[发明专利]一种利用废旧硬质合金制备WC-Co复合粉末的方法

说明书

本发明提供一种利用废旧硬质合金制备WC‑Co复合粉末的方法，所述方法包括：在惰性气体保护下，以包含碳酸盐的碱金属氯化物熔盐体系为电解质，废旧硬质合金为工作电极，导电镀件为辅助电极，采用熔盐电解法进行制备。本发明通过向碱金属氯化物体系中添加碳酸盐，使反应速度加快，提高阳极废旧硬质合金的溶解速率，从而无需经过后续的加工处理，便可得到较为纯净的WC‑Co复合粉末，与现有的双阴极法或者两步电解法等熔盐电解技术从废旧硬质合金中提取金属钨和金属钴相比，本发明可以一步电解制得WC‑Co复合粉末，操作简单，减少了资源浪费，实现了对废旧硬质合金的高效循环再生。

技术领域

本发明涉及钨资源利用技术领域，尤其涉及一种利用废旧硬质合金制备WC-Co复合粉末的方法。

背景技术

钨是一种高熔点、高比重、高硬度的稀有金属，其碳化物和粘结金属经粉末冶金方法可以制成高复合材料硬质合金，具有高硬度、高耐磨性、化学稳定性好(耐酸、碱、高温氧化)等特点，在很多领域都得到了广泛的应用。

工业上最常见的硬质合金是由碳化钨硬质相和钴粘结相通过粉末冶金技术制备的。随着经济的迅速发展，各个生产领域的硬质合金报废量不断增加，不仅污染环境，也造成钨、钴等金属资源的浪费。硬质合金废料中的钨含量可高达74-91wt％，优于钨矿(7-60wt％)。因此，废旧硬质合金的高效回收具有重要意义。

目前，国内外普遍采用的废旧硬质合金回收方法包括机械破碎法、锌熔法、熔盐电解法等。同其他硬质合金回收方法相比，熔盐电解法回收再利用硬质合金废料高效、环保的优势显得极为突出，具有可直接获得再生钴、钨金属粉末的优势。但是，现有技术报道的利用熔盐电解法选择性回收金属钨和钴主要为双电极法和分步电解法。与普通的电解相比，双电极电解采用了两根阴极，但在电解时，熔盐中要保证只有一根阴极。在插入1号阴极以后，通过控制电解电压、电解时间，在1号阴极上回收钴金属。在废硬质合金表面的钴金属全部回收以后，拔出1号阴极，插入2号阴极，通过控制电解电压大WC的溶解电压，达到在2号阴极上沉积钨的目的。与双阴极法相比，分步电解法是分成了两步，在第一步电解时，电解过程和普通的电解相同，控制电解参数，选择性沉积钴金属，在进行第二步时，所用的阳极是第一步电解后去除表面杂质的废硬质合金，并将熔盐更换成未电解过的新熔盐，控制电解参数，在阴极上沉积钨金属。这些方法操作较为复杂，步骤繁琐，不能直接得到想要的目标产物，容易造成资源的浪费，且产物中容易产生Co-W-C相杂质，仅通过调控电解参数，无法完全除尽杂质。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种利用废旧硬质合金制备WC-Co复合粉末的方法，实现一步制得WC-Co复合粉末，对废旧硬质合金进行高效循环利用，节约钨资源的同时解决废旧硬质合金污染环境的问题。

本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种利用废旧硬质合金制备WC-Co复合粉末的方法，包括：在惰性气体保护下，以包含碳酸盐的碱金属氯化物熔盐体系为电解质，废旧硬质合金为工作电极，导电镀件为辅助电极，采用熔盐电解法进行制备。

上述技术方案中，熔盐体系中碱金属氯化物主要起溶剂作用，在其中加入碳酸盐作为活性物质之后，促进了阳极废旧硬质合金的溶解，提高熔盐介质中的钨离子浓度；同时，由于碳酸根的引入，为熔盐体系提供了足够的碳源，不同摩尔比的碳酸盐为溶质被加入到熔盐体系中，使反应更容易发生，充足的碳源与钨源结合生成WC，另外阳极溶解下来的钴离子也在产物中沉积，最后生成了WC-Co复合粉末在反应容器底部沉积。本发明简单、绿色地一步制得WC-Co复合粉末，实现了对废旧硬质合金的高效循环再生。

进一步地，所述碳酸盐为Na₂CO₃、K₂CO₃和Li₂CO₃中的一种或多种，所述碳酸盐占所述碱金属氯化物的质量分数为0.67～3％。

进一步地，所述碱金属氯化物为LiCl、NaCl和KCl中的一种或多种。