텅스텐 카바이드 재활용을 위한 산화 방법

텅스텐 수요의 약 1/3은 텅스텐 함유 폐기물에서 발생합니다. 텅스텐 함유 폐기물의 종류가 다양하기 때문에 재활용 방법도 다양합니다. 일반적으로 사용되는 방법에는 산화, 전기 분해 및 아연 용융이 포함됩니다.

산화 방법.

산화 방법은 먼저 폐 텅스텐 카바이드-코발트 금속(경질 합금) 또는 잔류 텅스텐 금속을 산소와 반응시켜 텅스텐 및 코발트 산화물을 형성한 다음 알칼리와 반응하여 고체 코발트 산화물에서 분리되는 수용성 텅스텐 산 나트륨을 생성하여 텅스텐을 재생하는 과정을 말합니다. 생산 과정에서 질산칼륨 또는 산소가 풍부한 공기가 일반적으로 산화제로 사용되며, 질산칼륨 제련법과 산소가 풍부한 공기 산화법이라는 두 가지 변형이 있습니다.

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텅스텐 카바이드 스크랩

1. 질산 칼륨 제련 방법.

질산칼륨 제련법은 폐탄화물을 재활용하는 가장 초기의 산업 응용 분야입니다. 질산칼륨(질산나트륨)과 공기 중의 산소를 산화제로 사용하여 경질 합금 폐기물의 텅스텐을 삼산화텅스텐으로 전환한 다음 질산나트륨의 분해 산물인 산화나트륨과 반응하여 용해성 텅스텐산나트륨을 형성합니다. 관련된 주요 반응은 다음과 같습니다:

• 2NaNO3 = 2NaO + 2O2 + N₂
  2WC + 5O2 - 2W + 2CO2(g)
  WC + CO2 - W + 2CO(g)
  WO3 + Na2O - Na2WO4

제련 공정은 중유 또는 가스를 연료로 사용하는 반향로에서 이루어집니다. 온도가 질산 칼륨의 녹는점에 도달하면 용융 된 질산 칼륨이 폐 텅스텐 원료와 격렬하게 반응하여 온도를 1073-1173K로 빠르게 상승시키고 1 시간 동안 교반 및 융합 후 용융 된 생성물이 배출됩니다. 냉각, 분쇄, 침출 및 여과 후 Na2WO4 용액과 Co2O3 슬래그를 얻습니다.

얻어진 Na2WO4 용액은 텅스텐산 나트륨 용액 → 염산 침전 → 텅스텐산 침전 → 암모니아 용액 여과 → 증발 및 결정화 → 여과 및 세척 → 메타 텅스텐산 암모늄 → 소성 → 삼산화 텅스텐의 과정을 통해 삼산화 텅스텐을 생산하는 데 사용할 수 있습니다. 코발트 슬래그를 염산으로 침출하여 염화 코발트 용액을 얻은 다음 기존 방법을 사용하여 정제합니다. 또는 코발트 슬래그를 질산에 용해하여 질산 코발트 용액을 생성하고 정제 후 Na2WO4 용액과 혼합하여 텅스텐-코발트 공동 침전물을 생성 할 수 있습니다. 텅스텐-코발트 공침전물은 소성 및 수소 환원을 통해 추가 가공하여 초경 생산을위한 미세 등급 텅스텐-코발트 복합 분말을 얻을 수 있습니다.

질산 칼륨 제련 방법은 다양한 텅스텐 함유 폐기물을 처리하는 데 적합하며 빠른 반응, 높은 생산 능력 및 높은 텅스텐 회수율의 장점을 가지고 있습니다. 텅스텐 회수율은 흑색 텅스텐 광석의 알칼리성 분해 슬래그에서 98%-99%에 도달 할 수 있습니다. 그러나이 방법은 또한 제련 과정에서 환경을 오염시키는 다량의 NO2 가스를 생성합니다. 질산칼륨 대신 상대적으로 저렴한 황산나트륨을 사용할 경우 환경오염은 감소하지만 배출되는 이산화황 함유 가스도 처리해야 합니다. 황산나트륨을 산화제로 사용할 때 사용되는 장비는 질산칼륨을 사용할 때 사용되는 장비와 동일하지만 용융 온도가 1373K로 높고 용융 시간은 질산칼륨 방법과 동일한 효과를 얻기 위해 2-3 시간이 필요합니다.

2. 산소 농축 공기 산화 방식.

산소 농축 공기 산화법은 예열된 산화로에 산소가 풍부한 공기를 1073~1173°C 범위의 온도에서 주입하는 방식으로, 이 과정에서 폐기물에 포함된 텅스텐을 먼저 WO3로 산화시킨 다음 WO3를 알칼리에 용해시켜 Na2WO4 용액을 얻습니다. 산화 반응이 시작되면 반응 열과 산소 공급을 사용하여 반응 온도를 제어하므로 외부 열원이 필요하지 않습니다. 산화 시간은 일반적으로 텅스텐 함유 폐기물의 성질과 형태에 따라 2~7시간 정도 소요됩니다. 산화 생성물은 일반적으로 볼 밀링 및 체질 과정을 거치며, 크기가 큰 물질은 추가 산화를 위해 반환되고 크기가 작은 물질은 알칼리에 용해되어 Na2WO4 용액을 얻습니다. Na2WO4 용액은 기존 방법을 사용하여 암모늄 파라 텅 스테이트 또는 기타 텅스텐 제품을 생산하는 데 사용할 수 있습니다. 텅스텐 함유 폐기물에 코발트도 포함되어 있는 경우 알칼리 용해 후 불용성 잔류물에서 코발트를 회수할 수 있습니다. WO3는 산화 온도에서 승화되기 때문에 승화로 인한 WO3의 일부 손실은 불가피하며, 그 결과 Na2WO4 생산 시 텅스텐 회수율은 일반적으로 94%에서 97%에 이릅니다. 이 방법은 막대, 바, 와이어, 플레이트, 금속 텅스텐 및 텅스텐 카바이드와 같은 다양한 텅스텐 함유 폐기물을 처리하는 데 적합합니다. 또한 점화 후 자체 점화 산소 방법을 사용하여 텅스텐 분말, WC 분말 및 기타 텅스텐 함유 폐기물을 처리하여 승화로 인한 WO3의 손실을 줄이는 데 사용할 수 있습니다.