[发明专利]一种从废弃硬质合金回收碳化钨的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废旧金属产品的回收利用技术，更具体地说，涉及一种从废弃硬质合金回收碳化钨的方法。

背景技术

随着国民经济高速发展，能源、机械制造、交通、地质勘探、矿山/石油开采、建筑装修等部门对高硬度工具的需求来越大，除了人工合成金刚石外，硬质合金因其具有耐高温、耐氧化、耐冲击、耐腐蚀等优异特性，其用量、产量均高速增长。而碳化钨是制作硬质合金的一个重要原料，由碳化钨为主制备的硬质合金可用于制作生产集成电路板的微型钻、石油钻头、机械加工刀具、武器部件、金刚石制品工具、自动手表摆锤、电讯振动子、飞机平衡板、防x射线、α射线、Y射线保护板、电工合金的高压触头等等。而其中，占绝大比例的钨又起到了决定性的作用：钨本身的硬度高，延性强，常温下不受空气的侵蚀，熔点高达3410℃左右成为最难熔的金属，因为钨具有的这些特点，因此日益成为一种重要且具战略意义的物质。现实和趋势预测表明：国际国内市场上钨的用量、价格将日见其涨，而其在地球上的探明储量估计仅够用50年。

随着硬质合金用量的高速增长，废弃硬质合金产品的数量也随之大幅度增加。鉴于原生钨的资源日益匮乏，如能将废弃硬质合金产品回收并通过再生处理后，重新利用，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十分重大的意义。

为此，国内外普遍采取回收废弃硬质合金进行再生处理的途径来解决钨资源日益匮乏的矛盾。目前，国内外回收废弃硬质合金进行再生处理的工艺主要有三种，即机械粉碎法、锌熔法和电溶解法。

其中较为传统的机械粉碎法回收处理工艺是采用人工和机械粉碎相结合，把废硬质合金放入内壁嵌硬质合金衬板和大尺寸硬质合金球的破碎机内，通过滚研和滚动冲击粉碎成粉末，然后再经湿磨成混合料后，最后按常规工艺制成硬质合金产品。该方法存在物料中易混入其它杂质，混合料的含氧量较高，对合金产品质量有严重影响的缺点，加之常温破碎效率极低，一般需滚研500小时左右，而高温、低温破碎耗能又太高，还难于达到要求的细度，已经远不能达到现代生产标准要求。

锌熔法是在900℃左右温度下，加入锌使废弃硬质合金中的钴与锌形成锌钴合金，在一定温度下经真空蒸馏除锌处理，形成海绵状合金块，然后破碎，配料研磨成原料粉，最后按常规工艺制取硬质合金产品。该方法缺点存在设备投资大，生产费用和能耗高，且难以彻底除去锌，致使产品质量、性能不稳定；此外由于所用熔散剂锌对环境有一定危害，还存在环境污染问题。

电溶解法则是采用适当的浸取液，在电场作用下将废弃硬质合金中的粘结剂金属钴溶入浸取液中，通过电化学方法回收钴粉、且将被溶去粘结剂的废合金料块经清洗破碎研磨后得到再生碳化钨粉末，再利用再生的碳化钨粉末制成新硬质合金产品。该方法由于再生碳化钨晶体经过一系列的物理、化学过程，晶体微观结构存在变形、损坏、夹杂，使得再生碳化钨粉末的晶粒结构、纯度等方面仍无法与原生钨矿生产得到的新鲜碳化钨粉的质量相媲美，从而影响到再生碳化钨粉末的应用范围和碳化钨回收产业的推广。

此外，还有一些其他回收碳化钨原料的方法。但是目前传统回收方法共同的缺点是再生碳化钨晶粒结构和粒度分布不稳定、纯度低。

另一方面，现行行业已经对碳化钨质量提出了更高的要求，原有的微米级碳化钨制备的硬质合金在强度、硬度等理化指标已不能适应现行要求；国际上，以超细碳化钨粉为原料制成的硬质合金，其硬度和强度都可以大幅提高，能完全克服微米级碳化钨硬质合金强度和硬度不能同时提高的矛盾，超细碳化钨粉正在成为传统微米级碳化钨粉的更新替代产品，目前市场上，高性能超细碳化钨粉的价格约为普通微米级碳化钨粉的数倍，且这一状况有加剧发展的趋势。

由传统方法回收的再生碳化钨制造的硬质合金产品质量差、性能低，以致回收的再生碳化钨成为低品质碳化钨的代名词，无法同由矿石制备的原生碳化钨相比，更不能适应硬质合金产品质量提升与市场快速增长的需要，换句话说，按照传统工艺回收利用废弃硬质合金的方法已经面临穷途末路的前景。

发明内容

针对现有技术的上述缺点，本发明的目的是要提供一种新型的从废弃硬质合金回收优质碳化钨的方法，该回收方法具有如下优点：能制得晶粒结构优良、微观夹杂低的再生碳化钨粉末，再生碳化钨粉末性能可以媲美矿物制得原生碳化钨，且具有较高回收效率。

为此，本发明的技术解决方案是将废弃硬质合金置于电解液中经电溶分离得到碳化钨粒料，然后进行磁选、破碎，本发明的特征在于，还包括如下步骤：将磁选、破碎后的碳化钨再依次经脱碳、碱溶、加氨、煅烧、还原和渗碳步骤制得优质碳化钨。