[发明专利]一种硬质合金磨屑资源化高质高效回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及废硬质合金资源化回收技术领域，尤其是硬质合金磨屑资源化高质高效回收方法。

背景技术

钨是不可再生的战略性资源，全球钨资源经过近百年的开采已濒临枯竭，钨资源的高效利用和替代成了硬质合金产业研究人员热议的话题，废旧硬质合金的回收利用也成了行业科研人员的必然选择。综合利用物理和化学方法的优势，研发流程短、能耗低、无环境污染、效率高、成本低的高品质回收技术、检测方法和成套装备是当今和未来硬质合金的发展方向。自上世纪九十年代开始，世界各国的业内人士展开了对废旧硬质合金回收技术研究，分别采用高温处理、锌熔、锌蒸馏、机械破碎、电化学、酸浸出、氧化、熔浴回收、湿法冶金等方法回收废旧硬质合金，取得了显著的成果。

我国自上世纪七十年代开始，废硬质合金回收以锌熔法和硝石法为主；随着回收技术的进步及回收设备条件的改善，出现了机械破碎法制备再生硬质合金制品，但技术指标与原生料相比，存在密度低、硬度变化大、抗弯强度低、合金组织混杂、脏化现象严重等缺陷，使再生硬质合金的应用受到局限。最近几年，我国陆续研发了电化学法、高温处理法、氧化还原法等回收废合金新技术，但尚未大面积推广应用。目前，我国回收废硬质合金的方法主要是机械破碎和酸浸出法，但产量小，产品质量低，与发达国家相比，在高品质再生利用水平上存在较大差距。

CN104498718A公开了一种硬质合金磨削料处理方法，主要包括以下四个操作步骤：第一步是苏打焙烧，将碳化钨滤渣与碳酸钠和硝酸钠混合后焙烧，得到物料Ⅰ；第二步是碱浸出，将物料Ⅰ用[OH-]为0.5-2.0mol/l的液碱浸出，得到含钨酸钠的溶液和含钴镍的滤渣；第三步是钴镍浸出，将含钴镍的滤渣用[H+]为0.5-2.0mol/l的酸液浸出得到含钴镍的溶液用于回收其中的钴镍；第四步是钨的回收，将含钨酸钠的溶液加入酸调节PH5.0-8.0得到高纯钨酸沉淀，经过洗涤烘干煅烧得到高纯三氧化钨。其主要任务是解决现有技术存在的镍钴浸出时间长、氧化剂耗量大、设备要求高、流程长、磨削料中钴钨分离难度大、得到的钨产品纯度低的问题，该技术采用化学冶炼的方法虽然资源化回收了合金磨削料中的钴镍和钨，且回收的元素纯度较高。其缺陷是：从废合金回收到制备出再生硬质合金，存在工艺复杂，流程长，不仅生产成本高，而且化学浸出方法必然带来环境污染问题。

CN200910043243.2公开了一种废硬质合金的回收方法，回收步骤如下：(1)将废硬质合金和填充料炭黑装入石墨舟皿中，在氢气保护下放入碳管炉中高温锻烧，锻烧温度1600-2400℃，时间30-80分钟，氢气流量1.2-2.6m³/h；(2)将经高温锻烧后的废硬质合金御舟、清洗表面后，用颚式破碎机和对辊破碎机两段破碎成粒度2-8mm的合金粒；(3)将破碎后的合金粒进行球磨，球料比(4-5):1，球磨时间8-16小时；(4)将球磨后的合金粉过筛，筛下合金粉检测合格后用于传统生产工艺配料，制造硬质合金。该方法采用1600-2400℃高温锻烧废硬质合金，使废合金变得极易破碎加工。该方法回收的合金粉与处理的废合金碳化钨和粘结金属成分相同。其缺陷是：该方法通过高温锻烧使废合金碳化钨晶粒长大变粗并破坏原有废合金组织结构，但无法保证制备的混合料的化学成分，难以制备出较高性能的再生硬质合金。

发明内容

本发明的目的是提供一种硬质合金磨屑资源化高质高效回收的方法，避免因钨、钴等元素及组织结构改变影响再生合金质量的隐患，解决现有技术中存在的因工艺复杂造成生产成本高、制备出的再生硬质合金质量低和污染环境的问题。

为实现以上目的，本发明一种硬质合金磨屑资源化高质高效回收方法包括以下步骤：

(1)硬质合金磨屑定向洁净回收：通过对数控加工中心编号的方法，对加工的硬质合金磨屑进行牌号细分，以浓浆形式洁净回收，以保持原有合金的化学成分和组织结构，为资源化高质高效回收合金磨屑创造条件；

(2)浓浆压滤：采用浓浆压滤机，在1-10MPa的压力下经120-300目滤网压滤，以去除90％以上的包括油和水的杂质，达到高温处理的条件要求；

(3)高温处理：将压滤后的物料置于真空炉中，在氢气保护下，在1000-1200℃保温1.0-3.0小时，使其中的氧化物还原；结束后通入氩气置换氢气，将炉温升至1300-1500℃，保温1-5小时，去除磨屑中的有机物及低熔点杂质；该高温处理可有效避免含碳物质的直接裂变，确保材料达到使用要求；