JPH10183265A - 酸温浸を用いる炭化タングステン/コバルトの再生方法 - Google Patents

酸温浸を用いる炭化タングステン/コバルトの再生方法

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JPH10183265A
JPH10183265A JP19103097A JP19103097A JPH10183265A JP H10183265 A JPH10183265 A JP H10183265A JP 19103097 A JP19103097 A JP 19103097A JP 19103097 A JP19103097 A JP 19103097A JP H10183265 A JPH10183265 A JP H10183265A
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セーゴポール パーネッシュ
Li Wu
ウー リ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用済、未使用の炭化タングステン、タング
ステンベース製品のスクラップ(タングステン/コバル
ト組成物)を再利用する、炭化タングステン/コバルト
の再生方法を提供する。 【解決手段】 タングステン/コバルト組成物を850
℃以上の温度で酸化させ、生成酸化組成物の1部を酸性
水溶液中で温浸させて固形タングステン種を含有する溶
解コバルト組成物のスラリーを生成し、水酸化コバルト
又はオキシ塩化コバルトの沈澱に有効なpHでスラリー
を中和させ、液状成分をスラリーの固形成分から分離さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は酸温浸を用いる炭化
タングステン/コバルトの再生方法に関する。
【従来の技術】炭化タングステンは今日切削工具、掘さ
く工具、耐摩耗性部品に広く使用されている。この材料
は各種の異なる製造法で製造することができる。コバル
ト母材中に埋め込まれた炭化タングステン粒子の生成方
法の好ましいものがいくつかポリゾッチ(Polizotti)の
米国特許第4851041号、マッカンドリシュ(McCa
ndlish)の米国特許第5230729号及び同第535
2269号に開示されている。
【0002】タングステンと炭化タングステン製品は比
較的高価であり、環境的理由と価格的理由の両方から使
用済、未使用炭化タングステン及びタングステンベース
製品を再利用することでスクラップを回収する需要は極
めて高い。現在、炭化タングステンとタングステン製品
の再利用に用いられている方法はいくつかあり、亜鉛
法、低温流れ法、アルカリ浸出法、塩素化法、電解法、
高温製録法がある。亜鉛法と低温流れ法以外のほかの化
学的方法は多数の転換工程、抽出工程、沈澱工程を含ん
でおり、これは1サイクル時間が長くなり、コストの上
昇を招く。これらの化学的方法の多くは酸、塩基、各種
無機塩を使用する。
【0003】亜鉛法と低温流れ法は使用できる粉末に直
接転換させることができるが、材料の純度が問題とな
り、従ってこの種の再生材料の用途は極度に限定されて
いる。典型例としてはより一般的の亜鉛法は加熱工程、
昇華工程、粉砕工程を経てWC−Co粉末を回収する。
主要な相違点は亜鉛法では粒径は変化せず、従って粒成
長をサイクル毎に引続き行わせることが必要となる。
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はタング
ステンと炭化タングステンを比較的低費用で再生するこ
とにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明では、炭化タング
ステンのスクラップ、タングステンとタングステン含有
材料のスクラップを酸化してpH中性で水に不溶性の正
方晶系と八面体の三酸化タングステンを生成させ、これ
を酸溶液中で温浸してタングステンは溶解させずにコバ
ルトのみを溶解させる。溶液とスラリーの混合物のpH
を6〜10まで高くしてコバルトを水酸化コバルト、オ
キシ塩化コバルト、痕跡量のその他コバルト化合物とし
て沈澱させる。固形分、即ち、タングステンとコバルト
の化合物をスラリーから分離し、pH>11の水溶液に
再溶解する。この溶液を噴霧乾燥して浸炭と炭化タング
ステン、コバルト母材中に保持された炭化タングステン
生成用の前駆体組成物を生成させる。必要あれば、コバ
ルトは沈澱後一度塩化物溶質から分離してからコバルト
を再溶解させて分離することができる。本発明の目的と
利点は下記の記載から更によく理解されるものと考え
る。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明ではタングステン含有材料
を再利用して炭化タングステン、その他の複合材料の生
成に適した前駆体組成物を生成する。本発明で使用でき
るタングステン材料は例えば単体タングステン、炭化タ
ングステン、酸化タングステン、タングステン銅、タン
グステン銀、窒化タングステン、硼化タングステン、セ
レン化タングステン、硫化タングステン、珪化タングス
テン、例えばコバルト、ニッケル又は鉄のようなバイン
ダーを有する炭化タングステンである。
【0006】これらの材料は普通、廃材であり、当該工
業では「硬質スクラップ」又は「軟質スクラップ」と呼
ばれている。硬質スクラップは焼結材料であり、軟質ス
クラップは未焼結材料である。硬質スクラップは粉砕し
て回転炉装入に適した小径にする必要がある。粉砕径が
数mmになるまで粉砕して反応速度を向上させることが
好ましいが、1〜6インチ径の範囲のものでも利用でき
る。
【0007】タングステンベース材料は850〜120
0℃の範囲の温度で、好ましくは約950℃で酸化す
る。これはタングステンベース材料を空気又は酸素−空
気混合物を用いる酸化性雰囲気で加熱して行われる。酸
化時間は1回分の規模次第で一定しない。1回分が10
ポンドの規模では空気が2〜3lfmが必要であり、完
全酸化には約12時間かかる。異なる型式の高温炉が酸
化に使用できるが、酸化表面がたえずすりけずられ、は
がされて効果的処理が行え、未酸化の新表面が露出され
る回転炉で作業を行うことが好ましい。タングステン材
料のこの高温酸化で水性媒体に通常不溶性の正方晶系と
斜方晶系の酸化タングステン種が生ずる。例えばコバル
トのようなバインダー金属が存在すると、これば例えば
タングステン酸塩の如きコバルト錯体、この場合はタン
グステン酸コバルトが生成する。
【0008】次いで、酸化生成物を酸温浸処理する。好
ましくは、酸温浸液はpHが2.0から1.0又はそれ
以下の酸性水溶液である。好ましくは、pHは1未満で
ある。この酸性水溶液は塩酸から作るのが好ましいが、
他の強酸、例えばリン酸、硫酸、硝酸も使用できる。こ
の温浸では、酸化タングステンは基本的に酸化タングス
テンとして残留し、一方金属タングステン酸塩は塩素
種、例えば塩化コバルトに転換し、タングステンはタン
グステン酸又は水和タングステン酸類、例えばWO3
2 O、WO3 ・2H2 Oに転換する。
【0009】材料中に存在する他の含有成分は塩化物種
又は塩化物錯体種に転換し、その多くは金属塩化物、こ
の場合塩化コバルトで可溶化する。タングステン種は不
溶性分として残留する。従って、酸温浸により不溶タン
グステン化合物と溶解コバルト種とを含有するスラリー
が生ずる。このスラリーは乾燥してタングステン酸塩と
WO3 ・H2 Oとの存在下塩化コバルトを沈澱させるこ
とができる。次いで、この塩化コバルトを再溶解して溶
液とし、必要あれば別途処理する。
【0010】この代りに、且つ好ましくはこの混合物を
アルカリ処理してそのpHを約6.0〜8.5に高め
る。これはスラリー中にアンモニアガスを吹き込むか、
水酸化アンモニウム溶液を用いて行うことができる。こ
の段階でコバルトは水酸化物又はオキシ塩化物として沈
澱し、一方タングステンは不溶性種WO3 、WO3 ・H
2 Oとして残留する。次いで、これを濾過して洗滌す
る。不純物、例えばコバルトアミン、その他の塩化物種
は分離し、廃棄する。次いで、濾液又は残査をpHが1
1よりも高いアンモニアベース溶液中に再溶解し、再度
この水性媒体中にアンモニアガスを吹き込み所要のpH
を得る。これによりコバルトとタングステンは溶解して
まずコバルト/アミン錯体とタングステン酸アンモニウ
ムを生成さす。例えば鉄、チタン、タンタル、クロム、
アルミニウム、マグネシウムの如き種は若し存在すれば
この操作期間中不溶性分として残留するか、沈澱する。
【0011】タングステンとバインダー元素の濃度は適
切な分析法、例えば原子吸光分析技術及びICP発光分
光分析技術で測定できる。必要あれば次いで水溶性バイ
ンダーの塩、例えば硝酸コバルト又はメタタングテン酸
アンモニウムをこの溶液に添加してバインダー金属の対
タングステン比を調整する。次いでこの溶液を噴霧乾燥
して前駆体粉末を生成させる。この前駆体粉末は当該工
業で現在公知のように浸炭ガスの存在下高温度にするこ
とにより炭化タングステンを生成させるのに適したもの
である。
【0012】本発明の方法はタングステン/コバルト組
成物の再利用に必要な工程を大きく簡略化するもので、
タングステンとコバルトを再使用して炭化タングステン
/コバルト錯体を生成させるに特に適している。以上、
本発明を実施する好ましい方法について本発明を説明し
てきたが、そもそも本発明は特許請求の範囲によっての
み規定されるものである。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タングステン/コバルト組成物を850
    ℃以上の温度で酸化させて酸化組成物を生成し、酸化組
    成物の1部を酸性水溶液中に温浸させて固形タングステ
    ン種を含有する溶解コバルト組成物のスラリーを生成
    し、水酸化コバルト又はオキシ塩化コバルトの沈澱に有
    効なpHでスラリーを中和させ、液状成分をスラリー固
    形成分から分離させることから成るタングステン/コバ
    ルト組成物の再生処理方法。
  2. 【請求項2】 pHが11.0よりも高い水性媒体中に
    固形成分を溶解させ、この水性媒体を濾過して不溶粒状
    物を除去することを更に含む、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 水性媒体を噴霧乾燥させることを更に含
    む、請求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】 水性媒体はアンモニア水溶液である、請
    求項3記載の方法。
  5. 【請求項5】 高温酸化を酵素の存在下850°〜12
    00℃で行う、請求項1記載の方法。
  6. 【請求項6】 水性媒体を噴霧乾燥し、生成粒子を浸炭
    させて炭化タングステンを生成させることを更に含む、
    請求項5記載の方法。
  7. 【請求項7】 担体金属の不溶性塩を塩基性水溶液に添
    加して担体金属の対タングステン所要比を達成させ、水
    溶液を噴霧乾燥、浸炭させて担体金属/炭化タングステ
    ン錯体を生成させることを更に含む、請求項6記載の方
    法。
  8. 【請求項8】 酸性溶液が硫酸、リン酸、硝酸から成る
    群から選ばれた酸の水溶液である、請求項1記載の方
    法。
  9. 【請求項9】 コバルトの可溶性塩を水性媒体に添加し
    てコバルトの対タングテン所要比を達成させ、水溶液を
    噴霧乾燥、浸炭させてコバルト/炭化タングステン母材
    を生成させることを更に含む、請求項3記載の方法。
  10. 【請求項10】 タングステンの可溶性塩を水性媒体に
    追加溶解させてコバルトの対タングステン所要比を達成
    させることを更に含む、請求項3記載の方法。
  11. 【請求項11】 不溶性物質をスラリーから濾過除去す
    ることを更に含む、請求項1記載の方法。
  12. 【請求項12】 キレート剤をスラリーに添加すること
    を更に含む、請求項1記載の方法。
JP19103097A 1996-07-17 1997-07-16 酸温浸を用いる炭化タングステン/コバルトの再生方法 Pending JPH10183265A (ja)

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