硬質(zhì)合金回收利用工藝現(xiàn)狀.2

  鋅熔法的的主要特點(diǎn)

     鋅熔法是上個(gè)世紀(jì)50年代由英國人發(fā)明的，其后，美國對(duì)這一工藝進(jìn)行了改進(jìn)和設(shè)備上的完善，70年代以后在許多國家得到了普及，在我國，許多回收利用廢舊硬質(zhì)合金的廠家都掌握了這種方法。其主要優(yōu)點(diǎn)在于這種方法工藝簡單、流程短、設(shè)備簡單、投資小，成本低，特別適合于處理含鈷量低于10%的廢硬質(zhì)合金，適用于小型企業(yè)利用廢舊硬質(zhì)合金再制硬質(zhì)合金。但這種工藝也存在一些不利的方面：混合料中殘留的鋅含量較高是值得注意的一個(gè)問題；由于近年來為節(jié)省鈷的用量，新型硬質(zhì)合金中多為碳化鈦—碳化鎢—鈷系列的合金，如果廢料不能分選清楚的話，將使回收的混合料中含有一定的鈦，從而局限了再生利用的產(chǎn)品選擇，鈦的增加使合金的脆性增加，對(duì)產(chǎn)品的壽命有一定影響；另外，在整個(gè)工藝過程中電耗較大，每噸硬質(zhì)合金耗電高的約12000kWh，低的也在6000kWh以上；此外，在鋅熔過程和收鋅的過程中，設(shè)備是否合理是對(duì)鋅的回收效率有一定影響。再一個(gè)是環(huán)境保護(hù)問題，鋅的逸出會(huì)對(duì)操作者有一定的影響。

     四、選擇性電化學(xué)溶解法

     上個(gè)世紀(jì)80年代初期。國內(nèi)貿(mào)易部物資再生利用研究所曾推出了選擇性電化學(xué)溶解法(簡稱電溶法)并先后在山東臨朐、河北清河等地進(jìn)行了技術(shù)推廣應(yīng)用取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。這一方法的推廣對(duì)于硬質(zhì)合金的回收與利用起到了巨大的作用，先后已有許多硬質(zhì)合金回收并再制合金產(chǎn)品企業(yè)以這一工藝為循環(huán)起點(diǎn)，形成了廢舊硬質(zhì)合金回收→合金解體處理過程→鈷粉和碳化物重新配料→再制硬質(zhì)合金的完整過程。對(duì)于一些含鈷量較低的硬質(zhì)合金則采用高溫處理或預(yù)先破碎以及旋轉(zhuǎn)鼓型陽極的辦法，選擇性電溶法的應(yīng)用范圍進(jìn)一步拓寬了。

     選擇性電溶法的基本原理

     廢舊硬質(zhì)合金的選擇性電溶法是以廢舊合金作為陽極，置于電介質(zhì)——鹽酸溶液中．在一定的選擇極間電壓下，通入直流電，廢舊硬質(zhì)合金碎料在直流電場(chǎng)的作用下，其中的粘結(jié)相金屬鈷在陽極上氧化成為二價(jià)陽離子進(jìn)入溶液與氮離子結(jié)合生成氮化鈷溶液，合金中的碳化鎢逐步從合金主體中脫離下來以固體顆�；蚱瑺钗镄问搅舸嬗陉枠O槽或沉入電介液底部。通過回收電介質(zhì)中的鈷和固相中的碳化鎢，進(jìn)行硬質(zhì)合金的再制。這一方法為何稱之為選擇性電溶法而不命名為電解法，其原理在于：電解過程是將陽極上的金屬陽離子遷移到陰極，在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，成為金屬單質(zhì)沉積下來。而在電解過程中，通常不希望主體金屬以外的其他金屬在陰極上析出；而選擇性電溶法則希望主體金屬留存于電介質(zhì)中，其他的雜質(zhì)金屬如鐵、銅、鎳、氫等在陰極上析出，這樣就使鈷溶液得到了凈化。選擇性電溶的工藝特色也正在于此。工藝過程對(duì)電介質(zhì)的鹽酸濃度、電流密度、槽電壓、端電壓、溶液溫度、電介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)都有嚴(yán)格的要求。如果控制不當(dāng)，則在陽極上將有氯和氧析出，將會(huì)使碳化鎢的剝落，而且將使電流效率大大降低，在陽極上產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象。為此，許多采用電溶法的廠家大都以較大的電流密度來避免陽極鈍化。在實(shí)踐中有些廠家還發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)提高電介質(zhì)的溫度有助于單位電流密度的增加，從而提高電流效率。

     由于硬質(zhì)合金在電溶的過程中表面會(huì)產(chǎn)生一定厚度的碳化鎢，這些已經(jīng)失去了粘結(jié)相的碳化鎢還不能很快地從合金主體上剝落，給新鮮表面的暴露造成了很大的障礙。此外，陽極溶解的過程中，在一定的時(shí)間內(nèi)和一定的電溶狀態(tài)下，電極電位越正，鈷溶解的速率越大，但經(jīng)過一段時(shí)間以后，電極電位升到一定的數(shù)值以后，鈷的溶解速度大大降低，陽極電流密度超過了某一臨界值便出現(xiàn)了電極電位的突躍，這種現(xiàn)象就是陽極鈍化。這種現(xiàn)象所產(chǎn)生的氧化膜阻止了電解過程的正常進(jìn)行。此外，陽極的鈍化現(xiàn)象的消除還有賴于外來機(jī)械力的作用。為此，許多廠家設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)電溶的裝置。常用的有旋轉(zhuǎn)鼓型陽極，在陽極不斷地旋轉(zhuǎn)中，疏松的碳化鎢在不停的運(yùn)動(dòng)沖擊下剝落并被撞擊形成細(xì)碎的顆粒掉入溶液中，新鮮表面暴露出來，旋轉(zhuǎn)撞擊的摩擦破壞了合金表面的氧化膜，從而大大加快了廢料的電溶過程。

    五、硬質(zhì)合金廢料成分的變化和工藝改進(jìn)的情況

     近年來，我國硬質(zhì)合金應(yīng)用的領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，硬質(zhì)合金作為材料工業(yè)的一個(gè)重要門類也隨著技術(shù)進(jìn)步和工藝技術(shù)的發(fā)展而不斷深入。值得注意的是，由于硬質(zhì)合金中的粘結(jié)金屬——鈷的資源日益稀缺，價(jià)格也比較昂貴，因此，國內(nèi)外的硬質(zhì)合金制造企業(yè)和科研單位一直在致力于無鈷硬質(zhì)合金或者是用其他的粘結(jié)金屬替代鈷。如近年來開發(fā)的鎳基合金、碳化鈦系列、鉭鈮系列合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等等。但是，鈷系列硬質(zhì)合金由于其特殊的物理性能和各方面的優(yōu)越性能，一直是新產(chǎn)品中主流產(chǎn)品。我國作為硬質(zhì)合金的生產(chǎn)大國和消費(fèi)大國，硬質(zhì)合金的回收與再生利用一直是資源綜合利用工作中的一個(gè)重要內(nèi)容。各個(gè)回收廠家對(duì)現(xiàn)有的回收工藝和設(shè)備的改進(jìn)與開發(fā)工作一直未有停歇。今后如何在回收利用的工藝中解決鈷的提純、碳化鎢的晶粒缺陷缺陷，鈦、鉭、鈮共生對(duì)再制硬質(zhì)臺(tái)金的影響等問題。特別是一些特殊硬質(zhì)合金的高效回收處理工藝的開發(fā)，仍是迫切需要解決的問題。