Co-Ni切削屑回收制成阳极合金扣的方法

摘要

本发明公开了一种Co-Ni切削屑回收制成阳极合金扣的方法，配制电铸液，切削屑密实置于钛篮中，钛篮浸入电铸液中并接通电源正极，阴极板上设有若干钛圆柱体并表面涂覆环氧树脂或玻璃钢，磨床加工阴极板至钛圆柱体金属面露出，阴极板经硫酸氢钠和氟氢化钠溶液浸蚀后冲洗干净置于电铸液中并接通电源负极，电源按4A/dm2的电流密度开启并空气搅拌电铸液，检查钛篮中切削屑的密实程度并按消耗量补加，随阴极板表面积增大，电源按照台阶升高电流的方式控制电流，电铸周期为5天，待钛圆柱体表面形成合金扣后结束，取出阴极板冲洗干净后将合金扣剥离。本方法操作简单，回收效率高，有效避免了传统回收方法对环境的污染。

权利要求

1.一种Co-Ni切削屑回收制成阳极合金扣的方法，其特征在于本方法包括如下步骤：步骤一、电铸池内配置专用电铸液，该电铸液包括80~120g/L的硫酸钴、100~150g/L的硫酸镍、20~30g/L的硼酸、10~30g/L的氯化镍、0.1~0.2g/L的十二烷基硫酸钠，并控制电铸液温度为50±5℃、pH值为4.2±0.2；

步骤二、回收Co-Ni切削屑并清洗干净后装入钛篮中，钛篮中Co-Ni切削屑压实后浸入电铸液中，钛篮作为电铸阳极接通电铸电源正极；

步骤三、制作电铸阴极板，阴极板采用不锈钢作为底板，在底板上通过螺纹间隔固定若干直径为2.5cm的钛圆柱体，将环氧树脂或玻璃钢涂覆在底板整个平面上直至将底板和钛圆柱体全部覆盖掉，采用磨床加工阴极板表面，直至将若干钛圆柱体的金属面磨出；

步骤四、将阴极板浸入由50~80g/L的硫酸氢钠和5~10g/L的氟氢化钠组成的溶液中浸蚀，控制浸蚀时间为5~10min，取出阴极板并采用清水冲洗干净后浸入电铸液中，阴极板接通电铸电源负极；

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步骤五、控制电铸电源，按照4A/dm 的电流密度开启电铸电源并空气搅拌电铸液；

步骤六、电铸过程中不断检查钛篮中Co-Ni切削屑的密实程度，及时对钛篮中的Co-Ni切削屑进行补加；

步骤七、电铸过程随着阴极板钛圆柱体表面上金属的沉积，阴极板表面积逐渐增大，电2

铸过程按照每24小时升高0.1~0.15A/dm 提高电铸电流，以避免阴极板钛圆柱体表面上沉积金属的钴和镍比例不稳定；

步骤八、每个电铸周期为5天，阴极板钛圆柱体表面上沉积的金属形成合金扣后电铸结束后，取出阴极板冲洗干净后置于台架上，使用工具将阴极板钛圆柱体表面电铸成的合金扣剥离，得到用于阳极的合金扣。

说明书

Co-Ni切削屑回收制成阳极合金扣的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种Co-Ni切削屑回收制成阳极合金扣的方法。

背景技术

[0002] 冶金行业中，随着钢产量和连铸比的逐年增长，连铸结晶器的消耗也越来大，目前，我国连铸企业每年用于连铸结晶器的消耗费用大约20个亿左右。

[0003] 在结晶器的制造成本中，镀层材料的消耗大约占了结晶器铜板修复成本的80%左右。因此，在保证结晶器制造工艺和铜板质量的前提下，如何降低结晶器制造及修复成本成了业界人士共同探讨的课题。

[0004] 结晶器铜板在电镀过程由于各处镀层基本均厚，为了保证机械加工余量，大都镀层厚度按照大于理论厚度的情况设计。例如铜板下端理论要求1.5mm厚度镀层，生产过程中实际需要电镀至2.6mm左右厚度，因此铜板在机加工过程中不可避免地产生大量切削2
屑。以2m 铜板为例，修复每块铜板约产生切削屑大于15kg，这些切削屑中含有大量的Co、Ni元素及Fe、Cu元素等。

[0005] 目前对于这种较贵重金属切削屑大多采用化学方法回收，即采用强酸将其溶解，然后经过一系列分离处理得到纯钴和纯镍。该方法不仅处理工艺复杂，成本高，而且采用的强酸强碱对环境污染严重。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种Co-Ni切削屑回收制成阳极合金扣的方法，本方法采用电化学原理回收Co-Ni切削屑中的Co-Ni元素并同时制成可作阳极使用的合金扣，本方法操作简单，回收效率高，有效避免了传统回收方法对环境的污染。

[0007] 为解决上述技术问题，本发明Co-Ni切削屑回收制成阳极合金扣的方法包括如下步骤：

[0008] 步骤一、电铸池内配置专用电铸液，该电铸液包括80~120g/L的硫酸钴、100~150g/L的硫酸镍、20~30g/L的硼酸、10~30g/L的氯化镍、0.1~0.2g/L的十二烷基硫酸钠，并控制电铸液温度为50±5℃、pH值为4.2±0.2；

[0009] 步骤二、回收Co-Ni切削屑并清洗干净后装入钛篮中，钛篮中Co-Ni切削屑压实后浸入电铸液中，钛篮作为电铸阳极接通电铸电源正极；

[0010] 步骤三、制作电铸阴极板，阴极板采用不锈钢作为底板，在底板上通过螺纹间隔固定若干直径为2.5cm的钛圆柱体，将环氧树脂或玻璃钢涂覆在底板整个平面上，直至将底板和钛圆柱体全部覆盖掉，采用磨床加工阴极板表面，直至将若干钛圆柱体的金属面磨出；

[0011] 步骤四、将阴极板浸入由50~80g/L的硫酸氢钠和5~10g/L氟氢化钠组成的溶液中浸蚀，控制浸蚀时间为5~10min，取出阴极板并采用清水冲洗干净后浸入电铸液中，阴极板接通电铸电源负极；

[0012] 步骤五、控制电铸电源，按照4A/dm2的电流密度开启电铸电源并空气搅拌电铸液；

[0013] 步骤六、电铸过程中不断检查钛篮中Co-Ni切削屑的密实程度，及时对钛篮中的Co-Ni切削屑进行补加；

[0014] 步骤七、电铸过程随着阴极板钛圆柱体表面上金属的沉积，阴极板表面积逐渐增2
大，电铸过程按照每24小时升高0.1~0.15A/dm 提高电铸电流，以避免阴极板钛圆柱体表面上沉积金属的钴和镍比例不稳定；

[0015] 步骤八、每个电铸周期为5天，阴极板钛圆柱体表面上沉积的金属形成合金扣后电铸结束后，取出阴极板冲洗干净后置于台架上，使用工具将阴极板钛圆柱体表面电铸成的合金扣剥离，得到用于阳极的合金扣。

[0016] 由于本发明Co-Ni切削屑回收制成阳极合金扣的方法采用了上述技术方案，即配制电铸液，回收的Co-Ni切削屑经处理后密实置于钛篮中，钛篮浸入电铸液中并接通电铸电源正极，制作不锈钢阴极板，阴极板上通过螺纹设有若干钛圆柱体并表面涂覆环氧树脂或玻璃钢，磨床加工阴极板表面至钛圆柱体金属面露出，阴极板经含有硫酸氢钠和氟氢化2
钠的溶液浸蚀后冲洗干净置于电铸液中，阴极板接通电铸电源负极，电铸电源按4A/dm 的电流密度开启并空气搅拌电铸液，检查钛篮中Co-Ni切削屑的密实程度并及时补加，随阴
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极板表面积增大，电铸过程按照每24小时升高0.1~0.15A/dm 提高电流，电铸周期为5天，待钛圆柱体表面上沉积的金属形成合金扣后电铸结束，取出阴极板冲洗干净后置于台架上，将合金扣剥离，得到用于阳极的合金扣。本方法采用电化学原理回收Co-Ni切削屑中的Co-Ni元素并同时制成可作阳极使用的合金扣，本方法操作简单，回收效率高，有效避免了传统回收方法对环境的污染。

附图说明

[0017] 下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

[0018] 图1为本发明阴极板上制得合金扣的示意图。

具体实施方式

[0019] 本发明Co-Ni切削屑回收制成阳极合金扣的方法包括如下步骤：

[0020] 步骤一、电铸池内配置专用电铸液，电铸液80~120g/L的硫酸钴、100~150g/L的硫酸镍、20~30g/L的硼酸、10~30g/L的氯化镍、0.1~0.2g/L的十二烷基硫酸钠，并控制电铸液温度为50±5℃、酸碱度pH值为4.2±0.2；酸性电铸液有利于阳极的溶解，在电铸电流的作用下，阳极溶解下来的Co和Ni最终沉积在阴极板上，并按照阴极板的结构生长成具有统一形状的圆饼；这一过程在电铸电流的作用下实现了阳极溶解和阴极沉积，而电铸液中原有的钴盐和镍盐几乎不发生变化。

[0021] 步骤二、回收Co-Ni切削屑并清洗干净后装入钛篮中，钛篮中Co-Ni切削屑压实后浸入电铸液中，钛篮作为电铸阳极接通电铸电源正极；Co-Ni切削屑置于钛篮中作为阳极不易发生钝化，而Co和Ni发生阳极溶解的趋势远大于其所含的杂质如Cu、Fe等，因此其他金属杂质会以阳极泥的形式沉淀在钛篮底部，并最终通过人工清除，这一过程实现了切削屑的提纯过程。

[0022] 如图1所示，步骤三、制作电铸阴极板，阴极板采用不锈钢作为底板1，在底板1上通过螺纹间隔固定若干直径为2.5cm的钛圆柱体，将环氧树脂2或玻璃钢涂覆在底板1整个平面上直至将底板1和钛圆柱体全部覆盖掉，采用磨床加工阴极板表面，直至将若干钛圆柱体的金属面磨出；阴极板采用不锈钢作为底板主要起到导电作用，阴极板使设置的若干钛圆柱体具有平行分布的导电圆面，为合金扣3沉积提供平台。

[0023] 步骤四、将阴极板浸入含有50~80g/L硫酸氢钠和5~10g/L的氟氢化钠组成的溶液中浸蚀，控制浸蚀时间为5~10min，取出阴极板并采用清水冲洗干净后浸入电铸液中，阴极板接通电铸电源负极；钛很容易在空气中产生一层氧化膜，因此电铸前必须去除该氧化膜，若钛表面刻蚀严重将造成后续合金扣剥离困难，甚至有可能损坏阴极板，因此阴极板采用以硫酸氢钠为主，辅以氟化氢钠的前处理浸蚀，既保证了钛表面与合金扣一定的结合力又不至于增加合金扣的剥离难度。

[0024] 步骤五、控制电铸电源，按照4A/dm2的电流密度开启电铸电源并空气搅拌电铸液；

[0025] 步骤六、电铸过程中不断检查钛篮中Co-Ni切削屑的密实程度，及时对钛篮中的Co-Ni切削屑进行补加；

[0026] 步骤七、电铸过程随着阴极板钛圆柱体表面上金属的沉积，阴极板表面积逐渐增2
大，电铸过程按照每24小时升高0.1~0.15A/dm 提高电铸电流，以避免阴极板钛圆柱体表面上沉积金属的钴和镍比例不稳定；

[0027] 步骤八、每个电铸周期为5天，阴极板钛圆柱体表面上沉积的金属形成合金扣后电铸结束后，取出阴极板冲洗干净后置于台架上，使用工具将阴极板钛圆柱体表面电铸成的合金扣剥离，得到用于阳极的合金扣。

[0028] 本发明采用电化学原理回收Co-Ni切削屑中Co-Ni合金并制备得到组分恒定的合金扣，其具有一定的实际应用价值，对实现绿色清洁生产具有一定意义。

[0029] 通过本方法得到的合金扣均呈银白色且形状规则的圆饼形，通过扫描电镜分析，合金扣组织结构致密，晶粒细致。采用能谱分析合金扣成分并对合金扣表面取三点分析，其成分如下表：

[0030]

[0031] 表中显示合金扣中Co和Ni的比例稳定在9:1左右，并未发现Cu和Fe等金属杂质。本方法切削屑的回收率可达到90%，所得到的合金扣含有90%的Co和10%的镍，合金扣2
通过阳极极化曲线测试，其钝化电流密度可达7A/dm，完全可作为电镀生产中的阳极使用。