RU2479652C1 - Способ электрохимической переработки металлических отходов сплавов вольфрам-медь - Google Patents
Способ электрохимической переработки металлических отходов сплавов вольфрам-медь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2479652C1 RU2479652C1 RU2011152222/02A RU2011152222A RU2479652C1 RU 2479652 C1 RU2479652 C1 RU 2479652C1 RU 2011152222/02 A RU2011152222/02 A RU 2011152222/02A RU 2011152222 A RU2011152222 A RU 2011152222A RU 2479652 C1 RU2479652 C1 RU 2479652C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tungsten
- wastes
- metal
- electrochemical processing
- copper
- Prior art date
Links
- 239000010814 metallic waste Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 9
- SBYXRAKIOMOBFF-UHFFFAOYSA-N copper tungsten Chemical compound [Cu].[W] SBYXRAKIOMOBFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 7
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title 1
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract description 19
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 abstract description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- XAYGUHUYDMLJJV-UHFFFAOYSA-Z decaazanium;dioxido(dioxo)tungsten;hydron;trioxotungsten Chemical group [H+].[H+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O XAYGUHUYDMLJJV-UHFFFAOYSA-Z 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N tungstate Chemical compound [O-][W]([O-])(=O)=O PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к регенерации вторичного металлсодержащего сырья, в том числе к электрохимической переработке металлических отходов сплавов вольфрам-медь, содержащих 7-50% Cu. Способ включает анодное окисление отходов в 10-15%-ном растворе аммиака под действием постоянного электрического тока. При этом процесс окисления проводят с добавкой в раствор 0,1-0,5 М NaOH или 0,1-0,5 М KOH при плотности тока 1000-3000 А/м2. Техническим результатом изобретения является повышение извлечения металлов более 98% при минимальном расходе электроэнергии и эффективное разделение вольфрама и меди. 2 ил., 1 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к регенерации вторичного металлсодержащего сырья, в частности к переработке металлических отходов сплавов W-Cu.
Вовлечение в заводскую практику регенерации различных видов отходов цветных и редких тугоплавких металлов является важной научно-технической задачей. Это связано с ограниченной сырьевой базой редких металлов и возможностью достижения достаточно высоких показателей при переработке вторичного сырья (извлечение ценных компонентов, минимизация капитальных затрат и т.п.)
В общем случае, технология переработки вольфрамсодержащих металлических отходов (в том числе и карбидных) основана на комбинированных пиро- и гидрометаллургических процессах, таких как: обжиг, выщелачивание, жидкостная экстракция и т.п. [А.Н.Зеликман. Металлургия тугоплавких металлов. М.: Металлургия, 1986. 440 с.].
Применительно к утилизации металлических отходов вольфрама особенно перспективно использование электрохимических методов, основанных на анодном окислении (растворении) отходов под действием различных форм электрического тока. Данные методы обеспечивают высокое извлечение ценных компонентов и качество получаемой продукции. Так, в Патенте РФ №2340707 «Способ электрохимической переработки металлических отходов вольфрама или рения» описана технология данных видов металлических отходов в аммиачных электролитах под действием симметричного переменного тока промышленной частоты (аналог). Для обеспечения необходимой электропроводности системы аммиачный электролит предварительно выдерживают в магнитном поле, напряженностью >600 Э в течение 24-48 часов.
В данных условиях достигается повышение электропроводности аммиачного раствора более чем на 50%. Это позволяет сократить продолжительность первоначального этапа электрохимического накопительного передела с 24 до 10-12 часов. Ограничительные моменты описанного процесса следующие: это и относительно невысокая степень повышения электропроводности (~50%), и достаточно высокая продолжительность такой предварительной обработки.
Наиболее близким техническим решением является «Способ переработки отходов металлического вольфрама» (Патент РФ №1794108, БИ №5 от 07.02.1993). Согласно этому методу переработку металлических отходов вольфрама осуществляют в аммиачном электролите под действием постоянного электрического тока силой до 1 мА и выше. Для обеспечения необходимой электропроводности системы в электролит вводят специальные добавки, например, триэтаноламин. Ограничительные стороны данного метода заключаются в использовании органических добавок триэтаноламина, не характерных для гидрометаллургических процессов переработки редких металлов. Кроме того, данные добавки могут отрицательно повлиять на процесс осаждения паравольфрамата аммония при упарке аммиачных растворов.
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании способа электрохимической переработки металлических отходов сплава вольфрам-медь в аммиачных растворах, обеспечивающих необходимую электропроводность системы и разделение извлекаемых металлов.
Техническим результатом изобретения является повышение извлечения вольфрама и меди в товарную продукцию до 98-99%.
Технический результат достигается тем, что в способе электрохимической переработки металлических отходов сплавов вольфрам-медь, включающем анодное окисление в 10-15% аммиаке под действием постоянного электрического тока, согласно изобретению, процесс проводят с добавками 0,1-0,5 М NaOH или KOH при плотности тока 1000-3000 А/м2.
На рис.1 представлена зависимость выхода по току от плотности тока, из чего видно, что оптимальный режим лежит в интервале плотности тока до ~300 мА/см2.
Сущность изобретения заключается в том, что для обеспечения необходимой электропроводности системы анодного окисления (растворения) металлических отходов сплава вольфрам-медь в исходный аммиачный раствор вводят добавки NaOH или KOH.
Рекомендуемый режим электрохимического передела: раствор NH4OH 10-15% + 0,1-0,5 М NaOH или KOH, постоянный электрический ток, температура 20-30°C, продолжительность 2 часа, плотность тока 1000-3000 А/м2 (рис.1).
Как видно из табл.1, в данных условиях выход по току приближается к 100%. При этом вольфрам переходит в щелочной раствор, а медь на 50% в осадок в виде Cu0 за счет процесса катодного восстановления меди. Важно, что при кипячении полученного вольфраматного раствора та часть меди, что перешла в раствор, также восстанавливается и выпадает в осадок в виде Cu0.
| Таблица 1 | ||||
| Плотность тока, мА/см2 | Сила тока, мА | Растворилось сплава, Δ М, г | Теоретическое Δ М, г | Выход по току, % |
| 100 | 128 | 0,31 | 0,29 | ~100 |
| 200 | 280 | 0,66 | 0,65 | ~100 |
| 300 | 294 | 0,66 | 0,67 | 99,9 |
| 400 | 368 | 0,80 | 0,86 | 93,0 |
| 500 | 420 | 0,87 | 0,98 | 89,0 |
Получаемые растворы W(VI) могут быть направлены без какой-либо предварительной обработки на осаждение вольфрамовой кислоты по известной реакции:
[Na(K)2WO4]+2HCl(HNO3)=H2WO4+2NaCl (NaNO3)
Таким образом, патентуется процесс анодного окисления (растворения) металлических сплавов вольфрам-медь в растворах NH4OH+Na(K)OH под действием постоянного электрического тока плотностью до 3000 А/м2 с разделением вольфрама и меди, которая переходит в осадок в виде Cu0.
Пример 1
На электрохимическую переработку поступает отход сплава W-Cu, содержащий 10% Cu. Режим анодного окисления (растворения) сплава: раствор 10% NH4OH+0,5 М NaOH, температура 20°C, продолжительность 2 часа, плотность постоянного электрического тока 200 мА/см2, сила тока 280 мА, площадь растворяемого образца 1,40 см2, объем полученного раствора выщелачивания 150 мл.
В данных условиях растворилось 0,66 г исходного сплава. При этом до 50% Cu, содержавшейся в сплаве, перешло в раствор, в котором растворилось 3,96 г/л W. Данный продукт кипятили до 60 мин для полного удаления меди в виде Cu0 и повышения концентрации вольфрама в растворе до ~10 г/л. Из этого раствора осаждали H2WO4 по обычной методике нейтрализацией минеральной кислотой (например, H2SO4).
Извлечение W и Си в товарную продукцию составило 99,5%.
Пример 2
На электрохимическую переработку поступает отход сплава W-Cu, содержащий 10% Cu. Режим анодного окисления сплава: 10% NH4OH+0,5 М KOH, температура 20°C, продолжительность 2 часа, плотность постоянного тока 300 мА/см2, сила тока 295 мА, площадь растворяемого образца 1,5 см2. Всего при этом было растворено 0,66 г сплава и получено 120 мл раствора, содержащего 4,95 г/л W.
После кипячения этого раствора и полного удаления меди в виде Cu0 из очищенного раствора осаждали H2WO4 по вышеописанной методике.
Извлечение W и Cu в товарную продукцию составило 98,9%.
Приведенные примеры подтверждают достижение положительного эффекта при использовании предлагаемого технического решения с минимизацией энергозатрат. На рис.2 приводится принципиальная технологическая схема переработки данных отходов по описанному способу.
Claims (1)
- Способ электрохимической переработки металлических отходов сплавов вольфрам-медь, включающий анодное окисление отходов в 10-15%-ном растворе аммиака под действием постоянного электрического тока, отличающийся тем, что процесс окисления проводят с добавкой в раствор 0,1-0,5 М NaOH или 0,1-0,5 М KOH при плотности тока 1000-3000 А/м2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011152222/02A RU2479652C1 (ru) | 2011-12-21 | 2011-12-21 | Способ электрохимической переработки металлических отходов сплавов вольфрам-медь |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011152222/02A RU2479652C1 (ru) | 2011-12-21 | 2011-12-21 | Способ электрохимической переработки металлических отходов сплавов вольфрам-медь |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2479652C1 true RU2479652C1 (ru) | 2013-04-20 |
Family
ID=49152723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011152222/02A RU2479652C1 (ru) | 2011-12-21 | 2011-12-21 | Способ электрохимической переработки металлических отходов сплавов вольфрам-медь |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2479652C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0095358A1 (en) * | 1982-05-21 | 1983-11-30 | University Patents, Inc. | Method of recovering metal values from superalloy scrap |
| RU2048561C1 (ru) * | 1992-04-14 | 1995-11-20 | Санкт-Петербургский государственный университет | Способ переработки лома вольфрамсодержащих металлокерамических композиций |
| RU2110590C1 (ru) * | 1996-07-11 | 1998-05-10 | Институт металлургии им.А.А.Байкова РАН | Способ переработки карбидных отходов твердых сплавов |
| JP3056476B1 (ja) * | 1999-01-14 | 2000-06-26 | 株式会社東富士製作所 | 超硬合金スクラップからの再生Ｗ―Ｃｏ原料粉末の製造方法およびこれを用いたタングステン基焼結重合金の製造方法 |
| RU2189402C1 (ru) * | 2001-02-21 | 2002-09-20 | Северо-Кавказский государственный технологический университет | Способ переработки отходов твердых сплавов |
| WO2011083376A1 (en) * | 2010-01-08 | 2011-07-14 | Jayakannan Arumugavelu | A process for recycling of tungsten carbide alloy |
-
2011
- 2011-12-21 RU RU2011152222/02A patent/RU2479652C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0095358A1 (en) * | 1982-05-21 | 1983-11-30 | University Patents, Inc. | Method of recovering metal values from superalloy scrap |
| RU2048561C1 (ru) * | 1992-04-14 | 1995-11-20 | Санкт-Петербургский государственный университет | Способ переработки лома вольфрамсодержащих металлокерамических композиций |
| RU2110590C1 (ru) * | 1996-07-11 | 1998-05-10 | Институт металлургии им.А.А.Байкова РАН | Способ переработки карбидных отходов твердых сплавов |
| JP3056476B1 (ja) * | 1999-01-14 | 2000-06-26 | 株式会社東富士製作所 | 超硬合金スクラップからの再生Ｗ―Ｃｏ原料粉末の製造方法およびこれを用いたタングステン基焼結重合金の製造方法 |
| RU2189402C1 (ru) * | 2001-02-21 | 2002-09-20 | Северо-Кавказский государственный технологический университет | Способ переработки отходов твердых сплавов |
| WO2011083376A1 (en) * | 2010-01-08 | 2011-07-14 | Jayakannan Arumugavelu | A process for recycling of tungsten carbide alloy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5469157B2 (ja) | 鉄リッチ硫酸塩廃棄物、採鉱残留物、および酸洗い液から金属鉄および硫酸の有価分を回収するための電気化学プロセス | |
| CN101383440B (zh) | 一种从镍氢电池正极废料中回收、制备超细金属镍粉的方法 | |
| CA2860614C (en) | Recovering lead from a mixed oxidized material | |
| CN103849775B (zh) | 一种从高温合金废料中回收镍和钴的方法 | |
| KR20230044244A (ko) | 금속 함유 잔류물로부터 코발트 이온, 니켈 이온 및 망간 이온을 회수하기 위한 방법 | |
| KR20170131625A (ko) | 리튬 이온 전지 스크랩으로부터의 구리의 제거 방법 및 금속의 회수 방법 | |
| CN105087935A (zh) | 一种从铜铟镓废靶材中分别回收铜、铟和镓的方法 | |
| CN105887118B (zh) | 一种从含碲物料中选择性分离回收碲的方法 | |
| CN114941076A (zh) | 水溶液中金提取与回收方法 | |
| CN104531991B (zh) | 一种低品位铜矿生物浸出液处理方法 | |
| US9656873B2 (en) | Purification of tungsten carbide compositions | |
| JP6314730B2 (ja) | 廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法 | |
| CN103628088B (zh) | 从含钴合金分离钴的方法及硫酸钴产品 | |
| JP6201905B2 (ja) | 廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法 | |
| RU2479652C1 (ru) | Способ электрохимической переработки металлических отходов сплавов вольфрам-медь | |
| JP6373772B2 (ja) | インジウム及びガリウムの回収方法 | |
| CN103993330A (zh) | 锌氨络合物水溶液电解锌技术 | |
| RU2680552C1 (ru) | Способ получения серебра и металлов платиновой группы | |
| CN104263941B (zh) | 一种从电镀污泥中综合回收有价金属的工艺 | |
| CN113667840A (zh) | 一种湿法处理氮化镓废料提取金属镓的方法 | |
| CN204434301U (zh) | 冶金行业烧结机头电除尘灰提取钾盐的设备 | |
| US20230124749A1 (en) | Ammonium complex system-based method for separating and purifying lead, zinc, cadmium, and copper | |
| CN105567981A (zh) | 一种从废旧镍氢电池中提取镍制备电解镍的方法 | |
| CN111099652A (zh) | 一种银电解废液中银铜分离的方法 | |
| CN110616442A (zh) | 一种氨法电解回收锌 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191222 |