Métodos de fundición electrolítica y de zinc para el reciclado de carburo de volframio

El reciclaje del carburo de wolframio es crucial debido a su amplio uso en herramientas de corte y mecanizado y a su importante impacto medioambiental y económico. Dos métodos principales para reciclar el carburo de tungsteno son el método electrolítico y el método de fundición de zinc. Cada uno de ellos tiene procesos y aplicaciones únicos, por lo que son adecuados para diferentes tipos de materiales de desecho de carburo de tungsteno.

1. Método electrolítico

El método electrolítico es un proceso eficaz que aprovecha los potenciales de electrodo de los distintos componentes de los residuos que contienen tungsteno. Este método es especialmente eficaz para los materiales de desecho que incluyen carburo de tungsteno y cobalto metálico.

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Resumen del proceso:

• En una solución ácida, como una con una concentración de ácido clorhídrico de unos 20g/L, el cobalto puede disolverse selectivamente, o pueden disolverse simultáneamente tanto el cobalto como el carburo de wolframio.
• Se utiliza un ánodo de grafito y un cátodo de placa de níquel, donde el cobalto se disuelve en la solución, formando CoCl2.
• La electrólisis se realiza a una tensión baja de 1,0-1,5 V, lo que provoca la disolución del cobalto y el desprendimiento del WC de los residuos.
• A continuación, el lodo anódico producido se procesa (lavado, molienda con bolas y tamizado) para recuperar el WC, que puede reutilizarse para producir nuevos carburos de wolframio.

Ventajas:

• Bajo consumo de reactivos y energía.
• Simplicidad del proceso.

Limitaciones:

• Sólo aplicable a los residuos carburo de tungsteno con un contenido de cobalto superior a 10%.

2. Método de fundición del zinc

Este método implica el uso de zinc metálico y altas temperaturas para recuperar el carburo de wolframio de los materiales de desecho. Es eficaz para residuos de carburo de wolframio con bajo contenido en cobalto o que contengan otros metales como tantalio y titanio.

Resumen del proceso:

• Los residuos de bloques de carburo de volframio y zinc metálico se colocan en un crisol dentro de un horno de vacío.
• La mezcla se calienta a temperaturas comprendidas entre 773 y 873 K, donde el cobalto reacciona con el zinc fundido para formar una aleación de zinc y cobalto.
• A 1173 K, el zinc se elimina por destilación al vacío, dejando WC suelto y polvo de cobalto.
• A continuación, el WC y el polvo de cobalto recuperados se procesan (molido con bolas y tamizado) para su uso en la nueva producción de carburos de wolframio.

Ventajas:

• Proceso de producción corto.
• Capaz de manipular residuos con bajo contenido en cobalto.
• Recupera materiales muy similares a los residuos originales.

Limitaciones:

• Requiere tipos específicos de material de desecho.
• Equipamiento complejo y elevado consumo de energía.
• Generalmente, costes más elevados que el método electrolítico.

Conclusión

La elección del método de reciclaje adecuado depende de la composición y las propiedades de los residuos de carburo de wolframio. El método electrolítico es el más adecuado para residuos con alto contenido de cobalto y destaca por su eficacia y bajos costes operativos. Por el contrario, el método de fundición de zinc es ideal para residuos con bajo contenido de cobalto y puede tratar una gama más amplia de materiales, a pesar de su mayor complejidad y costes operativos. Ambos métodos ofrecen soluciones eficaces para el reciclaje del carburo de wolframio, contribuyendo a las prácticas sostenibles en la industria.