Способ извлечения вольфрама из пылевидных отходов от заточки твердосплавного инструмента

 

Использование: касается переработки вольфрамсодержащих пылевидных отходов выщелачиванием. Сущность: пылевидные отходы подвергают электрохимической переработке при 90 - 100^oС путем смешивания отходов с 5 - 10%-ным раствором едкого натра при соотношении Т : Ж = 1 : (1 - 1,5). Ведут обработку при вращении суспензии в цилиндрическом сосуде из электропроводящего материала, стенки которого анодно поляризованы. Центробежное ускорение на стенках сосуда составляет 100 - 500 q, плотность тока на аноде 3 - 6 А/дм² и процесса выщелачивания 70 - 120 мин. 2 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к вторичной переработке цветных металлов, и может быть использовано для извлечения вольфрама из пылевидных отходов от заточки твердосплавного инструмента. Целью изобретения является упрощение процесса при сохранении степени извлечения вольфрама в раствор. Поставленная цель достигается тем, что обработке раствором едкого натра подвергают исходный материал и ведут ее путем смешивания исходного материала в 5-10% -ным раствором едкого натра при температуре 90-100^оС с последующим перемешиванием полученной суспензии путем вращения при центробежном ускорении на стенках сосуда 100-150g с выполнением сосуда из электропроводящего материала при анодной поляризации стенок сосуда и анодной плотности тока 3-6 А/дм² в течение 70-120 мин. На фиг. 1 представлен реактор для реализации способа; на фиг. 2 зависимость степени извлечения вольфрама ( γ ) от температуры (D), времени процесса ( τ ), центробежного ускорения на стенках сосуда (Ф), соотношения жидкой и твердой фаз (Ж:Т), концентрация щелочи (С) и плотности тока на аноде (l_s). Реактор состоит из токопроводящего корпуса 1, герметично закрытого крышкой 2, токопроводящей мешалки 3, имеющей две лопасти 4, суспензии вольфрамсодержащих пылевидных отходов в электролите 5, источника постоянного тока 6, токосъемных графитовых щеток 7. Реактор работает следующим образом. В корпус 1 загружается исходный материал 5, смешиваемый с 5-10% раствором едкого натра, при соотношении Т:Ж 1:(1-1,5). Перемешивание осуществляется мешалкой 3 с лопастями 4. В результате вращения мешалки 3 под действием центробежных сил смесь 5 распределяется по вертикальным стенкам корпуса 1. На анод (корпус 1) и катод (мешалка 3) от источника постоянного тока 6 через графитовые щетки 7 подается напряжение. Нагревание суспензии из исходного материала и раствора едкого натра осуществляется паром или с помощью каких-либо нагревателей (на фиг. не показано). В результате протекающей электрохимической реакции происходит выщелачивание вольфрама. Суть способа извлечения вольфрама из пылевидных отходов от заточки твердосплавного инструмента заключается в том, что в результате перемешивания при температуре 90-100^оС исходного материала с 5-10%-ным раствором едкого натра при соотношении Т:Ж 1:(1-1,5) частицы карбида вольфрама соприкасаются со стенками сосуда, образующийся под действием центробежной силы (100-150g) осадок уплотняется на вертикальных стенках, частицы осадка анодного поляризуются, при этом происходит растворение карбида вольфрама по уравнению WC + 4NaOH + 3H₂O Na₂WO₄ + Na₂CO₃ + 5H₂ Депассивация поверхности частиц карбид вольфрама происходит вследствие интенсивного перемешивания суспензии, вследствие взаимного соударения частиц между собой, а также о стенки сосуда. При этом происходит абразивное разрушение продуктов реакции на поверхности частиц, тем самым очищается поверхность от продуктов реакции и реакция не прекращается по мере накопления продукта реакции, а идет с постоянной интенсивностью. При этом отпадает необходимость использования минеральных кислот для депассивации и воды для промывки смеси. Предлагаемый способ отличается тем, что обработке раствором едкого натра подвергают исходный материал и ведут ее путем смешивания исходного материала с 5-10% -ным раствором едкого натра, при температуре 90-100^оС с последующим перемешиванием полученной суспензии путем вращения при центробежном ускорении относительно стенок сосуда 100-150g с выполнением сосуда из электропроводящего материала, при анодной поляризации стенок сосуда и анодной плотности тока 3-6 А/дм² в течение 70-120 мин. Способ реализации в реакторе с диаметром цилиндрического сосуда 400 мм, диаметром мешалки 360 мм. Вращение мешалки задали двигателем постоянного тока с регулируемым диапазоном вращения 860 об/мин (150g). В качестве исходного материала использовали пылевидные вольфрамсодержащие отходы с участка заточки твердосплавного инструмента, где пылеулавливание осуществляется в циклонах. Компонентный состав исходной пыли: вольфрам 3,1% железо 45,3% абразив 51% Приготовили 10% -ный раствор едкого натра. Из 10%-ного раствора едкого натра и исходной пыли приготовили суспензию с соотношением Т:Ж 1:1. Нагрели суспензию до 100^оС, с последующим перемешиванием ее мешалкой с частотой вращения n 860 об/мин, что позволило достичь центробежного ускорения 150g. При этом стенки цилиндрического сосуда pеактора анодно поляризовали (плотность тока на аноде 6 А/дм²). Время нахождения суспензии в реакторе при температуре 100^оС под действием центробежного ускорения 150g и под действием тока с плотностью 6 А/дм² в течение 120 мин, при этом достигнута степень извлечения вольфрама в раствор из исходного материала 82% Центробежное ускорение относительно стенок сосуда задается следующими параметрами: a_ц= где а_ц центробежное ускорение; ω²- угловая скорость вращения; D диаметр мешалки. ω 2 π ˙ n где n число оборотов мешалки в единицу времени, таким образом a_ц= 2π·n²· Центробежное ускорение задается и поддерживается диаметром мешалки 4 и числом оборотов мешалки 4. При интенсивном перемешивании суспензии вследствие взаимного соударения частиц между собой, а также о стенки сосуда, происходит абразивное разрушение продуктов реакции на поверхности частиц тем самым очищается поверхность от продуктов реакции и реакция не прекращается по мере накопления продукта реакции, а идет с постоянной интенсивностью.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВОЛЬФРАМА ИЗ ПЫЛЕВИДНЫХ ОТХОДОВ ОТ ЗАТОЧКИ ТВЕРДОСПЛАВНОГО ИНСТРУМЕНТА, включающий обработку раствором едкого натра в цилиндрическом сосуде при расположении электрического тока, при соотношении Т : Ж равным 1 : (1 - 1,5) и нагревании с получением раствора вольфрама натрия, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса при сохранении степени извлечения вольфрама в раствор, обработке раствором едкого натра подвергают исходный материал и ведут ее путем смешивания исходного материала с 5 - 10%-ным раствором едкого натра при температуре 90 - 100^oС с последующим перемешиванием полученной суспензии путем вращения при центробежном ускорении на стенках сосуда 100 - 150 g с выполнением сосуда из электропроводящего материала при анодной поляризации стенок сосуда и анодной плотности тока 3 - 6 А/дм² в течение 70 - 120 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000        

---