專利名稱：Co-Ni切削屑回收制成陽極合金扣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種C0-Ni切削屑回收制成陽極合金扣的方法。
背景技術(shù)：
冶金行業(yè)中，隨著鋼產(chǎn)量和連鑄比的逐年增長，連鑄結(jié)晶器的消耗也越來大，目前，我國連鑄企業(yè)每年用于連鑄結(jié)晶器的消耗費用大約20個億左右。
在結(jié)晶器的制造成本中，鍍層材料的消耗大約占了結(jié)晶器銅板修復(fù)成本的80% 左右。因此，在保證結(jié)晶器制造工藝和銅板質(zhì)量的前提下，如何降低結(jié)晶器制造及修復(fù)成本成了業(yè)界人士共同探討的課題。
結(jié)晶器銅板在電鍍過程由于各處鍍層基本均厚，為了保證機械加工余量，大都鍍層厚度按照大于理論厚度的情況設(shè)計。例如銅板下端理論要求1. 5mm厚度鍍層，生產(chǎn)過程中實際需要電鍍至2. 6_左右厚度，因此銅板在機加工過程中不可避免地產(chǎn)生大量切削屑。以2m2銅板為例，修復(fù)每塊銅板約產(chǎn)生切削屑大于15kg，這些切削屑中含有大量的Co、 Ni元素及Fe、Cu元素等。
目前對于這種較貴重金屬切削屑大多采用化學(xué)方法回收，即采用強酸將其溶解， 然后經(jīng)過一系列分離處理得到純鈷和純鎳。該方法不僅處理工藝復(fù)雜，成本高，而且采用的強酸強堿對環(huán)境污染嚴(yán)重。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種Co-Ni切削屑回收制成陽極合金扣的方法，本方法采用電化 學(xué)原理回收Co-Ni切削屑中的Co-Ni元素并同時制成可作陽極使用的合金扣，本方法操作簡單，回收效率高，有效避免了傳統(tǒng)回收方法對環(huán)境的污染。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明Co-Ni切削屑回收制成陽極合金扣的方法包括如下步驟步驟一、電鑄池內(nèi)配置專用電鑄液，該電鑄液包括8(Tl20g/L的硫酸鈷、10(Tl50g/L的硫酸鎳、2(T30g/L的硼酸、l(T30g/L的氯化鎳、O. Γθ. 2g/L的十二烷基硫酸鈉，并控制電鑄液溫度為50 ± 5°C、pH值為4. 2 ± O. 2 ;步驟二、回收Co-Ni切削屑并清洗干凈后裝入鈦籃中，鈦籃中Co-Ni切削屑壓實后浸入電鑄液中，鈦籃作為電鑄陽極接通電鑄電源正極；步驟三、制作電鑄陰極板，陰極板采用不銹鋼作為底板，在底板上通過螺紋間隔固定若干直徑為2. 5cm的鈦圓柱體，將環(huán)氧樹脂或玻璃鋼涂覆在底板整個平面上，直至將底板和鈦圓柱體全部覆蓋掉，采用磨床加工陰極板表面，直至將若干鈦圓柱體的金屬面磨出； 步驟四、將陰極板浸入由5(T80g/L的硫酸氫鈉和5 10g/L氟氫化鈉組成的溶液中浸蝕，控制浸蝕時間為5 10min，取出陰極板并采用清水沖洗干凈后浸入電鑄液中，陰極板接通電鑄電源負極；步驟五、控制電鑄電源，按照4A/dm2的電流密度開啟電鑄電源并空氣攪拌電鑄液；步驟六、電鑄過程中不斷檢查鈦籃中Co-Ni切削屑的密實程度，及時對鈦籃中的Co-Ni 切削屑進行補加；步驟七、電鑄過程隨著陰極板鈦圓柱體表面上金屬的沉積，陰極板表面積逐漸增大，電鑄過程按照每24小時升高O. Γ0. 15A/dm2提高電鑄電流，以避免陰極板鈦圓柱體表面上沉積金屬的鈷和鎳比例不穩(wěn)定；步驟八、每個電鑄周期為5天，陰極板鈦圓柱體表面上沉積的金屬形成合金扣后電鑄結(jié)束后，取出陰極板沖洗干凈后置于臺架上，使用工具將陰極板鈦圓柱體表面電鑄成的合金扣剝離，得到用于陽極的合金扣。由于本發(fā)明Co-Ni切削屑回收制成陽極合金扣的方法采用了上述技術(shù)方案，即配制電鑄液，回收的Co-Ni切削屑經(jīng)處理后密實置于鈦籃中，鈦籃浸入電鑄液中并接通電鑄電源正極，制作不銹鋼陰極板，陰極板上通過螺紋設(shè)有若干鈦圓柱體并表面涂覆環(huán)氧樹脂或玻璃鋼，磨床加工陰極板表面至鈦圓柱體金屬面露出，陰極板經(jīng)含有硫酸氫鈉和氟氫化鈉的溶液浸蝕后沖洗干凈置于電鑄液中，陰極板接通電鑄電源負極，電鑄電源按4A/dm2的電流密度開啟并空氣攪拌電鑄液，檢查鈦籃中Co-Ni切削屑的密實程度并及時補加，隨陰極板表面積增大，電鑄過程按照每24小時升高O. Γ0. 15A/dm2提高電流，電鑄周期為5天，待鈦圓柱體表面上沉積的金屬形成合金扣后電鑄結(jié)束，取出陰極板沖洗干凈后置于臺架上，將合金扣剝離，得到用于陽極的合金扣。本方法采用電化學(xué)原理回收Co-Ni切削屑中的Co-Ni 元素并同時制成可作陽極使用的合金扣，本方法操作簡單，回收效率高，有效避免了傳統(tǒng)回收方法對環(huán)境的污染。


下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明圖1為本發(fā)明陰極板上制得合金扣的示意圖。
具體實施方式

本發(fā)明Co-Ni切削屑回收制成陽極合金扣的方法包括如下步驟步驟一、電鑄池內(nèi)配置專用電鑄液，電鑄液8(Tl20g/L的硫酸鈷、10(Tl50g/L的硫酸鎳、2(T30g/L的硼酸、l(T30g/L的氯化鎳、O. Γθ. 2g/L的十二烷基硫酸鈉，并控制電鑄液溫度為50±5°C、酸堿度pH值為4. 2±0. 2 ;酸性電鑄液有利于陽極的溶解，在電鑄電流的作用下，陽極溶解下來的Co和Ni最終沉積在陰極板上，并按照陰極板的結(jié)構(gòu)生長成具有統(tǒng)一形狀的圓餅；這一過程在電鑄電流的作用下實現(xiàn)了陽極溶解和陰極沉積，而電鑄液中原有的鈷鹽和鎳鹽幾乎不發(fā)生變化。
步驟二、回收C0-Ni切削屑并清洗干凈后裝入鈦籃中，鈦籃中C0-Ni切削屑壓實后浸入電鑄液中，鈦籃作為電鑄陽極接通電鑄電源正極；Co-Ni切削屑置于鈦藍中作為陽極不易發(fā)生鈍化，而Co和Ni發(fā)生陽極溶解的趨勢遠大于其所含的雜質(zhì)如CiuFe等，因此其他金屬雜質(zhì)會以陽極泥的形式沉淀在鈦籃底部，并最終通過人工清除，這一過程實現(xiàn)了切削屑的提純過程。
如圖1所示,步驟三、制作電鑄陰極板,陰極板采用不銹鋼作為底板I,在底板I上通過螺紋間隔固定若干直徑為2. 5cm的鈦圓柱體，將環(huán)氧樹脂2或玻璃鋼涂覆在底板I整個平面上直至將底板I和鈦圓柱體全部覆蓋掉，采用磨床加工陰極板表面，直至將若干鈦圓柱體的金屬面磨出；陰極板采用不銹鋼作為底板主要起到導(dǎo)電作用，陰極板使設(shè)置的若干鈦圓柱體具有平行分布的導(dǎo)電圓面，為合金扣3沉積提供平臺。
步驟四、將陰極板浸入含有5(T80g/L硫酸氫鈉和5 10g/L的氟氫化鈉組成的溶液中浸蝕，控制浸蝕時間為^lOmin，取出陰極板并采用清水沖洗干凈后浸入電鑄液中，陰極板接通電鑄電源負極；鈦很容易在空氣中產(chǎn)生一層氧化膜，因此電鑄前必須去除該氧化膜， 若鈦表面刻蝕嚴(yán)重將造成后續(xù)合金扣剝離困難，甚至有可能損壞陰極板，因此陰極板采用以硫酸氫鈉為主，輔以氟化氫鈉的前處理浸蝕，既保證了鈦表面與合金扣一定的結(jié)合力又不至于增加合金扣的剝離難度。
步驟五、控制電鑄電源，按照4A/dm2的電流密度開啟電鑄電源并空氣攪拌電鑄液；步驟六、電鑄過程中不斷檢查鈦籃中Co-Ni切削屑的密實程度，及時對鈦籃中的Co-Ni 切削屑進行補加；步驟七、電鑄過程隨著陰極板鈦圓柱體表面上金屬的沉積，陰極板表面積逐漸增大，電鑄過程按照每24小時升高O. Γ0. 15A/dm2提高電鑄電流，以避免陰極板鈦圓柱體表面上沉積金屬的鈷和鎳比例不穩(wěn)定；步驟八、每個電鑄周期為5天，陰極板鈦圓柱體表面上沉積的金屬形成合金扣后電鑄結(jié)束后，取出陰極板沖洗干凈后置于臺架上，使用工具將陰極板鈦圓柱體表面電鑄成的合金扣剝離，得到用于陽極的合金扣。
本發(fā)明采用電化學(xué)原理回收Co-Ni切削屑中Co-Ni合金并制備得到組分恒定的合金扣，其具有一定的實際應(yīng)用價值，對實現(xiàn)綠色清潔生產(chǎn)具有一定意義。
通過本方法得到的合金扣均呈銀白色且形狀規(guī)則的圓餅形，通過掃描電鏡分析， 合金扣組織結(jié)構(gòu)致密，晶粒細致。采用能譜分析合金扣成分并對合金扣表面取三點分析，其成分如下表
權(quán)利要求
1. 一種Co-Ni切削屑回收制成陽極合金扣的方法，其特征在于本方法包括如下步驟步驟一、電鑄池內(nèi)配置專用電鑄液，該電鑄液包括8(Tl20g/L的硫酸鈷、10(Tl50g/L的硫酸鎳、2(T30g/L的硼酸、l(T30g/L的氯化鎳、O. Γθ. 2g/L的十二烷基硫酸鈉，并控制電鑄液溫度為50 ± 5°C、pH值為4. 2 ± O. 2 ; 步驟二、回收Co-Ni切削屑并清洗干凈后裝入鈦籃中，鈦籃中Co-Ni切削屑壓實后浸入電鑄液中，鈦籃作為電鑄陽極接通電鑄電源正極； 步驟三、制作電鑄陰極板，陰極板采用不銹鋼作為底板，在底板上通過螺紋間隔固定若干直徑為2. 5cm的鈦圓柱體，將環(huán)氧樹脂或玻璃鋼涂覆在底板整個平面上直至將底板和鈦圓柱體全部覆蓋掉，采用磨床加工陰極板表面，直至將若干鈦圓柱體的金屬面磨出； 步驟四、將陰極板浸入由5(T80g/L的硫酸氫鈉和5 10g/L的氟氫化鈉組成的溶液中浸蝕，控制浸蝕時間為5 10min，取出陰極板并采用清水沖洗干凈后浸入電鑄液中，陰極板接通電鑄電源負極； 步驟五、控制電鑄電源，按照4A/dm2的電流密度開啟電鑄電源并空氣攪拌電鑄液；步驟六、電鑄過程中不斷檢查鈦籃中Co-Ni切削屑的密實程度，及時對鈦籃中的Co-Ni切削屑進行補加； 步驟七、電鑄過程隨著陰極板鈦圓柱體表面上金屬的沉積，陰極板表面積逐漸增大，電鑄過程按照每24小時升高O. Γ0. 15A/dm2提高電鑄電流，以避免陰極板鈦圓柱體表面上沉積金屬的鈷和鎳比例不穩(wěn)定； 步驟八、每個電鑄周期為5天，陰極板鈦圓柱體表面上沉積的金屬形成合金扣后電鑄結(jié)束后，取出陰極板沖洗干凈后置于臺架上，使用工具將陰極板鈦圓柱體表面電鑄成的合金扣剝離，得到用于陽極的合金扣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種Co-Ni切削屑回收制成陽極合金扣的方法，配制電鑄液，切削屑密實置于鈦籃中，鈦籃浸入電鑄液中并接通電源正極，陰極板上設(shè)有若干鈦圓柱體并表面涂覆環(huán)氧樹脂或玻璃鋼，磨床加工陰極板至鈦圓柱體金屬面露出，陰極板經(jīng)硫酸氫鈉和氟氫化鈉溶液浸蝕后沖洗干凈置于電鑄液中并接通電源負極，電源按4A/dm2的電流密度開啟并空氣攪拌電鑄液，檢查鈦籃中切削屑的密實程度并按消耗量補加，隨陰極板表面積增大，電源按照臺階升高電流的方式控制電流，電鑄周期為5天，待鈦圓柱體表面形成合金扣后結(jié)束，取出陰極板沖洗干凈后將合金扣剝離。本方法操作簡單，回收效率高，有效避免了傳統(tǒng)回收方法對環(huán)境的污染。
文檔編號C25C1/08GK103014759SQ20111028519
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者呂春雷, 侯峰巖, 房鳴, 楊磊, 盧建文, 黃麗, 王慶新, 譚興海, 李朝雄 申請人:上海寶鋼設(shè)備檢修有限公司