炭化タングステンのリサイクル酸化法

タングステンの需要は、様々な廃棄物からのリサイクルによって大きく促進され、いくつかの効果的なリサイクル方法の開発につながった。その中でも、炭化タングステン-コバルト金属（硬質合金）または残留タングステン金属の処理効率の高さから、酸化法が際立っています。この方法は、一連の化学反応とプロセスを通じて、これらの材料を貴重な再利用可能な形態に変換します。

酸化法の概要

炭化タングステンをリサイクルするための酸化法には、酸化とアルカリ処理という2つの主なステップがある。まず、廃炭化タングステンを酸素と反応させ、タングステンとコバルトの酸化物を生成します。その後、これらの酸化物はアルカリと反応して水溶性のタングステン酸ナトリウムを生成し、固体の酸化コバルトから容易に分離される。このプロセスで使用される一般的な酸化剤には、硝酸カリウムや酸素富化空気があり、硝酸カリウム製錬法と酸素富化空気酸化法という2つの主なバリエーションがあります。

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1.硝酸カリウム製錬法

プロセス説明

• 反応メカニズム:硝酸カリウム（または硝酸ナトリウム）と大気中の酸素が酸化剤として働き、廃棄物中のタングステンを三酸化タングステン（WO3）に変えます。これが硝酸ナトリウムの分解生成物である酸化ナトリウムと反応し、可溶性のタングステン酸ナトリウム（Na2WO4）を形成する。
• 運営詳細:このプロセスは、重油またはガスを燃料とする反射炉で行われる。硝酸カリウムが融点に達すると、タングステン廃材と激しく反応し、温度を1073～1173Kまで上昇させる。約1時間の攪拌と融解の後、溶融生成物を処理してNa2WO4とCo2O3スラグを取り出す。

メリット

• 高いタングステン回収率（特定のスラグから99%まで）。
• 反応が早く、生産能力が高い。
• 様々な種類のタングステン含有廃棄物に適しています。

制限事項

• 大量のNO2を発生させ、環境問題を引き起こす。
• 硫酸ナトリウムのような代替酸化剤は汚染を減らすが、より高い温度と長い処理時間を必要とする。

2.酸素富化空気酸化法

プロセス説明

• 運営メカニズム:タングステンの酸化物が形成され、アルカリに溶解してNa2WO4が生成される。
• 効率性:酸化プロセスは、一度開始すれば熱量が自立するため、外部からの加熱は不要である。プロセスは、廃棄物の形態や組成にもよるが、通常2～7時間かかる。

メリット

• ロッド、バー、ワイヤー、プレートなど、さまざまなタングステン含有材料に適しています。
• アルカリ処理後の不溶解残渣からのコバルト回収を可能にする。

制限事項

• WO3の昇華によるタングステンの損失もあるが、Na2WO4製造の典型的な回収率は94%から97%の範囲である。

結論

硝酸カリウム製錬法と酸素富化空気酸化法はともに、リサイクルのための強固な解決策を提供する。 炭化タングステン.硝酸カリウム法は、迅速な処理と高い回収率で注目されているが、環境面での課題がある。一方、酸素富化空気法は、タングステンの回収効率はやや劣るものの、自立型の熱メカニズムにより、より環境に優しい代替手段を提供する。それぞれの方法は、タングステンを含む廃棄物の特定の種類や形態によって適性が異なるため、リサイクルの実践に柔軟に適用することができる。