本发明涉及废硬质合金资源化回收技术领域，尤其是硬质合金磨屑资源化高质高效回收方法。
背景技术：
钨是不可再生的战略性资源，全球钨资源经过近百年的开采已濒临枯竭，钨资源的高效利用和替代成了硬质合金产业研究人员热议的话题，废旧硬质合金的回收利用也成了行业科研人员的必然选择。综合利用物理和化学方法的优势，研发流程短、能耗低、无环境污染、效率高、成本低的高品质回收技术、检测方法和成套装备是当今和未来硬质合金的发展方向。自上世纪九十年代开始，世界各国的业内人士展开了对废旧硬质合金回收技术研究，分别采用高温处理、锌熔、锌蒸馏、机械破碎、电化学、酸浸出、氧化、熔浴回收、湿法冶金等方法回收废旧硬质合金，取得了显著的成果。
我国自上世纪七十年代开始，废硬质合金回收以锌熔法和硝石法为主；随着回收技术的进步及回收设备条件的改善，出现了机械破碎法制备再生硬质合金制品，但技术指标与原生料相比，存在密度低、硬度变化大、抗弯强度低、合金组织混杂、脏化现象严重等缺陷，使再生硬质合金的应用受到局限。最近几年，我国陆续研发了电化学法、高温处理法、氧化还原法等回收废合金新技术，但尚未大面积推广应用。目前，我国回收废硬质合金的方法主要是机械破碎和酸浸出法，但产量小，产品质量低，与发达国家相比，在高品质再生利用水平上存在较大差距。
cn104498718a公开了一种硬质合金磨削料处理方法，主要包括以下四个操作步骤：第一步是苏打焙烧，将碳化钨滤渣与碳酸钠和硝酸钠混合后焙烧，得到物料ⅰ；第二步是碱浸出，将物料ⅰ用[oh-]为0.5-2.0mol/l的液碱浸出，得到含钨酸钠的溶液和含钴镍的滤渣；第三步是钴镍浸出，将含钴镍的滤渣用[h+]为0.5-2.0mol/l的酸液浸出得到含钴镍的溶液用于回收其中的钴镍；第四步是钨的回收，将含钨酸钠的溶液加入酸调节ph5.0-8.0得到高纯钨酸沉淀，经过洗涤烘干煅烧得到高纯三氧化钨。其主要任务是解决现有技术存在的镍钴浸出时间长、氧化剂耗量大、设备要求高、流程长、磨削料中钴钨分离难度大、得到的钨产品纯度低的问题，该技术采用化学冶炼的方法虽然资源化回收了合金磨削料中的钴镍和钨，且回收的元素纯度较高。其缺陷是：从废合金回收到制备出再生硬质合金，存在工艺复杂，流程长，不仅生产成本高，而且化学浸出方法必然带来环境污染问题。
cn200910043243.2公开了一种废硬质合金的回收方法，回收步骤如下：(1)将废硬质合金和填充料炭黑装入石墨舟皿中，在氢气保护下放入碳管炉中高温锻烧，锻烧温度1600-2400℃，时间30-80分钟，氢气流量1.2-2.6m3/h；(2)将经高温锻烧后的废硬质合金御舟、清洗表面后，用颚式破碎机和对辊破碎机两段破碎成粒度2-8mm的合金粒；(3)将破碎后的合金粒进行球磨，球料比(4-5):1，球磨时间8-16小时；(4)将球磨后的合金粉过筛，筛下合金粉检测合格后用于传统生产工艺配料，制造硬质合金。该方法采用1600-2400℃高温锻烧废硬质合金，使废合金变得极易破碎加工。该方法回收的合金粉与处理的废合金碳化钨和粘结金属成分相同。其缺陷是：该方法通过高温锻烧使废合金碳化钨晶粒长大变粗并破坏原有废合金组织结构，但无法保证制备的混合料的化学成分，难以制备出较高性能的再生硬质合金。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种硬质合金磨屑资源化高质高效回收的方法，避免因钨、钴等元素及组织结构改变影响再生合金质量的隐患，解决现有技术中存在的因工艺复杂造成生产成本高、制备出的再生硬质合金质量低和污染环境的问题。
为实现以上目的，本发明一种硬质合金磨屑资源化高质高效回收方法包括以下步骤：
(1)硬质合金磨屑定向洁净回收：通过对数控加工中心编号的方法，对加工的硬质合金磨屑进行牌号细分，以浓浆形式洁净回收，以保持原有合金的化学成分和组织结构，为资源化高质高效回收合金磨屑创造条件；
(2)浓浆压滤：采用浓浆压滤机，在1-10mpa的压力下经120-300目滤网压滤，以去除90％以上的包括油和水的杂质，达到高温处理的条件要求；
(3)高温处理：将压滤后的物料置于真空炉中，在氢气保护下，在1000-1200℃保温1.0-3.0小时，使其中的氧化物还原；结束后通入氩气置换氢气，将炉温升至1300-1500℃，保温1-5小时，去除磨屑中的有机物及低熔点杂质；该高温处理可有效避免含碳物质的直接裂变，确保材料达到使用要求；
(4)机械破碎：在不破坏合金组织结构的前提下，对高温处理后的物料进行破碎，同时也是对物料进行的很好混合，使破碎后的粉末成分更均匀；破碎的粉末过60-80目筛，使粒度达到工艺要求；
(5)成分调配：取样对粉末的化学成分进行分析，根据样品特性并按再生合金目标产品要求进行成分调配，再经过湿磨制备再生硬质合金混合料，使包括w、co、ni的主要元素最终达到再生合金的化学成分要求；
(6)再生硬质合金制备：将制备的再生混合料通过成型和烧结，制备成符合相应牌号质量标准要求的再生硬质合金产品。
上述硬质合金磨屑资源化高质高效回收方法具有以下技术特点和有益效果：
(1)牌分细分定向洁净回收硬质合金磨屑，保持了原有合金化学成分和组织结构，避免了因钨、钴等元素及组织结构改变影响再生合金质量的隐患，实现了资源化回收目标。
(2)本发明通过物理方法直接得到所需要求的再生合金原材料，工艺简单，流程短，操作方便，工艺过程易于控制，明显降低了生产成本。
(3)制备的再生硬质合金性能高，实现了高质高效的回收目标。
(4)生产线没有废气废水排放，无环境污染。
上述硬质合金磨屑资源化高质高效回收方法，以浓浆形式细分牌号以洁净回收硬质合金磨屑；对回收的废合金浓浆采用浓浆压滤→高温处理→破碎→成分调配→球磨的短流程工艺制备高品质的再生合金混合料，并制备出中高性能硬质合金制品。批量生产结果表明，采用本发明技术制备的再生硬质合金，技术指标达到了原生料国家标准水平，实现了废硬质合金材料资源化高质高效回收的预期目标。其综合成本明显比cn104498718a低，效率更高；较之cn200910043243.2优化了步骤，无需添加其他物料，简化了工艺流程，生产的系列再生硬质合金混合料，用于生产s30、n30、k20、k30等牌号硬质合金，物理力学性能达到相应牌号国家标准要求，已得到用户使用验证，品质稳定。
本发明一种高质高效回收硬质合金磨屑的方法，通过细分牌号洁净回收合金磨屑，通过物理方法直接得到所需要求的再生合金原材料，解决了材料杂质和组织变化带来的影响。其特点是充分利用废屑中的元素成分，配比出达到硬质合金生产要求的再生材料，具有高质高效的优点，解决了因工艺复杂造成生产成本高、制备出的再生硬质合金质量低和污染环境问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明一种硬质合金磨屑资源化高质高效回收的方法作进一步详细说明。
实施例1：利用本发明一种硬质合金磨屑资源化高质高效回收方法制备n30、s30牌号ф8×330mm再生硬质合金圆棒。
把回收的n30、s30牌号硬质合金磨屑浓浆按一定比例均匀混合，经压滤、高温处理、破碎、成分调配制成再生合金混合料，经挤压成型制成ф8×330mm圆棒毛坯，经真空压力烧结制成再生硬质合金圆棒。操作步骤如下：
(1)硬质合金磨屑定向洁净回收：通过对数控加工中心编号的方法，对加工的硬质合金磨屑进行牌号细分，以浓浆形式洁净回收，以保持原有合金的化学成分和组织结构，为资源化高质高效回收合金磨屑创造条件；
(2)浓浆压滤：采用浓浆压滤机，在1-10mpa的压力下经120-300目滤网压滤，以去除90％以上的包括油和水的杂质，达到高温处理的条件要求；
(3)高温处理：将压滤后的物料置于真空炉中，在氢气保护下，在1000-1200℃保温1.0-3.0小时，使其中的氧化物还原；结束后通入氩气置换氢气，将炉温升至1300-1500℃，保温1-5小时，去除磨屑中的有机物及低熔点杂质；该高温处理可有效避免含碳物质的直接裂变，确保材料达到使用要求；
(4)机械破碎：在不破坏合金组织结构的前提下，对锻烧后的物料进行破碎，同时也是对物料进行的很好混合，使破碎后的粉末成分更均匀；破碎的粉末过60-80目筛，使粒度达到工艺要求；
(5)成分调配：取样对粉末的化学成分进行分析，根据样品特性并按再生合金目标产品要求进行成分调配，再经过湿磨制备再生硬质合金混合料，使主要元素最终达到再生合金性能要求的化学成分要求；
(6)再生硬质合金制备：将制备的再生混合料通过挤压成型和5.0mpa压力下真空烧结，制备成相应牌号要求的再生硬质合金。
经检测，本实施例制得的再生硬质合金圆棒物理力学性能如下：硬度hra90.5，抗弯强度3000n/mm，均达到gb/t18376.1-2008标准k30、n30牌号技术指标。将再生硬质合金圆棒加工成钻头后，经与原生合金切削实验比较，再生硬质合金钻头切削性能完全达到原生合金性能。
实施例2：利用本发明一种硬质合金磨屑资源化高质高效回收方法制备k20、k30牌号的再生硬质合金球齿。
将回收的k20、k30牌号合金磨屑浓浆按一定比例均匀混合，经浓浆压滤、高温处理、破碎、成分调配制成再生合金混合料，压制成硬质合金球齿毛坯，经真空压力烧结(烧结压力5.0mpa)制成再生硬质合金球齿。操作步骤如下：
(1)-(5)：同实施例1；
(6)再生硬质合金制备：将制备的再生混合料通过压制成型和5.0mpa压力下真空烧结，制备成相应牌号要求的再生硬质合金。
经检测：本实施例制得的再生硬质合金球齿硬度hra88.5，抗弯强度3100n/mm，均达到gb/t18376.3-2008标准k30分组合金技术指标要求。矿山挖掘实验表明，生产的再生硬质合金球齿完全满足使用要求，达到原生合金挖掘性能。
实施例3：利用本发明一种硬质合金磨屑资源化高质高效回收方法制备k30牌号再生硬质合金板材。
将回收的k20、k30牌号合金磨屑浓浆按一定比例均匀混合，经浓浆压滤、高温处理、破碎、成分调配制成再生合金混合料，压制成硬质合金板材毛坯，经真空压力烧结(烧结压力5.0mpa)制成再生硬质合金板材。操作步骤同实施例2。
经检测：本实施例制得的再生硬质合金板材硬度hra88.5，抗弯强度3100n/mm，均达到gb/t18376.1-2008标准k30分组合金技术指标要求。将再生硬质合金板材用于制备硬质合金切纸刀，比原有锋钢刀效率提高15倍以上，达到和超过同等原生硬质合金水平。