介绍导入以碳化钨为基础，以Co或Ni为烧结添加剂的硬质合金已广泛应用于切削工具和耐磨机械零件。硬质金属的主要成分是钨，它非常昂贵。然而，有一小部分废料被回收利用;在日本不到20%。 近年来，锌法已被应用于硬质WC废料的回收。在这一过程中，硬质金属的碎片被吸收到熔锌中，熔锌与Co或Ni发生共晶反应。结果，废料被磨成WC颗粒，粘在锌浴的底部。然后，在惰性气体气氛中高温蒸发锌，得到WC粉。由于商用WC硬质合金包括许多添加剂，如TiC和VC，因此需要严格选择废料，以提供高质量的硬质合金粉末，并为其应用提供合适的添加剂。由于日本机械工业中有很多规模较小的企业，收集它们的废料非常困难。 本文提出了一种硬质金属废料的回收工艺。三氧化钨3.，显示高温下气体氧化钨的高分压。图1显示了纯钨中气体氧化钨的平衡分压3.根据Barin[3]所报告的热力学数据。气体（WO）3.）3.显示最高分压并达到10－4自动取款机在1300°C。单位面积的最大蒸发速率J可以用Langmuir方程估算: 
（1）
式中P、m、k、T分别为气体分压、分子摩尔质量、波尔兹曼常数和温度。当常数α与最大值WO一致时3.从一个1厘米的芯片上可以获得170克（包括135克W）的重量2的表面面积1小时。通过在空气中高温氧化硬质金属废料，获得高纯度的钨3.可以在不污染Co、Ni和TiC的情况下获得，这些元素具有可忽略的气相，且分压非常低。与WO还原过程3.形成W[4-7]并直接碳化WO3.为了形成WC[8-14]，可将硬质金属废料在空气中高温氧化制备纯W和WC。本文报道了工业硬质金属工具在空气中高温氧化蒸发氧化钨的过程，用于高温氧化循环工艺。
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图1所示。钨的氧化钨的分压3.在高温空气中。 |
实验的程序图2显示了在这项工作中使用的商用硬金属刀具。用半硬金属切屑作为试样进行氧化实验。图3为氧化实验装置的示意图。将试样放入悬浮在电炉中的氧化铝或莫来石容器中。将莫来石管置于试样上方，以引入干燥空气流。试样在1200 ~ 1300℃的高温下氧化。
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图2。WC硬质金属切屑样品。 |
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图3。实验设备示意图。2020欧洲杯下注官网 |
用x射线衍射(XRD)对氧化试样进行了物相鉴定。采用扫描电子显微镜(SEM)和电子探针显微分析(EPMA)观察氧化样品的微观结构。仔细收集了氧化实验后炉管内部出现的白色粉末，并通过XRD对其进行了鉴定。 结果图4为在1300℃下氧化3h的试样。在空气中氧化过程中，试样表面会形成液相并覆盖。图5为试样上氧化层的显微组织。氧化层由两个区域组成。氧化产物被鉴定为WO3.还有考沃4通过x射线衍射。由于表层是熔融相，包含Co和W，因此可以识别为CoWO4．熔融CoWO4在空气中高温氧化过程中覆盖试样。
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图4。试样表面在1300°C下在空气中氧化3 h。 |
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图5。1300°C下WC硬质合金切屑氧化层的微观结构。(a) SEM图像，(b) Co X射线图，(c) W X射线图。 |
图6为1300℃在空气中氧化3h后收集到的粉末。如图6 (b)所示，这些白色粉末主要收集在炉管内壁上。收集的粉末经鉴定为WO3.通过x射线衍射。图7显示了收集的WO数量3.为不同气流速率下氧化温度的函数。随着氧化温度的升高，WO的含量增加3.粉的增加。WO的量3.然而，在每种实验条件下，收集到的数据都非常小。
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图6。收集WC硬质合金切屑在1300℃空气中氧化后的粉末。（a） 收集的WO3.粉末和（b）WO3.WC硬质金属屑高温氧化过程中沉积的粉末。 |
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图7。已收货物金额3.粉末氧化温度的函数。 |
讨论WO的量3.与用Langmuir方程计算的值相比，收集的粉末非常小。这是由于熔化的CoWO的存在造成的4在氧化过程中在硬金属切屑表面。氧化钨钴的分压4可以表示为： 
（2）
就是， 
（3）
在哪里一个首席运营官,ΔG°（2）,R分别为CoO的活度、反应的标准吉布斯能变化(2)和气体常数。因为钨氧化物是从熔化的钴中蒸发出来的4，从表面上看，首席运营官的活跃度很高，即。，活性WO3.会很低。这里假设CoO的活性是统一的，用Barin[3]的热力学数据可以计算出氧化钨的分压。图8显示了来自CoWO的钨氧化物的平衡分压4在首席运营官的活动中团结一致。在1300°C时，最高气体压力为10－8自动取款机（WO）3.）2从CoWO4比（WO）的价值低40年3.）3.从单纯的我们3.．由于假定Langmuir理论的蒸发通量与气体压力成正比，所以收集的WO的量3.与理论值的数量级一致。为了提高WO的蒸发速率3.，需要进一步研究。
结论提出了一种高温氧化回收碳化钨硬质合金的工艺。为了建立WC硬质合金的循环利用工艺，采用了钨的蒸发3.在1200至1300°C的温度范围内，研究了WC-Co晶片的热稳定性。尽管纯粹的我们3.在空气中高温氧化WC-Co硬质金属切屑，蒸发WO3.非常缓慢。一个熔融CoWO4覆盖在硬金属芯片的表面。WO活性降低3.由于CoWO的形成4降低了气态氧化钨的分压，导致了钨的蒸发速率3.．为了提高气态钨氧化物的蒸发速率，还需要进一步的研究。 确认作者希望对新泻县通过Shinanogawa Technoporis开发机构部分支持这项工作表示感谢。 参考1.日本经济产业省矿业委员会稀有金属分会的报告，“支持前沿的稀有金属稳定供应”，第21页（2000年）。 2.B. F. Kieffer和E. F. Baroch，“碳化钨和磨屑的回收”，Extr。金属。折射。满足。Proc,计算机协会。主编:孙，H. y;卡尔森,o·诺曼;史密斯，J.托马斯，(出版社:金属出版社。Soc。AIME, Warrendale, PA, 1981)， 273-94页。 3.1 . Barin，纯物质热化学数据，3理查德·道金斯版本，（VCH，Weinheim，1995年）。 4.N.E.Fouad，K.M.E.Attyia和M.I.Zaki，“WO的热重分析”3.《氢还原:自催化效应的动力学表征》，粉末技术，74[1] (1993) 31-37. 5.D. S.维纳布尔斯和M. E.布朗，“用碳还原氧化钨”。第1部分。热分析”,小卡。学报,282 - 283[10](1996) 251 - 264。 6.D.S.Venables和M.E.Brown，“用碳还原钨氧化物。第2部分。管式炉实验”，热学报，282 - 283[10](1996) 265 - 276。 7.D. S. Venables和M. E. Brown，“氢和碳还原钨氧化物”，Therm。学报,285[2](1996) 361 - 382。 8.A.Hara，M.Miyake，T.Yamamoto，“从WO混合物中直接渗碳WC的研究3.和碳”，J粉末金属Jpn。，22[1](1975) 82 - 86。 9M. Miyake和A. Hara，“关于WO的碳热还原”3.粉末”，J粉末金属Jpn。，26[1] (1975) 92-97. 10.M. Miyake和A. Hara，“关于WO的减碳和渗碳”3.带试验旋转渗碳炉”，J Powder Powder Metall japan，26[2](1975) 98 - 103。 11.M.Miyake，A.Hara和T.Sho，“从WO直接生产WC3.日本J Powder Metall，26[3] (1975) 104-109. 12.F.C.Nava Alonso、M.L.Zambrano Morales、A.Uribe Salas和J.E.Bedolla Becerril，“含一氧化碳-二氧化碳混合物的三氧化钨还原渗碳：动力学和热力学”，《国际矿业学报》。，20.[1 - 2](1987) 137 - 151。 13.D. S. Venables和M. E. Brown，“用一氧化碳还原氧化钨”，热化学学报，291[1-2] (1997) 131-140. 14.J. M. Giraudon, P. Devassine, J. F. Lamonier, L. del电子管，L. Leclercq和G. Leclercq， "程控反应合成碳化钨的研究4- h2混合物。CH的影响4固体化学学报，J.，154(2000) 412 - 426 联系方式 |