一种水热法回收废旧硬质合金制备超细氧化钨纳米粉末的方法，属于硬质合金回收技术领域。将废旧硬质合金清洗干净，放入反应釜中，加入能够提供氟离子的氟化物，并加入浓硝酸和双氧水，使硬质合金中的碳化钨全部氧化，将反应釜在120~200℃恒温下处理6-48小时；反应釜冷却后，将固、液相分离，固相干燥后用研钵粉碎即得超细WO3·0.33H20纳米粉末。本发明专利技术可直接回收再利用硬质合金，无需提前粉碎，氧化钨水合物具有较高的比表面积。
【技术实现步骤摘要】
一种水热法回收硬质合金制备氧化钨纳米材料的方法，属于硬质合金回收
技术介绍
硬质合金被称为现代エ业的“牙齿”，广泛用于切削工具、地质矿山工具、金属成型工具及要求耐磨、耐腐蚀的零部件等。随着经济的发展，硬质合金的产量逐年増加，同时废硬质合金的产量也不短增长。我国钴资源短缺，毎年需大量进ロ，钨资源虽较丰富，但随着近年来的产量大增，储藏量由早些年的45%下降到35%。因此，废旧硬质合金的回收再利用，对于合理利用和保护现有资源，提高资源的利用率有着十分重要的意义。目前国内外回收硬质合金的主要方法有酸浸法、高温处理法、机械破碎法、锌熔法等。其中，酸浸法效率低， 且无法处理含钴量较低的硬质合金；高温处理法能耗较高，且所得产物晶粒较粗大；机械破碎法在破碎过程中易引入杂质，且一般合金废料硬度高，粉碎困难；锌熔法能耗高、设备复杂、且回收过程中容易产生锌污染。而且目前对于硬质合金的回收，主要集中在回收后再生硬质合金，但是大部分再生的硬质合金性能较差，附加值较低。而随着工业的发展，水污染问题已经越来越严重，污水处理已经成为ー项严峻而急迫的问题。由于具有简单、高效等特点，采用吸附剂处理污水的方法已逐渐受到人们的重视。然而，目前如何快速制备低成本、高性能的吸附剂成为制约该方法发展的ー个瓶颈。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对已有的硬质合金回收及利用中存在的问题，提供了一种成本低、适用性广、流程短的利用废旧硬质合金制备超细氧化钨纳米粉末的方法，该超细氧化钨纳米粉末可作为高性能吸附剂。本专利技术ー种水热法回收废旧硬质合金制备超细氧化钨纳米粉末的方法，其特征在干，是ー种利用水热法，将硬质合金中的钨和钴分离，其中的钴被硝酸溶解，以离子的形式存在溶液中，而WC则被氧化为WOx 0. 33H20,具体包括以下步骤(I)将废旧硬质合金清洗干净，放入反应釜中，加入能够提供氟离子的氟化物，并加入浓硝酸和双氧水，使硬质合金中的碳化钨全部氧化，将反应釜在12(T200°C恒温下处理6-48小时；(2)反应釜冷却后，将固、液相分离，固相干燥后用研钵粉碎即得超细WO3 *0. 33H20纳米粉末。以废旧的硬质合金刀头为原料，合金中钴的质量百分比优选为39^15%，初始WC颗粒大小为0. 5^5 Um0上述浓硝酸的浓度优选为16mol/L，双氧水优选为9. 9mol/L ;所用的浓硝酸和双氧水的体积比为1:5 5:1，加入氟化物与硬质合金中碳化钨的摩尔比为1:0.扩1:4. I。本专利技术采用废旧硬质合金作为原料，所制备的氧化钨水合物达到了纳米级，可做为吸附剂处理污水，且吸附性能较好。本方法以废旧的硬质合金为原料，以硝酸和双氧水作为反应溶液，在反应釜中进行反应，所制备的氧化钨水合物可直接用做吸附剂。与已有硬质合金的回收及利用方法相比，本专利技术具有如下优势(I)本方法所利用的硬质合金废料不需要提前粉碎，经过简单的清洗后，可直接用于回收再利用，硬质合金无需提前粉碎，如尺寸为14*11*4_及以下尺寸的合金刀头可直接用于回收。(2)本方法所制备的氧化钨水合物具有较高的比表面积，达到了 7010!! '可直接用作吸附剂，且性能较好；(3)本方法所需设备简单、流程短、能耗低、回收率高、所得产品附加值高，适于エ业化生产。附图说明图I :回收前的废旧硬质合金表面SEM照片；图2 :回收后得到氧化钨水合物XRD分析结果； 图3 :回收后得到的氧化钨水合物的TEM照片；图4 :得到的WO3 0. 33H20纳米粉末对亚甲基蓝的等温吸附线；图5 :得到的WO3 0. 33H20纳米粉末对Pb2+的等温吸附线。具体实施例方式实施例I :将含钴量为3%的硬质合金(SEM照片见图I) 10. Og和0. 5g NaF加入反应釜中，加入16M的HNO3 IOml和9. 9M的H2O2 IOml加入到反应釜中，然后将反应釜放入烘箱中加热到165°C，保温20h，待温度降到室温后，将反应釜打开，用滤纸将固、液相分离，并用蒸馏水反复冲洗几次，将得到的固相在60°C干燥6h后在研钵中研磨，即得到超细WO3 0. 33H20纳米粉末，其比表面积达到了 9011 '所得WO3 0. 33H20粉末的XRD分析结果如图2所示，TEM照片如图3所示。以所得到的WO3 0. 33H20纳米粉末作为吸附剂，对不同浓度的亚甲基蓝溶液进行吸附实验，得到了 WO3 (). 33H20粉末对亚甲基蓝的等温吸附线(图4)，对含不同浓度Pb2+的溶液进行吸附实验，得到了 WO3 0. 33H20粉末对Pb2+的等温吸附线(图5)。经过计算得出所得WO3 0. 33H20粉末对亚甲基蓝的最大吸附量为qm=130. 7mg g—1，对Pb2+的最大吸附量为 qm=229. 2mg g'实施例2 :将含钴量为10%的硬质合金10. 25g和I. Og NaF加入反应釜中，加入16M的HN035ml和9. 9M的H20225ml加入到反应釜中，然后将反应釜放入烘箱中加热到200°C，保温6h，待温度降到室温后，将反应釜打开，用滤纸将固、液相分离，并用蒸馏水反复冲洗几次，将得到的固相在60°C干燥6h后在研钵中研磨，即得到超细WO3 0. 33H20纳米粉末，其比表面积为SOmY1。以所得到的WO3 0. 33H20纳米粉末作为吸附剂，对不同浓度的亚甲基蓝溶液和含Pb2+的溶液进行吸附实验，得到了 WO3 0. 33H20粉末对亚甲基蓝和Pb2+的最大吸附量分别为 115mg g'211mg g'实施例3 :将含钴量为15%的硬质合金11. 5g和2. 3g NaF加入反应釜中，加入16M的HN0325ml和9. 9M的H2025ml加入到反应釜中，然后将反应釜放入烘箱中加热到120°C，保温48h，待温度降到室温后，将反应釜打开，用滤纸将固、液相分离，并用蒸馏水反复冲洗几次，将得到的固相在60°C干燥6h后在研钵中研磨，即得到超细WO3 0. 33H20纳米粉末，其比表面积为TOmY1。以所得到的WO3 0. 33H20纳米粉末作为吸附剂，对不同浓度的亚甲基蓝溶液进和含Pb2+的溶液行吸附实验，得到了 WO3 0. 33H20粉末对亚甲基蓝和Pb2+的最大吸附量分别为 95. 2mg g'198mg gベ。实施例4 :将含钴量为5%的硬质合金11. Og和I. 5g LiF加入反应釜中，加入16M的HNO3 IOml和9. 9M的H2O2 IOml加入到反应釜中，然后将反应釜放入烘箱中加热到165°C，保温22h，待温度降到室温后，将反应釜打开，用滤纸将固、液相分离，并用蒸馏水反复冲洗几次，将得到的固相在60°C干燥6h后在研钵中研磨，即得到超细WO3 0. 33H20纳米粉末，其比表面积为65. 511 ' 以所得到的WO3 0. 33H20纳米粉末作为吸附剂，对不同浓度的亚甲基蓝溶液进和含Pb2+的溶液行吸附实验，得到了 WO3 0. 33H20粉末对亚甲基蓝和Pb2+的最大吸附量分别为 87mg g'180mg gベ。实施例5 :将含钴量为5%的硬质合金11. 3g和2. Og NH4F加入反应釜中，加入16M的HNO3 IOml和9本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水热法回收废旧硬质合金制备超细氧化钨纳米粉末的方法，其特征在于，是一种利用水热法，将硬质合金中的钨和钴分离，其中的钴被硝酸溶解，以离子的形式存在溶液中，而WC则被氧化为WO3·0.33H20，具体包括以下步骤：（1）将废旧硬质合金清洗干净，放入反应釜中，加入能够提供氟离子的氟化物，并加入浓硝酸和双氧水，使硬质合金中的碳化钨全部氧化，将反应釜在120~200℃恒温下处理6？48小时；（2）反应釜冷却后，将固、液相分离，固相干燥后用研钵粉碎即得超细WO3·0.33H20纳米粉末。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王金淑，李洪义，李志飞，吴俊书，刘柏雄，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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