| 硬質(zhì)合金回收利用工藝現(xiàn)狀.1
自從硬質(zhì)合金問世以來，回收利用問題就一直為業(yè)內(nèi)人士所關(guān)注。由于硬質(zhì)合金是以碳化鎢和稀有金屬鈷為主要原料，其經(jīng)濟價值和制造成本比較高，鎢鈷的回收是一項極有價值的回收領(lǐng)域。從上個世紀的五十年代，一些回收利用工藝就已開發(fā)出來并應(yīng)用到實際生產(chǎn)過程中。最早的回收利用工藝能耗高、設(shè)備比較復(fù)雜，而且對環(huán)境的影響較大。硬質(zhì)合金硬度非常大而且致密度較高，很難在常溫下被一些無機酸堿所溶解，因此在如何回收硬質(zhì)合金上費了不少的周折。根據(jù)我們所掌握的情況，目前已有的回收利用工藝主要有幾大類，一是所謂的高溫處理法，其中有：硝石熔融法、空氣氧化燒結(jié)法、通氧鍛燒法等；二是機械破碎法，其中有：冷碎粉碎法、熱碎粉碎法、鋅熔法等；三是化學(xué)處理法，其中有金屬多價鹽處理法、氯化法、磷酸浸出法、鹽酸處理法等；四是電化學(xué)法，有以堿作電介質(zhì)、以鹽酸或硫酸、硝酸作電介質(zhì)的不同工藝路線；還有用通高壓氧、以氨水或胺溶液浸取法；羰基化合物法和水蒸氣升華三氧化鎢的分解法等等。
在近年來的硬質(zhì)合金回收利用實踐過程中，由于對環(huán)境保護的要求日益嚴格，一些回收工藝由于會帶來污染而停止使用。目前應(yīng)用比較廣泛的是機械破碎法、鋅熔法和電化學(xué)選擇性電溶法。硬質(zhì)合金的硬質(zhì)相碳化鎢與粘結(jié)相鈷在一定的溫度下進行燒結(jié)形成了粉末冶金的組織結(jié)構(gòu)。如何使致密而堅硬的合金組織得以分解，重新使這些硬質(zhì)相與粘結(jié)金屬分離開來是回收利用工藝所要解決的第一步也是關(guān)鍵的一步。對于硬質(zhì)合金的解體，許多研究者采取了不同的思路，回收利用工藝路線也各不相同。對于這些工藝的評價，很難選擇那一種更合理、更經(jīng)濟、更值得推廣應(yīng)用，因為工藝路線的選擇首先的也是基本的原則就是再生制品的質(zhì)量要高，工藝流程要簡捷，對環(huán)境不會產(chǎn)生二次污染，勞動條件要清潔安全�，F(xiàn)將幾種常用的再生利用工藝作一簡單介紹。
一、高溫處理法
硬質(zhì)合金是在一定的溫度下經(jīng)過保護性氣體進行燒結(jié)制成的。如果在高出燒結(jié)溫度下而置于保護性氣氛對合金進行加熱，硬質(zhì)合金的體積將發(fā)生膨脹，作為粘結(jié)金屬的鈷等將液化沸騰，合金的體積就將變得疏松而多孔堅硬的合金就變得極易破碎加工，經(jīng)過破碎和研磨，就可以得到與原來的硬質(zhì)合金相同的碳化鎢和粘結(jié)金屬混合物。高溫處理法的原理就在于利用特制的高溫爐，在遠大于硬質(zhì)合金的燒結(jié)溫度(1800℃)使站結(jié)金屬從合金結(jié)構(gòu)得以解體。這種工藝處理得到的硬質(zhì)合金再生原料由于得到了高溫處理，原先所含的微量其他金屬和非金屬雜質(zhì)以及有害氣體被清除出去。碳化鎢晶粒明顯長粗長大，晶內(nèi)缺陷減少，合金結(jié)構(gòu)和性能也得到了提高，因此具有較好的力學(xué)性能和較長的使用壽命。這種再生混合料適合于再制晶粒較粗、含鈷量較高的硬質(zhì)合金。對于晶粒較細、含鈷量低的硬質(zhì)合金種類不僅在高溫處理時的溫度要提高，以便于使硬質(zhì)合金廢料有足夠的應(yīng)力產(chǎn)生膨脹疏松現(xiàn)象，而且在制取中細晶粒的硬質(zhì)合金時，相應(yīng)要改變混合料的制備和燒結(jié)工藝。高溫處理法具有工藝流程短，設(shè)備配套簡單，回收的硬質(zhì)合金混合料比較清潔，對環(huán)境的污染程度小、回收率較高的特點，但這一工藝能耗較高，在高溫過程中有一部分鈷會流失等，最大的問題是回收的混合料只宜制作粗大晶粒的碳化物合金。目前一些工業(yè)發(fā)達國家如日本、瑞典的一些廠家仍使用該法處理廢舊硬質(zhì)合金。
二、破碎法
對于一些含鈷量不高的硬質(zhì)合金來說由于硬度相對較低，可以用手工或機械的辦法破碎到一定細度后裝入濕磨機中研磨一段時間，達到一定的粒度用于再制硬質(zhì)合金。這種方法工藝簡單、流程短、能耗低、不污染環(huán)境，但往往在硬質(zhì)合金手工破碎時，會由于工具的金屬材料碎屑帶入破碎料中產(chǎn)生污染，此外，由于含鈷量較高的硬質(zhì)合金不易破碎，機械破碎法受到很大限制；成分復(fù)雜的硬質(zhì)合金混合料用此法也很難保證再生產(chǎn)品的質(zhì)量。破碎法的工藝過程是：人工破碎，將其破碎成粉末狀(約200目)或使用大塊度硬質(zhì)合金為撞擊球的球磨機破碎，然后在八角球磨機內(nèi)加入酒精濕磨，然后進入硬質(zhì)合金再制過程。有的企業(yè)采用急冷法進行破碎：先將廢舊硬質(zhì)合金在馬弗爐內(nèi)加熱到800℃以上立即放入水中急冷，致使硬質(zhì)合金發(fā)生崩裂，然后進入機械破碎過程。這種方法在上個世紀90年代曾在河北省清河等地得到普及，全縣共有幾十家大小不等的再生利用廠用此法回收并再制硬質(zhì)合金，再制硬質(zhì)合金年產(chǎn)量逾千噸，總產(chǎn)值3億元以上，成為當?shù)氐闹еa(chǎn)業(yè)之一。目前，破碎法仍有一定的發(fā)展空間，采用比較先進清潔的破碎設(shè)備或采用高效并不破壞硬質(zhì)合金微觀結(jié)構(gòu)的方法處理硬質(zhì)合金，破碎法仍需要改進。
三、鋅熔法處理硬質(zhì)合金
鋅熔法的基本原理
鋅熔法處理硬質(zhì)合金的機理是基于鋅與硬質(zhì)合金中的粘結(jié)相金屬(鈷、鎳)可以形成低熔點合金，使粘結(jié)金屬從硬質(zhì)合金中分離出來，與鋅形成鋅—鈷固溶體合金液，從而破壞了硬質(zhì)合金的結(jié)構(gòu)，致密合金變成松散狀態(tài)的硬質(zhì)相骨架。由于鋅不會與各種難熔合金金屬的碳化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，再利用在一定的溫度下鋅的蒸氣壓遠遠大于鈷的蒸氣壓，使鋅蒸發(fā)出來予以回收再利用。因此，鋅熔法獲得的碳化物粉末較好地保持了原有特性。經(jīng)過鋅熔過程后，鈷或鎳被萃取到鋅熔體中，蒸餾鋅以后，鈷和碳化物保留，鋅回收后繼續(xù)用于再生過程。鋅熔法工藝流程
廢舊硬質(zhì)合金與鋅塊按照1:1～2的比例共同裝入燒結(jié)熔融坩堝中抽真空，送電升溫至900～1000℃，保溫一定的時間后進行真空提取鋅，冷卻后將海綿狀的鈷粉和碳化鎢團塊卸出，經(jīng)過球磨、破碎、調(diào)整合金成分，重新制作硬質(zhì)合金。
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