Переработка карбида вольфрама: руководство по электролитическому и цинковому процессам

Переработка карбида вольфрама очень важна из-за его широкого применения в режущих и обрабатывающих инструментах, а также из-за его значительного экологического и экономического воздействия. Два основных метода переработки карбида вольфрама - это электролитический метод и метод плавки цинка. Каждый из них имеет уникальные процессы и области применения, что делает их подходящими для различных типов отходов карбида вольфрама.

1. Электролитический метод

Электролитический метод - это эффективный процесс, использующий электродные потенциалы различных компонентов вольфрамсодержащих отходов. Этот метод особенно эффективен для отходов, включающих карбид вольфрама и металлический кобальт.

Обзор процесса:

• В кислом растворе, например, с концентрацией соляной кислоты около 20 г/л, кобальт может растворяться выборочно, или одновременно растворяться и кобальт, и карбид вольфрама.
• Используются графитовый анод и катод из никелевой пластины, где кобальт растворяется в растворе, образуя CoCl2.
• Электролиз проводится при низком напряжении 1,0-1,5 В, что приводит к растворению кобальта и отслаиванию WC от отходов.
• Полученный анодный шлам затем обрабатывается (промывается, измельчается и просеивается) для извлечения WC, который может быть повторно использован для производства новых карбидов вольфрама.

Преимущества:

• Низкое потребление реагентов и энергии.
• Простота процесса.

Ограничения:

• Применимо только к отходам карбид вольфрама с содержанием кобальта выше 10%.

2. Метод выплавки цинка

Этот метод предполагает использование металлического цинка и высоких температур для извлечения карбида вольфрама из отходов. Он эффективен для отходов карбида вольфрама с низким содержанием кобальта или содержащих другие металлы, такие как тантал и титан.

Обзор процесса:

• Отработанные блоки карбида вольфрама и металлический цинк помещают в тигель в вакуумной печи.
• Смесь нагревают до температуры от 773 до 873 К, где кобальт вступает в реакцию с расплавленным цинком, образуя цинково-кобальтовый сплав.
• При температуре 1173 К цинк удаляется вакуумной дистилляцией, оставляя после себя рыхлый WC и порошок кобальта.
• Извлеченный WC и кобальтовый порошок затем обрабатываются (шаровое измельчение и просеивание) для использования в новом производстве карбидов вольфрама.

Преимущества:

• Короткий производственный процесс.
• Возможность обработки отходов с низким содержанием кобальта.
• Извлечение материалов, близких по качеству к исходным отходам.

Ограничения:

• Требуются определенные виды отходов.
• Сложное оборудование и высокое энергопотребление.
• Как правило, стоимость выше, чем при электролитическом методе.

Заключение

Выбор правильного метод переработки зависит от состава и свойства отходов карбида вольфрама. Электролитический метод лучше всего подходит для отходов с высоким содержанием кобальта и отличается эффективностью и низкими эксплуатационными затратами. В отличие от него, метод плавки цинка идеально подходит для отходов с низким содержанием кобальта и позволяет обрабатывать более широкий спектр материалов, несмотря на более высокую сложность и затраты. Оба метода предлагают эффективные решения для переработки карбида вольфрама, способствуя устойчивому развитию отрасли.