实现创新回收系统的新技术
实现氧化湿化工艺的大胆挑战
钨的回收和稳定供应之路
在硬质合金刀具的回收利用中,一种被称为“锌法”的直接工艺曾被使用过。在这个过程中,住友电气集团多年来一直在进行,固体硬废料被加热并与锌一起熔化。随后,仅除去锌,得到海绵状硬质合金,将其粉碎并回收为回收粉。简单地说,这些成分被直接回收成粉末。锌法是有益的,因为它消耗的化学品和能源很少。然而,它有一个大问题。具体来说,它可以去除高温过程中挥发的杂质,但不能提高纯度或调整粉末颗粒的大小,导致重复使用的范围有限。在这种情况下,住友电气集团接受了实现硬质合金完全回收的挑战。目的是从收集的废料中获得原料,这些原料相当于从矿石提炼中获得的原料。如果能做到这一点,回收的硬质合金将可用于各种用途,为稳定钨的供应开辟道路。 It was therefore necessary to develop a new tungsten recycling technology to replace the zinc process.
高纯度回收以获得广泛使用的原料
开发新技术的挑战是为了应对2005年钨价格的飙升。价格几乎是前一年的四倍。依赖中国的风险变成了现实。2007年,日本石油、天然气和金属国家公司(JOGMEC)发起了一个名为“开发稀有金属等高效回收系统的项目”的项目,开发了一种新的钨回收技术。住友电工、住友电工硬质合金株式会社、A.L.M.T.株式会社和名古屋大学参与了该联合研究项目。该项目旨在开发一种新的回收技术,即使在小范围内也能高效地处理硬质合金废料。住友电气集团工业材料部门的A.L.M.T公司承担了领导角色。雷电竞app官方公司主要雷电竞app官方经营两大业务:钨、钼等高熔点金属材料的提炼、制造和加工,以及金刚石精密工具的制造和精密加工。Minoru Tsunekawa是开发新回收技术项目的成员之一,现任A.L.M.T.粉末合金部门和硬质金属部门的工程总经理,他说,新回收技术的最终目标是获得高纯度的WO3..
“从锌工艺中提取的再生粉末的使用是有限的。这种粉末只能用作硬质合金的原料。因此,没有实现广义上的回收。回收意味着获得可以灵活和广泛使用的原材料。有必要将材料恢复到加工成WC之前的状态。其目的是获得一种质量与精炼矿石相当的原料(即高纯度氧化钨)3.)。还需要处理各种类型的废料。实现这一目标的新回收技术是一种氧化湿化学工艺,即对废料进行化学溶解和熔化,以回收其成分。我们在建立这项技术时遇到了困难。”
离子交换树脂工艺效率高
Tsunekawa提到的困难之一是熔盐溶解技术的发展。获取WO3.,需要对硬质合金刀具的废料进行氧化焙烧,然后对产品进行化学溶解以制备溶液。然而,这个过程不能氧化废料的内部。加工成本高,因为需要再氧化。Tsunekawa和其他成员解决了这个问题。
“在我们的开发技术中,我们溶解了硝酸钠(纳米)3.),氧化性高的硬质合金刀具废料,在氧化过程中使溶液与钠发生反应。该技术的优点是氧化处理达到了废料的内部。然而,它带来了一个大问题。氧化反应伴随着大量热量的产生。我们必须考虑如何控制快速放热反应并保证安全。经过深入研究,我们优化了NaNO的供应量3.(熔盐),使控制反应成为可能,”Tsunekawa说。
在下一阶段,有必要对所得的钨酸钠(Na)进行转化2我们4)溶液加入钨酸铵(NH)4)2我们4)解决方案。Tsunekawa和其他成员的目标是实现高效的转换。他们选择了离子交换工艺,即允许溶液流过充满离子交换树脂的树脂塔。钠中含有的钨酸盐离子2我们4溶液被离子交换树脂吸附,然后用铵盐洗脱得到(NH)4)2我们4解决方案。
“问题是如何实现高效率。在选择最佳树脂时,我们关注的是pH值,它代表酸度或碱度。我们找到了一个解决方案,通过仔细控制pH值来实现高效率。我们将离子交换过程的效率提高到传统技术的两到三倍。换句话说,钨的吸附量增加了两到三倍,所以我们能够减少设备的尺寸,因为效率更高,”Tsunekawa说。
扩大回收业务,同时寻求新的解决方案
在解决了废气处理、氨回收再利用系统的开发以及粉末废料合理回收利用的研究等诸多问题后,钨回收系统完成。该工厂设备于2010年开始运行。经过改进,于2011年下半年开始商业运营。
“从获得作为原材料的废料,到最后的加工过程,我们始终彻底致力于每一个阶段的质量。我们将进一步扩大回收业务。富山工厂目前是生产中心,没有足够的空间来增加产量,所以我们将研究新的方法。”
Tsunekawa提到的扩大回收业务的努力正在美国进行。下一章将重点介绍基于氧化-湿化学过程的美国回收项目。