[发明专利]回收废旧硬质合金中碳化钨和钴的方法

说明书

本发明公开了一种回收废旧硬质合金中碳化钨和钴的方法，包括步骤：将废旧硬质合金与石墨和金属钴混合后熔炼至完全熔化，并冷却成块状合金；将所述块状合金作为阳极，石墨板或导电金属片作为阴极，在酸性电解液中进行电化学溶出，之后在阳极得到碳化钨，在阴极得到钴。该方法在电解过程中不易出现阳极钝化，且实现了碳化钨和钴的回收。

技术领域

本发明涉及废旧硬质合金的回收技术领域，特别是涉及一种回收废旧硬质合金中碳化钨和钴的方法。

背景技术

硬质合金由于其硬度高、强度好、耐热耐腐蚀等优点，广泛应用于刀具材料，如钻头、车刀、铣刀，也用于切削铸铁、有色金属、塑料，以及应用于盾构机刀头刀具。按成分分类可分为钨钴类硬质合金(YG)、钨钛钴类硬质合金(YT)、钨钛坦铌类硬质合金(YW)。按照形状分类可分为球状、棒状、板状。其中的粘结金属可能有钴、镍、铁中的一种或几种，含量从无粘结硬质合金的0％含量到20％不等，按照晶粒尺寸大小又有纳米晶、超细晶、亚微晶、细晶、中晶、粗晶、超粗晶等数种不同的硬质合金。还有通过化学气相沉积(CVD)等方法在硬质合金表面覆盖耐磨或抗氧化涂层(TiC/Al₂O₃)的硬质合金刀具。常见的硬质合金牌号有几十种，而不同厂家生产的牌号又不尽统一，种类达几百上千种。由于废旧硬质合金结构和元素千差万别，这给回收废旧硬质合金带来一定的难度。

常见的回收废旧硬质合金的方法主要有两种，一种是将其中的元素全部氧化，将钨变为含钨溶液，如硝石法、硫化钠熔炼法、高温空气氧化法等，再循环回到原碳化钨的生产工艺，除杂，提取APT，进行还原碳化制取碳化钨；另一种是溶解掉粘结相，直接获得碳化钨粉末，如酸溶浸出法、锌熔法、电化学溶解等方法。第二类方法流程短，尤其是电化学选择性溶出是回收废旧硬质合金的一种有效方法，但在溶解过程中随着粘结相的溶解，表面容易形成碳化钨层，使得阳极钝化，内部钴、镍等金属难以进一步溶出，浸出过程难以持续，低粘结相含量的硬质合金更难处理。为解决及时剥离废硬质合金表面碳化钨层的问题，人们设计了几种电解设备，包括钛/钽转鼓阳极、槽外机械球磨等，其原理基本为用机械法持续破坏表面碳化钨层，暴露出新的硬质合金表面，使溶解过程不断进行。该类方法能一定程度上解决阳极钝化的问题，但仍存在阳极易磨损、设备结构复杂，且仍旧难以处理低粘结相废旧硬质合金的问题。

除了复杂多样的硬质合金种类，阳极钝化等问题，碳化钨使用过程中带入的杂质也给回收废旧硬质合金带来一定的难度。金属加工中，除了带来的铁，还有钎焊刀头引入的铜；地质用刀头更会引入矿物成分，如氧化铝/钙。无论采用哪种回收方法，如何去除这些杂质都应该被考虑在内。

发明内容

为了解决上述电解处理废旧硬质合金过程中容易产生阳极钝化的技术问题，本发明提出一种回收废旧硬质合金中碳化钨和钴的方法。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种回收废旧硬质合金中碳化钨和钴的方法，包括步骤：将废旧硬质合金与石墨和金属钴混合后熔炼至完全熔化，并冷却成块状合金；

将所述块状合金作为阳极，石墨板或导电金属片作为阴极，在酸性电解液中进行电化学溶出，之后在阳极得到碳化钨，在阴极得到钴。

优选地，所述石墨为粉状石墨；和/或，所述金属钴包括钴粉和/或块状钴。

优选地，所述熔炼的温度为1200-1700℃。

优选地，所述熔炼的时间为10-50分钟。

优选地，所述酸性电解液为酸性CoCl₂电解液。

更优选地，所述酸性CoCl₂电解液的浓度为0.5-2mol/L，pH值为0-6。

优选地，在酸性电解液中进行电化学溶出之后，还包括将阳极的碳化钨与石墨混合物进行分离。