텅스텐 카바이드 재활용을 위한 산화 방법

다양한 폐기물의 재활용으로 인해 텅스텐에 대한 수요가 크게 증가함에 따라 몇 가지 효과적인 재활용 방법이 개발되었습니다. 이 중 산화 방법은 텅스텐 카바이드-코발트 금속(경질 합금) 또는 잔류 텅스텐 금속을 처리하는 데 효율적이기 때문에 두드러집니다. 이 방법은 일련의 화학 반응과 공정을 통해 이러한 물질을 재사용 가능한 가치 있는 형태로 변환합니다.

산화 방법 개요

텅스텐 카바이드를 재활용하는 산화 방법은 산화와 알칼리 처리의 두 가지 주요 단계로 이루어집니다. 처음에 폐 텅스텐 카바이드는 산소와 반응하여 텅스텐과 코발트 산화물을 형성합니다. 그 후 이러한 산화물은 알칼리와 반응하여 고체 코발트 산화물에서 쉽게 분리되는 수용성 텅스텐산나트륨을 생성합니다. 이 공정에 사용되는 일반적인 산화제는 질산칼륨 또는 산소가 풍부한 공기를 포함하며, 질산칼륨 제련법과 산소가 풍부한 공기 산화법이라는 두 가지 주요 변형이 있습니다.

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1. 질산 칼륨 제련 방법

프로세스 설명

• 반응 메커니즘: 질산칼륨(또는 질산나트륨)과 대기 중 산소가 산화제로 작용하여 폐기물의 텅스텐을 삼산화텅스텐(WO3)으로 변환합니다. 이는 질산나트륨의 분해 산물인 산화나트륨과 반응하여 용해성 텅스텐산나트륨(Na2WO4)을 형성합니다.
• 운영 세부 정보: 이 공정은 중유 또는 가스로 연료가 공급되는 반향로에서 수행됩니다. 질산칼륨이 녹는점에 도달하면 폐 텅스텐 물질과 격렬하게 반응하여 온도가 1073~1173°C까지 상승합니다. 약 1시간 동안 교반하고 융합한 후 용융물을 처리하여 Na2WO4와 Co2O3 슬래그를 추출합니다.

장점

• 높은 텅스텐 회수율(특정 슬래그에서 최대 99%).
• 빠른 반응과 높은 생산 능력.
• 다양한 유형의 텅스텐 함유 폐기물에 적합합니다.

제한 사항

• 상당한 양의 NO2를 생성하여 환경 문제를 야기합니다.
• 황산나트륨과 같은 대체 산화제는 오염을 줄이지만 더 높은 온도와 더 긴 처리 시간이 필요합니다.

2. 산소 농축 공기 산화 방식

프로세스 설명

• 운영 메커니즘: 산소가 풍부한 공기를 예열된 산화로에 투입하여 1073~1173 K의 온도 범위에서 텅스텐 산화물을 형성하고 알칼리에 용해시켜 Na2WO4를 생성합니다.
• 효율성: 산화 공정은 일단 시작되면 열에 의해 자체적으로 유지되므로 외부 가열이 필요하지 않습니다. 이 과정은 일반적으로 폐기물의 형태와 구성에 따라 2~7시간이 소요됩니다.

장점

• 막대, 바, 와이어, 플레이트 등 다양한 텅스텐 함유 소재에 적합합니다.
• 알칼리 처리 후 불용성 잔류물에서 코발트를 회수할 수 있습니다.

제한 사항

• WO3 승화로 인한 텅스텐 손실이 일부 발생하며, Na2WO4 생산의 일반적인 회수율은 94%에서 97%입니다.

결론

질산칼륨 제련 방식과 산소 농축 공기 산화 방식 모두 재활용을 위한 강력한 솔루션을 제공합니다. 텅스텐 카바이드. 질산칼륨 방법은 빠른 처리와 높은 회수율로 유명하지만 환경적인 문제가 있습니다. 반대로 산소 농축 공기 방식은 텅스텐 회수 효율은 약간 떨어지지만 자생적 열 메커니즘을 통해 보다 환경 친화적인 대안을 제공합니다. 각 방법의 적합성은 텅스텐 함유 폐기물의 특정 유형과 형태에 따라 달라지므로 재활용 관행에 유연하게 적용할 수 있습니다.