一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法；屬于資源綜合利用【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明以廢棄鐵基金剛石工具為陽(yáng)極、以惰性材料為陰極，以含二價(jià)鐵離子的溶液作為電解液；在pH值為3-6的條件下進(jìn)行回收電解；回收電解時(shí)，在陰極區(qū)得到含氫、含鐵的陰極沉積物、在陽(yáng)極區(qū)得到含金剛石的陽(yáng)極泥；所述電解液中二價(jià)鐵離子的濃度為20-50g/L；回收電解時(shí)，控制陰極電流密度200-500A/m2、控制槽電壓為2.0-4.5V、控制電流效率為80-95％；所述陰極沉積物經(jīng)干燥、破碎、還原后直接利用；所述陽(yáng)極泥經(jīng)干燥、分選后直接利用。本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單、易操作、環(huán)保、成本低、產(chǎn)出物價(jià)值高等優(yōu)勢(shì)，適合工作推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法；屬于資源綜合利用技術(shù)領(lǐng) 域。

【背景技術(shù)】
[0002] 金剛石是目前所發(fā)現(xiàn)的自然界中硬度最高的物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于地質(zhì)鉆探以及硬脆 物質(zhì)，如珠寶、石材、陶瓷、硬質(zhì)合金、半導(dǎo)體晶體、磁性材料等的切割、磨削及鉆孔等加工， 由于金剛石都是細(xì)小顆粒狀，需使用材料將其制成一定形狀且具有一定機(jī)械力學(xué)性能的工 具才能得以使用。金剛石工具是以金剛石為磨料，以金屬粉末為胎體通過壓制燒結(jié)等工藝 制成的各種型號(hào)、規(guī)格的工具，以切割、鉆削、銑磨等方式廣泛應(yīng)用于石材、建材、耐火材料、 陶瓷、半導(dǎo)體等硬脆材料的加工，我國(guó)目前已經(jīng)是世界上最大的金剛石及金剛石工具生產(chǎn) 國(guó)，并且規(guī)模及市場(chǎng)份額還在逐年提高。
[0003] 為降低金剛石工具的生產(chǎn)成本，目前金剛石鋸片刀頭主要成份為金剛石2wt%、鐵 粉65-70wt%、銅粉10-30wt%、鎳粉lwt%、鋅2-3wt%左右及微量的碳化鎢。
[0004] 金剛石工具在使用過程，尤其是大型的金剛石工具，在使用后期，約15-20%的刀 具（大部分為鐵基金剛石刀具）就必須卸下棄用。此外各大金剛石工具生產(chǎn)商在生產(chǎn)過程 金剛石工具的過程中都會(huì)生產(chǎn)出一定量的殘次品。我國(guó)目前已經(jīng)是世界上最大的金剛石及 金剛石工具生產(chǎn)國(guó)，并且規(guī)模及市場(chǎng)份額還在逐年提高。目前每年所報(bào)廢的鐵基金剛石工 具就高達(dá)數(shù)以千噸，而且這一數(shù)額還在不斷增加。
[0005] 目前對(duì)廢棄金剛石工具回收主要是以非法小作坊的形式存在，采用的回收工藝主 要是利用金剛石與碳化鎢不與酸反應(yīng)的特性，以濃硝酸、王水做為浸出劑對(duì)廢棄金剛石工 具進(jìn)行化學(xué)溶解，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)廢棄金剛石工具回收。較為環(huán)保的回收工藝是采用由鹽酸、氯化 鈉組成的浸出液對(duì)廢棄金剛石工具進(jìn)行酸浸回收，所產(chǎn)生的浸出液，通過調(diào)整其PH值，使 浸出液中的金屬離子以化合物的形式進(jìn)行沉淀回收，所得沉淀物通過還原工藝將其轉(zhuǎn)化為 對(duì)應(yīng)的金屬單質(zhì)粉末。
[0006] 采用酸浸工藝對(duì)廢棄金剛石工具進(jìn)行回收存在以下幾方面的缺陷：其一、酸浸過 程中會(huì)產(chǎn)生大量的一氧化氮、二氧化氮等有毒氣體，且及易形成酸霧；其二、由于是小作坊 形式進(jìn)行回收，無(wú)論是環(huán)保意識(shí)、技術(shù)水平都不能滿足我國(guó)目前的環(huán)保要求，其回收過程中 所產(chǎn)生的污染物絕大多數(shù)都是未經(jīng)任何環(huán)保處理進(jìn)行偷排，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題；其 三、采用酸浸工藝進(jìn)行回收所得回物質(zhì)的價(jià)值較低，其主是要對(duì)廢棄金剛石工具所含的金 剛石進(jìn)行回收，而廢棄金剛石工具所含的金屬元素經(jīng)酸浸后進(jìn)入浸出液外排，造成重金屬 離子污染的同時(shí)，其所蘊(yùn)含的資源價(jià)值也沒有得到有效的體現(xiàn)。
[0007] 隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)重視程度的不斷提高及對(duì)資源回收利用的關(guān)注，如何對(duì)廢棄 金剛石工具進(jìn)行環(huán)保、高效、全面的綜合回收已是目前亟待解決的問題。通過對(duì)廢棄金剛石 工具回收技術(shù)的創(chuàng)新，不但可以獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)徹底改變我國(guó)目前廢棄金剛石工 具回收現(xiàn)狀的窘境也具有良好的社會(huì)效益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有廢棄鐵基金剛石工具回收方法存在的不足，提供一種環(huán)保、高效、 經(jīng)濟(jì)的綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法。
[0009] 本發(fā)明一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，其實(shí)施方案為：
[0010] 以廢棄鐵基金剛石工具為陽(yáng)極、以惰性材料為陰極，以含二價(jià)鐵離子的溶液作為 電解液；在pH值為3-6的條件下進(jìn)行回收電解；回收電解時(shí)，在陰極區(qū)得到含氫、含鐵的 陰極沉積物、在陽(yáng)極區(qū)得到含金剛石的陽(yáng)極泥；所述電解液中二價(jià)鐵離子的濃度20-50g/ L ;回收電解時(shí)，控制陰極電流密度200-500A/m2、優(yōu)選為300-400A/m2、進(jìn)一步優(yōu)選為 360-380A/m 2,控制槽電壓為2. 0-4. 5V、優(yōu)選為2. 0-3. 5V，進(jìn)一步優(yōu)選為2. 0-3. 0V ;控制電 流效率為80-95%、優(yōu)選為80-90%、進(jìn)一步優(yōu)選為85-90% ;所述陰極沉積物經(jīng)干燥、破碎、 還原后直接利用；所述陽(yáng)極泥經(jīng)干燥、分選后得到金剛石。
[0011] 本發(fā)明一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，所述含二價(jià)鐵離子的溶液的溶 質(zhì)為銨鹽和可溶性二價(jià)鐵鹽，電解液中銨鹽的濃度為80-120g/L、優(yōu)選為100-120g/L。
[0012] 本發(fā)明一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，所述含二價(jià)鐵離子的溶液是通 過下述方案制備的：
[0013] 以廢棄鐵基金剛石工具為陽(yáng)極、以惰性材料為陰極，以銨鹽溶液作為電解液，在在 pH值彡1的條件下，進(jìn)行造液電解至電解液中二價(jià)鐵離子的濃度10-19g/L ;然后在pH值 大于1小于等于3的條件下進(jìn)行造液電解至電解液中二價(jià)鐵離子的濃度20-50g/L ;得到 含二價(jià)鐵離子的溶液。在實(shí)際操作過程中通過加入硫酸或鹽酸將銨鹽溶液的pH值控制在 < 1 ;當(dāng)造液電解至電解液中二價(jià)鐵離子的濃度l〇_19g/L后，減少硫酸或鹽酸的加入量， 將電解液的pH值控制在大于1小于等于3的范圍內(nèi)；造液電解制備含二價(jià)鐵離子的溶液 時(shí)，控制陰極電流密度500-800A/m 2、優(yōu)選為500-600A/m2 ;控制槽電壓為3. 5-6. 0V、優(yōu)選 為4. 5-5. 0V ;所述銨鹽溶液中銨鹽的濃度為80-120g/L、優(yōu)選為100-120g/L，進(jìn)一步優(yōu)選為 100-110g/L。
[0014] 本發(fā)明一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，所述銨鹽選自氯化銨、硫酸銨、 氯化鈣中的至少一種；所述可溶性二價(jià)鐵鹽選自氯化亞鐵、硫酸亞鐵中的一種。
[0015] 本發(fā)明一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，所述含二價(jià)鐵離子的溶液中的 二價(jià)鐵離子是由廢棄鐵基金剛石工具提供的，由于在回收電解pH值是同鹽酸或硫酸來(lái)調(diào) 控的，所以廢棄鐵基金剛石工具中的鐵在電解回收的條件下，一般會(huì)得到氯化亞鐵或硫酸 亞鐵，由于嚴(yán)格控制了回收電解時(shí)的陰極電流密度以及槽電壓，使得該過程中，二價(jià)鐵離子 的濃度一般會(huì)在20_50g/L。
[0016] 本發(fā)明一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，所述相鄰的陰陽(yáng)兩極之間的間 距為40-60mm，優(yōu)選為50mm。陰陽(yáng)兩極電解有效面積之比為1. 1-1. 3:1。
[0017] 本發(fā)明一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，將干凈的廢棄鐵基金剛石工具 裝入鈦陽(yáng)極藍(lán)或?qū)щ姷乃芰纤{(lán)內(nèi)，得到所述陽(yáng)極。
[0018] 本發(fā)明一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，所述惰性材料選自帶氧化膜的 不銹鋼板；優(yōu)選為帶氧化膜的316L不銹鋼。選用帶氧化膜的316L不銹鋼板作為陰極時(shí)，在 本發(fā)明所限定的參數(shù)范圍內(nèi)，電解時(shí)，陰極電流分布均勻，陰極沉積物易于磨碎，同時(shí)少量 附著在陰極板的沉積物也能順利剝離。
[0019] 本發(fā)明一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，在電解槽外還設(shè)有與電解槽相 連通的電解液循環(huán)槽；電解液液循環(huán)槽的進(jìn)料口與電解槽相聯(lián)通，電解液循環(huán)槽內(nèi)設(shè)有過 濾裝置，過濾后的電解液通過循環(huán)泵泵入電解槽的陰極進(jìn)行反應(yīng)；造液電解時(shí)，控制電解液 循環(huán)速度為80 - 100L/min ;回收電解時(shí)，控制電解液循環(huán)速度為30 - 50L/min。
[0020] 本發(fā)明一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，回收電解時(shí)，在循環(huán)槽內(nèi)需要 對(duì)電解液進(jìn)行過濾凈化。由于當(dāng)反應(yīng)體系的PH值為3. 0 - 6. 0時(shí)，二價(jià)鐵離子很容易氧化 成三價(jià)鐵離子并水解成氫氧化鐵膠體，當(dāng)有過濾裝置時(shí)，就可以將氫氧化鐵膠體和其他雜 質(zhì)去除，得到純凈的電解液，從而為得到高質(zhì)量的鐵粉提供了必要條件。
[0021] 本發(fā)明一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，回收電解時(shí)，控制電解液循環(huán) 速度為30 - 50L/min，控制電解液的循環(huán)速度作用主要有：一、給陰極電沉積提供鐵離子、 二、維持陰極液的PH值穩(wěn)定、三、節(jié)約動(dòng)力成本?？刂齐娊庖旱难h(huán)速度便于產(chǎn)出成份穩(wěn) 定、脆性好、硬度高的容易磨碎電解鐵片。
[0022] 本發(fā)明一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，、造液電解以及回收電解時(shí)，采 用直流電源。
[0023] 本發(fā)明一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，一般采用加入鹽酸或硫酸來(lái)控 制反應(yīng)體系的pH值。
[0024] 本發(fā)明一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，電解過程均在常溫下進(jìn)行。
[0025] 本發(fā)明一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，為了保證回收電解的順利進(jìn) 行，在實(shí)際工業(yè)化生產(chǎn)中需定期向陽(yáng)極鈦藍(lán)或?qū)щ姷乃芰纤{(lán)中補(bǔ)加廢棄金剛石工具，保證 陽(yáng)極鈦藍(lán)中有足夠的廢棄金剛石工具參與反應(yīng)。
[0026] 本發(fā)明一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，陰極沉積物出以鐵為主體、其 中還含有少量的鋅、鎳、銅及其合金，本發(fā)明陰極沉積物經(jīng)50-80°C干燥后，得到氫含量較高 的陰極產(chǎn)物。由于含有較高的氫，使得材料具有氫脆性；在后續(xù)破碎過程中極易得到微米級(jí) 甚至微納級(jí)的鐵粉；本發(fā)明陰極產(chǎn)物經(jīng)一次球磨破碎后-300目鐵粉產(chǎn)出率可達(dá)75%，經(jīng) 二次球磨后-300目鐵粉綜合產(chǎn)出率可達(dá)92%以上。
[0027] 本發(fā)明所用廢棄金剛石工具中，所含的金剛石、碳化鎢及95%以上銅進(jìn)入到陽(yáng)極 泥中，通過對(duì)陰極沉積物進(jìn)行清洗、烘干、破碎、分篩、還原后即可出售；陽(yáng)極泥主要成份是 金剛石、銅粉、碳化鎢，經(jīng)物理篩選的方法可將上述物質(zhì)進(jìn)行徹底分離，金剛石、碳化鎢可做 為金剛石工具生產(chǎn)原料進(jìn)行銷售，所得銅粉純度可達(dá)95%以上，可做為精煉銅原材料高價(jià) 銷售。
[0028] 本發(fā)明一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，在大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用時(shí)，控制 回收電解的周期為18-24小時(shí)；每完成一個(gè)周期的電解后，需對(duì)陰極板進(jìn)行清洗，以除去附 著在其表面少量的鐵粉。
[0029] 本發(fā)明一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，回收電解技術(shù)可以用于制備超 細(xì)鐵粉。原理和優(yōu)勢(shì)
[0030] 與現(xiàn)有回收金剛石的工藝相比較，本發(fā)明電解過程無(wú)有毒有害氣體產(chǎn)生，整個(gè)工 藝處于內(nèi)循環(huán)狀態(tài)，只需一次造液電解就能源源不斷的進(jìn)行后續(xù)的回收電解，這大大縮短 了整個(gè)工藝所需時(shí)間，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，其效率大大的提高了；由于處于內(nèi)內(nèi)循環(huán)狀態(tài)， 幾乎不存在廢液的排除，這有利于環(huán)境的保護(hù)。
[0031] 本發(fā)明回收電解過程中，嚴(yán)格控制反應(yīng)體系的PH值為3.0 - 6.0、控制陰極 電流密度為200-500A/m2、優(yōu)選為300-400A/m2、進(jìn)一步優(yōu)選為360-380A/m 2,控制槽電壓 為2.0-4. 5V、優(yōu)選為2.0-3. 5V，進(jìn)一步優(yōu)選為2.0-3. 0V，控制電解液中二價(jià)鐵的濃度為 20-50g/L，控制銨鹽溶液中銨鹽的濃度為80-120g/L、優(yōu)選為100-120g/L，進(jìn)一步優(yōu)選為 100-110g/L，控制電解液循環(huán)速度為30-50L/min，在這些參數(shù)的協(xié)同作用下，使得該過程的 電流效率為80-95%、優(yōu)選為80-90%、進(jìn)一步優(yōu)選為85-90% ;在上述參數(shù)的協(xié)同作用下， 達(dá)到了控制陰極沉積物的吸氫量、硬度、脆性的目的。
[0032] 本發(fā)明所得陽(yáng)極泥經(jīng)物理分離后，得到的金剛石、碳化鎢可直接用于制造金剛石 工具，由于廢棄金剛石工具所含的銅比其它金屬的電位差正得多，整個(gè)電解過程廢棄金剛 石工具中的銅基本不會(huì)參與電化學(xué)溶解反應(yīng)，電解后銅是以單質(zhì)銅粉的形勢(shì)存在于陽(yáng)極泥 中，不但純度高（大于等于98%)且易于回收。
[0033] 本發(fā)明所得陰極沉積物經(jīng)50-80°C干燥后，陰極產(chǎn)物中含氫量明顯高于現(xiàn)有電解 鐵片中的含氫量，由于含有較高的氫，使得材料具有氫脆性（氫脆性是現(xiàn)有電解技術(shù)和金 屬材料制備過程中常常要回避的）；在后續(xù)的破碎工藝中極易破碎至微米級(jí)甚至微鈉級(jí)； 破碎后所得粉末，經(jīng)還原后，可直接用于制備金剛石工具，粒度特別細(xì)的粉末可作為高價(jià)值 產(chǎn)品進(jìn)行出售。同時(shí)本發(fā)明所得陰極產(chǎn)物中金屬物質(zhì)含量可達(dá)99%以上，且容易破碎得到 微米級(jí)甚至微鈉級(jí)的顆粒，這種金屬粉末是很容易通過氫氣進(jìn)行徹底還原的，這就進(jìn)一步 的保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0034] 與現(xiàn)有制備電解鐵粉/片的工藝相比較
[0035] 眾所周知，現(xiàn)有電解鐵粉/片制備時(shí)，受陰極剝板困難、陰極電流分布不均勻、陰 極鐵氫脆性較差等技術(shù)水平限制，所以現(xiàn)有技術(shù)制備的電解鐵粉一般延展性較好，很難通 過機(jī)械球磨就能達(dá)到微米級(jí)甚至微納級(jí)，當(dāng)所制備的電解鐵粉粒度較大時(shí)，通過機(jī)械球磨 很難將鐵粉的粒度磨至-300目?，F(xiàn)有制備微納級(jí)電解鐵粉時(shí)，一般要嚴(yán)格控制制備條件， 而且這些技術(shù)還停留在實(shí)驗(yàn)室階段，并未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。而本發(fā)明通過犧牲部分電流效 率，保證陰極電流分布均勻及陰極鐵良好的剝板性能，在其他條件參數(shù)的協(xié)同作用下，使得 所制備的陰極沉積物具有優(yōu)異的破碎性質(zhì)。本發(fā)明所制備的電解鐵片，通過二次球磨，其 96%的鐵粉的粒度可達(dá)-300目。除此之外，本發(fā)明本發(fā)明所制備的電解鐵粉，經(jīng)破碎后， 所得鐵粉顆粒粒徑分布較窄。
[0036] 總之，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)對(duì)廢棄金剛石工具的環(huán)保、高效、全面的回收；具有工藝簡(jiǎn)單、易 操作、環(huán)保、成本低、產(chǎn)出物價(jià)值高等優(yōu)勢(shì)，適合工作推廣應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037] 附圖1為本發(fā)明采用的技術(shù)路線圖

【具體實(shí)施方式】
[0038] 本發(fā)明將通過以下實(shí)例做進(jìn)一步說明。
[0039] 實(shí)施例1
[0040] 將廢棄鐵基金剛石工具洗凈后裝入尺寸為550mmX450*80的網(wǎng)狀鈦藍(lán)中做陽(yáng)極， 尺寸為600*500*2規(guī)格的316L不銹鋼板做陰極（陰極電解有效面積0. 5平方米/塊），采 用同名極距為100mm將陰陽(yáng)極裝入電解槽內(nèi)。所述廢棄鐵基金剛石工具中金剛石2wt%、鐵 粉65-70wt%、銅粉10-30wt%、鎳粉lwt%、鋅2-3wt%左右及微量的碳化鎢。
[0041] 本實(shí)施例采用尺寸為800mmX800mmX700mm的PVC槽做為電解槽、 lOOOmmX lOOOmmX 600mm的PVC槽做電解液循環(huán)槽，電解液液循環(huán)槽的進(jìn)料口與電解槽相 聯(lián)通，電解液循環(huán)槽內(nèi)設(shè)有過濾裝置，過濾后的電解液通過循環(huán)泵泵入電解槽中，鐵在陽(yáng)極 溶解，在陰極沉積得到電解鐵片；
[0042] 按電解液循環(huán)體積0. 8立方米，加入工業(yè)級(jí)氯化銨80公斤，用鹽酸將電解液的PH 值控制在1以下，將廢棄金剛石刀具清凈后裝入網(wǎng)狀鈦陽(yáng)極藍(lán)中，每個(gè)鈦陽(yáng)極藍(lán)裝料量45 公斤左右。電解槽內(nèi)共放有陽(yáng)極五個(gè)、陰極四塊，采用的高頻開關(guān)電源型號(hào)為1200A5V。造 液過程通入的直流電流強(qiáng)度為1000A(槽電壓為4. 0V)，由于電解液的PH值在1以下，所以 造液時(shí)陰極主要進(jìn)行的是析氫反應(yīng)，陰極的電流密度為500A/m2,陰極表面沒有金屬沉積物 析出。陽(yáng)極則在直流電的作用下，廢棄金剛石工具所含金屬除銅外進(jìn)行電化學(xué)溶解，生成的 金屬離子進(jìn)入電解液中。約經(jīng)過18小時(shí)造液后，電解液中的二價(jià)鐵離子上升至18g/L，此 時(shí)，減少鹽酸的加入量，電解液的PH值緩慢上升至pH值大于1小于等于3,繼續(xù)進(jìn)行造液電 解至電解液中二價(jià)鐵離子的濃度20g/L后，控制反應(yīng)體系的PH值為3. 0 - 6. 0后，將電解 電液強(qiáng)度下調(diào)至760A (此時(shí)陰極的電流密度為380A/m2,槽電壓為3. 0V)，電解液的循環(huán)速 度控制在30L/min，進(jìn)行廢棄金剛石工具的電解回收。由于電解液的PH值在3. 0 - 6. 0左 右時(shí)，二價(jià)鐵離子很容易氧化成三價(jià)鐵離子并水解成氫氧化鐵膠體，故進(jìn)入到陰極室的電 解液必須經(jīng)過過濾后再由循環(huán)泵入至電解槽內(nèi)，以減少氫氧化鐵膠體通過機(jī)械夾雜的方式 進(jìn)入陰極沉積物中，影響其品質(zhì)。電解回收過程以24小時(shí)為一個(gè)周期，每個(gè)周期對(duì)陰極板 進(jìn)行一次剝板操作，一個(gè)電解周期得到陰極沉積物重量17公斤，本實(shí)例共產(chǎn)出陰極沉積物 100公斤，陰極平均電流效率為90%。所得陰極沉積物經(jīng)清洗、干燥、破碎至-300目后取樣 分析，其成分為含鐵94. 30%、鋅4. 12%、鎳0. 36%、銅0. 23%。破碎所的鐵基合金粉末經(jīng) 氫還原后，氧含量小于0. 5 %。陽(yáng)極泥經(jīng)物理分離后，通過計(jì)算金剛石、炭化鎢的回收率大 于98%，廢棄金剛石工具所含金屬銅以單質(zhì)銅粉的形式回收率可達(dá)95%以上，銅粉純度可 達(dá)98%以上。
[0043] 對(duì)比例1
[0044] 實(shí)施例1干燥后的陰極沉積物（顆粒直徑為100-200目）以及采用現(xiàn)有技術(shù)制備 的電解鐵粉（顆粒直徑為100-200目）進(jìn)行球磨破碎實(shí)驗(yàn)；
[0045] 實(shí)施例1干燥后的陰極沉積物，經(jīng)第一次球磨后（球磨機(jī)轉(zhuǎn)速33. 4轉(zhuǎn)/分鐘、球 磨時(shí)間1小時(shí)），75%的陰極沉積物的顆粒直徑為-300目；
[0046] 現(xiàn)有技術(shù)制備的電解鐵粉，經(jīng)第一次球磨后（球磨機(jī)轉(zhuǎn)速33. 4轉(zhuǎn)/分鐘、球磨時(shí) 間1小時(shí)），只有約65%的電解鐵粉的顆粒直徑為-300目；
[0047] 在相同的球磨轉(zhuǎn)速下，延長(zhǎng)球磨時(shí)間，進(jìn)行第二次球磨
[0048] 實(shí)施例1干燥后的陰極沉積物，經(jīng)第二次球磨后（球磨機(jī)轉(zhuǎn)速33. 4轉(zhuǎn)/分鐘、球 磨時(shí)間2小時(shí)），95%的陰極沉積物的顆粒直徑為-300目；
[0049] 現(xiàn)有技術(shù)制備的電解鐵粉，經(jīng)第二次球磨后（球磨機(jī)轉(zhuǎn)速33. 4轉(zhuǎn)/分鐘、球磨時(shí) 間1小時(shí)），只有約78%的電解鐵粉的顆粒直徑為-300目。
[0050] 實(shí)施例2
[0051] 改變以下條件，其他條件均勻?qū)嵤├?相同；
[0052] 造液電解至電解液中二價(jià)鐵離子的濃度50g/L后，控制反應(yīng)體系的PH值為3. 0 - 3. 5后，將電解電液強(qiáng)度下調(diào)至800A(此時(shí)陰極的電流密度為400A/m2,槽電壓為3. 2V)，電 解液的循環(huán)速度控制在40L/min，進(jìn)行廢棄金剛石工具的電解回收。電解回收過程以20小 時(shí)為一個(gè)周期，一個(gè)電解周期得到陰極沉積物重量為15. 67公斤；回收過程中，控制陰極平 均電流效率為94% ;所得陰極沉積物經(jīng)清洗、干燥、破碎還原后包裝出售。
[0053] 對(duì)比例2
[0054] 實(shí)施例2干燥后的陰極沉積物（顆粒直徑為100-200目）以及采用現(xiàn)有技術(shù)制備 的電解鐵粉（顆粒直徑為100-200目）進(jìn)行球磨破碎實(shí)驗(yàn)；
[0055] 實(shí)施例2干燥后的陰極沉積物，經(jīng)第一次球磨后（球磨機(jī)轉(zhuǎn)速33. 4轉(zhuǎn)/分鐘、球 磨時(shí)間1小時(shí)），75%的陰極沉積物的顆粒直徑為-300目；
[0056] 現(xiàn)有技術(shù)制備的電解鐵粉，經(jīng)第一次球磨后（球磨機(jī)轉(zhuǎn)速33. 4轉(zhuǎn)/分鐘、球磨時(shí) 間1小時(shí)），只有約65%的電解鐵粉的顆粒直徑為-300目；
[0057] 在相同的球磨轉(zhuǎn)速下，延長(zhǎng)球磨時(shí)間，進(jìn)行第二次球磨
[0058] 實(shí)施例2干燥后的陰極沉積物，經(jīng)第二次球磨后（球磨機(jī)轉(zhuǎn)速33. 4轉(zhuǎn)/分鐘、球 磨時(shí)間2小時(shí)），92%的陰極沉積物的顆粒直徑為-300目；
[0059] 現(xiàn)有技術(shù)制備的電解鐵粉，經(jīng)第二次球磨后（球磨機(jī)轉(zhuǎn)速33. 4轉(zhuǎn)/分鐘、球磨時(shí) 間2小時(shí)），只有約78%的電解鐵粉的顆粒直徑為-300目。
[0060] 通過對(duì)比例進(jìn)一步說明了本發(fā)明所得陰極產(chǎn)物具有良好的破碎性能。
[0061] 實(shí)施例3
[0062] 實(shí)施例1完成后，往鈦陽(yáng)極藍(lán)中補(bǔ)入廢棄鐵基金剛石工具繼續(xù)進(jìn)行回收電解；回 收電解時(shí)控制陰極的電流密度為350A/m 2,槽電壓為2. 8V，電解液的循環(huán)速度控制在50L/ min，進(jìn)行廢棄金剛石工具的電解回收。電解回收過程以24小時(shí)為一個(gè)周期，一個(gè)電解周期 得到陰極沉積物重量為15. 40公斤；回收過程中，控制陰極平均電流效率為88%;所得陰極 沉積物經(jīng)清洗、干燥、破碎還原后包裝出售。
[0063] 對(duì)比例3
[0064] 實(shí)施例3干燥后的陰極沉積物（顆粒直徑為100-200目）以及采用現(xiàn)有技術(shù)制備 的電解鐵粉（顆粒直徑為100-200目）進(jìn)行球磨破碎實(shí)驗(yàn)；
[0065] 實(shí)施例3干燥后的陰極沉積物，經(jīng)第一次球磨后（球磨機(jī)轉(zhuǎn)速33. 4轉(zhuǎn)/分鐘、球 磨時(shí)間1小時(shí)），80%的陰極沉積物的顆粒直徑為-300目；
[0066] 現(xiàn)有技術(shù)制備的電解鐵粉，經(jīng)第一次球磨后（球磨機(jī)轉(zhuǎn)速33. 4轉(zhuǎn)/分鐘、球磨時(shí) 間1小時(shí)），只有約65%的電解鐵粉的顆粒直徑為-300目；
[0067] 在相同的球磨轉(zhuǎn)速下，延長(zhǎng)球磨時(shí)間，進(jìn)行第二次球磨
[0068] 實(shí)施例3干燥后的陰極沉積物，經(jīng)第二次球磨后（球磨機(jī)轉(zhuǎn)速33. 4轉(zhuǎn)/分鐘、球 磨時(shí)間2小時(shí)），96%的陰極沉積物的顆粒直徑為-300目；
[0069] 現(xiàn)有技術(shù)制備的電解鐵粉，經(jīng)第二次球磨后（球磨機(jī)轉(zhuǎn)速33. 4轉(zhuǎn)/分鐘、球磨時(shí) 間2小時(shí)），只有約78%的電解鐵粉的顆粒直徑為-300目。
[0070] 通過對(duì)比例進(jìn)一步說明了本發(fā)明所得陰極產(chǎn)物具有良好的破碎性能。
【權(quán)利要求】
1. 一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，其特征在于：以廢棄鐵基金剛石工具 為陽(yáng)極、以惰性材料為陰極，以含二價(jià)鐵離子的溶液作為電解液；在pH值為3-6的條件下 進(jìn)行回收電解，得到陰極沉積物和陽(yáng)極泥；所述電解液中二價(jià)鐵離子的濃度為20-50g/L ; 回收電解時(shí)，控制陰極電流密度200-500A/m2、控制槽電壓為2. 0-4. 5V、控制電流效率為 80-95% ;所述陰極沉積物經(jīng)干燥、破碎、還原后直接利用；所述陽(yáng)極泥經(jīng)干燥、分選后得到 金剛石。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，其特征在于：所 述含二價(jià)鐵離子的溶液的溶質(zhì)為銨鹽和可溶性二價(jià)鐵鹽，電解液中銨鹽的濃度為80-120g/ L〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，其特征在于：所 述可溶性二價(jià)鐵鹽選自氯化亞鐵、硫酸亞鐵中的一種或兩種混合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，其特 征在于： 以廢棄鐵基金剛石工具為陽(yáng)極、以惰性材料為陰極，以銨鹽溶液作為電解液，在反應(yīng)體 系的pH值彡1的條件下，進(jìn)行造液電解至電解液中二價(jià)鐵離子的濃度10_19g/L ;然后將反 應(yīng)體系的pH值控制在大于1小于等于3的范圍內(nèi)，進(jìn)行造液電解至電解液中二價(jià)鐵離子的 濃度20-50g/L后，將反應(yīng)體系的pH值控制在3-6的條件下進(jìn)行回收電解；造液電解時(shí)，控 制陰極電流密度500-800A/m 2、槽電壓為3. 5-6. 0V。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，其特征在于：所 述銨鹽選自氯化銨、硫酸銨、氯化鈣中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種綜合回收廢棄鐵基金剛石工具的方法，所述惰性材料選 自帶氧化膜的不銹鋼。
【文檔編號(hào)】C25C1/06GK104195591SQ201410476056
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】陳忠 申請(qǐng)人:陳忠