MnCl2作为相转化剂在硬质合金磨削废料氯化焙烧分离钴/钨中的作用研究

《Separation and Purification Technology》：Chlorination roasting of grinding waste of cemented carbide for co/W separation: Role of MnCl 2 as a phase transformation agent

本文创新性地提出采用MnCl2氯化焙烧-水浸工艺实现硬质合金磨削废料（GWCC）中钴（Co）和钨（W）的高效分离。通过热力学分析确定500-700°C为CoCl2和MnWO4生成的最佳温度区间，实验证明在500°C、nCl/nCo=3.5条件下钴浸出率达96.84%。该无酸工艺不仅解决了传统酸浸法的设备腐蚀问题，所得MnWO4产物更易通过碱法处理，为战略金属资源绿色回收提供了新方案。

　　

材料

GWCC（硬质合金磨削废料）采自湖南省株洲市京功硬质合金有限公司。如表1所示，原料主要含81.08%钨和10.03%钴，杂质极少。XRD结果（图1a）显示检测相为WC和钴，符合硬质合金典型组成。SEM-EDS分析结果（图1b-c）表明GWCC由长片状颗粒组成，主要成分为钨和钴。

GWCC的MnCl₂焙烧热力学分析

采用HSC Chemistry 9软件基于最小反应吉布斯自由能原理分析了WC-Co-MnCl₂-O₂系统的热力学平衡组成演变，如图2所示。图2a-c展示了不同初始氯钴摩尔比（n_Cl/n_Co）下温度对平衡组成的影响。具体而言，当n_Cl/n_Co比为1时（图2a），300°C以下平衡物种为MnO₂、CoCl₂、CoWO₄和WO₃；随着温度升高...

结论

本研究提出了一种基于MnCl₂氯化焙烧相转化的GWCC钴分离新方法，建立了完整的钨钴回收工艺。WC-Co-MnCl₂-O₂体系热力学平衡表明，500–700°C是CoCl₂和MnWO₄优势生成的最佳温度区间，提高n_Cl/n_Co比可进一步增加其在含钴和含钨相中的平衡比例。