タングステンカーバイトリサイクルのための電解・亜鉛製錬法

電解法。

電解法とは、タングステンを含む廃材中の様々な成分の電解質溶液中での電極電位差を利用し、選択的または全体的に溶解または酸化させてタングステンを回収する方法である。廃タングステンカーバイドは、主に炭化タングステンと金属コバルトから構成されています。酸性溶液中では、コバルトは選択的に溶解することができ、またはコバルトと炭化タングステンの両方を同時に溶解することができます。塩酸媒体中で電気分解を行った場合、陽極では次のような溶解反応が起こる（あるいはWCは反応しない）：

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• Co-2e === Co2+
  WC + 6H2O - 10e = H2WO4 + CO2 + 10H+.
  水素発生反応は正極で起こる：
  2H+ + 2e === H2(g)

廃炭化タングステンの電解は、通常、塩酸濃度約20g/Lの電解液中で行われる。ニッケル板が陰極となり、黒鉛陽極が廃炭化タングステンを入れた陽極枠に挿入される。1.0〜1.5Vの直流電流の作用の下で、コバルトは連続的に廃炭化タングステンから溶解し、CoCl2を生成し、元の廃炭化タングステンの緻密で強固な構造を破壊し、WCは連続的に廃炭化タングステンの表面から剥離させる。得られたアノード泥は、洗浄、ボールミル、タングステンカーバイドの調製に適したWCを得るためにふるいにかけることができます。この方法の特徴は、簡単で試薬や電気エネルギーの消費が少ないことである。しかし、10%以上のコバルト含有量を持つ廃棄タングステンカーバイドの処理にのみ適用可能である。

亜鉛製錬法。

亜鉛製錬法では、廃炭化タングステンブロックと金属亜鉛を入れたるつぼを真空炉に入れ、773～873Kの温度まで加熱する（亜鉛の融点は693K）。廃炭化タングステン中のコバルトが溶融亜鉛と反応して亜鉛-コバルト合金を形成し、これが融液中に移動して廃炭化タングステンが分解する。その後、1173Kの温度で、亜鉛は真空蒸留によって除去され、緩いWC（またはタングステンと他の金属の炭化物）とコバルト粉が得られる。減圧蒸留コンデンサーに集められた亜鉛は、凝縮後に再利用することができる。ボールミルと篩の後、WCとコバルト粉末は炭化タングステンの製造に送られる。この方法の利点は、製造工程が短いこと、タンタルやチタンを含む低コバルトの廃タングステンカーバイドに対応できること、元の廃材と同じ品位の混合物が得られることである。しかし、単一種類の廃材を必要とすること、装置が複雑であること、エネルギー消費量が多いこと、電解法に比べてコストが高いことなどの限界もある。