[发明专利]一种废旧硬质合金高效节能氧化方法

说明书

本发明涉及一种废旧硬质合金高效节能氧化方法。该方法首先将废旧WC‑Co硬质合金按钴含量不同分类，然后采用80 g.L^‑1氢氧化钠、30 g.L^‑1碳酸钠和60 g.L^‑1磷酸三钠水溶液，在80 ^oC将废旧WC‑Co硬质合金去除油污表面杂质，然后将硬质合金在富氧、旋转和增湿条件下氧化，氧化温度为700‑1000˚C，保温0.5~6.5小时，气体流速为0.1~10.5 m³/h，湿润的氧化性气氛是通过泵推动注射器把水注到炉内，注射速度为0.1~300ml/min。本发明工艺简单易行、流程短、能耗低、对生产设备无特殊要求且设备使用寿命长，回收率高，通过该方法得到的氧化前驱体粉末质量好，具有较高的市场应用价值和经济价值，适用于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种废旧硬质合金高效节能氧化工艺，属于金属材料技术领域。

背景技术

硬质合金是由难熔金属化合物WC、TiC、TaC等为基体，过渡族金属Co、Fe、Ni为粘结相，经粉末冶金法烧结而成的一种多相复合材料。因其具有强硬度高、韧性较好、耐磨、耐热、耐腐蚀等一系列优异的综合性能，被广泛应用于切削工具、模具、地质矿山工具、精密加工、耐磨耐蚀的零部件等，其中钨钴硬质合金属最为常用的硬质合金。随着经济与技术的高速发展，对硬质合金的需求量越来越大，必然导致废弃硬质合金产品的数量也随之增加。然而难熔金属钨和稀有金属钴都是世界上公认的极为重要战略稀缺资源，同时原生钨的资源日益匮乏，且钴资源在我国储量极少，如能将废旧硬质合金产品回收利用，无论是从国民经济的发展，还是从充分有效利用资源方面来说都具有重大的社会经济效益和长久可持续发展意义。

但由于硬质合金的硬度非常大，很难在常温下被一些无机酸碱所溶解，因此在如何回收废旧硬质合金出现了许多技术难题，其中最为关键的一步是如何使致密而坚硬的合金组织得以分解。目前国内外回收硬质合金应用比较广泛的是高温处理法、机械破碎法、锌熔法等机械破碎法是指用人工或机械粉碎相结合，把硬质合金破碎成一定大小的颗粒，该方法虽然具有流程短、设备投资少等优点，但是破碎过程中易使工具的金属材料屑带入破碎料中而引入少许杂质，混合料的含氧量比较高，严重影响合金质量，且一般合金废料硬度高，破碎困难，粉碎效率极低，而高温或是低温破碎耗能又太高，且不能达到要求的粒度。锌熔法回收硬质合金的机理是基于熔融的锌与粘结剂钴发生共晶反应，形成低熔点共晶化合物，使得粘结剂从硬质相中分离出来，从而破坏了硬质合金的结构，使得致密的合金变成松散多孔的硬质相骨架，进一步球磨回收得到碳化钨粉，钴锌共晶体在一定温度下经真空蒸馏除锌处理得到金属钴。该方法能耗高、设备复杂、生产费用高，且混合料中残余锌的含量较高，影响产品的性能，此外挥发的锌对环境有一定的污染。

工艺简单、流程短、能耗低的高温氧化法成为了当前硬质合金回收再利用工艺的首选，特别是将废旧硬质合金氧化后进行后续处理的回收方法备受关注。所谓高温氧化法就是将废旧硬质合金在高于合金烧结温度下进行高温处理，从而使合金结构得以解体，经过破碎、研磨、还原、碳化，就可以得到再生复合粉体。为了使合金结构能够充分氧化而完全解体，往往需要较高的温度，这不仅降低设备使用寿命，同时也增大了能耗，增加了氧化料晶粒尺寸。因此如何降低氧化温度、缩短氧化时间是高温氧化法回收废旧硬质合金的关键技术。

发明内容

本发明针对废旧硬质合金回收再生过程中破碎难、温度高、耗时长等难题，提供一种操作简便易行、能耗小、回收率高、应用范围广的废旧硬质合金回收方法。该方法首先将废旧硬质合金按成分进行分类，然后采用表面清洁剂将废旧硬质合金去除油污等杂质，将清洗后的硬质合金置于锻烧炉中，在湿润的氧化性气氛下，旋转锻烧得到钨、钴氧化物粉料。

其特征在于：所述的表面清洁剂为80 g.L^-1氢氧化钠、30 g.L^-1碳酸钠和60 g.L^-1磷酸三钠水溶液，清洗温度为80^oC；