SU1047980A1 - Способ переработки пылевидных отходов твердых сплавов - Google Patents

Description

4

со

00

Изобретение относитс  к цветной металлургии, а именно к способам переработки пылей заточки твердосплавного бурового инструмента.

Известен способ переработки пылевидных отходов твердых сплавов, включагаций окислительный обжиг с последующим сплавлением их с содой и водным выщелачиванием плава LlJК недостаткам указанного способа относитс  сильное спекание материала , что приводит к -сниженикг извлечени  вольфрама при выщелачивании.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ переработки пылевидных отходов твердых сплавов, включающий выщелачивание серной кис .лотой, окислительный обжиг, выщелачивание раствором соды., осаждение меднокобальтового кека и шеелита 2J

Недостатком указанного способа  вл етс  невысока - степень извлечени  вольфрама. . .

Цель изобретени  - повышение степени извлечени  вольфрама.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу переработки пылевидных -отходов твердых сплавов , включающему выщелачивание серной кислотой, окислительный обжиг, выщелачивание раствором соды, осаждение медно-кобальтового кека и шеелита , перед выщела-чиванием серной кислотой ведут гранул цию пыли с концентрированной серной кислотой и последуквдий окислительный обжиг при температуре 18-30О С.в течение 1 3ч , а выщелачивание провод т серно кислотой с концентрацией 20-180 г/л

При гранул ции пылевидных отходов с концентрированной серной кислотой образуютс  прочные гранулы, что резко снижает пылевынос при последующем обжиге. Серна  кислота, наход ща с  в гранулах в тесном контакте с окисл емыми компонентами ( карбид вольфрама: железо, медь и кобальт в виде металлов, при температуре 180-300° С  вл етс  сильным к энергетичным окислителем. Причем при температуре ниже 180с ее окислительна  способность по отношению к карбиду вольфрама и железу резко снижаетс , а при температуре выше становитс  заметным процесс испарени  серной кислоты из гранул без участи  ее в окислении компонентов пылей ( температура начала кипени  концентрированной серной кислоты 290°С, 98,3%-на  кислота кипит гфи . При температуре 180 серна  кислота окисл ет железо , кобальт и медь до сульфатов, . причем железо полностью переходит . в трехвалейтное состо ние. Карбид вольфрама при этих услови х окисл етс  до трехокиси. Карборунд и корунд при температуре обжига 180 не подвергаютс  заметны). изменени м . Приобработкеогарка раатвором серной кислоты концентрации 20-280г/л сульфаты трехвалентного железа, кобальта и меди переход т- в раствор (железо на--93-99,кобальт 9599 и медь 92-99%)-, а вольфрам и абрйзивы остаютс  в осадке (кеке). При концентрации серной кислоты -меньше 20 г/л гидролиз сульфата трехвалентного- железа полностью, не подавл етс , в результате чего .сниж аетс  степень, перехода железа, из огарка в сернокислый раствор, а при концент- рации выше 180 г/л не наблюдаетс , заметного положительного эффекта.. На чертеже показана схемапредлагаемого способа.

Данный способ осуществл етс -; следующим образом. Пыль от заточки : твердосплавного бу-рового- инструмента состава, %: вольфрама 3-12; кобальта 0,3-0,7; меди -О, 3-1,5;- желе-. за 20-40; корунда 15-20, карбо.1рунда 40-50, в которой железо, и, кобальт нал:однтс  преимущественно в виде металлов, а вольфрам в.виде его карбида и частично в -виде гранулируют с Концентрированной серной кислотой и подвергают окислительному обжигу при .температуре ГБО300 .°С в течение 1-3 ч. Огарок обрабатывают раст:во-ром серной кислоты концентрации 20-180 ,г/л .в течение

-1-2 ч при темдературе 7О--80.С--и Ж:Т 4:1. Кек отфильтровывают, раствор , содержащий сульфаты трехвалент ного железа, кобальта и меди, гидролитическим методом очищают от железа и затем из фильтрата содой или щелочью осаждают медно-кобальтовый кек . Кек от сернокислотного выщелачивани  обрабатывают раствором соды (50 г/л) в .течение 2-4 ч при темпе-, ратуре 70-80 С и Ж:Т 4:1. Осадок, содержащий абразивный материал, отфильтровывают , а из полученного раст вора вольфрамата натри  хлористым кальцием выдел ют, вольфр.ам в .виде искусственного шеелита (63-67% окиси вольфрама).

Дл  снижени  расхода серной кислоты и соды соо.тветствук цие растворы можно при выщелачивании использоватьмногократно ( от 2 до б раз) или же Проводить противрточное выщелачивание . .В этом случаеконцентраци -железа в растворе может быть доведена до 150-180 г/л, а концентраци  волыфрама до 80-90 г/л.

Пример 1, 500 г пыли от заточки твердосплавного гбурового инструмента состава,%: вольфрам 9; крбальт 0,69; медь 0,45; железо 20} корунд и карборунд 63, гранулируют р концентрированной серной кислотой (140 МЛ 1,обжигают при температурах 150, 180, 200, 300 и 350 С в течение 1 ч. Полученный огарок выщелачи вают серной кислотой, концентрации г/л при температуре 75 ° С в течение 1 ч иЖ:Т 4 :1. Кек отфильт овывают и обрабатывают раствором. технической солы (50 г/л7 в течение .2 ч при Ж:Т 4:1 и температуре 70.с. Из раствора вольфрамата натри хлористым кальцием осаждают искусст венный шеелит. Раствор.сернокислотн го выщелачивани  гидролитическим методом очищают от железа и из филь рата осаждают карбонатный-медно-кобальтовый кек. Результаты опытов по извлечению вольфрама и кобальта из пьллей заточ ки бурового инструмента представлены в табл. 1, опыты 1-5. Как видно из табл. , -при температуре обжига ниже -ISOC степень из вдечени  железа, кобальта и медисн жаетс  с 96-99.% до 52-90%; при температуре выше 300 С .степень извлече ни  этих металлов из раствора-серно . кислотного выщелачивани  также за- метно падает (до 82-91%J. Причем снижение.степени извлечени  этих металлов одновременно сопровождаетс и снижением степени извлечени  воль рама на стадии содового выщелачивани  за счет неполного окислени  кар бида вольфрама, как при температуре ниже , так и при температуре выше , что подтверждаетс  данными микроскопического исследовани  огарка. П.РИМ. ер 2. 500г пыли .от заточки твердосплавного б.урового инструмента состава, приведенно.го в примере 1, гранулируют с концентрированной-серной кислотой (140 мл) и обжигают при температуре 180°С 1ч. Полученный огарок .выщелачивают.раствором серной кислоты конц.ентрадии 5, 20, 100, 180 и 200 г/л 1 ч при. температуре 75 С и т 4:1. Осадок отфильтровывают и полученный кек обрабатывают раствором технической соды 50 т/п) при температуре 70°С в течение 2 ч и Ж:т 4:1.. Из растворов .осаждают медно-кобальтовый кек и искусственный шеелит{ пример 1). Результаты представлены в табл.1 опыть 2,6,,8и9. Из табл. 1. видно, что при концентрации серной кислоты ниже 20 г/л :снижаетс  степень перехода железа и меди .в раствор сернокислотного выщелачивани  и падает извлечение вольфрама при содовом выщелачивании кека (с 97 до 92%). Использование серной кислоты с концентрацией вьаае 180 г/л нецелесообразно из-за отсутстви  згиметного положительного эффекта.Пример 3. 500 г пыли затопки твердосплавного бурового инстру TvieHTa ,содержащего, %:вольфрам 3 ,.6;кобальт 0,32;медь 0,41;железо 25;корунд и.-карборунд 70, гранулируют с концентрированной серной кислотой .(140 мл) и обжигают при температуре 200С в -течение 0,5,1,2,3 и 6 ч. . Полученный огарок выщелачивают. растворо 1 серной кислоты концентрации 75 г/л 2 ч при .Ж:Т 4:1. Осадок отфильтровыв ают и полученный кек обрабатывают раствором технической соды {50 T/nJ при температуре 75С в течение 2 ч при Ж:Т 4:1. Из полученных растворов осаждают медно- кобальтовый кек и шеелит ( пример ) , .Результаты представлены в табл.1 , опыты 10-14. Из приведенных данных видно, что при продолжител.ьности обжига менее -1 ч процесс окислени  не успевает завершитьс : в огарке согласно MI-SKроскопическим наблюдени м остаютс  неокнсленные частицы металлического . железа и твердого сплава. При -продолжительности окислени  более 3 ч роста извлечени  вольфрама и кобальта не происходит. Таким образом, продолжнтельно.сть процесса обжига пыли должна составл ть от 1 до З.ч. Пример 4, ,500 г пыли ат .заточки твердосплавного бурового инс.трумента состава, приведенного в примере 1, гранулируют с концентрированной сэрной кислотой .(.140 мл) и обжигают при температуре 22. . Полученный огарок вьии.елачивают раствором серной кислоть; концентрации 75 г/л в течение 1,5 ч при 75С и Ж:Т 4:1, Осадок отфильтровывают и кек обрабатывают раствором технической соды (50 г/л) при 2 ч и Ж: Т .4:1, Из раствор.ов осаждают медно-кобальтовый кек и искусствен- . ный шеелит, как указано в -примере 1. Результаты, представлены в табл. 1-, .опыт 15. , . Прим е р 5. 500 г пыли. от заточки твердосп.лавного бурового ; инструмента состава, приведенного примере 1, согласно известному способу обрабатывают раствором серной кислоты ( 125 г/л) при . :Т 4: 1 в течение 2 ч и барботае возду-ха чер.ез пульпу. При этом в .начальный .период наблюдаетс  сильное вспенивание (выделение водорода ) и разогрев пульпы. Кек сернокислотного выщелачивани  обжигают на воздухе,в электричес.кой печи при 2 ч. Полученный огарок обрабатывают раствором технической соды (50 г/л) при 90С 4 ч и Ж:Т 4:1. В растворе сернокислотного выщелачивани  окисл ют Двухвалентное железо о трехвалентного кислородом путем

продувки воздуха через раствор в течение 6 ч, затем гидролитическим способом отдел ют железо и из фильтрата осаждают медно-кобальтовый как. Вольфрам осаждают из раствора вольФрамата натри  хлористым кальцием в ; виде искусственного шеелита.

Результаты представлены в табл.2.

Извлечение вольфрама в искусственный шеелит составл ет 81,4% и потер но с раствором сернокислотного выщелачивани  пыли 13,3%.

Результаты проведенных опытов показывают, что при содержании в пыл х от заточки твердосплавного буровогр инструмента от 3 до 12% вольфрама и от 0,3 до 0,7% кобальта способ обспечивает извлечение 94-97% вольфрама в виде искусственного шеелита и 90-95% кобальта в виде медно-кобальтового кека при следующих услови х: окислительный обжиг при 180-300 С с использованием в качестве окислител  концентрированной серной кислоты и продолжительности обжига 1-3 ч; сернокислотное выщелачивание огарка, 20-180 г/л серной кислоты в течение 1-2 ч при 70-80с и Ж:Т 4:1, содовое выщелачивание кека в течение 2-4 ч при 70-80 С и Ж:Т 4:1.

Предлагаемый способ в сравнении с прототипом позвол ет:повысить извлечение вольфрама в искусственный шеелит с 81 до 97% за счет снижени  его потерь с раствором сернокислотного выщелачивани  с 13,3 до 0,04%; сократить затраты тепла на обжиг пылевидных отходов за счет снижени  температуры обжига с 600-700 до 180-300°Cf существенно снизить пылевынос материала .при его обжиге за счет его гранул ции с концентриро ,ванной серной кислотой.

Ожидаемый экономический эффект составит 147,2 руб. на 1 т пыли.

t

Ч

1Л СП

СГ1

о

JS

г«

iTv

У1

(Ti

Ч

СУ

ел ГСГ1

O

г

1Л о

СП

ст

т-Н гН гН

ооооооооооооо ооооюсосоооооооооо

THC JOOnTHrHrHr-irNl( CVIfO in or -OOtTit-l rHrHr-f

00

1Л

in

1Л

Lrt

ст

о со

ю

ел

о

сг

Г

CTi

CJ

н tH О cN m из

о см см

о , Н (N1 п Ч

1Л

ч

« а s R с га н

Пыпь Jamoi Ku

Гранул ци 

Окислительный откиг

Выщелациёаиив огарка серной кислотой

ипьт1)аци 

Кек

Содобое Выщелачивание

фильтраци 

Кек ( отдел или на изВц аение, aSpajuBoB)

/иеелитоёьщ концентрат

Концентрироёанна  серна  кислота

РастВор сульфатов трекВалентног о железа, кобальта и меди

На изВлвцениъ кобальта и меди

Растёор ольфраиата натри 

Шристыи кальциц

Осаждение шеелита

фильтраци 

Claims (1)

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПЫЛЕВИДНЫХ ОТХОДОВ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ, включающий выщелачивание серной кислотой, окислительный обжиг, выщелачивание раствором соды, осаждение медно-кобальтового кека и шеелита, отливающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения вольфрама, перед выщелачиванием серной кислотой ведут грануляцию пыли с концентрированной серной кислотой и последующий окислительный обжиг при температуре 180-300°С в течение 1-3 ч, а выщелачивание проводят сер-, ной кислотой с концентрацией 20 180 г/л.’ _о ω cz