从光伏用钨丝废料中分离回收钨、镍资源的方法技术

本发明专利技术公开了一种从光伏用钨丝废料中分离回收钨、镍资源的方法，包括以下过程：将光伏用钨丝废料进行电解，所述电解以所述光伏用钨丝为阳极，以惰性电极为阴极，以酸溶液为电解液，使所述光伏用钨丝的表层的镍溶解于所述电解液，得到钨丝；将所述钨丝进行高温骤冷脆化，然后破碎，得到钨颗粒；将所述钨颗粒进行高温活化氧化，使所述钨颗粒被氧化，得到氧化钨颗粒；将所述氧化钨颗粒浸入碱液进行碱浸处理，得到碱金属钨酸盐。本发明专利技术能够高效分离回收光伏用钨丝废料中的钨、镍资源。镍资源。

【技术实现步骤摘要】
从光伏用钨丝废料中分离回收钨、镍资源的方法


[0001]本专利技术涉及光伏
，更具体地，涉及一种从光伏用钨丝废料中分离回收钨、镍资源的方法。

技术介绍

[0002]随着地球化石燃料的大量使用，因其燃烧所引发的温室效应愈发严重，“碳达峰、碳综合”背景下清洁能源的大力发展与应用备受关注，因此光伏产业成为国际上继IT、微电子产业之后又一战略型新兴产业。“光伏产业”聚焦以硅材料的应用开发形成的光电转换产业链，即利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。
[0003]光伏用钨丝，又称钨丝金刚线，主要应用于光伏产业中硅片的切割，是一种以纯钨丝或掺杂钨丝作为母线基体，并在纯钨丝或掺杂钨丝的母线基体上通过预镀镍层、上砂镍层和固砂镍层等工序加工制成的一种切割线。钨丝金刚线相较于传统碳钢丝金刚线具有线径更细、寿命更长、切割效率更高、切割质量更好、更经济等优势，不论是在性能方面、应用范围和经济方面都更受人们的青睐。
[0004]虽然钨丝金刚线相较传统碳钢丝金刚线的使用寿命高出10倍以上，但伴随着光伏产业的井喷式发展，未来势必会伴生大量光伏用钨丝废料，由于其主要成分为高附加值的战略金属钨和镍，因此光伏用钨丝废料的高效资源化回收具有重要的战略意义。
[0005]目前鲜有光伏用钨丝废料资源化利用的相关报道。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种从光伏用钨丝废料中分离回收钨、镍资源的方法，能够高效分离回收钨、镍资源。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种从光伏用钨丝废料中分离回收钨、镍资源的方法，包括以下过程：
[0009]将光伏用钨丝废料进行电解，所述电解以所述光伏用钨丝为阳极，以惰性电极为阴极，以酸溶液为电解液，使所述光伏用钨丝的表层的镍溶解于所述电解液，得到钨丝；
[0010]将所述钨丝进行高温骤冷脆化，然后破碎，得到钨颗粒；
[0011]将所述钨颗粒进行高温活化氧化，使所述钨颗粒被氧化，得到氧化钨颗粒；
[0012]将所述氧化钨颗粒浸入碱液进行碱浸处理，得到碱金属钨酸盐。
[0013]实施本专利技术实施例，将具有如下有益效果：
[0014]本专利技术实施例首先利用电化学辅助酸溶解高效分离光伏用钨丝废料中的镍和钨资源，然后通过高温骤冷脆化，降低钨丝的破碎难度，同时，利用脆化的高温和再次高温活化的两次分段高温活化，使钨能在短时间内充分氧化，最后通过碱提获得高提取率的三氧化钨。从整体上看，本专利技术的分离方法工艺简单、安全、流程短、耗能低，同时回收效率高。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]本专利技术公开了一种从光伏用钨丝废料中分离回收钨、镍资源的方法，包括以下步骤：
[0017]1)将光伏用钨丝废料进行电解，所述电解以所述光伏用钨丝为阳极，以惰性电极为阴极，以酸溶液为电解液，使所述光伏用钨丝的表层的镍溶解于所述电解液，得到钨丝，实现镍和钨的分离。电解后的电解液中仅含有镍离子一种金属离子，可以得到高纯度的镍资源。
[0018]在本步骤中，本专利技术采用电化学辅助酸溶解技术，由于活泼性顺序是Ni>H>W，因此，通过控制电位，可以实现镀镍的高效选择性溶解。如果采用酸直接溶解镍，由于光伏用钨丝表面的镍镀层较为致密，因此，镍的溶出效率较低，无法将镀镍充分溶解。若镍无法充分溶解，在高温活化氧化步骤中，镀镍易高温活化形成致密高温活化膜阻止氧气与内部钨金属的有效接触，从而使钨难以充分氧化，也降低后续碱浸提钨的效率。
[0019]在一具体实施例中，电解的电解槽压为1.2V～10V，具体可以为1.2V、2V、3V、4V、5V、6V、8V、10V。
[0020]进一步较优的，电解的电解槽压为3V～10V，镍的提取率可超过99％。参考实施例1，仅电解槽压为变量，当电解槽压分别为2V、4V、6V、8V、10V时，计算得到的镍的提取率分别为91.62％、99.23％、99.35％、99.47％、99.52％，可见，当电解槽压升高到一定程度后，镍的提取率提高程度相差不大，因此，综合考虑电能消耗和镍提取率，进一步较优的，电解的电解槽压为3V～5V，镍的提取率可超过99％，最优值为4V。
[0021]在一具体实施例中，电解时间为5min～40min，具体可以为5min、8min、16min、20min、24min、32min、40min、60min，镍提取率可超过99％。参考实施例2，仅电解时间为变量，当电解时间分别为1min、8min、16min、24min、32min、40min时，计算得到的镍的提取率分别为86.77％、99.23％、99.31％、99.44％、99.57％、99.62％，可见，当电解时间为8min时，镍的提取率可高达99％以上，且当电解时间超过8min后，镍的提取率的提高程度相差不大，因此，综合考虑电能消耗和镍提取率，较优的，电解时间为5min～20min，镍提取率可超过99％，最优值为8min。
[0022]在一具体实施例中，酸溶液中的酸可以包括盐酸、硝酸、磷酸和硫酸中的一种或两种以上。
[0023]在一具体实施例中，酸溶液中氢离子的浓度为0.5mol/L
‑
10mol/L。
[0024]2)将钨丝进行高温骤冷脆化，然后破碎，得到钨颗粒。
[0025]在本步骤中，破碎的目的是提供更多钨氧化的活性位点，使钨充分氧化生成三氧化钨，以使钨能溶解于碱液中。高温骤冷脆化的目的是使钨丝能够被破碎，未被脆化的钨丝韧性足，难破碎。
[0026]在一具体实施例中，高温骤冷脆化的加热温度为200℃～1000℃，具体的，可以为200℃、400℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃。
[0027]进一步较优的，高温骤冷脆化的加热温度为700℃～1000℃，WO3提取率可超过99％。参考实施例3，仅高温骤冷脆化的加热温度为变量，当加热温度分别为200℃、400℃、600℃、800℃、1000℃时，经过碱浸步骤后得到的WO3的提取率分别为75.41％、84.52％、92.14％、99.21％、99.35％，可见，随着加热温度的升高，WO3的提取率持续增加，这说明高温骤冷脆化不仅起到了脆化的作用，高温还提高了钨的活性，使钨能被充分活化生成WO3，以在碱提过程中获得高达99％以上的WO3提取率。因此，进一步优选的，综合考虑电能消耗和WO3提取率，高温骤冷脆化的加热温度较优为700℃～900℃，WO3提取率可超过99％，最优值为800℃。
[0028]在一具体实施例中，高温骤冷脆化的加热时长为1.5h～12h，具体可以为1.5h、2h、3h、4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从光伏用钨丝废料中分离回收钨、镍资源的方法，其特征在于，包括以下过程：将光伏用钨丝废料进行电解，所述电解以所述光伏用钨丝为阳极，以惰性电极为阴极，以酸溶液为电解液，使所述光伏用钨丝的表层的镍溶解于所述电解液，得到钨丝；将所述钨丝进行高温骤冷脆化，然后破碎，得到钨颗粒；将所述钨颗粒进行高温活化氧化，使所述钨颗粒被氧化，得到氧化钨颗粒；将所述氧化钨颗粒浸入碱液进行碱浸处理，得到碱金属钨酸盐。2.根据权利要求1所述的从光伏用钨丝废料中分离回收钨、镍资源的方法，其特征在于，所述电解的电解槽压为1.2V～10V；所述电解时间为5min～40min。3.根据权利要求1所述的从光伏用钨丝废料中分离回收钨、镍资源的方法，其特征在于，所述酸溶液中的酸包括盐酸、硝酸、磷酸和硫酸中的一种或两种以上；所述酸溶液中氢离子的浓度为0.5mol/L
‑
10mol/L。4.根据权利要求1所述的从光伏用钨丝废料中分离回收钨、镍资源的方法，其特征在于，所述高温骤冷脆化的加热温度为200℃～1000℃；所述高温骤冷脆化的加热时长为1.5h～12h。5.根据权利要求1所述的从光伏用钨丝废料中分离回...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯浩，何鑫涛，周伟，胡继承，蔡祥，
申请(专利权)人：湖北绿钨资源循环有限公司，
类型：发明
国别省市：