[发明专利]一种从废金刚石刀头原料中回收多种有价物质的方法

说明书

本发明公开了一种从废金刚石刀头原料中回收多种有价物质的方法，该方法可以经济有效环保的实现废金刚石刀头原料中多种有价物质的高效回收，特别适用于成分复杂的低铬原料，在常压下先用稀硫酸直接浸出铁、镍、钴、锌、铬等相对易溶解金属，浸出液结晶得到七水硫酸亚铁产品，结晶母液再依次制备硫化铜、碳酸锌、碳酸钴、硫化镍产品，第一次浸出的余渣再在常压下采用创新的纳米空化装置向稀硫酸溶液中充入空气，实现在更低温度和硫酸浓度下明显提高铜的溶解速度，过滤筛分即可得到金刚石和碳化钨产品，浸出液结晶得到五水硫酸铜产品，实现有价物质的分步回收。该工艺流程简单，有价物质回收率高，生产成本较低，自动化程度高，可实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及废硬质合金回收技术领域，具体是一种从废金刚石刀头原料中回收多种有价物质的方法。

背景技术

金刚石刀头是金刚石锯片的工作主体，金刚石锯片的刀头是由金刚石和胎体结合剂组成。金刚石是一种超硬材料，起到切削刃的作用，胎体结合剂起到固定金刚石的作用，由钨、铜、镍、钴等金属单质粉末或金属合金粉末构成。金刚石刀头的应用十分广泛，但约10％-15％的金刚石刀头在使用后期无法使用而废弃，我国每年产生数量可观的废金刚石刀头。

目前，处理废金刚石刀头的方法主要有浸出法和电解法两种。

浸出法应用最普遍，其采用硝酸或王水等将废金刚石刀头中除金刚石和碳化钨外的其它金属溶解进入液相，过滤分离得到金刚石和碳化钨固体，固体通过粒度差异采用筛分方法实现金刚石和碳化钨的分离，液相再利用化学沉淀和结晶等方法实现有价金属的分离。浸出法的优点是工艺流程相对简单，缺点是会产生大量污染环境的氮氧化物和酸雾，需要消耗大量的酸和碱，生产成本高，副产物质量不稳定。

电解法常应用于处理银等高附加值金属含量较高的的原料。由于废金刚石刀头的组成复杂且组成差异大，电解法难以得到稳定的阴极产品。废金刚石刀头的导电性差异大且形状不规则，使废金刚石刀头的电解效率低。电解法因为能耗高，设备投资较大，工艺适应性差而无法广泛应用。

由于人造金刚石、碳化钨、铜、镍、钴等原材料价格的上涨，金刚石刀头制造成本不断提高，再加上国家对环保的要求越来越高，废金刚石刀头中的有价金属的回收价值愈发明显。高效且环保的回收废金刚石刀头中的金刚石、碳化钨及铜、镍、钴、铁等有价元素不仅可有效实现二次资源的回收，减少资源浪费，还可以降低金刚石刀头的制造成本。为此，迫切需要开发高效且环保的处理废金刚石刀头的方法。

因此，本领域技术人员提供了一种从废金刚石刀头原料中回收多种有价物质的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种从废金刚石刀头原料中回收多种有价物质的方法，其包括以下步骤：

S1、原料预处理：常温常压下，用浓度约为50g/L的氢氧化钠溶液对废金刚石刀头原料进行预处理；

S2、第一次酸浸：对S1中经过处理的原料进行第一次酸浸，使相对易溶解金属包括铁、镍、钴、锌以及铬溶解进入液相，液固质量比为2.5～3:1，初始硫酸浓度为60～80g/L，在温度为50～60℃且常压下反应，反应过程中不间断的测试硫酸浓度和亚铁离子浓度，当溶液中亚铁离子浓度低于130g/L时，保证硫酸浓度稳定在50～60g/L，当亚铁离子浓度高于130g/L后停止加酸；

S3、七水硫酸亚铁产品的制备：当S2所得的浸出液A中亚铁离子浓度不再增加时，对浸出液A进行过滤得到滤液A和滤渣，其中滤渣返回S2，滤液A进入七水合硫酸亚铁的结晶工序，制备七水硫酸亚铁产品；

S4、硫化铜的制备：当S3的结晶母液A中锌、钴、镍的离子浓度达到锌、钴、镍的可回收浓度时，S3中的结晶母液A进入硫化铜制备作业，加入氢氧化钠溶液调节pH至2，再添加硫化钠溶液，加入聚丙烯酰胺沉淀后过滤得到硫化铜产品和滤液B；