Розробка процесів одержання оксиду вольфраму та супутніх речовин шляхом розкладу вольфрамвмісних відходів у лужних розтопах - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИРоботу виконано в Інституті загальної та неорганічної хімії ім. Науковий керівник: член-кореспондент НАН України, доктор технічних наук, професор Зарубицький Олег Григорович, ІЗНХ НАН України, заст. Офіційні опоненти: член-кореспондент НАН України, доктор хімічних наук, професор Слободяник Микола Семенович, Київський національний університет ім. доктор технічних наук, старший науковий співробітник Мітченко Тетяна Євгенівна, Національний технічний університет України “КПІ”, завідувач лабораторії іонного обміну та адсорбції ХТФ. Захист дисертації відбудеться 6 жовтня 1999 р. о 16 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради - Д 26.002.13 при Національному технічному університеті України "КПІ".У той час як потреби України у твердих сплавах сягають 800-1000 тонн на рік, 20-30% всього необхідного обсягу твердосплавної продукції може бути вироблено на базі власної вторинної сировини. Метою роботи є розробка сучасної екологічно безпечної технології переробки вторинної вольфрамової сировини, яка б вирізнялась універсальними можливостями застосування незалежно від типу і виду відходів (тверді вольфрам-кобальтові сплави, композити на основі карбіду вольфраму, що містять природні чи штучні алмази, вольфрам - у вигляді робочих елементів, шматків, або у складі відпрацьованого інструменту чи інших виробів). Для досягнення поставленої мети, поперше, ставилося завдання обгрунтувати природу взаємодії основних компонентів вольфрамвмісних відходів - карбіду вольфраму, вольфраму та алмазів як з лужними розтопами, так і його складовими, на базі чого стає можливим розробити оптимальні параметри процесу розкладу. Крім того, необхідно було розробити оптимальну схему переробки продуктів розкладу, що забезпечувала б високий вихід сполук вольфраму і які за своїми показниками (чистота, дисперсність) були б придатні для виробництва твердих сплавів, та забезпечити супутнє вилучення інших цінних компонентів - алмазів, кобальту, нікелю, міді. Розроблено ефективний, екологічно безпечний технологічний процес переробки різних за властивостями та видом вольфрамвмісних відходів (вольфрам, тверді вольфрам-кобальтові сплави, твердосплавно-алмазні композиції на металевій звязці ) з використанням лужних розтопів, що вирізняється універсальними можливостями застосування устаткування та реагентів.Другий розділ дисертації присвячено розробленню фізико-хімічних основ розкладу твердих вольфрам-кобальтових сплавів, твердосплавних композицій, що містять карбід вольфраму, алмази та металічну звязку (мідь, нікель, кобальт), відходів компактного вольфраму в лужних розтопах, зокрема в сумішах NAOH-NANO3 і NAOH-NANO2. У дослідах з вивчення кінетики розкладу твердих вольфрам-кобальтових сплавів у розтоплених сумішах NAOH-NANO3 за базовий варіант було взято сплав ВК6 як найбільш вживаний в інструментальному виробництві. У розтопі, що відповідає складу 2NAOH·NANO3, спостерігається аномальна температурна залежність стаціонарної швидкості розкладу сплаву, гальмування її посилюється з підвищенням температури від 400 до 440 ОС. У цьому випадку, як ми вважаємо, швидкість розкладу твердого сплаву лімітується проникністю шару (плівки) продукту на межі поділу фаз сплав - розтоп. Зокрема, за концентрації нітрату в розтопі NAOH-NANO3 19 мол.% за температури 420 ОС експериментальні дані задовільно описуються рівнянням: V розкл. сплаву = V розкл.На підставі аналізу літературних, науково-технічних та патентних джерел встановлено, що в арсеналі відомих способів розкладу вольфрамвмісних відходів та технологій їх переробки відсутні розробки, що забезпечували б високу ефективність, були екологічно безпечними і вирізнялися б універсальними можливостями застосування незалежно від типу і виду відходів (тверді вольфрам-кобальтові сплави, композити на основі карбіду вольфраму, що містять природні чи штучні алмази, вольфрам у вигляді робочих елементів, шматків або у складі відпрацьованого інструменту чи інших виробів). Встановлено деякі основні закономірності поведінки вольфрам-кобальтових сплавів у лужних розтопах: - у діапазоні температур 300-500 ОС вивчено кінетику їх розкладу в розтоплених сумішах NAOH-NANO3 . Виявлено, що розклад твердих сплавів при малих концентраціях окисника або помірних температурах не є чисто кінетичним процесом, а ускладнюється поверхневими явищами. швидкість розкладу сплавів вольфрам-кобальтової групи (V) визначається концентрацією карбіду вольфраму в сплаві (Nwc), а саме: між цими параметрами існує залежність V розкл. сплаву = V розкл. сплави вольфрам-кобальтової та титан-кобальтової групи піддаються активному розкладу при їх анодній поляризації, а ефективність дії струму визначається як його густиною, так і природою розтопу та сплаву. Для сплаву з високим вмістом кобальту в лужних розтопах, що відзначаються підвищеними окислювальними властивостями, спостерігається блокування процесу розкладу, очевидно, за рахунок утворення оксидної (шпінелідної) плівки.

Основний зміст