Metodi di fusione elettrolitica e di zinco per il riciclaggio del carburo di tungsteno

Il riciclaggio del carburo di tungsteno è fondamentale a causa del suo ampio utilizzo negli utensili di taglio e lavorazione e del suo significativo impatto ambientale ed economico. I due metodi principali per il riciclaggio del carburo di tungsteno sono il metodo elettrolitico e il metodo di fusione dello zinco. Ognuno di essi ha processi e applicazioni uniche, che li rendono adatti a diversi tipi di materiali di scarto in carburo di tungsteno.

1. Metodo elettrolitico

Il metodo elettrolitico è un processo efficiente che sfrutta i potenziali elettrodici dei diversi componenti dei rifiuti contenenti tungsteno. Questo metodo è particolarmente efficace per i materiali di scarto che includono carburo di tungsteno e cobalto metallico.

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Panoramica del processo:

• In una soluzione acida, ad esempio con una concentrazione di acido cloridrico di circa 20 g/L, il cobalto può essere disciolto selettivamente, oppure sia il cobalto che il carburo di tungsteno possono essere disciolti contemporaneamente.
• Vengono utilizzati un anodo di grafite e un catodo di nichel, dove il cobalto si dissolve nella soluzione, formando CoCl2.
• L'elettrolisi viene eseguita a una bassa tensione di 1,0-1,5 V, portando alla dissoluzione del cobalto e al distacco del WC dai rifiuti.
• Il fango anodico prodotto viene poi trattato (lavato, macinato a sfere e setacciato) per recuperare il WC, che può essere riutilizzato per produrre nuovi carburi di tungsteno.

Vantaggi:

• Basso consumo di reagenti e di energia.
• Semplicità del processo.

Limitazioni:

• Applicabile solo ai rifiuti carburo di tungsteno con un contenuto di cobalto superiore a 10%.

2. Metodo di fusione dello zinco

Questo metodo prevede l'uso di zinco metallico e di alte temperature per recuperare il carburo di tungsteno dai materiali di scarto. È efficace per i rifiuti di carburo di tungsteno a basso contenuto di cobalto o contenenti altri metalli come tantalio e titanio.

Panoramica del processo:

• I blocchi di carburo di tungsteno e lo zinco metallico di scarto vengono posti in un crogiolo all'interno di un forno a vuoto.
• La miscela viene riscaldata a temperature comprese tra 773 e 873 K, dove il cobalto reagisce con lo zinco fuso per formare una lega di zinco-cobalto.
• A 1173 K, lo zinco viene rimosso per distillazione sottovuoto, lasciando inalterati WC e polvere di cobalto.
• Il WC e la polvere di cobalto recuperati vengono poi lavorati (macinati a sfere e setacciati) per essere utilizzati nella nuova produzione di carburi di tungsteno.

Vantaggi:

• Processo di produzione breve.
• In grado di gestire rifiuti a basso contenuto di cobalto.
• Recupera materiali che corrispondono perfettamente alla qualità dei rifiuti originali.

Limitazioni:

• Richiede tipi specifici di materiale di scarto.
• Apparecchiature complesse e consumi energetici elevati.
• In genere, i costi sono più elevati rispetto al metodo elettrolitico.

Conclusione

La scelta del giusto metodo di riciclaggio dipende dalla composizione e dalle proprietà dei rifiuti di carburo di tungsteno. Il metodo elettrolitico è più adatto per i rifiuti ad alto contenuto di cobalto ed è noto per la sua efficienza e i bassi costi operativi. Il metodo di fusione dello zinco, invece, è ideale per i rifiuti a basso contenuto di cobalto ed è in grado di gestire una gamma più ampia di materiali, nonostante le maggiori complessità operative e i costi. Entrambi i metodi offrono soluzioni efficaci per il riciclaggio del carburo di tungsteno, contribuendo alle pratiche sostenibili del settore.