用於回收碳化鎢合金的方法
2023-10-10 04:11:04 3
專利名稱：用於回收碳化鎢合金的方法
技術領域：
本發明公開屬於金屬合金的回收。具體地，本發明公開涉及回收碳化鎢合金的方法。本發明本質上是有成本效益和環境友好的。
背景技術：
機械工廠、石油勘探公司和工具機製造廠家產生作為廢舊插入件和廢棄物的大量碳化鶴廢料(scrap,碎片)。目前，廢料通過以下方法-通過插入件(insert，嵌入物)的再次研磨而被回收。當超過某一點，不可能再次研磨它們，因而此方法應用有限。化學方法也可用於廢料的回收。這包括氧化廢料，隨後喊浸析以將廢料轉化為鶴Ife納，從鶴Ife納中將可以回收粗製(raw)鎢。另外的方法包括熔化，使用亞硝酸鈉或硝酸鈉作為氧化劑，碳酸鈉作為稀釋劑以回收鎢化合物。此方法在萃取過程中要求高溫。廢料還可以通過鋅法來回收，該方法直接產生碳化鎢粉末。但是這是高成本的方法並且需要大量的投資。其它方法像浸析碾磨、酸浸析和電解。儘管可利用各種不同的方法，由於缺乏能力，仍有約35%的廢料未被回收。因此，需要有成本效益的方法來用於碳化鎢的提取。
發明內容
因此，本發明公開提供一種用於回收碳化物合金的方法，所述方法包括步驟氧化碳化鎢合金以獲得氧化鎢和其它金屬氧化物，研磨氧化鎢和其它金屬氧化物以獲得粉末，並用滲碳氣體混合物處理所述粉末以還原和滲碳所述氧化鎢和其它金屬氧化物粉末以獲得純化的碳化鎢合金粉末。
從以下結合附圖的說明，本發明公開的特徵將變得更完全顯而易見。應當理解，附圖僅解釋根據本發明公開的若干實施方式，並且因此，不應被認為限制其範圍，通過使用附圖，用附加特徵和詳細說明描述本發明公開。圖I以流程圖說明了回收碳化鎢合金的方法。圖2是通過EDS方法分析的來自實施例I的回收粉末的微結構。圖3的圖表顯示了在EDS研究回收自實施例I的粉末期間，由特定元素衍射的電子的量。圖4是通過EDS方法分析的來自實施例2的回收粉末的微結構。圖5的圖表顯示了在EDS研究回收自實施例2的粉末期間，由特定元素衍射的電子的量。圖6是通過EDS方法分析的來自實施例3的回收粉末的微結構。圖7的圖表顯示了在EDS研究回收自實施例3的粉末期間，由特定元素衍射的電子的量。
具體實施例方式本公開涉及用於回收碳化鎢合金的方法，所述方法包括如下過程氧化碳化鎢合金以獲得氧化鎢和其它金屬氧化物，研磨氧化鎢和其它金屬氧化物以獲得粉末，並用滲碳混合物處理所述粉末以還原並滲碳所氧化鎢和其它金屬氧化物粉末以獲得純化的碳化鎢合金粉末。在本公開的一個實施方案中，在約400°C至約1000°C溫度範圍下，優選在約950°C下在氧化爐中實施氧化。在本公開的另一實施方案中，使用選自空氣和氧氣,優選空氣的氧化劑實施氧化。在 本公開的另一實施方案中，通過選自球磨、立式球磨(Attritor Mill)、高速增強磨(High Speed Intensive mill),優選球磨的方法實施研磨。在本公開的另一實施方案中，實施研磨約0. 5h至約10h，優選約2h的時間。在本公開的另一實施方案中，滲碳混合物選自包括氫氣、氮氣、一氧化碳、甲燒、二氧化碳、壓縮天然氣(CNG)、液化石油氣(LPG)和其混合物的組。在本公開的另一實施方案中，滲碳混合物是約10%液化石油氣和約90%氮氣的組
口 o在本公開的另一實施方案中，滲碳混合物的處理進行從約Ih至約15h範圍，優選3h的時間。在本公開的另一實施方案中，在還原爐中，在約800°C至約1400°C的溫度下，優選在約1050° C下進行用滲碳混合物的處理以獲得純化的碳化鎢合金粉末。在本公開的另一實施方案中，將純化的碳化鎢合金粉末在氮氣中冷卻到約300°C至約200°C，優選約200°C的溫度，然後在空氣中冷卻到約35°C至約25°C，優選約25°C的溫度。在本公開的另一實施方案中，碳化鎢合金包括像碳化鎢合金廢料、廢的和低質量的金屬線、車床切屑(turnings)、磨屑、廢舊插入件、鑽頭、刀具、模具坯料和任意其它形式的加工碳化鎢合金的廢舊機械工具這樣的物理上不同的物品。因此，對本公開的目的而言，術語「碳化鎢合金」意在包括，但不限於，上述提及的任意和所有不同形式。在本公開的實施方案中，碳化鎢合金的回收包括回收碳化鎢合金，以及從碳化鎢合金廢料中獲得純粹形式的碳化鎢合金。因此，對本公開的目的而言，術語「碳化鎢合金的回收」意在包括，但不限於，上述提及的任意和所有不同形式。在本公開的實施方案中，當與用於從廢舊插入件和次品中回收碳化鎢合金的其它方法相比較，本公開是非常有成本效益的解決方案，其獲得與原始粉末同等的質量。本公開的實施方案使用熱機械處理，所述熱機械處理將碳化鎢轉化回與產自純粉末(virgin power,未用過的粉末,原始粉末)的混合物具有完全相同化學組成和具有定性參數的混合物粉末，所述混合物粉末準備好被壓縮回插入件(inserts，嵌入物)。由於提出的方法是熱機械方法，因此其不產生任何流出物。在本公開的實施方案中，提出的方法使用簡單和價廉的機械和操作，因此回收的成本被極大地縮減。在另一實施方案中，本公開包括在合適的溫度下氧化碳化鎢廢料以將合金元素轉化為它們的氧化物。所述氧化物被研磨以將它們轉化為粉末。使氧化物粉末與還原劑例如滲碳氣體混合，並在合適的溫度和環境下使其還原，以轉化回原始合金粉末混合物。在本公開的另一實施方案中，本公開背後的原理是將元素轉化為它們的氧化物，所述氧化物非常輕並且易於研磨。然後還原氧化物粉末以轉化回為原始元素。作為碳化物存在於碳化鎢合金中的碳將在氧化期間作為二氧化碳逸出。使用碳熱還原將解決這一問題。該方法能夠以更廉價的費用產生高質量粉末混合物，通過該方法，對稀有、昂貴的原始粉末的需求將被替代，因為該方法不需要任何昂貴的設備或消耗品。在本公開的一個實施方案中，在氧化期間，形成氧化鎢、氧化鈷和其它金屬氧化物。在碳熱還原法的還原過程中，藉助於氫氣、氮氣、一氧化碳、甲烷、二氧化碳、壓縮天然氣(CNG)、液化石油氣(LPG)和其混合物，保持滲碳氣氛。在氫氣混合物中滲碳氣體的百分比的寬範圍是0. 7%_30%。在本公開的另一實施方案中，存在於爐腔內部的氧化劑是空氣。
在本公開的一個實施方案中，碳化鶴粉末的最終表徵包括以下I.使用電子衍射研究進行化學分析以找出鎢、碳、鈷和氧的百分比；2.微結構分析(在大量生產中，這可能不需要)3.顆粒尺寸分析。通過以下實施例進一步詳細說明本公開的實施方式，所述實施例不應被理解為以任何方式限制本公開的範圍。實施例I在大氣壓力和950°C下在空氣中氧化10千克碳化鎢合金廢料10小時。然後在球磨機中研磨氧化的粉末約2小時。用由10%LPG和90%氮氣組成的滲碳混合物在1050°C下同時還原並滲碳該氧化物粉末6小時，並在氮氣中冷卻至200°C，然後在空氣中冷卻至室溫。表I :回收的粉末與碳化鎢合金粉末的純(virgin，原始，未用過的)粉末的比較分析
~回收的粉末純粉末 ,桌006<03
鐵030<05
零(NIL)<o7T
絡o7T8<o71
鈦+鉭+銀 L76I至10
鈷10. 575 至 25
碳化鶴M
權利要求
1.一種用於回收碳化鎢合金的方法，包括步驟 a)氧化碳化鎢合金以獲得氧化鎢和其它金屬氧化物； b)研磨所述氧化鎢和其它金屬氧化物以獲得粉末；和 c)用滲碳混合物處理所述粉末以還原並滲碳粉末化的所述氧化鎢和其它金屬氧化物以獲得純化的碳化鎢合金粉末。
2.如權利要求I所述的方法，其中在約400°C至約1000°C的溫度範圍下，優選在約950 V下在氧化爐中實施所述氧化。
3.如權利要求I所述的方法，其中使用選自包括空氣和氧氣的組，優選地空氣的氧化劑實施所述氧化。
4.如權利要求I所述的方法，其中通過選自包括球磨、立式球磨、高速增強磨的組，優選球磨的方法實施所述研磨。
5.如權利要求I所述的方法，其中實施所述研磨約0.5h至約IOh,優選約2h的時間。
6.如權利要求I所述的方法，其中所述滲碳混合物選自包括空氣、氫氣、氮氣、一氧化碳、甲烷、二氧化碳、壓縮天然氣(CNG)，液化石油氣(LPG)和其混合物的組。
7.如權利要求6所述的方法，其中所述滲碳混合物是約10%液化石油氣和約90%氮氣的組合。
8.如權利要求I所述的方法,其中用滲碳混合物的處理進行約Ih至約15h，優選3h的時間。
9.如權利要求8所述的方法，其中在還原爐中，在約800°C至約1400°C的溫度下，優選在約1050° C下進行用滲碳混合物的處理以獲得純化的碳化鎢合金粉末。
10.如權利要求9所述的方法，其中純化的碳化鎢合金粉末在氮氣中冷卻到約300°C至約200°C，優選約200°C的溫度，然後在空氣中冷卻到約40°C至約20°C，優選約25°C的溫度。
全文摘要
本公開是一種用於回收碳化鎢合金的方法。在氧化氣氛中加熱碳化鎢合金廢料並且通過研磨來粉碎氧化材料。用滲碳混合物處理該粉末材料以還原和滲碳該粉末化的氧化鎢和其它金屬氧化物。該方法是有成本效益和環境友好的。
文檔編號C22B7/00GK102725429SQ201080060774
公開日2012年10月10日 申請日期2010年12月7日 優先權日2010年1月8日
發明者賈亞卡納安·阿魯穆加維盧 申請人:賈亞卡納安·阿魯穆加維盧