[发明专利]一种废弃金刚石工具资源化综合回收利用的方法

说明书

技术领域

本发明属于资源综合回收利用及超细金属预合金粉体制备领域，特别涉及一种废弃金刚石工具资源化综合回收利用的方法。

背景技术

我国在“十一五”规划中提出大力发展循环经济，建设节约型、环境友好型社会。对于有色冶金行业，不管是从资源、能源、环境等各方面来说，都迫切的需要大力开发“二次资源”。

世界发达工业国家对“二次资源”的利用十分重视，再生资源己成为有色金属的主要原料，再生有色金属工业己成为一个独立产业。例如，2000年世界生产再生铝及合金816万吨，占金属铝产量的33％；1999年世界精铅总量为621.8力万吨，其中再生铅327.3万吨，占精铅总量的52.63％。美国是世界最大的再生铅生产国，德国、法国、意大利日本和英国的再生铅的份额都在50％以上。在法国，铜产量的80％其原料是来自废杂铜。

随着我国有色金属产量的持续快速增长，矿产原料短缺的矛盾日趋突出，所以应大力发展有色金属资源的再生研究及回收工作。

金刚石是目前所发现的自然界中硬度最高的物质，广泛应用于地质钻探以及硬脆材料的切割、磨削及钻孔等加工，如珠宝、石材、陶瓷、硬质合金、半导体晶体、磁性材料等，由于金刚石都是细小颗粒状，一般需要使用胎体材料将其制成一定形状且具有一定机械力学性能的工具后才能得以使用。金刚石工具是以金刚石为磨料，以金属粉末为胎体通过压制烧结等工艺制成的各种型号、规格的工具，以切割、钻削、铣磨等方式广泛应用于石材、建材、耐火材料、陶瓷、半导体等硬脆材料的加工，我国目前已经是世界上最大的金刚石及金刚石工具生产国，并且规模及市场份额还在逐年提高。

目前在世界的金刚石生产中传统的单质金属粉末混合来作为胎体材料的方法已经不能满足高性能金刚石工具的需要，目前胎体粉末正朝着超细化预合金化的方向发展，采用超细预合金粉末作为胎体材料可有效降低工具的成分偏析，并可显著的提高工具的切割速度及使用寿命，是目前金刚石工具行业的发展方向。

在金刚石工具使用过程中，尤其是大型的金刚石工具一般其使用的不锈钢基体是循环利用的，为保护钢基体不受损伤，一般约15～20％的刀具在使用后期就必须卸下弃用。此外各大金刚石工具生产商在生产金刚石工具的过程中都会生产出一定量的残次品。我国目前是世界上最大的金刚石工具生产及消费国，仅此每年就产生数千吨废弃刀头。

如何综合回收处理废弃金刚石工具的问题就摆在了我们面前，目前国内对废弃金刚石工具的处理仅限于回收其中不溶于酸的金刚石及碳化钨颗粒，对剩余含有金属离子的母液直接排放，此举不仅污染环境，也造成了有色金属资源的极大浪费。随着有色金属价格的逐渐提高，回收其中的各种金属不仅具有社会效益也具有更为现实的经济效益。

发明内容

本发明针对国内对废弃金刚石工具的回收效率低，浪费大的问题，提供了一种废弃金刚石工具资源化综合回收利用的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)把浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸按体积浓度0～30％、30％～80％、20％～30％混合并搅拌均匀，配制成混合酸溶液；

(2)按照金刚石与混合酸的质量比为1:8～1:15，把废弃金刚石工具加入步骤1所得的混合酸溶液中溶解，并按照去离子水与混合酸的体积比为1:0.5～1:1的比例加入去离子水，在反应过程中要连续搅拌并控制反应温度，搅拌速度为50～200r/min，溶解温度为40～80℃；

(3)采用陶瓷过滤机分离步骤2中的浸出液与固体颗粒，其中固体颗粒为金刚石和碳化钨；

(4)对步骤4中的固体回收物用去离子水洗涤，去除固体颗粒表面吸附的金属离子及酸根离子，直至洗涤滤出液的pH值为7；把洗涤后的固体颗粒置于电热干燥箱中干燥，干燥温度80～150℃，干燥时间2～8小时；使用摇床分离出金刚石颗粒，对剩余颗粒采用200目泰勒筛筛分，回收粒度小于200目的碳化钨粉末；

(5)采用原子吸收分光光度计测量步骤3中的浸出液中各种金属离子的浓度，计算出各种金属所占的百分含量，并添加对应的可溶性金属盐；添加去离子水来调整溶液的浓度，溶液中的金属离子浓度调整至0.5～2mol/L；采用氨水中和反应过量的酸，最终调整溶液的pH值至4～5；

(6)采用草酸为沉淀剂配制浓度为0.5～2mol/L的沉淀剂溶液，并通过加入氨水溶液调整溶液的pH值到3～6；