一种废金刚石刀具中铜的电解回收方法
【专利摘要】一种废金刚石刀具中铜的电解回收方法，其特征是将废金刚石刀具置于硫酸∶硫脲混合液中，除油除锈，取出废金刚石刀具后，用蒸馏水洗涤；将除油除锈后的废金刚石刀具装入网状钛导电框中作为阳极，以钛板为阴极；含量为0.50~5.00mol/L的硫酸溶液或铜含量为0.05~0.40mol/L的硫酸铜和硫酸含量为0.50~5.00mol/L的混合溶液作为电解液，或在所述电解液中加入0.10~0.40mol/L的氯化钠溶液；电流密度为300~600A/m2，槽电压为1.0~2.0V，电解24h后，刮取铜粉，用苯骈三氮唑乙醇溶液处理后，真空干燥。本发明的方法实现了废金刚石刀具的高效溶解、绿色分离铜、并为银的富集回收提供条件。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种铜的回收方法，具体涉及一种从废金刚石刀具中铜的电解回收方 法。 -种废金刚石刀具中铜的电解回收方法
【背景技术】
[0002] 金刚石刀具具有极高的硬度、耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、以及高热导低热 膨胀系数、与非铁金属亲和力小等特点，是一种优越的切割工具，广泛应用于岩石切割、石 油钻探及精密机械加工等行业。金刚石刀具通常以人造金刚石为切割材料，碳化钨为工具 的胎体材料，以金属铜粉、钴粉和镍粉等为粘结剂，经热压成型工艺加工而成，通常由1%~2% 的人造金刚石、4%?7%碳化钨、30%?50%铁、20%?30%铜、5%?10%镍、5%?10%锡、0· 2%?1· 0%银 组成。109Γ15%的金刚石刀具在使用后期被遗弃，造成资源的浪费。
[0003] 汪礼敏等（（废旧金刚石工具酸分解回收有价金属的理论及实验研究)，《稀有金 属》，Vol.34, Νο.6, Ρ919-923,2010)和（（废弃金属基金刚石制品再生利用生产超细预合 金粉的沉淀工艺研究)，《粉末冶金工业》，Vol.21，Νο.4, Ρ919-923,2011)提出以盐酸：硝酸 =3 : 2构成的混酸为浸出介质，在96°C恒温水浴中浸出80分钟，铜、镍、铁、钴、锡等有价金 属浸出率达99%左右。该酸解工艺有价金属浸出率较高，但硝酸的使用为后续分离回收有 价金属带来一定影响，含硝酸根的废水及可能产生一氧化氮、二氧化氮等气体的二次污染， 同时硝酸价格高，使得回收成本增加。
[0004] 郑小清等（（废刀具中金刚石等有价物质的综合回收)，《江西化工》，No. 4, 2008， P197-199)提出以氯酸钾-盐酸为溶剂，氧化溶出100h，废旧刀具溶解率达99%以上。溶出 后加入助浮剂0R，加热或鼓空气分离金刚石和碳化钨，以海绵铜、硫酸铁或硫酸铁、硫酸铜 形式回收铜、铁。该工艺避免了硝酸的使用，不产生有毒气体。但该工艺反应时间长、反应 效率偏低，难以实现工业应用。
[0005] CN201210137164. X公开了一种在密封条件下采用氯酸钠和盐酸溶解废旧金刚石 工具的方法。金刚石、碳化钨的综合回收率大于99%，其他有价物质的综合回收率大于 98%。该方法虽然有价组分回收率高，但氯酸钠的使用可能产生二氧化氯等有害气体，对人 体有害。
【发明内容】
[0006] 为了克服现有技术的缺点，实现高效、绿色分离废旧金刚石刀具中铜、金刚石、碳 化钨等有价组分，本发明提供一种工艺流程短，经济实用，操作环境友好，铜、金刚石、碳化 钨等回收率高的方法。
[0007] 本发明的废金刚石刀具直接电解回收铜等有价组分的方法步骤如下： 将废金刚石刀具置于按质量比为95 : 2飞的59Γ10%硫酸：硫脲混合液中，搅拌ΚΓ20 分钟除油除锈，取出废金刚石刀具后，用蒸馏水洗涤数次；将除油除锈后的废金刚石刀具 装入网状钛导电框中作为阳极，以钛板为阴极；含量为0. 5(T5. 00m〇l/L的硫酸溶液或铜含 量为0. 05~0. 40mol/L的硫酸铜和硫酸含量为0. 5(T5. OOmol/L的混合溶液作为电解液，或 在所述电解液中加入〇. l(T〇. 40mol/L的氯化钠溶液；电流密度为30(T600A/m2,槽电压为 1. (Γ2. 0V，电解24h后，刮取铜粉，用苯骈三氮唑乙醇溶液处理后，真空干燥。
[0008] 电解过程中铜、镍、铁、锡等进入电解液，金刚石、碳化钨和银以不溶物形式进入阳 极泥。
[0009] 本发明采用电解氧化还原回收废金刚石刀具中的铜的方法，以中低酸度的硫酸、 低浓度铜为电解液，无需添加硝酸、王水、过氧化氢、次氯酸钠、氯酸钠等氧化剂。本发明的 方法实现了废金刚石刀具的高效溶解、绿色分离铜、并为银的富集回收提供条件。
【具体实施方式】
[0010] 实施例1 称取废金刚石刀具600g，置于由5%硫酸和硫脲按质量比为95 : 2的混合溶液中，搅拌 20分钟除油除锈，取出废金刚石刀具后，用蒸馏水洗涤数次； 长方形电解槽，一块钛框阳极，一块金属钛板阴极，阴极用滤袋包裹，电解液为含 0. 90mol/L硫酸溶液，电流密度为400A/m2,电解24h，刮取铜粉，用苯骈三氮唑乙醇溶液作为 防氧化剂处理后真空干燥，得纯度为80. 2%铜粉116. 4g，铜回收率为79. 43%。电解液中铜、 镍、铁、锡含量分别为0. 88、0. 97、18. 45、0. 73g/L ;阳极泥中银含量为1. 69%，富集比为2. 5。
[0011] 实施例2 称取废金刚石刀具600g，置于由5%硫酸和硫脲按质量比为95 : 2的混合溶液中，搅拌 20分钟除油除锈，取出废金刚石刀具后，用蒸馏水洗涤数次； 长方形电解槽，一块钛框阳极，一块金属钛板阴极，阴极用滤袋包裹，电解液为含 1. 84mol/L硫酸和0. 18mol/L氯化钠溶液，电流密度为400A/m2,电解24h，刮取铜粉，用苯骈 三氮唑乙醇溶液作为防氧化剂处理后真空干燥，得纯度为89. 5%铜粉156. 9g，铜回收率为 83. 57%。电解液中铜、镍、铁、锡含量分别为0. 96、1. 01、20. 38、0. 65g/L ;阳极泥中银含量为 2. 35%，富集比为3. 5。
[0012] 实施例3 称取废金刚石刀具600g，置于由5%硫酸和硫脲按质量比为95 : 5的混合溶液中，搅拌 15分钟除油除锈，取出废金刚石刀具后，用蒸馏水洗涤数次； 长方形电解槽，一块钛框作阳极，两块金属钛板作阴极，分别置于阳极两侧，阴极用滤 袋包裹，电解液为含1. 84mol/L硫酸、0. 15 mol/L硫酸铜和0. 18 mol/L氯化钠溶液，电流 密度为400A/m2,电解为24h，刮取铜粉，用苯骈三氮唑乙醇溶液处理后真空干燥，得纯度为 90. 7%铜粉164. lg，铜回收率为88. 76%。电解液中铜、镍、铁、锡含量分别为0. 55、1. 01、 20. 38、0. 65g/L ;阳极泥中银含量为2. 76%，富集比为4. 0。
[0013] 实施例4 称取废金刚石刀具600g，置于由8%硫酸和硫脲按质量比为95 : 2的混合溶液中，搅拌 15分钟除油除锈，取出废金刚石刀具后，用蒸馏水洗涤数次； 长方形电解槽，一块钛框为阳极，两块金属钛板为阴极，分别置于阳极两侧，阴极用滤 袋包裹，电解液为含2. 85 mol/L硫酸、0. 23 mol/L硫酸铜和0. 26 mol/L氯化钠溶液，电流密 度为450A/m2,电解24h，刮取铜粉，用苯骈三氮唑乙醇溶液处理后真空干燥，得纯度为93. 4%
【权利要求】
1. 一种废金刚石刀具中铜的电解回收方法，其特征是将废金刚石刀具置于按质量比为 95 : 2飞的59Γ10%硫酸：硫脲混合液中，搅拌ΚΓ20分钟除油除锈，取出废金刚石刀具后， 用蒸馏水洗涤数次；将除油除锈后的废金刚石刀具装入网状钛导电框中作为阳极，以钛板 为阴极；含量为〇. 5(T5. OOmol/L的硫酸溶液或铜含量为0. 05~0. 40mol/L的硫酸铜和硫酸 含量为0. 5(T5. 00m〇l/L的混合溶液作为电解液，或在所述电解液中加入0. l(T〇. 40mol/L 的氯化钠溶液；电流密度为30(T600A/m2,槽电压为1. (Γ2. 0V，电解24h后，刮取铜粉，用苯 骈三氮唑乙醇溶液处理后，真空干燥。
【文档编号】C25C1/12GK104047022SQ201410249879
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】曹洪杨, 顾珩 申请人:广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院)