钨二次资源高效利用：废旧钨合金磨削料的资源化利用方法研究

钨二次资源高效利用：废旧钨合金磨削料的资源化利用方法研究

本发明涉及钨二次资源高效利用领域，涉及一种废旧钨合金磨料高效利用的方法。

背景技术：

1、废旧钨合金磨料通常含WO370%-90%、CO2%-10%、Ni2%-10%，是十分重要的钨、钴、镍二次资源。目前，国内外对废旧钨合金磨料的二次资源利用主要有三种方法。方法一采用焙烧-氢浸-酸浸-萃取分离提取工艺，其中氢浸主要将钨以钨酸钠形式溶解，然后进入离子交换工序进行利用，此工艺存在钨利用流程长，浸出率低的问题；方法二：采用焙烧-硫酸浸出-氢氧化钠浸出-萃取分离提取工艺，先用酸浸出废旧钨合金磨料中的钴和镍，再用氢氧化钠溶解钨。 此工艺在钴、镍优先溶解的同时，钨也同时部分溶解，影响钨收率；方法三：采用氢氧化钠/碳酸钠/硝酸钠/氯化钠焙烧-水溶解/氢氧化钠浸出-碱萃取/离子交换吸附-除杂-蒸发结晶工艺，此工艺存在反复焙烧、能耗高、辅助材料消耗大、使用流程长的问题。

2、针对现有钨合金废磨料高效利用工艺的不足，本发明研发了一种钨合金废磨料高效利用方法，通过锅炉余热富风一次焙烧-一次破碎-锅炉余热富风二次焙烧-二次破碎-水洗-氨浸-除杂-蒸发结晶等步骤将钨合金废磨料制备成仲钨酸铵（简称仲钨酸铵），实现钨合金废磨料的高效利用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高效利用废旧钨合金磨料的方法，本发明所述方法可高效处理废旧钨合金磨料，利用锅炉余热进行焙烧，大幅降低能耗，利用回收冷凝氨水进行浸出、蒸汽冷凝水进行洗涤，大大减少辅料液氨的消耗，提高水的利用率，具有明显的绿色碳减排效益。

2、本发明的一种高效利用废旧钨合金磨料的方法，包括以下步骤：

3、步骤1：锅炉余热、富风一次性焙烧：将废旧钨合金磨料铺在铁盘上，铁盘底部流过锅炉高温尾气，利用锅炉高温尾气余热在富风条件下对盘内磨料进行焙烧，磨料厚度为3-8cm，焙烧时间控制为24h，焙烧完成后得到一次性焙烧料，进入下一个加工环节；

4、步骤2、初步破碎：将步骤1中初步焙烧后得到的废旧钨合金磨料通过球磨机进行球磨，初步破碎后的焙烧料进入下一个加工环节；

5、步骤3、利用锅炉余热、富风进行二次焙烧：将步骤2中一次破碎后得到的焙烧料摊放在铁盘上，铁盘底部流通锅炉高温尾气，利用锅炉高温尾气的余热，在富风条件下对磨矿料进行焙烧，磨矿料厚度为3-8cm，控制焙烧时间为24h，焙烧完成后得到的二次焙烧料进入下一个加工环节，在此过程中利用锅炉余热、富风进行两次焙烧工作，实现了能量的重复利用，达到了节能的效果；

6、步骤4、二次破碎：将步骤3二次焙烧后得到的废旧钨合金磨料通过球磨机进行球磨，控制球磨后物料粒度为325目、占比≥95%。二次破碎后的焙烧料进入下一加工环节；

7、步骤5：水洗：将步骤4得到的二次破碎后的焙烧料用结晶冷凝热水洗涤两次，每次洗涤2小时，洗涤液固比为8/1-10/1。洗涤后，过滤得到的焙烧料进入下一个加工环节；

8、步骤6：氨水浸出：将步骤5得到的水洗焙烧料通过蒸发结晶回收氨水进行浸出处理，液固比为3/1～4/1，浸出压力≤0.4MPa，浸出时间2～3h。浸出处理完成后，浸出釜内温度降温至30～40℃后出料过滤，滤液进入下一处理环节，滤渣收集处理；若滤渣中WO3≤1.5%，直接收集作为钴提取原料；若滤渣中WO3>1.50%，返回步骤3，在富空气条件下利用锅炉高温尾气余热进行二次焙烧工艺。 该工艺直接用氨水浸出焙烧料，处理步骤简单，缩短了工艺流程，无需经过传统工艺中的氢氧化钠浸出-离子交换的工艺步骤，同时也达到了钨的高浸出率和钴的高回收率；

9、步骤7：除杂：步骤6得到的洗涤焙烧料氨浸液后，加入硫化铵、硫酸铜除杂，反应时间为3-4小时，反应完成后过滤，再用201×1阴树脂对滤液进行吸附，吸附后的处理液进入下一处理环节；

10、步骤8：蒸发结晶：将步骤7得到的吸附后处理液通过蒸发结晶制备APT，蒸发温度为100-110℃。结晶完成后依次经过出料-过滤-热蒸汽冷凝水洗涤处理，得到O级APT；结晶过程中收集蒸汽冷凝水用于洗涤结晶的APT和焙烧废磨料，收集结晶冷凝氨水用于浸出焙烧废磨料，实现资源化利用，节约氨水。

11、优选的，步骤1中锅炉余热富空气的一次焙烧处理中，铁盘底部流动的锅炉高温尾气温度为300℃；每4小时翻炉一次，焙烧完成后，得到一次焙烧料，进入下一个加工环节。

12、优选的，步骤2所述的初次破碎过程中，球磨机的粒度控制为325目，占比≥95％。

13、优选的，步骤三中锅炉余热富空气二次焙烧处理中，铁盘底部流动的锅炉高温尾气温度为300℃；每4小时翻炉一次，焙烧完成后，得到二次焙烧物料，进入下一个加工环节。

14、优选的，步骤4所述的二次破碎过程中，球磨机的粒度控制为325目，占比≥95％。

15、优选的，在步骤5中的水洗过程中，洗涤热水的温度为80-90℃。

16、优选的，步骤6中氨水浸出处理中：氨水中游离氨的浓度控制在40-60g/l。

17、优选的，步骤七的除杂处理中：硫化铵的加入量为除杂后溶液中的游离S2-1g/l-1.5g/l，硫酸铜的加入量为加入硫化铵质量的1/4。

18、优选地，结晶终点时母液中WO3控制在1g/l-3g/l。

19.有益效果：本发明公开了一种高效利用废旧钨合金磨料的方法，该方法通过锅炉余热富风一次焙烧-一次破碎-锅炉余热富风二次焙烧-二次破碎-水洗-氨浸-除杂-蒸发结晶的步骤处理废旧钨合金磨料。通过锅炉余热富风焙烧-破碎-锅炉余热富风焙烧-破碎，使钨合金磨料中的金属充分氧化，解决了磨料焙烧氧化不充分，影响后续提取的缺陷。通过水洗步骤去除焙烧后的磨料中的水溶性元素，通过氨浸将氧化后的钨转化为钨酸铵，通过除杂步骤深度去除杂质金属元素，最后蒸发结晶得到仲钨酸铵，并回收其他有价金属。 本发明实现了钨二次资源的高效利用，提高了钨的回收率，降低了焙烧能耗，提高了氨和水的循环利用效率，缩短了废旧钨合金磨料制备成APT的流程，具有显著的经济效益和环境效益，是一种高效处理废旧钨合金磨料的方法。

技术特点：

1.一种钨合金废磨料高效利用方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、锅炉余热富风初级焙烧：将钨合金废磨料平铺于铁盘上，铁盘底部通入锅炉高温尾气，利用锅炉高温尾气余热在富风条件下对盘内磨料进行焙烧，铺平的磨料厚度为3-8cm，焙烧时间控制为24h，焙烧完成后得到初级焙烧料，进入下一加工环节；

2.根据权利要求1所述的一种高效利用废旧钨合金磨料的方法，其特征在于，步骤1中锅炉余热富空气一次焙烧处理中，铁盘底部流动的锅炉高温尾气温度为300℃；每4小时翻炉一次，焙烧完成后，得到焙烧料进入下一个处理环节。

3.根据权利要求1所述的高效利用废旧钨合金磨料的方法，其特征在于：在步骤2所述的初次破碎过程中，控制球磨料的粒度为325目，占比≥95％。

4.根据权利要求1所述的一种高效利用废旧钨合金磨料的方法，其特征在于，步骤三中的锅炉余热富空气二次焙烧处理中，铁盘底部流动的锅炉高温尾气温度为300℃；每4小时翻料一次，焙烧完成后得到的二次焙烧料进入下一处理环节。

5.根据权利要求1所述的高效利用废旧钨合金磨料的方法，其特征在于：步骤4所述的二次破碎过程中，控制球磨料的粒度为325目，占比≥95％。

6.根据权利要求1所述的高效利用废旧钨合金磨料的方法，其特征在于，步骤5中的水洗过程中：洗涤热水的温度为80-90℃。

7.根据权利要求 1所述的一种高效利用废旧钨合金磨料的方法，其特征在于，步骤 6 中的氨浸处理中：氨水中游离氨的浓度控制在 40-60g/l。

8.根据权利要求1所述的一种高效利用废旧钨合金磨料的方法，其特征在于，步骤七中的除杂处理中：硫化铵的加入量以除杂后溶液中游离S2-含量为1g/l～1.5g/l为宜，硫酸铜的加入量为加入硫化铵质量的1/4。

9.根据权利要求1所述的高效利用废旧钨合金磨料的方法，其特征在于：步骤八的蒸发结晶处理中：结晶终点时，母液中WO3控制在1g/l-3g/l。

技术摘要

本发明涉及钨二次资源高效利用领域，具体涉及一种废旧钨合金磨料高效利用方法。该方法主要包括：锅炉余热富风一次焙烧-一次破碎-锅炉余热富风二次焙烧-二次破碎-水洗-氨浸出-除杂-蒸发结晶处理步骤，经过锅炉余热富风焙烧-破碎-锅炉余热富风焙烧-破碎，使钨合金磨料中的金属充分氧化，克服了磨料焙烧氧化不充分，影响后续提取的缺陷，利用水洗环节去除焙烧后的磨料中的水溶性元素，依靠氨浸出，将氧化后的钨转化为钨酸铵，经过除杂工艺深度去除杂质金属元素，最后蒸发结晶得到仲钨酸铵，并回收其他有价金属。 实现了钨合金磨料的高效利用，为钨的二次资源回收提供了思路。

技术研发人员：曾斌、曾祥荣、黄万福、黄立金红、舒荣华、刘东辉、刘辉、涂涛、刘淑珍、胡晓芬、刘新哲、刘国良、黄宇翔

受保护技术用户：赣南理工学院

技术开发日：

技术发布日期：2024/4/22