极、107滑动翻板、108电解槽支撑杆、109球阀收集口、110收集坩祸、111下抽真空口、112下进气口、113下排气口、114吹氧口、115可开合出料门、上抽真空口 116、上进气口 117、上排气口 118。
[0029]图2为加料室结构示意图。
[0030]图中标号:201加料室、阳极加料口 103、阴极加料口 104、滑动翻板107、固定转轴202、滑动连杆203、滑块204、上抽真空口 116、上进气口 117、上排气口 118。
[0031]图2左侧为滑动翻板的打开状态，右侧为滑动翻板的关闭状态。操作时两翻板同步工作。以左侧翻板为例:打开时，固定转轴202顺时针转动带动滑块204向左侧运动，并使滑动翻板107打开；关闭时，固定转轴202逆时针转动，带动滑块204向右侧运动，并使滑动翻板107关闭。
[0032]图3为采用普通阴极得到的产物XRD及SEM照片，可以看出产物中存在杂质碳及钨碳化合物。
[0033]图4为采用液态阴极得到的产物XRD及SEM照片，可以看出产物为单一金属钨，且形貌均匀。
【具体实施方式】
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[0034]下面依据附图对本发明进行说明。
[0035]—种连续制备钨粉的系统，其包括:电解槽101、带孔石墨阳极篮102、阳极加料口103、阴极加料口 104、液态阴极导电盘105、液态锌阴极106、滑动翻板107、电解槽支撑杆108、球阀收集口 109、收集坩祸110、下抽真空口 111、下进气口 112、下排气口 113、吹氧口114、可开合出料门115、上抽真空口 116、上进气口 117、上排气口 118。
[0036]其中加料室包括:加料室201、阳极加料口 103、阴极加料口 104、滑动翻板107、固定转轴202、滑动连杆203、滑块204、上抽真空口 116、上进气口 117、上排气口 118。
[0037]所述系统由气氛加热炉内可滑动翻板107、及带有球阀收集口 109、底部带吹氧口114的电解槽101构成。其中，带孔石墨阳极篮102、阳极加料口 103以及延伸至炉外的导线构成电解阳极，液态阴极导电盘105、液态阴极106以及延伸至炉外的导线构成电解阴极，球阀收集口 109、收集坩祸110、可开合出料门115构成产品收集装置，下抽真空口 111、下进气口 112、下排气口 113、吹氧口 114共同完成气氛电阻炉内真空、惰性气体保护、氧化气氛除碳的操作过程。其中吹氧口炉内端与电解槽底部透气砖相连，可直接向电解槽内部吹氧。
[0038]图1为整个系统结构主视图，所用气氛电阻炉升温速率10°C /min,最高加热温度1600°C。将电解槽中装入预先进行混合干燥的摩尔比为1:1的NaCl、KC1共500g。通过下抽真空口 111将炉内抽成真空，并升温至300°C保温2小时使之脱掉吸附水，通过下进气口112通入氩气并打开下排气口 113使炉内充满惰性气体保护，并升温至850°C保温I小时使NaCl、KCl熔融且充分混合。降温至750°C准备进行电解。
[0039]图2为加料室结构示意图，打开加料室上盖，将预先进行脱水处理的废旧硬质合金加入阳极加料口 103中、将预先进行脱水处理的锌粒加入阴极加料口中，关闭加料室上盖，通过上抽真空口 116将加料室内抽成真空态，并通过上进气口 117加入惰性气体保护，打开上排气口 118。打开滑动翻板107，使废旧硬质合金落入带孔石墨阳极篮102中，锌粒落入电解槽101中形成液态阴极。
[0040]利用直流稳压电源在阴阳极之间施加3.0V槽电压电解10小时，在电化学作用下阳极中钨以离子形式溶出并在液态锌阴极106表面沉积成钨单质，并由于比重大进一步沉入液态阴极底部。电解过程中产生的阳极泥碳，由于比重小，悬浮于熔盐内部及液态阴极表面，不会进入液态锌阴极内部。
[0041 ] 待电解完成后，重复加料步骤，继续向阳极篮中投加废I日硬质合金。
[0042]上述过程循环3次后，缓慢打开球阀收集口 109，使含有钨产品的液态锌流入收集坩祸110中，并打开可开合出料门115将其取出。进而可通过蒸锌处理，取得产品钨并回收锌。
[0043]通过吹氧口 114向电解槽内部吹足量的氧30分钟以除去反应残余的碳，通过下抽真空口 111抽真空并通过下进气口 112通入氩气完成惰性气体保护。并通通过投入锌粒补充液态阴极，通过投入1:1摩尔比的NaCl-KCl补充熔盐，完成阴极及熔盐的循环更新。
【主权项】
1.一种连续制备钨粉的系统，其特征在于包括: 电解槽、带孔石墨阳极篮、阳极加料口、阴极加料口、液态阴极导电盘、液态锌阴极、滑动翻板、电解槽支撑杆、球阀收集口、收集坩祸、下抽真空口、下进气口、下排气口、吹氧口、可开合出料门、上抽真空口、上进气口、上排气口 ； 上抽真空口、上进气口、上排气口设置在加料室的上方；阳极加料口设置在带孔石墨阳极篮的上方，并且两者之间设有滑动翻板，阴极加料口设置在电解槽上方，并且两者之间设有另一块滑动翻板；两块滑动翻板对称设计，分别用于控制阳极加料口于带孔石墨阳极篮之间的连通和关闭；用于阴极加料口与电解槽之间的连通和关闭；电解槽内有液态锌阴极、液态阴极导电盘和球阀收集口，球阀收集口下方放置有收集坩祸；电解槽的下方还包括有下抽真空口、下进气口、下排气口、吹氧口； 其中，带孔石墨阳极篮、阳极加料口以及延伸至炉外的导线构成电解阳极，液态阴极导电盘、液态阴极以及延伸至炉外的导线构成电解阴极，球阀收集口、收集坩祸、可开合出料门构成产品收集装置。2.根据权利要求1所述的一种连续制备钨粉的系统，其特征在于:所述滑动翻板包括固定转轴、滑动连杆和滑块；固定转轴转动带动滑块滑动，并使滑动翻板打开或关闭。3.根据权利要求1所述的一种连续制备钨粉的系统，其特征在于:所述系统液态阴极导电盘由镍板制成。4.应用权利要求1所述系统的方法，其特征在于:通过滑动翻版补充阳极废旧硬质合金及液态阴极；通过球阀收集口将液态阴极及产物收集到收集坩祸中以备进一步处理；通过对熔盐吹氧处理以除掉反应残余的碳，完成对熔盐的更新；通过补充阳极废旧硬质合金、锌阴极及熔盐完成连续电解。5.应用权利要求1所述系统的方法，其特征在于步骤包括: 1)废旧硬质合金废料投入带孔石墨阳极篮中，锌投入熔盐中作为液态阴极； 2)利用750°CNaCl-KCl熔盐3V恒电压对废旧硬质合金进行电解，并使钨、钴粉末在液态阴极上沉积； 3)利用排液口将液态锌及产物排出，并收集产物； 4)通过吹氧的方式净化熔盐中残余的碳； 5)加入废旧硬质合金及锌，重复上述过程。
【专利摘要】一种连续制备钨粉的系统及方法，该系统包括：电解槽、带孔石墨阳极篮、阳极加料口、阴极加料口、液态阴极导电盘、液态锌阴极、滑动翻板、电解槽支撑杆、球阀收集口、收集坩埚、抽真空口、进气口、排气口、吹氧口、可开合出料门；利用液态锌作为阴极有效分离产品与阳极泥，同时利用阴阳极加料口与滑动翻板以及吹氧口完成电解阳极、阴极以及熔盐的更新，可实现废旧硬质合金的连续回收。本发明具有获得产品纯度高，工艺过程连续，避免了重复升温降温的特点。
【IPC分类】C25C7/02, C25C5/04
【公开号】CN105177635
【申请号】
【发明人】聂祚仁, 张力文, 席晓丽, 马立文, 李铭, 司冠豪, 肖相军
【申请人】北京工业大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月12日