CN102653404B - 一种利用含钨硬面材料软废料生产铸造碳化钨的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含钨硬面材料软废料生产铸造碳化钨的方法，包括以下步骤：（1）软废料经过选矿摇床或溜槽，将比重较轻的石墨颗粒、炭黑和硅钙杂质从较重的含钨软废料分离；（2）除金属杂质：将含钨软废料置于3%～10%的稀盐酸浸出搅拌槽内搅拌；（3）过滤、清洗，除去物料中的氯化物残渣，获得碳化钨；（4）烘干；（5）球磨混合配料；（6）高温熔炼，浇注成铸造碳化钨合金棒；（7）破碎筛分成不同规格的铸造碳化钨粉。本发明根据软废料的杂质成分特性，选用较为简单的工艺流程和生产制造成本，将软废料中含有的较高的铁、硅、钙、石墨颗粒、炭黑、铝以及镍等杂质去除，所获得的碳化钨粉的质量和品质，达到生产铸造碳化钨的原料要求。
Description
技术领域
本发明涉及铸造碳化钨的生产方法，特别是利用含钨硬面材料软废料生产铸造碳化钨的方法。
背景技术
含钨硬面材料软废料的回收利用一直受到生产制造重视。国内现有的含钨硬面材料包括铸造碳化钨、单晶碳化钨、钨钴喷涂粉等，在硬面材料生产过程中很容易产生一些软废料，包括生产铸造碳化钨、粗晶碳化钨的过程中产生的吸铁料、地面料、抽风料、风机料、残料等，这些软废料品种杂，含有较高的铁、硅、钙等杂质，不易处理，无法直接返回生产利用。一般都是将其作为含钨废料进行低价销售或者直接作为硬质合金废料来处理，如直接将含钨废料经硝石熔炼法得到钨酸钠→钨酸→三氧化钨→钨粉（《硝石熔炼法从废顶锤中回收金属钨和钴》《湖南学院学报》2004年4月地25卷第二期），这种办法的缺点是控制参数多、流程长、费时费力；或者直接用电熔法回收碳化钨，这种方法是在900℃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，此外由于熔散剂锌对环境有一定危害，还存在环境污染问题。
CN 101575675A专利公开了利用硬质合金磨削料生产铸造碳化钨的方法，该方法是属于电溶解法，将磨削料中的钴、铁金属溶解在浸出液中，通过电化学方法溶解磨削料中的钴、铁、镍等金属后获得再生碳化钨粉末，经过洗涤干燥后仍然存在钴、铁、镍等金属杂质，严重影响碳化钨的品质及应用，而且电解过程作业时间较长、效率低，也存在一定的环境污染问题。
发明内容
本发明针对现有的含钨硬面材料软废料回收方法存在的不足，提出了一种新的回收方法，不但工艺简单、操作成本低，而且利用处理后的碳化钨粉的质量和品质，达到生产铸造碳化钨的原料要求。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案包括如下步骤：
（1）除石墨颗粒、炭黑和硅钙杂质：将含钨硬面材料软废料经过选矿摇床或溜槽，将比重较轻的石墨颗粒、炭黑和硅、钙杂质从较重的含钨软废料分离；
（2）除金属杂质：将步骤（1）获得的含钨软废料置于质量百分比浓度为3%～10%的稀盐酸浸出搅拌槽内，搅拌时间2～6小时，温度50～80℃，含钨软废料与盐酸的固液质量比为1:3～1:5；较长时间的浸泡搅拌后软废料与稀盐酸发生充分的化学反应，获得固相碳化钨，软废料中的铁、镍、铝等金属杂质与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化镍、氯化铝，被去除；
（3）过滤、清洗：用真空泵吸滤物料中的液体，用无离子水清洗物料，除去物料中的氯化物残渣，获得碳化钨；
（4）烘干：将步骤（3）获得的碳化钨送入烘箱，在60～100℃条件下经10～24小时烘干；
（5）球磨混合配料：将步骤（4）获得的碳化钨粉进行分析，根据分析结果配碳或配钨，并球磨混合均匀；
（6）高温熔炼：将步骤（5）获得的物料送入高温熔炼炉内，在2600～2900℃的温度下进行熔炼，并浇注成铸造碳化钨合金棒。
（7）破碎筛分：将步骤（6）获得的铸造碳化钨合金棒破碎、筛分成不同规格的铸造碳化钨粉。
更进一步的改进是，所述步骤（2）除铁是在含5%的盐酸溶液中搅拌浸出杂质，搅拌时间4小时，温度70℃，含钨软废料与盐酸的固液质量比为1:4。
更进一步的改进是，所述步骤（4），碳化钨粉清洗后烘干温度为90℃，烘干时间为24小时。
更进一步的改进是，所述熔炼炉温度在2800℃。
采用以上步骤的生产方法，软废料中含有的较高的铁、硅、钙、石墨颗粒、炭黑、铝以及镍等无法直接返回生产利用的杂质被一一去除，所获得的碳化钨粉的质量和品质，达到生产铸造碳化钨的原料要求。上述生产步骤，较现有的工艺流程简单、生产成本低，也不会对环境造成污染。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
将200kg含钨硬面材料软废料经过选矿摇床，除去较轻的石墨颗粒、炭黑和硅钙杂质之后，将该软废料置入质量百分比浓度为3%的稀盐酸浸出搅拌槽内，搅拌时间2小时，温度60℃，含钨软废料与盐酸的固液质量比为1:3。之后用真空泵吸滤掉浸泡物料的稀盐酸液体，再用无离子水清洗物料5次，除去物料中的氯化物残渣。将该粉料在80℃温度下烘干24小时，获得粉料190kg，取样进行成分分析，根据分析结果，在粉料中配入碳或钨粉并混合均匀，使粉料成分满足常规铸造碳化钨的配料工艺。然后将粉料分装入若干舟皿中依次送入2750℃的高温熔炼炉内熔炼，并浇注成铸造碳化钨合金棒。铸造碳化钨合金棒经过断面检查、破碎、筛分成10-400目不同规格的铸造碳化钨粉，经仪器检测分析，总碳含量为3.90%，针状共晶组织含量为81%，该产品质量达到国家标准GB/T2967-2008。
实施例2：（与实施例1相同的地方略）
将200kg含钨硬面材料软废料经过选矿溜槽除去较轻的杂质之后，置入6%的稀盐酸浸出搅拌槽内，搅拌时间4小时，温度50℃，固液比为1:4。之后将该物料经过真空泵吸滤，用无离子水清洗6次，除去物料中的氯化物残渣。将该粉料在90℃温度下烘干16小时；获得的粉料187kg，根据铸造碳化钨的配料工艺，配入碳或钨粉并混合均匀，分若干舟次送入2800℃的高温熔炼炉内熔炼，并浇注成铸造碳化钨合金棒。经过破碎、筛分成10-400目不同规格的铸造碳化钨粉，经仪器检测分析，总碳含量为3.91%，针状共晶组织含量为83%，该产品质量达到国家标准GB/T2967-2008。
实施例3：（与实施例1相同的地方略）
将200kg含钨硬面材料软废料经过选矿摇床，除去较轻的杂质之后，将该软废料置入10%的稀盐酸浸出搅拌槽内，搅拌时间1小时，温度70℃，固液比为1:5。之后将该物料经过真空泵吸滤，用无离子水清洗7次，除去物料中的氯化物残渣。将该粉料在90℃温度下烘干10小时；获得的粉料185kg，根据铸造碳化钨的配料工艺，配入碳或钨粉并混合均匀，分若干舟次送入2900℃的高温熔炼炉内熔炼，并浇注成铸造碳化钨合金棒。经过破碎、筛分成10-400目不同规格的铸造碳化钨粉，经仪器检测分析，总碳含量为3.92%，针状共晶组织含量为80%，该产品质量达到国家标准GB/T2967-2008。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种利用含钨硬面材料软废料生产铸造碳化钨的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）除石墨颗粒、炭黑和硅钙杂质：将含钨硬面材料软废料经过选矿摇床或溜槽，将比重较轻的石墨颗粒、炭黑和硅钙杂质从较重的含钨软废料分离；
（2）除金属杂质：将步骤（1）获得的含钨软废料置于质量百分比浓度为3%～10%的稀盐酸浸出搅拌槽内，搅拌时间2～6小时，温度50～80℃，含钨软废料与盐酸的固液质量比为1:3～1:5；
（3）过滤、清洗：用真空泵吸滤物料中的液体，用无离子水清洗物料，除去物料中的氯化物残渣，获得碳化钨；
（4）烘干：将步骤（3）获得的碳化钨送入烘箱，在60～100℃条件下经10～24小时烘干；
（5）球磨混合配料：将步骤（4）获得的碳化钨粉进行分析，根据分析结果配碳或配钨，并球磨混合均匀；
（6）高温熔炼：将步骤（5）获得的物料送入高温熔炼炉内，在2600～2900℃的温度下进行熔炼，并浇注成铸造碳化钨合金棒；
（7）破碎筛分：将步骤（6）获得的铸造碳化钨合金棒破碎、筛分成不同规格的铸造碳化钨粉。
2.根据权利要求1所述的利用含钨硬面材料软废料生产铸造碳化钨的方法，其特征在于所述步骤（2）是在质量百分比浓度为6%的盐酸溶液中搅拌浸出杂质，搅拌时间4小时，温度50℃，含钨软废料与盐酸的固液质量比为1:4。
3.根据权利要求1所述的利用含钨硬面材料软废料生产铸造碳化钨的方法，其特征在于所述步骤（2）是在质量百分比浓度为3%的盐酸溶液中搅拌浸出杂质，搅拌时间2小时，温度60℃，含钨软废料与盐酸的固液质量比为1:3。
4.根据权利要求1所述的利用含钨硬面材料软废料生产铸造碳化钨的方法，其特征在于所述步骤（2）是在质量百分比浓度为10%的盐酸溶液中搅拌浸出杂质，搅拌时间1小时，温度70℃，含钨软废料与盐酸的固液质量比为1:5。
5.根据权利要求1所述的利用含钨硬面材料软废料生产铸造碳化钨的方法，其特征在于所述的步骤（4），碳化钨粉清洗后烘干温度为90℃，烘干时间为16小时。
6.根据权利要求1所述的利用含钨硬面材料软废料生产铸造碳化钨的方法，其特征在于所述步骤（6）熔炼炉温度在2800℃。
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