Метод окисления для переработки карбида вольфрама

Примерно треть спроса на вольфрам приходится на вольфрамсодержащие отходы. В связи с разнообразием видов вольфрамсодержащих отходов существуют различные методы их переработки. К наиболее распространенным относятся окисление, электролиз и плавка цинка.

Метод окисления.

Под методом окисления понимается процесс регенерации вольфрама путем реакции отработанного карбидо-кобальтового сплава (твердого сплава) или остаточного вольфрама с кислородом с образованием оксидов вольфрама и кобальта и последующей реакцией со щелочью с образованием водорастворимого тунгстата натрия, который отделяется от твердого оксида кобальта. В производстве в качестве окислителя обычно используется нитрат калия или воздух, обогащенный кислородом, что приводит к двум вариантам: метод выплавки нитрата калия и метод окисления воздухом, обогащенным кислородом.

Наш завод занимается: твердосплавные детали, детали пресс-форм, медицинские пресс-формы для литья под давлением, прецизионные пресс-формы для литья под давлением, литье тефлона PFA, фитинги для труб PFA. e-mail: [email protected],whatsapp:+8613302615729.

Лом карбида вольфрама

1. Метод выплавки нитрата калия.

Метод выплавки нитрата калия является самым ранним промышленным способом переработки отходов твердых сплавов. При этом в качестве окислителя используется нитрат калия (нитрат натрия) и кислород воздуха для превращения вольфрама в отходах твердых сплавов в триоксид вольфрама, который затем реагирует с оксидом натрия, продуктом разложения нитрата натрия, с образованием растворимого тунгстата натрия. Основные реакции протекают следующим образом:

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

Процесс плавки происходит в реверберационной печи, где в качестве топлива используется тяжелая нефть или газ. Когда температура достигает температуры плавления нитрата калия, расплавленный нитрат калия бурно реагирует с отработанным вольфрамовым сырьем, быстро повышая температуру до 1073-1173 К. После перемешивания и плавления в течение 1 часа расплавленный продукт выгружается. После охлаждения, дробления, выщелачивания и фильтрации получают раствор Na2WO4 и шлак Co2O3.

Полученный раствор Na2WO4 может быть использован для получения триоксида вольфрама по следующей схеме: раствор тунгстата натрия → осаждение соляной кислотой → осаждение вольфрамовой кислотой → фильтрация аммиачного раствора → выпаривание и кристаллизация → фильтрация и промывка → метатунгстат аммония → прокаливание → триоксид вольфрама. Кобальтовый шлак выщелачивают соляной кислотой с получением раствора хлорида кобальта, который затем очищают обычными методами. В качестве альтернативы кобальтовый шлак может быть растворен в азотной кислоте с получением азотнокислого раствора кобальта, который после очистки смешивается с раствором Na2WO4 для получения вольфрамо-кобальтового соосаждения. Вольфрамо-кобальтовый соосадитель может быть подвергнут дальнейшей обработке путем прокаливания и восстановления водородом с получением мелкодисперсного вольфрамо-кобальтового композитного порошка для производства твердого сплава.

Метод плавки с использованием нитрата калия подходит для переработки различных вольфрамсодержащих отходов и обладает такими преимуществами, как быстрота реакции, высокая производительность и высокая степень извлечения вольфрама. Из шлака щелочного разложения черной вольфрамовой руды степень извлечения вольфрама может достигать 98%-99%. Однако при этом методе в процессе плавки образуется большое количество газа NO2, загрязняющего окружающую среду. При использовании относительно недорогого сульфата натрия в качестве заменителя нитрата калия, несмотря на снижение загрязнения окружающей среды, необходимо также очищать выделяющийся SO2-содержащий газ. При использовании сульфата натрия в качестве окислителя применяется то же оборудование, что и при использовании нитрата калия, но температура плавления достигает 1373 К, а время плавки для достижения того же эффекта, что и при использовании нитрата калия, составляет 2-3 часа.

2. Метод окисления обогащенным кислородом воздухом.

Метод окисления обогащенным кислородом воздухом предполагает подачу обогащенного кислородом воздуха в предварительно нагретую окислительную печь при температуре от 1073 до 1173 К. При этом вольфрам в отходах сначала окисляется до WO3, а затем WO3 растворяется в щелочи с получением раствора Na2WO4. После начала реакции окисления тепло реакции и подача кислорода используются для регулирования температуры реакции, что исключает необходимость во внешнем источнике тепла. Время окисления обычно составляет от 2 до 7 часов, в зависимости от природы и формы вольфрамсодержащих отходов. Продукты окисления обычно подвергаются шаровому измельчению и просеиванию, при этом крупный материал возвращается для дальнейшего окисления, а мелкий растворяется в щелочи для получения раствора Na2WO4. Раствор Na2WO4 может быть использован для получения паратунгстата аммония или других вольфрамовых продуктов традиционными методами. Если вольфрамсодержащие отходы содержат также кобальт, то кобальт можно извлечь из нерастворимого остатка после растворения в щелочи. Поскольку WO3 сублимируется при температуре окисления, неизбежны некоторые потери WO3 в результате сублимации, что приводит к тому, что при производстве Na2WO4 степень извлечения вольфрама обычно составляет от 94% до 97%. Данный метод подходит для переработки различных вольфрамсодержащих отходов, таких как прутки, стержни, проволока, пластины, металлический вольфрам и карбид вольфрама. Он также может быть использован для переработки порошка вольфрама, порошка WC и других вольфрамсодержащих отходов с применением метода самовоспламенения кислорода после прокаливания для снижения потерь WO3 в результате сублимации.