М.: ВИНИТИ, 12, реферат 12Г677. *
ПАЛАНТ А.А. и др. Электрохимическая переработка вольфрамсодержащих карбидных отходов твердых сплавов. Цветные металлы.-1999, № 8, с.42-45. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489504C2 (en) * 2011-10-24 2013-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУВПО "КнАГТУ") Utilisation method of wastes of hard alloys containing tungsten carbide and cobalt as binding agent
RU2479652C1 (en) * 2011-12-21 2013-04-20 Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН Electrochemical processing method of metal wastes of tungsten-copper alloy wastes
CN114759285A (en) * 2022-04-11 2022-07-15 中南大学 Treatment method of waste lithium ion battery leachate
CN114759285B (en) * 2022-04-11 2024-06-04 中南大学 Treatment method of waste lithium ion battery leaching liquid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Recéndiz et al. Current efficiency studies of the zinc electrowinning process on aluminum rotating cylinder electrode (RCE) in sulfuric acid medium: Influence of different additives
AU2006219725A1 (en) Electrochemical method and apparatus for removing oxygen from a compound or metal
Yazici et al. Investigation of suitable cathodes for the production of hydrogen gas by electrolysis
WO2002061183A3 (en) Electrochemical production of nanoscale metal (mixed) oxides
DK1409770T3 (en) Reduction of metal oxides in an electrolysis cell
CN104047022A (en) Electrolyzing and recovering method for copper in waste diamond cutter
RU2189402C1 (en) Technology processing waste of hard alloys
JP2009097072A (en) Electrolytic refining method for bismuth
ATE338151T1 (en) METHOD AND CELL FOR THE ELECTROCHEMICAL PRODUCTION OF ALKALINE METAL FROM ALKALINE METAL AMALGAM
JP2013076109A (en) Method for producing metal manganese by electrowinning
LI et al. Electro-deposition behavior and proof-of-concept operation in methanesulfonic acid-based crude lead electro-refining
TW539774B (en) Process for the electrolysis of sodium chloride-containing brine with parallel operation of amalgam electrolysis units and membrane electrolysis units having an oxygen consumable electrode with a common brine circuit
JP2006241568A (en) Electrowinning method for iron from acid chloride aqueous solution
EP1601818B1 (en) Method for copper electrowinning in hydrochloric solution
Okido et al. Anodic dissolution of gold in alkaline solutions containing thiourea, thiosulfate and sulfiteions
CN110434414A (en) A kind of System and method for of double pulse modulated variable polarity with one-step electrolysis
JP2002239553A (en) Method for electrochemical recovery of heavy metal from fly ash
Suah et al. A closed-loop electrogenerative recycling process for recovery of silver from a diluted cyanide solution
RU2731950C2 (en) Method of producing microstructured powders of titanium
JP2002205030A (en) Method of electrochemically recovering heavy metals from fly ash
RU2334834C1 (en) Method of reduction of electrolyte for anode preparation of parts on base of iron to ironing
US20220275527A1 (en) Metal Recovery From Lead Containing Electrolytes
US6294070B1 (en) Process for electrolytically producing metal-amalgam
SU211103A1 (en) METHOD OF ELECTROLYTIC ISOLATION OF TALLIUM AND LEAD FROM MIXED AMALGS
MD3057G2 (en) Process for iron or copper electrochemical cleaning