破碎硬碳化鎢廢料的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了破碎硬碳化鎢(WC)廢料的方法，其為回收鎢和鈷的堿性浸出法和酸性浸出法的前步驟，所述方法包括將用后即棄的金屬制造工具硬碳化鎢(WC)廢料例如芯片、電線、螺栓、鉆頭等與鋁混合，然后加熱至高溫以形成海綿狀的金屬間化合物、金屬氧化物或其混合物，以及破碎海綿狀的所述金屬間化合物、金屬氧化物或其混合物。此外，本發(fā)明專利技術(shù)提供了通過堿性浸出法和酸性浸出法從硬碳化鎢(WC)廢料粉末回收鎢和鈷的方法。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
相關(guān)申請的交叉引用根據(jù)35U.S.C.§119的規(guī)定，本申請要求2015年6月8日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2015-0080502號韓國專利申請和2015年6月8日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2015-0080503號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其公開通過引用的方式整體并入本文。
以下公開涉及破碎硬碳化鎢廢料的方法，其為從用后即棄的金屬制造工具硬碳化鎢(tungsten carbide，WC)廢料例如芯片、電線、螺栓、鉆頭等中回收有用資源例如鎢、用作碳化鎢(WC)粉末粘合劑的鈷等的過程，更具體地，涉及破碎硬碳化鎢廢料的方法，其包括將硬碳化鎢(WC)廢料與鋁混合，然后加熱至高溫以同時由硬碳化鎢(WC)廢料中含有的鎢和鈷形成金屬間化合物、金屬氧化物或其混合物，從而制備海綿狀的金屬間化合物、金屬氧化物或其混合物，然后破碎所制備的海綿狀的金屬間化合物、金屬氧化物或其混合物；涉及從破碎的硬碳化鎢(WC)廢料粉末中回收鎢和鈷的方法。
技術(shù)介紹
通常，硬碳化鎢(WC)廢料例如芯片、電線、螺栓、鉆頭等，是用后即棄的金屬制造工具，含有約70wt％-92wt％的鎢和約3wt％-25wt％的高價金屬例如用作碳化鎢(WC)粉末粘合劑的鈷等，其中鎢、鈷等的量根據(jù)硬碳化鎢(WC)廢料的種類、生產(chǎn)年份和形式而有所不同。然而，由于其難以進(jìn)行破碎和浸提，尚未實(shí)現(xiàn)從硬碳化鎢(WC)廢料中回收鎢和鈷原材料。用后即棄的金屬制造工具硬碳化鎢(WC)廢料例如芯片、電線、螺栓、鉆頭等的廢棄物中含有的鎢和鈷作為原材料在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)例如工具鋼中占有非常重要的地位，并且作為高價資源其是有高附加值的材料，因此，將鎢和鈷作為廢棄物處理是令人遺憾的。因此，作為資源貧乏的國家，在鎢和鈷的總量依賴于進(jìn)口的國情下，考慮到資源的再利用，從硬碳化鎢(WC)廢料中回收并再利用鎢、鈷等在經(jīng)濟(jì)上對國家是有益的并且作為資源也是非常有利的。從用后即棄的金屬制造工具硬碳化鎢(WC)廢料例如芯片、電線、螺栓、鉆頭等中回收鎢和鈷的方法本質(zhì)上包括破碎碳化鎢(WC)廢料并將碳化鎢(WC)廢料制備成粉末以有效回收鎢和鈷的方法。當(dāng)破碎硬碳化鎢(WC)廢料的方法是簡單的破碎方法時，存在以下問題：需要的時間長，能量消耗大，使用的破碎機(jī)有耐用性的問題，以及噪音污染嚴(yán)重。為了解決這些問題，韓國專利登記號10-1226614提出了通過使用鋅從硬碳化鎢(WC)廢料中分離并破碎鎢和鈷的方法。然而，該方法的問題在于通過揮發(fā)除去用于分離和破碎鎢和鈷的鋅的重復(fù)過程需要的時間長，能量消耗大，不容易實(shí)現(xiàn)在整個過程中需要通過將氧減到最少來抑制鋅揮發(fā)的工藝條件。此外，韓國專利登記號10-1431706提出了在高濃度的氧氣氣氛下氧化硬碳化鎢(WC)廢料然后破碎經(jīng)氧化的硬碳化鎢(WC)廢料的方法。然而，該方法的問題在于高濃度的氧氣氧化硬碳化鎢(WC)廢料的反應(yīng)速率低，以致需要長的處理時間和重復(fù)的氧化過程。因此，本公開提供破碎硬碳化鎢廢料的方法，包括通過使用鋁使硬碳化鎢(WC)廢料中含有的鎢和鈷形成海綿狀的金屬間化合物和氧化物，然后破碎；以及提供從破碎的硬碳化鎢(WC)廢料粉末中回收鎢和鈷的方法。[相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)](專利文件1)韓國專利登記號KR 10-10-1226614(專利文件2)韓國專利登記號KR 10-10-1431706
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本公開的實(shí)施方案旨在提供破碎硬碳化鎢(WC)廢料的方法，其為從用后即棄的硬碳化鎢(WC)廢料中分離鎢、鈷等的回收方法的前步驟(pre-step)，其中所述破碎硬碳化鎢(WC)廢料的方法的優(yōu)點(diǎn)在于其通過使用鋁而簡便易操作、能耗小且處理時間短。此外，本公開的另一個實(shí)施方案旨在提供通過堿性浸出和酸性浸出從破碎的硬碳化鎢(WC)廢料粉末中回收鎢和鈷的方法。在一個總的方面，提供了破碎硬碳化鎢(WC)廢料的方法，其包括：(a)將硬碳化鎢(WC)廢料與鋁顆粒混合的步驟；(b)通過將步驟(a)獲得的混合物加熱至1200℃-1400℃并維持所述混合物30-120分鐘以形成海綿狀的金屬間化合物、金屬氧化物或其混合物的步驟；以及(c)破碎步驟(b)的產(chǎn)物的步驟。在另一個總的方面，提供了破碎硬碳化鎢(WC)廢料的方法，其包括：(a1)將硬碳化鎢(WC)廢料與鋁顆粒混合的步驟；(b1)將步驟(a1)獲得的混合物加熱至1200℃-1400℃的步驟；(b2)通過維持1200℃-1400℃的高溫形成海綿狀的金屬間化合物、金屬氧化物或其混合物的步驟；以及(c1)將步驟(b2)獲得的海綿狀的金屬間化合物、金屬氧化物或其混合物破碎以形成粉末的步驟。(d)用堿性溶液浸提步驟(c)或步驟(c1)的產(chǎn)物的堿性浸出步驟；(e)將步驟(d)的產(chǎn)物分離為殘渣(sludge)和溶解有鋁的溶液的一級固-液分離步驟；(f)將步驟(e)的殘渣與酸性溶液混合的酸性浸出步驟；以及(g)將步驟(f)的產(chǎn)物分離為殘渣和溶解有鈷的溶液的二級固-液分離步驟。附圖說明圖1為框圖，其示出了本公開示例性實(shí)施方案的破碎硬碳化鎢(WC)廢料的方法。圖2為流程圖，其示出了本公開示例性實(shí)施方案的從硬碳化鎢(WC)廢料中回收鎢和鈷的方法。圖3示出了本公開示例性實(shí)施方案的硬碳化鎢(WC)廢料粉末的XRD分析。圖4為本公開示例性實(shí)施方案的硬碳化鎢(WC)廢料粉末的放大圖。圖5為處理前硬碳化鎢(WC)廢料的圖像和根據(jù)本公開示例性實(shí)施方案處理后的海綿狀的產(chǎn)物圖像。圖6示出了本公開示例性實(shí)施方案的硬碳化鎢(WC)廢料粉末的XRD分析。圖7示出了硬碳化鎢(WC)廢料的圖像和根據(jù)本公開示例性實(shí)施方案處理后破碎的硬碳化鎢(WC)廢料粉末的圖像。圖8示出了本公開示例性實(shí)施方案的每個破碎步驟的硬碳化鎢(WC)廢料的圖像。具體實(shí)施方式只要沒有以其他方式進(jìn)行限定，本說明書使用的所有技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語具有本公開所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常所理解的含義。通常，本說明書中使用的名稱和下文要描述的實(shí)驗(yàn)方法在本
中是熟知的且也是常用的。本公開涉及破碎硬碳化鎢(WC)廢料的方法，其包括以下步驟：(a)將硬碳化鎢(WC)廢料與鋁顆粒混合的步驟；(b)通過將步驟(a)獲得的混合物加熱至1200℃-1400℃并維持所述混合物30-120分鐘以形成海綿狀的金屬間化合物、金屬氧化物或其混合物的步驟；以及(c)破碎步驟(b)的產(chǎn)物的步驟。參考圖1更具體地描述本公開中使用鋁破碎硬碳化鎢(WC)廢料的方法。圖1為框圖，其示出了本公開示例性實(shí)施方案的破碎硬碳化鎢(WC)廢料的方法。在本公開中，破碎硬碳化鎢(WC)廢料的方法包括(a)將硬碳化鎢(WC)廢料與鋁顆粒混合的步驟；(b)通過將步驟(a)獲得的混合物加熱至高溫以形成海綿狀的金屬間化合物、金屬氧化物或其混合物的步驟；以及(c)破碎步驟(b)獲得的海綿狀的金屬間化合物、金屬氧化物或其混合物的步驟。在本公開中，步驟(b)可在空氣中進(jìn)行或在無氧氣氛下進(jìn)行。無氧氣氛是指沒有氧的情況，例如，為選自氮?dú)狻鍤狻⒑夂湍蕷庵械囊环N或兩種或更多種氣體氣氛。在本公開中，在步驟(a)中，可將30wt％-95wt％的硬碳化鎢(WC)廢料與5wt％-70wt％的鋁顆粒混合。當(dāng)鋁的量小于5wt％時，步驟(b)中鋁顆粒的量過小使得難以用硬碳化鎢(WC)制備金屬間化合物和氧化物。當(dāng)鋁本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
破碎硬碳化鎢(WC)廢料的方法，其包括：(a)將硬碳化鎢(WC)廢料與鋁顆粒混合的步驟；(b)通過將步驟(a)獲得的混合物加熱至1200℃?1400℃并維持所述混合物30?120分鐘以形成海綿狀的金屬間化合物、金屬氧化物或其混合物的步驟；以及(c)破碎步驟(b)的產(chǎn)物的步驟。

【技術(shù)特征摘要】
2015.06.08 KR 10-2015-0080502;2015.06.08 KR 10-2011.破碎硬碳化鎢(WC)廢料的方法，其包括：(a)將硬碳化鎢(WC)廢料與鋁顆粒混合的步驟；(b)通過將步驟(a)獲得的混合物加熱至1200℃-1400℃并維持所述混合物30-120分鐘以形成海綿狀的金屬間化合物、金屬氧化物或其混合物的步驟；以及(c)破碎步驟(b)的產(chǎn)物的步驟。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(b)在空氣中進(jìn)行。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(b)在無氧氣氛下進(jìn)行。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述無氧氣氛為選自氮?dú)狻鍤狻⒑夂湍蕷庵械囊环N或兩種或更多種氣體氣氛。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟(a)中，將30wt％-95wt％的硬碳化鎢(WC)廢料與5wt％-70wt％的鋁顆粒混合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟(c)中，將步驟(b)的產(chǎn)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：金炳洙，權(quán)漢重，盧紀(jì)旻，徐昌烈，崔志赫，
申請(專利權(quán))人：韓國地質(zhì)資源研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：韓國;KR