本发明涉及钨合金废料回收领域，具体为一种钨合金废料电解回收钨粉一体化设备。
背景技术：
钨是金属元素中熔点最高、线膨胀系数和蒸汽压最低的元素，也是密度最高的金属元素之一。钨具有优异的高温力学性能，非常高的压缩模量与弹性模量，优异的抗高温蠕变性能，高的电导率与热导率以及非常高的电子发射系数等一系列独特性能，因而被广泛应用于民用、工业、军工等各个领域。钨是一种非常重要的战略金属，被誉为“工业牙齿”。由于钨在全球储量少、需求强劲，因而在许多国家被列入战略储备清单，其战略地位十分突出。
钨合金废料是硬质合金实心圆棒毛坯及精磨棒料、内冷孔棒料、pcd刀体毛坯、冲压级进模材料、冷镦模毛坯、粉末冶金模毛坯及耐磨零件等生产、加工过程中产生的。钨合金废料主要成分及含量：钨40％左右，钴镍2-3％，锡5-7％，其他为铁。为了提高钨合金废料的回收效率及效果，需要一种钨合金废料电解回收钨粉一体化设备。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种钨合金废料电解回收钨粉一体化设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钨合金废料电解回收钨粉一体化设备，包括控制系统、设备箱，以及装设于设备箱内侧且与控制系统连接的阳极钛网篮、进料吊机、钨废料电解槽、电解钨粉过滤槽、出料吊机、电解钨粉收集槽，所述设备箱包括设备框架以及包覆于设备框架外侧的防护门板，设备箱上具有钨合金废料进口、钨粉出口、自来水进口、溢出废液排放口、导电铜排进口、盐酸添加进口、液碱添加进口、废气排放口，且钨合金废料由钨合金废料进口导入设备箱内；所述阳极钛网篮与钨合金废料进口对应设置，设备箱顶侧装设有导轨，且导轨上设有可自行走的进料吊机，进料吊机底侧连接阳极钛网篮，进料吊机可沿导轨移动并带动阳极钛网篮吊至钨废料电解槽；所述钨废料电解槽包括槽体，槽体的槽口处装设有导电铜座，导电铜座由软胶垫支撑，导电铜座上装有震动器，且该震动器可在阳极钛网篮移动至其内时通过震动将电解分离出来的钨粉从阳极网篮内掉落。
优选的，槽体的底部为锥底结构，槽体内侧设有平行于极板的卡槽以及反冲管路、自吸泵，反冲管路用于将电解掉落的钨粉冲刷至钨废料电解槽的锥底，并由自吸泵将其抽吸走；所述自吸泵连接有自吸管路，自吸泵通过自吸管路将电解掉落的钨粉抽吸至电解钨粉过滤槽。
优选的，电解钨粉过滤槽为锥底网孔结构，电解钨粉过滤槽底部设有滤液收集槽，其内装设耐酸碱过滤袋，且通过该耐酸碱过滤袋可将大于400目的钨粉收集于过滤袋内，经耐酸碱过滤袋过滤后的滤液收集于滤液收集槽内。
优选的，滤液收集槽用于收集经耐酸碱过滤袋过滤后的滤液，滤液收集槽内设有高、低液位预警线，且高、低液位预警线处均设有液位传感器，液位传感器连接有控制系统，控制系统可采集液位信息，并在液位到达高液位时，由电解钨粉过滤槽的泵浦自动抽回电解循环槽中并用于继续电解。
优选的，所述电解循环槽用于循环电解液使电解钨粉过滤槽内的电解液浓度均匀，电解循环槽上端安装有盐酸酸度测试仪，电解循环槽内也设有高、低液位预警线，且高、低液位预警线处均设有液位传感器，液位传感器连接有控制系统，控制系统可采集液位信息，并在电解系统液位偏高时，打开循环泵出口的电动阀排放溢出电解废液至废水站。
优选的，经电解钨粉过滤槽过滤后的钨粉由出料吊机吊至电解钨粉收集槽内进行收集，钨粉经烘干检测后得质量百分比含量95%以上的成品钨粉。
优选的，废气排放口处设有玻璃钢抽风机，其通过玻璃钢抽风机将废气抽至废气喷淋槽内进行液碱喷淋处理。当废气喷淋槽内循环水的ph由ph控制仪补加50%液碱自动控制为ph10～11。
优选的，阳极钛网篮的网孔50-100目，运行过程中，电解液温度约40℃～50℃。由酸度测试仪自动控制电解液的盐酸酸度为5%左右，当酸度偏低时会补加25%盐酸。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用自动化与一体化结合，利用电化学原理，将含有钴、镍、锡、铁的钨合金废料中提炼出钨粉，所有设备设计布局在一个封闭的防火塑设备箱内，底部方便叉车，通过电解可破解可分离出钨含量95%以上钨粉，销售单价高，具有显著的经济价值，开机后可全自动运行，进料、出料可一键启动自动操作，系统操作维护简单，安装调试完毕即可投入使用，使用效果好。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明设备的俯视、侧视图；
图3为本发明处理的方框流程图。
图中：1、设备箱；2、阳极钛网篮；3、钨废料电解槽；4、电解钨粉过滤槽；5、出料吊机；6、电解钨粉收集槽；7、进料吊机；8、自吸泵；9、电解循环槽；10、废气喷淋槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种钨合金废料电解回收钨粉一体化设备，包括控制系统、设备箱1，以及装设于设备箱1内侧且与控制系统连接的阳极钛网篮2、进料吊机7、钨废料电解槽3、电解钨粉过滤槽4、出料吊机5、电解钨粉收集槽6，所述设备箱1包括设备框架以及包覆于设备框架外侧的防护门板，设备箱1上具有钨合金废料进口、钨粉出口、自来水进口、溢出废液排放口、导电铜排进口、盐酸添加进口、液碱添加进口、废气排放口，且钨合金废料由钨合金废料进口导入设备箱1内；所述阳极钛网篮2与钨合金废料进口对应设置，设备箱1顶侧装设有导轨，且导轨上设有可自行走的进料吊机7，进料吊机7底侧连接阳极钛网篮2，进料吊机7可沿导轨移动并带动阳极钛网篮2吊至钨废料电解槽3；所述钨废料电解槽3包括槽体，槽体的槽口处装设有导电铜座，导电铜座由软胶垫支撑，导电铜座上装有震动器，且该震动器可在阳极钛网篮2移动至其内时通过震动将电解分离出来的钨粉从阳极网篮内掉落。
在本实施例中，槽体的底部为锥底结构，槽体内侧设有平行于极板的卡槽以及反冲管路、自吸泵8，反冲管路用于将电解掉落的钨粉冲刷至钨废料电解槽3的锥底，并由自吸泵8将其抽吸走；所述自吸泵8连接有自吸管路，自吸泵8通过自吸管路将电解掉落的钨粉抽吸至电解钨粉过滤槽4。
在本实施例中，吊机由可上下左右移动的马达和链条组成，可在plc程序（控制系统）控制下一键启动将装好钨合金废料的钛阳极篮放置至电解指定位置，由于吊机为现有常识技术，因此本实施例不在赘述其组成结构。
在本实施例中，电解钨粉过滤槽4为锥底网孔结构，电解钨粉过滤槽4底部设有滤液收集槽，其内装设耐酸碱过滤袋，且通过该耐酸碱过滤袋可将大于400目的钨粉收集于过滤袋内，经耐酸碱过滤袋过滤后的滤液收集于滤液收集槽内。
在本实施例中，滤液收集槽用于收集经耐酸碱过滤袋过滤后的滤液，滤液收集槽内设有高、低液位预警线，且高、低液位预警线处均设有液位传感器，液位传感器连接有控制系统，控制系统可采集液位信息，并在液位到达高液位时，由电解钨粉过滤槽4的泵浦自动抽回电解循环槽9中并用于继续电解。
在本实施例中，电解循环槽9用于循环电解液使电解钨粉过滤槽4内的电解液浓度均匀，电解循环槽9上端安装有盐酸酸度测试仪，电解循环槽9内也设有高、低液位预警线，且高、低液位预警线处均设有液位传感器，液位传感器连接有控制系统，控制系统可采集液位信息，并在电解系统液位偏高时，打开循环泵出口的电动阀排放溢出电解废液至废水站。
在本实施例中，经电解钨粉过滤槽4过滤后的钨粉由出料吊机5吊至电解钨粉收集槽6内进行收集。
在本实施例中，需要出料电解钨粉时，一键启动抽钨粉的大头泵（自吸泵8），汇集于电解槽约100～300目的电解钨粉由大头泵抽至电解钨粉过滤槽4，滤液再抽回电解循环槽9用作电解液。电解过程中，电流密度控制为200～300a/m2，可保证电效达到85%以上，电解液温度约40℃～50℃。由酸度测试仪自动控制电解液的盐酸酸度为5%左右，当酸度偏低时会补加25%盐酸。电解出的钨粉经烘干检测钨的质量百分比含量达到95%以上。
在本实施例中，废气排放口处设有玻璃钢抽风机，其通过玻璃钢抽风机将废气抽至废气喷淋槽10内进行液碱喷淋处理。当废气喷淋槽内循环水的ph由ph控制仪补加50%液碱自动控制为ph10～11。
在本实施例中，阳极钛网篮的网孔50-100目，运行过程中，电解液温度约40℃～50℃。由酸度测试仪自动控制电解液的盐酸酸度为5%左右，当酸度偏低时会补加25%盐酸。
在本实施例中，废气喷淋槽10其内部装有多面空心花球与龙卷式喷嘴，废气喷淋槽10上端装有ph测试仪。电解过程中产生的废气由玻璃钢抽风机抽至废气喷淋槽废气喷淋槽10内，采用2～5%的液碱喷淋逆流式洗涤，气体经过分配板，将气体平均分布于多面空心花球，每只呈点接触，摆列后呈zw路线行走，避免有偏流现象，再配合龙卷式不阻塞喷嘴，呈1200喷洒，使气液混合效率达90～96%，而达洁净效果。进行2～5%液碱喷淋处理至达标排放。
在本实施例中，废气处理，废气呈酸性，碱性且为亲水性，对水之溶解度在12-200c分别为76-72g/100gh2o,68-53g/100gh2o。故处理设备采用采用2～5%的液碱喷淋逆流式洗涤，气体经过分配板，将气体平均分布于多面空心花球，每只呈点接触，摆列后呈zw路线行走，避免有偏流现象，再配合龙卷式不阻塞喷嘴，呈1200喷洒，使气液混合效率达90～96%，而达洁净效果。
在本实施例中，以每月电解分离出5吨40%钨含量的钨废料合金的一体化设备为例，可产出电解钨粉2吨，以钨含量95%电解钨粉均价15万元/吨计算，减去电解处理成本约3.7万元/吨（现场运行设备统计数据），利润约22.6万元/月。
在本实施例中，本发明设备采用的工艺电化学原理是以5%稀盐酸做电解液，钨合金废料做阳极，电解槽阴阳极在电势能作用下，阳极端失去电子，阴极端得到电子，从而使钨合金废料中的锡、镍、钴、铁等较活泼金属在电催化作用下形成离子进入电解液中，剩下不活泼且难溶于钨粉，从而实现钨合金废料电解回收钨粉的目的。
在本实施例中，上述电解槽阳极区反应：
主反应：ni-2e→ni2
sn-2e→sn2
co-2e→co2
fe-3e→fe3
副反应：2cl--2e→cl2↑
电解槽阴极区反应：
主反应：fe3 e→fe2
fe2 2e→fe↓
副反应：2h 2e→h2↑
废气处理喷出洗涤之反应，举例如以下说明：
酸气(hcl)为例:hcl naoh→nacl h2o
酸气(cl2)为例:cl2 h2o→hclo hcl(水解)
hclo hcl 2naoh→naclo nacl 2h2o。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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