Método de fundición electrolítica y de zinc para el reciclado de carburo de wolframio

Método electrolítico.

El método electrolítico es un proceso que utiliza la diferencia en los potenciales de electrodo de varios componentes dentro de los materiales de desecho que contienen tungsteno en una solución electrolítica para disolverlos u oxidarlos selectiva o totalmente para la recuperación del tungsteno. Los carburos de tungsteno de desecho consisten principalmente en carburo de tungsteno y cobalto metálico. En una solución ácida, el cobalto puede disolverse selectivamente, o pueden disolverse simultáneamente el cobalto y el carburo de wolframio. Cuando la electrólisis se lleva a cabo en medio ácido clorhídrico, se producen las siguientes reacciones de disolución en el ánodo (o el WC no reacciona):

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• Co-2e === Co2+
  WC + 6H2O - 10e = H2WO4 + CO2 + 10H+
  La reacción de evolución del hidrógeno se produce en el cátodo:
  2H+ + 2e === H2(g)

La electrólisis de residuos de carburo de wolframio se realiza normalmente en una solución electrolítica con una concentración de ácido clorhídrico de unos 20 g/l. Una placa de níquel sirve de cátodo, mientras que un ánodo de grafito se inserta en un marco anódico que contiene los residuos de carburo de tungsteno. Bajo la acción de una corriente continua de 1,0-1,5V, el cobalto se disuelve continuamente del carburo de tungsteno residual, generando CoCl2, que altera la estructura densa y firme del carburo de tungsteno residual original, haciendo que el WC se desprenda continuamente de la superficie del carburo de tungsteno residual. El lodo anódico resultante puede lavarse, molerse con bolas y tamizarse para obtener WC adecuado para la preparación de carburos de wolframio. Este método se caracteriza por su sencillez y bajo consumo de reactivos y energía eléctrica. Sin embargo, sólo es aplicable al tratamiento de residuos de carburos de wolframio con un contenido de cobalto superior a 10%.

Método de fundición del zinc.

El método de fundición del zinc consiste en colocar un crisol que contiene bloques de carburo de tungsteno de desecho y zinc metálico en un horno de vacío y calentarlo a temperaturas que oscilan entre 773 y 873 K (el punto de fusión del zinc es 693 K). El cobalto del carburo de wolframio de desecho reacciona con el zinc fundido para formar una aleación de zinc y cobalto, que se transfiere a la masa fundida, lo que provoca la desintegración del carburo de wolframio de desecho. A continuación, a una temperatura de 1173 K, el zinc se elimina por destilación al vacío, obteniéndose WC suelto (o tungsteno y carburos de otros metales) y polvo de cobalto. El zinc recogido en el condensador de destilación al vacío puede reutilizarse tras la condensación. Tras la molienda por bolas y el tamizado, el WC y el polvo de cobalto se envían para la producción de carburos de wolframio. Las ventajas de este método son su corto proceso de producción, la capacidad de manejar carburos de wolframio de desecho con bajo contenido de cobalto que contienen tantalio y titanio, y la obtención de una mezcla con el mismo grado que el material de desecho original. Sin embargo, también tiene limitaciones, como la necesidad de un único tipo de material de desecho, la complejidad del equipo, el elevado consumo de energía y los costes más elevados en comparación con el método electrolítico.