一種復(fù)合鎢鈷氧化物粉末的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種鎢鈷復(fù)合氧化物粉末制備方法，通過(guò)按一定比例添加偏鎢酸銨、鈷鹽、EDTA粉末均勻混合，并將混合粉末加入離子水中進(jìn)行反應(yīng)，得到符合工藝所需鎢鈷配比的鎢鈷復(fù)合溶液；再進(jìn)行噴霧干燥制粒、烘干煅燒，進(jìn)而獲得成分均勻、鈷含量可任意調(diào)節(jié)、控制精準(zhǔn)的鎢鈷復(fù)合氧化物粉末；本發(fā)明專利技術(shù)工藝簡(jiǎn)單、流程短、能耗小、生產(chǎn)效率高、無(wú)氨氮廢水污染、控制精準(zhǔn)，能夠滿足較高工業(yè)生產(chǎn)要求，可廣泛應(yīng)用于各種類型硬質(zhì)合金的生產(chǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及金屬材料領(lǐng)域硬質(zhì)合金粉末的制備，尤其涉及其中復(fù)合鎢鈷氧化物的粉末制備。
技術(shù)介紹
硬質(zhì)合金以鎢、鈷、鈦等稀有金屬為主要原料，具有高硬度、高密度、耐磨等特殊性能，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、石油開采、軍工、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域。傳統(tǒng)硬質(zhì)合金的制備方法主要是采用固定床、回轉(zhuǎn)爐、氫等離子體等方法使鎢氧化物被氫氣還原成鎢粉，將鎢(W)粉與碳(C)粉球磨混合，經(jīng)過(guò)高溫碳化成碳化鎢(WC)，再與預(yù)制的鈷粉進(jìn)行球磨混合，獲得碳化鎢鈷(WC-Co)硬質(zhì)合金混合粉末，進(jìn)而通過(guò)壓制燒結(jié)制備出硬質(zhì)合金。此方法制備工藝流程長(zhǎng)、混合粉末中碳化鎢(WC)在鈷(Co)相中難以均勻分布，影響后續(xù)硬質(zhì)合金性能，傳統(tǒng)方法難以有效制備出適合生產(chǎn)的納米級(jí)硬質(zhì)合金粉末，現(xiàn)在硬質(zhì)合金的生產(chǎn)在逐漸向采用碳化鎢鈷復(fù)合粉末制備硬質(zhì)合金的方向發(fā)展。如何制備出成分均勻，鈷含量調(diào)節(jié)范圍大、控制精確的鎢鈷復(fù)合氧化物粉末，成為了制備高性能納米級(jí)碳化鎢鈷復(fù)合粉末的關(guān)鍵。鎢鈷復(fù)合氧化物粉末的制備通常采用的方法如專利“納米級(jí)鎢鈷混合粉末的生產(chǎn)工藝”(專利申請(qǐng)?zhí)?3150684.4)所述：配制一定濃度的偏鎢酸銨溶液，加入一定量的CoCO3粉末，加熱、攪拌，充分反應(yīng)，將所得復(fù)合鹽溶液冷卻、過(guò)濾；干燥復(fù)合鹽溶液，得到復(fù)合鹽粉末，在流化床中加熱鎢鈷復(fù)合鹽粉末，獲得鎢鈷復(fù)合氧化物粉末。采用此類方法制備鎢鈷復(fù)合氧化物粉末，偏鎢酸銨與CoCO3的反應(yīng)緩慢，反應(yīng)難以充分進(jìn)行，產(chǎn)生的反應(yīng)殘余物需要過(guò)濾進(jìn)行處理，而且難以對(duì)鈷含量進(jìn)行精確控制；更重要的一點(diǎn)，此類方法受制于化學(xué)反應(yīng)的固有鎢鈷比，無(wú)法制備出含鈷量超過(guò)7％的鎢鈷復(fù)合粉。想要得到更高鈷含量的鎢鈷復(fù)合氧化物，添加鈷粉的方式無(wú)法達(dá)到分子級(jí)別的復(fù)合，均勻性不如溶液復(fù)合。添加硝酸鈷、氯化鈷等可溶性鈷鹽的方式，可溶性鈷鹽的酸根必須在脫除的過(guò)程中，會(huì)影響到球粒結(jié)構(gòu)和形貌，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)可溶性鈷鹽溶液的密度都較低，會(huì)帶入大量的水分，導(dǎo)致鎢鈷復(fù)合溶液的濃度下降，這會(huì)增加了濃縮的處理時(shí)間，并且增加了能耗成本。中國(guó)專利“一種EDTA在制備鎢鈷復(fù)合氧化物粉末中的應(yīng)用”(專利申請(qǐng)?zhí)?01210038068.x)講述的是通過(guò)一定濃度的偏鎢酸溶液和CoCO3充分反應(yīng)，得到成分均勻的鎢鈷復(fù)合溶液；將EDTA粉末和CoCO3粉末均勻混合，并將混合粉末加入上述鎢鈷復(fù)合溶液中進(jìn)行反應(yīng)，得到符合工藝所需鎢鈷配比的鎢鈷復(fù)合溶液；再將所述鎢鈷復(fù)合溶液進(jìn)行干燥制粒，再通過(guò)噴霧干燥，煅燒獲得成分均勻的鎢鈷復(fù)合氧化物粉末。由于偏鎢酸是一種很不穩(wěn)定的中強(qiáng)酸，在常溫下靜置容易析出黃色的不溶物(為三氧化鎢的水合物)，因此偏鎢酸的存儲(chǔ)和運(yùn)輸十分不便，采用它制備鎢鈷復(fù)合氧化物，偏鎢酸溶液發(fā)生析出，勢(shì)必會(huì)影響到生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)收率和配鈷的精準(zhǔn)度；其次，將EDTA粉末和CoCO3粉末加入到鎢鈷復(fù)合溶液中，EDTA(乙二胺四乙酸)是一種強(qiáng)絡(luò)合劑，在液態(tài)環(huán)境下能很好的與Co絡(luò)合，Co2EDTA絡(luò)合物的形成可確保金屬離子在溶液中均勻分布，從而讓鎢鈷比控制在一個(gè)較窄的區(qū)間中，得到的復(fù)合鎢鈷氧化物粉末均勻性較好、鈷含量高于7％且可在一定范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)、控制較為準(zhǔn)確,但鎢鈷復(fù)合溶液的體積誤差和測(cè)量分析誤差導(dǎo)致我們難以精準(zhǔn)分析復(fù)合溶液的鎢含量和鈷含量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對(duì)上述不足，提供一種新的復(fù)合鎢鈷氧化物粉末的制備方法，既保證復(fù)合鎢鈷氧化物粉末均勻性好、鈷含量高于7％且可任意調(diào)節(jié)、控制精準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn),又能提高生產(chǎn)效率低、減少生產(chǎn)流程長(zhǎng)、降低成本，鈷含量波動(dòng)減小且含量30％以下可實(shí)現(xiàn)。本專利技術(shù)的復(fù)合鎢鈷氧化物粉末的制備方法，依次包括：按工藝配比計(jì)算的比例將偏鎢酸銨、鈷鹽、EDTA粉末均勻混合，并將混合粉末加入去離子水中快速反應(yīng)，得到符合工藝所需鎢鈷配比的鎢鈷復(fù)合溶液；將所述鎢鈷復(fù)合溶液進(jìn)行噴霧干燥制粒，再通過(guò)烘干煅燒脫除水分，進(jìn)而獲得成分均勻、鈷含量可任意調(diào)節(jié)、控制精準(zhǔn)的鎢鈷復(fù)合氧化物粉末。作為優(yōu)化，所述混合粉末在去離子水中的反應(yīng)溫度為50～80℃；得到的鎢鈷復(fù)合溶液中，Co和EDTA摩爾比范圍為1.9:1～1.8:1，W和Co的摩爾比范圍6:1～1:2；溶液PH值范圍3～5。所述噴霧干燥在140～200℃的出口溫度下進(jìn)行。所述煅燒烘干在回轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行，溫度在500～700℃。鈷鹽為碳酸鈷、氧化鈷的一種。所述獲得的鎢鈷復(fù)合粉末鈷含量在30％以下。由于本專利技術(shù)采用偏鎢酸銨、鈷鹽、EDTA三種粉末在去離子水中液態(tài)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了鎢鈷分子級(jí)別的混合，而且原料粉末態(tài)形式添加，方便且控制精準(zhǔn)；當(dāng)溫度在50～80℃，EDTA在有銨鹽的溶液中快速溶解，并迅速跟鈷鹽反應(yīng)得到鎢鈷復(fù)合溶液，效率高，生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，無(wú)需進(jìn)一步濃縮，不僅節(jié)省了生產(chǎn)消耗，縮短了生產(chǎn)周期；作為有機(jī)酸根，EDTA在噴霧干燥過(guò)程中易揮發(fā)、易去除、不帶入影響產(chǎn)品質(zhì)量的雜質(zhì)元素且對(duì)粉末顆粒的形貌影響小；偏鎢酸銨在噴霧和煅燒的過(guò)程中以氨氣形式釋放，無(wú)氨氮廢水污染，能輕易達(dá)到氨氣排放國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。由于EDTA、偏鎢酸銨和鈷鹽三種粉末是在溶液中進(jìn)行反應(yīng)，鎢鈷元素達(dá)到分子級(jí)別的復(fù)合，粉末成分均勻且鈷含量突破原化學(xué)反應(yīng)方程式限制，鈷含量范圍基本涵蓋現(xiàn)有硬質(zhì)合金生產(chǎn)的主要牌號(hào)，可廣泛應(yīng)用于各種類型硬質(zhì)合金的生產(chǎn)。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)的工藝流程圖。本專利技術(shù)的復(fù)合鎢鈷氧化物粉末的制備方法，依次包括：按工藝配比計(jì)算的比例將偏鎢酸銨、鈷鹽、EDTA粉末均勻混合，并將混合粉末加入去離子水中快速反應(yīng)，得到符合工藝所需鎢鈷配比的鎢鈷復(fù)合溶液；將所述鎢鈷復(fù)合溶液進(jìn)行噴霧干燥制粒，再通過(guò)烘干煅燒脫除水分，進(jìn)而獲得成分均勻、鈷含量可任意調(diào)節(jié)、控制精準(zhǔn)的鎢鈷復(fù)合氧化物粉末。作為優(yōu)化，所述混合粉末在去離子水中的反應(yīng)溫度為50～80℃；得到的鎢鈷復(fù)合溶液中，Co和EDTA摩爾比范圍為1.9:1～1.8:1，W和Co的摩爾比范圍5:1～1:2；溶液PH值范圍3～5。所述噴霧干燥在150～200℃的出口溫度下進(jìn)行。所述煅燒烘干在回轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行，溫度在550～700℃。鈷鹽為碳酸鈷、氧化鈷的一種。所述獲得的鎢鈷復(fù)合粉末鈷含量在30％以下。具體實(shí)施方式實(shí)施例1：(1)稱取偏鎢酸銨(AMT)粉末7.00kg、CoCO3粉末0.74kg、EDTA粉末0.91kg，并混合均勻。(2)將12升去離子水加熱到50～80℃，緩緩加入上述粉末，使其充分反應(yīng)，得到鎢鈷復(fù)合溶液。其中：Co和EDTA摩爾比為1.86:1，W和Co的摩爾比為4.74:1；溶液PH值為3本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種復(fù)合鎢鈷氧化物粉末的制備方法，依次包括：按工藝配比計(jì)算的比例將偏鎢酸銨、鈷鹽、EDTA粉末均勻混合，并將混合粉末加入去離子水中快速反應(yīng)，得到符合工藝所需鎢鈷配比的鎢鈷復(fù)合溶液；將所述鎢鈷復(fù)合溶液進(jìn)行噴霧干燥制粒，再通過(guò)烘干煅燒脫除水分，進(jìn)而獲得成分均勻、鈷含量可任意調(diào)節(jié)、控制精準(zhǔn)的鎢鈷復(fù)合氧化物粉末。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種復(fù)合鎢鈷氧化物粉末的制備方法，依次包括：按工藝配比計(jì)算的比例將偏鎢酸銨、
鈷鹽、EDTA粉末均勻混合，并將混合粉末加入去離子水中快速反應(yīng)，得到符合工藝所需鎢
鈷配比的鎢鈷復(fù)合溶液；將所述鎢鈷復(fù)合溶液進(jìn)行噴霧干燥制粒，再通過(guò)烘干煅燒脫除水分，
進(jìn)而獲得成分均勻、鈷含量可任意調(diào)節(jié)、控制精準(zhǔn)的鎢鈷復(fù)合氧化物粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合鎢鈷氧化物粉末的制備方法，其特征在于：所述混合粉末
在去離子水中的反應(yīng)溫度為50～80℃；得到的所述鎢鈷復(fù)合溶液中，Co和EDTA摩爾比范
圍為1.9:1～1.8:1，W和C...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：晏孔明，龔南雁，張璐，文劼，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：湖南;43