Méthode d'oxydation pour le recyclage du carbure de tungstène

La demande de tungstène, fortement stimulée par son recyclage à partir de divers déchets, a conduit à la mise au point de plusieurs méthodes de recyclage efficaces. Parmi celles-ci, la méthode d'oxydation se distingue par son efficacité dans le traitement du carbure de tungstène-métal de cobalt (alliage dur) ou du tungstène métal résiduel. Cette méthode convertit ces matériaux en formes réutilisables de grande valeur par le biais d'une série de réactions et de processus chimiques.

Aperçu de la méthode d'oxydation

La méthode d'oxydation pour le recyclage du carbure de tungstène comporte deux étapes principales : l'oxydation et le traitement alcalin. Dans un premier temps, le carbure de tungstène usagé réagit avec l'oxygène pour former des oxydes de tungstène et de cobalt. Ensuite, ces oxydes réagissent avec un alcali pour produire du tungstate de sodium soluble dans l'eau, qui est facilement séparé de l'oxyde de cobalt solide. Les oxydants couramment utilisés dans ce processus sont le nitrate de potassium ou l'air enrichi en oxygène, ce qui a donné lieu à deux variantes principales de la méthode : la méthode de fusion au nitrate de potassium et la méthode d'oxydation à l'air enrichi en oxygène.

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1. Méthode de fusion du nitrate de potassium

Description du processus

• Mécanisme de réaction: Le nitrate de potassium (ou le nitrate de sodium) et l'oxygène atmosphérique servent d'oxydants, transformant le tungstène présent dans les déchets en trioxyde de tungstène (WO3). Ce dernier réagit avec l'oxyde de sodium, un produit de décomposition du nitrate de sodium, pour former du tungstate de sodium soluble (Na2WO4).
• Détails opérationnels: Le processus se déroule dans un four à réverbère, alimenté par de l'huile lourde ou du gaz. Lorsque le nitrate de potassium atteint son point de fusion, il réagit vigoureusement avec les déchets de tungstène, élevant la température entre 1073 et 1173 K. Après environ une heure d'agitation et de fusion, le produit fondu est traité pour extraire des scories de Na2WO4 et de Co2O3.

Avantages

• Taux élevé de récupération du tungstène (jusqu'à 99% à partir de certaines scories).
• Réaction rapide et capacité de production élevée.
• Convient à divers types de déchets contenant du tungstène.

Limites

• Génère des quantités importantes de NO2, ce qui pose des problèmes environnementaux.
• D'autres oxydants, comme le sulfate de sodium, réduisent la pollution mais nécessitent des températures plus élevées et des temps de traitement plus longs.

2. Méthode d'oxydation à l'air enrichi en oxygène

Description du processus

• Mécanisme opérationnel: De l'air enrichi en oxygène est introduit dans un four d'oxydation préchauffé, où les températures varient entre 1073 et 1173 K. Des oxydes de tungstène se forment et se dissolvent dans l'alcali pour produire du Na2WO4.
• Efficacité: Le processus d'oxydation est auto-entretenu en termes de chaleur une fois lancé, ce qui élimine la nécessité d'un chauffage externe. Le processus dure généralement de 2 à 7 heures, en fonction de la forme et de la composition des déchets.

Avantages

• Convient à une variété de matériaux contenant du tungstène, y compris les barres, les fils et les plaques.
• Permet la récupération du cobalt dans le résidu insoluble après le traitement alcalin.

Limites

• Une certaine perte de tungstène due à la sublimation du WO3, avec des taux de récupération typiques pour la production de Na2WO4 allant de 94% à 97%.

Conclusion

La méthode de fusion au nitrate de potassium et la méthode d'oxydation à l'air enrichi en oxygène offrent toutes deux des solutions robustes pour le recyclage. carbure de tungstène. La méthode du nitrate de potassium est réputée pour sa rapidité de traitement et ses taux de récupération élevés, mais elle pose des problèmes environnementaux. À l'inverse, la méthode de l'air enrichi en oxygène, bien que légèrement moins efficace pour la récupération du tungstène, offre une alternative plus respectueuse de l'environnement grâce à son mécanisme de chaleur auto-entretenu. La pertinence de chaque méthode varie en fonction des types et formes spécifiques de déchets contenant du tungstène, ce qui permet une application flexible dans les pratiques de recyclage.