[发明专利]一种高效处理含钨废料生产粗颗粒钨粉的方法

说明书

本发明属于冶金领域，特别是提供一种高效处理含钨废料生产粗颗粒钨粉的方法。以含钨废料为原料，预除杂后低温氧化焙烧，然后与还原剂、活化剂混合均匀压制成型，在惰性气氛或真空中进行自蔓延高温反应，反应产物经冷却，破碎离心分离获得粗颗粒钨粉。生产原料适应性强，取用范围广，工艺、设备简单，低能耗，高效率、自净化高纯度以及高回收率、无污染，适于工业化生产。

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及一种高效处理含钨废料生产粗颗粒钨粉的方法。

背景技术

钨作为高价值稀有金属,广泛应用于航空、航天、船舶、核能、冶金、机械、汽车、电子、石化和军工等制造领域中。由于钨资源的重要地位和存量稀缺性，国内外都高度重视钨废料的再生利用，美、日、德、俄等国表现尤为突出。德国的斯达可公司(HCStarck)拥有跨国的钨废料回收网络，并在格斯拉厂对钨废料进行处理，形成再生钨约占整个企业钨原料的1/3；俄罗斯拥有专业化的再生有色金属研究所，研发了著名的含钨废料选冶联合流程。我国钨废料的回收技术起步较晚，专门的知识产权较少。

钨废料处理工艺主要是通过湿法冶金、铝硅热还原、电热还原、焙烧-氨浸法、苏打烧结法等处理技术对钨废料资源回收再利用，其中锌熔法、电解法、机械法和酸浸法等已经进行了工业化应用；而另外一些工艺方法不成熟或回收成本高，工艺复杂，尚处于实验室研究阶段。

超粗钨粉主要用于制备高韧性高比重合金和超粗碳化钨，例如：石油射孔弹、重装甲穿甲弹、反弹导导弹、防辐射材料、石油钻探用钻头等。

英国的约翰·布朗公司采用在APT中加入钠盐，然后在较高的温度下还原，可得粒度>10um的粗晶钨粉。孙宝琦等人研究了三氧化钨氢还原时碱金属元素引起的钨粉超常规粗化现象，以三氧化钨为原料，向三氧化钨中掺杂锂、钠、钾等化合物，可以促进钨粉粗化。

现有的制备超粗钨粉的方法不足在于：还原时间较长，工艺控制难度大，能源消耗较高，成本也较高，制备超大粗钨粉还很困难。

发明内容

为解决上述现有技术的问题，本发明提供一种高效处理含钨废料生产粗颗粒钨粉的方法，解决含钨废料二次资源处理问题及粗颗粒钨粉的生产问题，本方法原料适应性强，工艺流程简短、低能耗、自净化高纯度、高效无污染，适用于工业化生产。

为了达到以上目的，本发明采取以下技术方案：一种高效处理含钨废料生产粗颗粒钨粉的方法，包括以下步骤：

(1)预除杂处理：将含钨废料加入浓度在5％-10％的弱酸性溶液中，液固比为:1:5—1:8，预处理温度在20—50℃，预处理15—30min，得除杂渣为碳化钨沉淀物；

(2)氧化焙烧：将步骤(1)所得除杂渣放入马弗炉进行400～600℃的低温氧化焙烧4～8h，得焙砂；

(3)压制成型和自蔓延反应：将步骤(2)所得焙砂与还原剂、活化剂混合均匀压制成型，在惰性气氛或真空中进行自蔓延高温反应，使焙砂熔化成金属溶液，呈熔融状态，钨较重下沉，金属氧化物较轻上浮，实现分层，冷却50℃以下，凝结成金属块后出炉；

(4)冷却、清渣和破碎：将步骤(3)所得的金属块冷却后，敲击进行清渣，得钨金属块，然后进行破碎离心分离获得纯度99.9％以上，粒度大于0.2mm的粗颗粒钨粉。

进一步说，步骤(1)中所述含钨废料为钨精矿中钨浸出渣、含钨合金废料、反应后的含钨废催化剂和钨合金磨削料中的一种或几种。

进一步说，步骤(1)中所述弱酸性溶液是盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、磷酸中的一种或几种。

进一步说，步骤(1)去除除杂渣后的除杂液能够提取与回收有价金属。

进一步说，步骤(3)所述的还原剂为镁粉、铝粉、铁粉中的一种或几种；用量为焙砂重量的10％～25％。