一種銅鎳基合金廢料回收銅、鎳的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種銅鎳基合金廢料回收銅、鎳的方法，屬于資源綜合利用【技術(shù)領(lǐng)域】。首先將銅鎳基合金廢料升溫至熔融態(tài)澆鑄成可溶性陽極板，然后以可溶性陽極板為陽極，不銹鋼板為陰極，硫酸銅為電解液進(jìn)行電解，當(dāng)電解液中銅離子濃度降低至5~30g/L，即在陰極上制備得到銅；將上述步驟得到的電解液循環(huán)進(jìn)入到旋流電積中，以不溶性銥?zāi)殛枠O，環(huán)形鈦板為陰極，電積至電解液中銅離子濃度為1~5g/L，即能在陰極上制備得到銅；將上述步驟得到的電解液除銅后作為電積鎳的電解液，以鉛陽極復(fù)合板為陽極，不銹鋼板為陰極，電積陰極周期結(jié)束后即可在陰極上制備得到鎳。本發(fā)明有效的將陽極板澆鑄和合金結(jié)構(gòu)破壞兩工藝耦合為一體，工藝節(jié)能效果顯著。
【專利說明】一種銅鎳基合金廢料回收銅、鎳的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及一種銅鎳基合金廢料回收銅、鎳的方法，屬于資源綜合利用【技術(shù)領(lǐng)域】?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]中國鎳供給有兩個(gè)部分組成，一部分是新產(chǎn)鎳精礦供應(yīng)，這部分占鎳總供給量的72.9%，另一部分來自再生鎳占27.1%，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，鎳的需求量不斷增加。2010年預(yù)計(jì)中國鎳消費(fèi)量達(dá)到40萬噸/年以后，中國成為世界最大的鎳消費(fèi)國。2010年中國鎳金屬基礎(chǔ)儲(chǔ)量只有230萬噸左右，2010-2013年來中國鎳礦勘探?jīng)]有重大進(jìn)展，如果就按照這樣消費(fèi)下去的話，10年后中國的鎳礦資源將逐漸消耗殆盡，銅資源狀況與之類似。緩解我國銅、鎳資源的資源壓力，需加大對(duì)二次資源的利用效率。
[0003]同時(shí)鎳銅合金廢料料在逐年增加，主要包括機(jī)械加工時(shí)產(chǎn)生的廢料、冶煉過程中產(chǎn)生的廢料、工業(yè)部門中損壞的合金構(gòu)件和零件等。另外，目前國內(nèi)市場(chǎng)上流通的鎳-銅合金廢料大部分從日本、韓國和中國的臺(tái)灣等地購入，是電子元件廠產(chǎn)出的廢料，其化學(xué)成分以鎳、銅為主，加強(qiáng)對(duì)此的資源化利用無疑對(duì)緩解我國鎳、銅資源壓力有較為積極的作用。但目前關(guān)于此合金廢料的利用方式為分類后合金制作工藝中作為合金元素添加劑加入，利用率偏低且經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)差。
[0004]專利申請(qǐng)?zhí)枮?01310455464.7提供“一種從鎳鐵銅合金廢料中回收銅、鎳的方法”，該方法首先將鎳鐵銅合金廢料升溫得到熔融態(tài)鎳鐵銅合金廢料，然后加入造渣劑并噴入氧化氣體，得到金屬液和渣；然后將金屬液澆鑄成可溶性陽極，最后一段電解精煉回收銅，將已回收銅的電解液除銅后電沉積鎳。該方法中一段電解精煉銅的過程中為防止鎳電解出來，需間歇性補(bǔ)充Cu2+，使電解液Cu2+離子濃度維持在20~80g/L，且在電沉積鎳之前必須將電解液中的Cu2+除去，因此工藝較復(fù)雜和繁瑣，且最終獲得的銅、鎳產(chǎn)品純度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種銅鎳基合金廢料回收銅、鎳的方法。該方法借鑒復(fù)雜銅原料電解精煉的思想，提出鎳銅基合金廢料重熔破壞合金結(jié)構(gòu)三段電解精煉回收其中鎳、銅的新思路。本發(fā)明有效的將陽極板澆鑄和合金結(jié)構(gòu)破壞兩工藝耦合為一體，工藝節(jié)能效果顯著，且通過三段濕法精煉的方式回收其中銅、鎳，并制備高純鎳、銅，廢棄資源綜合利用度高，工業(yè)推廣應(yīng)用前景良好，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0006]一種銅鎳基合金廢料回收銅、鎳的方法，其具體步驟如下:
(1)首先將銅鎳基合金廢料升溫至熔融態(tài)保溫0.5^2.5h后，將銅鎳金屬液澆鑄成可溶性陽極板，然后以可溶性陽極板為陽極，不銹鋼板為陰極，硫酸銅為電解液，在控制槽電壓為1.r3.0V且同時(shí)電流密度為16(T320A/m2條件下電解至電解液中銅離子濃度為5~30g/L，即能在陰極上制備得到銅；
(2)將步驟(1)得到的銅離子濃度為5~30g/L的電解液循環(huán)進(jìn)入到旋流電積中，以不溶性銥?zāi)殛枠O，環(huán)形鈦板為陰極，在控制槽電壓為2.(T3.0V且同時(shí)電流密度為30(T700A/m2、電解液流速為0.r2L/min條件下電積至電解液中銅離子濃度為f 5g/L，即能在陰極上制備得到銅；
(3)將步驟(2)得到的銅離子濃度為f 5g/L的電解液除銅后作為電積鎳的電解液，以鉛陽極復(fù)合板為陽極，不銹鋼板為陰極，電積陰極周期結(jié)束后即可在陰極上制備得到鎳。
[0007]所述銅鎳基合金廢料包括以下質(zhì)量百分比的組分:Cu3(T98%，Ni2~70%。
[0008]上述步驟(1)、(2)、(3)中控制電解液的溫度為45飛5°C。
[0009]上述步驟(1)中銅鎳基合金廢料保溫溫度為150(Tl650°C。
[0010]上述步驟(3)中電積鎳過程中控制槽電壓為2.2~2.6V。
[0011]上述步驟(3)中電積鎳陰極周期為7~10天。
[0012]上述步驟(3)中除銅過程為:鎳黑法或硫化沉淀法。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:(I)本方法有效的將陽極板澆鑄和合金結(jié)構(gòu)破壞兩工藝耦合為一體，工藝節(jié)能效果顯著，且通過三段濕法精煉的方式回收其中銅、鎳并制備高純鎳、銅，廢棄資源綜合利用度高，工業(yè)推廣應(yīng)用前景良好；(2)本方法工藝簡(jiǎn)單，試劑少，成本較低；(3)通過電解和旋流電積獲得的銅產(chǎn)品純度都高于99.9%，電積鎳獲得的最終鎳產(chǎn)品純度也高于99.9%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0016]實(shí)施例1
如圖1所示，該銅鎳基合金廢料回收銅、鎳的方法，其具體步驟如下:
(1)首先將銅鎳基合金廢料升溫至熔融態(tài)保溫0.5h后，將銅鎳金屬液澆鑄成可溶性陽極板，然后以可溶性陽極板為陽極，不銹鋼板為陰極，硫酸銅為電解液，在控制槽電壓為
1.4V且同時(shí)電流密度為160A/m2條件下電解至電解液中銅離子濃度為5g/L，即能在陰極上制備得到銅，其中銅鎳基合金廢料中銅、鎳質(zhì)量百分比分別為98%和2%，銅鎳基合金廢料升溫溫度為1500°C，可溶性陽極板尺寸為670X870X10mm，電解槽尺寸為871 X 1131mm，同極極板間距為80mm ；
(2)將步驟(1)得到的銅離子濃度為5g/L的電解液循環(huán)進(jìn)入到旋流電積中，以不溶性銥?zāi)殛枠O，環(huán)形鈦板為陰極，在控制槽電壓為2.0V且同時(shí)電流密度為300A/m2、電解液流速為0.lL/min條件下電積至電解液中銅離子濃度為lg/L，即能在陰極上制備得到銅；
(3)將步驟(2)得到的銅離子濃度為lg/L的電解液除銅后作為電積鎳的電解液，以鉛陽極復(fù)合板為陽極，不銹鋼板為陰極，電積陰極周期結(jié)束后即可在陰極上制備得到鎳，其中電積鎳過程中控制槽電壓為2.2V ;電積鎳陰極周期為7天。
[0017]上述步驟(1)、(2)、(3)中控制電解液的溫度為45°C ;步驟(3)中除銅過程為:硫化沉淀法。
[0018]經(jīng)分析檢測(cè)，上述步驟(1)中得到的陰極銅純度為99.994%，上述步驟(2)中得到的銅純度為99.93% ;步驟(3)中得到的陰極鎳純度為99.91%。
[0019]實(shí)施例2
如圖1所示，該銅鎳基合金廢料回收銅、鎳的方法，其具體步驟如下:
(1)首先將銅鎳基合金廢料升溫至熔融態(tài)保溫2.5h后，將銅鎳金屬液澆鑄成可溶性陽極板，然后以可溶性陽極板為陽極，不銹鋼板為陰極，硫酸銅為電解液，在控制槽電壓為
3.0V且同時(shí)電流密度為320A/m2條件下電解至電解液中銅離子濃度為30g/L，即能在陰極上制備得到銅，銅鎳基合金廢料中銅、鎳質(zhì)量百分比分別為30%和70%，銅鎳基合金廢料升溫溫度為1650°C，可溶性陽極板尺寸為700X900X10mm，電解槽尺寸為871 X 1131mm，同極極板間距為85mm ；
(2)將步驟(1)得到的銅離子濃度為30g/L的電解液循環(huán)進(jìn)入到旋流電積中，以不溶性銥?zāi)殛枠O，環(huán)形鈦板為陰極，在控制槽電壓為2.5V且同時(shí)電流密度為700A/m2、電解液流速為2L/min條件下電積至電解液中銅離子濃度為5g/L，即能在陰極上制備得到銅；
(3)將步驟(2)得到的銅離子濃度為5g/L的電解液除銅后作為電積鎳的電解液，以鉛陽極復(fù)合板為陽極，不銹鋼板為陰極，電積陰極周期結(jié)束后即可在陰極上制備得到鎳，其中電積鎳過程中控制槽電壓為2.6V、電積鎳陰極周期為10天。
[0020]上述步驟(1)、(2)、(3)中控制電解液的溫度為65°C;上述步驟(3)中除銅過程為:
鎳黑法。
[0021]經(jīng)分析檢測(cè)，上述步驟(1)中得到的陰極銅純度為99.98%，上述步驟(2)中得到的銅純度為99.93% ;步驟(3)中得·到的陰極鎳純度為99.992%。
[0022]實(shí)施例3
如圖1所示，該銅鎳基合金廢料回收銅、鎳的方法，其具體步驟如下:
(1)首先將銅鎳基合金廢料升溫至熔融態(tài)保溫Ih后，將銅鎳金屬液澆鑄成可溶性陽極板，然后以可溶性陽極板為陽極，不銹鋼板為陰極，硫酸銅為電解液，在控制槽電壓為2.5V且同時(shí)電流密度為250A/m2條件下電解至電解液中銅離子濃度為18g/L，即能在陰極上制備得到銅，其中銅鎳基合金廢料中銅、鎳、鐵質(zhì)量百分比分別為45%、35%和20%,銅鎳基合金廢料升溫溫度為1600°C，可溶性陽極板尺寸為720X900X 10mm，電解槽尺寸為940X 1350mm，同極極板間距為90mm ；
(2)將步驟(1)得到的銅離子濃度為18g/L的電解液循環(huán)進(jìn)入到旋流電積中，以不溶性銥?zāi)殛枠O，環(huán)形鈦板為陰極，在控制槽電壓為3.0V且同時(shí)電流密度為350A/m2、電解液流速為1.5L/min條件下電積至電解液中銅離子濃度為3g/L，即能在陰極上制備得到銅；
(3)將步驟(2)得到的銅離子濃度為3g/L的電解液除銅后作為電積鎳的電解液，以鉛陽極復(fù)合板為陽極，不銹鋼板為陰極，電積陰極周期結(jié)束后即可在陰極上制備得到鎳，其中步驟(3)中電積鎳過程中控制槽電壓為2.4V ;電積鎳陰極周期為8天。
[0023]上述步驟(1)、(2)、(3)中控制電解液的溫度為50°C;上述步驟(3)中除銅過程為:硫化沉淀法。
[0024]經(jīng)分析檢測(cè)，上述步驟(1)中得到的陰極銅純度為99.98%，上述步驟(2)中得到的銅純度為99.92% ;步驟(3)中得到的陰極鎳純度為99.94%。
【權(quán)利要求】
1.一種銅鎳基合金廢料回收銅、鎳的方法，其特征在于具體步驟如下: (1)首先將銅鎳基合金廢料升溫至熔融態(tài)保溫0.5^2.5h后，將銅鎳金屬液澆鑄成可溶性陽極板，然后以可溶性陽極板為陽極，不銹鋼板為陰極，硫酸銅為電解液，在控制槽電壓為1.r3.0V且同時(shí)電流密度為16(T320A/m2條件下電解至電解液中銅離子濃度為5~30g/L，即能在陰極上制備得到銅； (2)將步驟(1)得到的銅離子濃度為5~30g/L的電解液循環(huán)進(jìn)入到旋流電積中，以不溶性銥?zāi)殛枠O，環(huán)形鈦板為陰極，在控制槽電壓為2.(T3.0V且同時(shí)電流密度為30(T700A/m2、電解液流速為0.r2L/min條件下電積至電解液中銅離子濃度為f 5g/L，即能在陰極上制備得到銅； (3)將步驟(2)得到的銅離子濃度為f5g/L的電解液除銅后作為電積鎳的電解液，以鉛陽極復(fù)合板為陽極，不銹鋼板為陰極，電積陰極周期結(jié)束后即可在陰極上制備得到鎳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鎳基合金廢料回收銅、鎳的方法，其特征在于:所述銅鎳基合金廢 料包括以下質(zhì)量百分比的組分:Cu3(T98%，Ni2~70%。
【文檔編號(hào)】C25C1/08GK103668322SQ201310673020
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】王 華, 李磊, 邱在軍, 廖彬, 謝曉峰, 張仁杰, 胡建杭, 魏永剛 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)