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廢舊碳化鎢硬質(zhì)合金氧化溶解
時(shí)間:2018-03-19 16:59:48來(lái)源:本站人氣:4189
氧化法是指廢舊的碳化鎢-鈷金屬(硬質(zhì)合金)或殘金屬鎢先與氧作用生成鎢、鈷氧化物,進(jìn)而與堿作用生成水溶性的鎢酸鈉,從而與固態(tài)氧化鉆分離的鎢再生方法。生產(chǎn)中通常以硝石或富氧空氣為氧化劑,因而又有硝石熔煉法和富氧空氣氧化法之分。
1.1硝石熔煉法
硝石熔煉法是最早工業(yè)化應(yīng)用的回收廢硬質(zhì)合金的方法。它是以硝石(硝酸鈉)和空氣中的氧氣作為氧化劑,在高溫下將硬質(zhì)合金廢料中的鎢轉(zhuǎn)變成氧化鎢,并與硝酸鈉的分解產(chǎn)物氧化鈉作用,生成可溶性的鎢酸鈉,其主要反應(yīng)為:
2NaNO3=2NaO+2O2+N2
2WC+5O2=2WO3+2CO2(g)
WC+CO2=W+2CO(g)
WO3+Na2O=Na2WO4
熔煉在反射爐中進(jìn)行,以重油或煤氣為燃料,當(dāng)溫度達(dá)到硝石熔化溫度時(shí),熔融硝石便與廢舊鎢原料劇烈反應(yīng),溫度很快升到1073-1173K。定期攪拌熔合1h后,排出熔融產(chǎn)物,熔融產(chǎn)物經(jīng)冷卻、破碎、浸出和過(guò)濾后,得到Na2WO4溶液和C02O3渣。
所得Na2WO4溶液可用如下工藝流程制備三氧化鎢:鎢酸鈉溶液→加鹽酸沉淀→鎢酸沉淀→氨溶過(guò)濾→蒸發(fā)結(jié)晶→過(guò)濾洗滌→仲鎢酸銨→煅燒→三氧化鎢。鈷渣用鹽酸浸出,得到氯化鈷溶液,然后用通常的方法凈化處理;也可用硝酸溶解鈷渣,生成的硝酸鈷溶液經(jīng)凈化后可與Nla2WO4溶液混合,制取鎢鈷共沉淀物。鎢鈷共沉淀物經(jīng)煅燒和氫還原可得劍細(xì)粒級(jí)的鎢鈷復(fù)合粉末,用于再制硬質(zhì)合金。
硝石熔煉法適宜處理各種含鎢廢雜物料,具有反應(yīng)快、生產(chǎn)能力大和鎢回收率高的特點(diǎn),從黑鎢礦堿分解渣熔融至得到鎢酸鈉溶液,鎢的回收率達(dá)98%~99%。但陔法也存在熔煉過(guò)程中產(chǎn)生大量污染環(huán)境的NO.氣體的問(wèn)題。用較廉價(jià)的硫酸鈉取代硝石時(shí),雖然對(duì)環(huán)境的污染程度有所減輕,但所排放的含S02廢氣也必須治理。以硫酸鈉為氧化劑時(shí)所用的設(shè)備和以硝石為氧化劑時(shí)相同,但前者的熔煉溫度要高達(dá)1373K,熔合時(shí)問(wèn)需2—3h,方可收到與后者相同的效果。
2.富氧空氣氧化法
富氧空氣氧化法是將富氧空氣通人已加熱至1073-1173K的氧化爐中,先使含鎢廢雜物中鎢氧化成WO3,然后用堿溶解WO3,制得Na2WO4溶液的過(guò)程。氧化反應(yīng)一旦開(kāi)始,即可靠反應(yīng)熱并通過(guò)供氧量來(lái)控制反應(yīng)溫度,從而去除了外加熱源。氧化時(shí)間為2—7h,具體時(shí)間視含鎢廢雜料的性質(zhì)和形狀而定。氧化產(chǎn)物一般需經(jīng)球磨、過(guò)篩,篩上物返回氧化,篩下物用堿液溶解得到Na2WO4溶液。Na2WO4溶液即可按常規(guī)方法制成仲鎢酸銨或其他鎢制品。若含鎢廢雜物中含有鈷,則可從堿不溶渣中回收鈷。因WO3在氧化溫度下升華,所以WO3的升華損失不可避免,到制得Na2WO4的鎢回收率通常為94%-97%。
該法適宜處理棒、條、絲、板等金屬鎢和硬質(zhì)合金等含鎢廢雜物料。也可采用點(diǎn)火后自燃氧氣的方法處理鎢粉、WC粉等含鎢廢雜物料,以減少WO3的升華損失。
1.1硝石熔煉法
硝石熔煉法是最早工業(yè)化應(yīng)用的回收廢硬質(zhì)合金的方法。它是以硝石(硝酸鈉)和空氣中的氧氣作為氧化劑,在高溫下將硬質(zhì)合金廢料中的鎢轉(zhuǎn)變成氧化鎢,并與硝酸鈉的分解產(chǎn)物氧化鈉作用,生成可溶性的鎢酸鈉,其主要反應(yīng)為:
2NaNO3=2NaO+2O2+N2
2WC+5O2=2WO3+2CO2(g)
WC+CO2=W+2CO(g)
WO3+Na2O=Na2WO4
熔煉在反射爐中進(jìn)行,以重油或煤氣為燃料,當(dāng)溫度達(dá)到硝石熔化溫度時(shí),熔融硝石便與廢舊鎢原料劇烈反應(yīng),溫度很快升到1073-1173K。定期攪拌熔合1h后,排出熔融產(chǎn)物,熔融產(chǎn)物經(jīng)冷卻、破碎、浸出和過(guò)濾后,得到Na2WO4溶液和C02O3渣。
所得Na2WO4溶液可用如下工藝流程制備三氧化鎢:鎢酸鈉溶液→加鹽酸沉淀→鎢酸沉淀→氨溶過(guò)濾→蒸發(fā)結(jié)晶→過(guò)濾洗滌→仲鎢酸銨→煅燒→三氧化鎢。鈷渣用鹽酸浸出,得到氯化鈷溶液,然后用通常的方法凈化處理;也可用硝酸溶解鈷渣,生成的硝酸鈷溶液經(jīng)凈化后可與Nla2WO4溶液混合,制取鎢鈷共沉淀物。鎢鈷共沉淀物經(jīng)煅燒和氫還原可得劍細(xì)粒級(jí)的鎢鈷復(fù)合粉末,用于再制硬質(zhì)合金。
硝石熔煉法適宜處理各種含鎢廢雜物料,具有反應(yīng)快、生產(chǎn)能力大和鎢回收率高的特點(diǎn),從黑鎢礦堿分解渣熔融至得到鎢酸鈉溶液,鎢的回收率達(dá)98%~99%。但陔法也存在熔煉過(guò)程中產(chǎn)生大量污染環(huán)境的NO.氣體的問(wèn)題。用較廉價(jià)的硫酸鈉取代硝石時(shí),雖然對(duì)環(huán)境的污染程度有所減輕,但所排放的含S02廢氣也必須治理。以硫酸鈉為氧化劑時(shí)所用的設(shè)備和以硝石為氧化劑時(shí)相同,但前者的熔煉溫度要高達(dá)1373K,熔合時(shí)問(wèn)需2—3h,方可收到與后者相同的效果。
2.富氧空氣氧化法
富氧空氣氧化法是將富氧空氣通人已加熱至1073-1173K的氧化爐中,先使含鎢廢雜物中鎢氧化成WO3,然后用堿溶解WO3,制得Na2WO4溶液的過(guò)程。氧化反應(yīng)一旦開(kāi)始,即可靠反應(yīng)熱并通過(guò)供氧量來(lái)控制反應(yīng)溫度,從而去除了外加熱源。氧化時(shí)間為2—7h,具體時(shí)間視含鎢廢雜料的性質(zhì)和形狀而定。氧化產(chǎn)物一般需經(jīng)球磨、過(guò)篩,篩上物返回氧化,篩下物用堿液溶解得到Na2WO4溶液。Na2WO4溶液即可按常規(guī)方法制成仲鎢酸銨或其他鎢制品。若含鎢廢雜物中含有鈷,則可從堿不溶渣中回收鈷。因WO3在氧化溫度下升華,所以WO3的升華損失不可避免,到制得Na2WO4的鎢回收率通常為94%-97%。
該法適宜處理棒、條、絲、板等金屬鎢和硬質(zhì)合金等含鎢廢雜物料。也可采用點(diǎn)火后自燃氧氣的方法處理鎢粉、WC粉等含鎢廢雜物料,以減少WO3的升華損失。
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