PL185324B1

PL185324B1 - Sposób wytwarzania wolframianu sodu

Info

Publication number: PL185324B1
Application number: PL96324083A
Authority: PL
Inventors: Michael Lohse
Original assignee: Starck H C Gmbh Co Kg
Priority date: 1995-06-12
Filing date: 1996-06-03
Publication date: 2003-04-30
Also published as: HU220255B; TW347380B; KR100426561B1; US5993756A; IL122140A0; CZ288348B6; DE59606775D1; DE19521333C1; CN1187801A; WO1996041768A1; KR19990022832A; EP0832041B1; EP0832041A1; CA2224254A1; PL324083A1; PT832041E; IL122140A; HUP9801918A1; HUP9801918A3; JP3958790B2

Abstract

Sposób wytwarzania wolframianu sodu na drodze utleniania zlomu metali twardych i/lub zlomu metali ciezkich w stopionej soli, przy czym korzystnie prowadzi sie reakcje utleniania w ruchomej stopionej masie lub w dzialajacym periodycznie bez- posrednio ogrzewanym piecu obrotowym, przy czym ewentualnie do stopionej masy wdmuchuje sie powietrze, zas reakcje utle- niania najkorzystniej prowadzi sie w tempe- raturze od 800 do 1100°C, a nastepnie lu- gowania i przesaczania, przy czym otrzy- muje sie przesacz zawierajacy wolframian sodu, przerabiany dalej znanym sposobem, znamienny tym, ze stopiona sól sklada sie z 60-90% masowych NaOH oraz z 10-40% masowych Na2SO4, a reakcje utleniania korzystnie prowadzi sie stosujac 5-20- procentowy masowo nadmiar skladników zawierajacych metal alkaliczny. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wolframianu sodu na drodze utleniania złomu metali twardych i/lub złomu metali ciężkich w stopionej soli, przy czym korzystnie prowadzi się reakcję utleniania w ruchomej stopionej masie lub w działającym periodycznie bezpośrednio ogrzewanym piecu obrotowym, przy czym ewentualnie do stopionej masy wdmuchuje się powietrze, zaś reakcję utleniania najkorzystniej prowadzi się w temperaturze od 800 do 1100°C, a następnie ługowania i przesączania, przy czym otrzymuje się przesącz zawierający wolframian sodu, przerabiany dalej znanym sposobem, polegający na tym, że stopiona sól składa się z 60-90% masowych NaOH oraz z 10-40% masowych Na₂SO4, a reakcję utleniania korzystnie prowadzi się stosując 5-20% masowo nadmiar składników zawierających metal alkaliczny.

Jak wspomniano powyżej, reakcję korzystnie prowadzi się w ruchomej stopionej masie, zwłaszcza korzystnie w działającym periodycznie bezpośrednio ogrzewanym piecu obrotowym. W celu ochrony przed naprężeniami, piec obrotowy powinien być wyłożony materiałem ogniotrwałym. Korzystnie, utlenianie odbywa się w wyniku wdmuchiwania powietrza do stopionej masy, a ponadto stwierdzono, że technicznie najwydajniejsze jest prowadzenie reakcji w temperaturze 800-1100°C, a także, że szczególnie dobre wyniki ługowania uzyskuje się stosując w reakcji 5-20% masowo nadmiar składników zawierających metal alkaliczny.

Poniższy opis wyjaśnia bliżej sposób według wynalazku, nie ograniczając przy tym jego zakresu.

Po upłynięciu stopionej masy przerywa się dostarczanie energii i reakcję prowadzi się w ciągu 4-8 godzin w obracającym się piecu, przedmuchując jednocześnie powietrze. W tym czasie następuje przemiana wolframu w materiale zawierającym wolfram bezpośrednio w wolframian sodu.

Dodatkowe dostarczanie energii nie jest potrzebne; przebieg reakcji można regulować wyłącznie objętością wdmuchiwanego powietrza. Po zakończeniu reakcji, stopiony Na₂WO4, wprowadza się bezpośrednio do wody przez specjalne leje samowyładowcze. Wolframian sodu rozpuszcza się natychmiast i może zostać przerobiony typowymi metodami na proszkowy węglik wolframu. Inne składniki obecne w materiale wyjściowym, takie jak Co, TiC, TaC albo Fe, Ni, Cu zostają w pozostałości i także mogą ulec przerobowi znanymi metodami.

Zaletą sposobu według wynalazku jest umiarkowana egzotermiczność reakcji prowadzonej w stopionej masie NaOH/Na₂SO4. Przebieg reakcji może być skutecznie regulowany przedmuchiwaniem powietrza, co oznacza, że proces nie stwarza problemów od strony bezpieczeństwa przemysłowego. Inną zaletę stanowi fakt, że stosowane związki metalu alkalicznego nie wywierają jakiegokolwiek ujemnego wpływu na dalszy przerób użytecznych składników. Ponadto, w toku reakcji nie następuje niekontrolowane wydzielanie gazów reakcyjnych.

Poniższe przykłady wyjaśniają bliżej sposób według wynalazku, nie ograniczając przy tym jego zakresu.

Przykład I

Do pieca obrotowego o działaniu periodycznym, wyłożonego materiałem ogniotrwałym, wprowadza się 1000 kg zbrylonego złomu metali twardych o składzie: 84% WC, 9% Co, 4% TaC i 3% TiC wraz z 400 kg NaOH i 150 kg Na2SO4; całość ogrzewa się do temperatuiy około 900°C. Reakcję kończy się po upływie 6 godzin i wówczas stopioną masę kieruje się do

185 324 około 5 m³ wody i ługuje. Po przesączeniu, składniki Co, Ti i Ta znajdują się w pozostałości, podczas gdy wolfram w postaci wolframianu sodu przechodzi do przesączu i w typowy sposób zostaje przerobiony na parawolframian amonu. Wydajność W z ługowania wynosi 86,3%.

Przykład II

Postępuje się w sposób opisany w przykładzie I, z tym, że dodatkowo w toku trwającej 6 godzin reakcji stopioną masę przedmuchuje się powietrzem w ilości 60 m3 na godzinę. Przerób odbywa się tak jak w przykładzie I. Wydajność ługowania wynosi 89,5%.

Przykład III

W sposób opisany w przykładzie I stapia się i przerabia 1000 kg zbrylonego złomu metali twardych wraz z 400 kg NaOH i 250 kg Na2SO4. Wydajność W z ługowania wynosi 91,5%.

Przykład IV

W sposób opisany w przykładzie I ługuje się i przerabia 1000 kg zbrylonego atomu metali twardych wraz z 400 kg NaOH i 150 kg Na2SO4, pozostawiając jednak stopioną masę w stanie nieruchomym. Wydajność W z ługowania wynosi 75,1%.

Załączona figura ilustruje parametry procesu stapiania wybrane w przykładzie oraz wydajności ługowania w funkcji zawartości Na2SO4.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Sposób wytwarzania wolframianu sodu na drodze utleniania złomu metali twardych i/lub złomu metali ciężkich w stopionej soli, przy czym korzystnie prowadzi się reakcję utleniania w ruchomej stopionej masie lub w działającym periodycznie bezpośrednio ogrzewanym piecu obrotowym, przy czym ewentualnie do stopionej masy wdmuchuje się powietrze, zaś reakcję utleniania najkorzystniej prowadzi się w temperaturze od 800 do 1100°C, a następnie ługowania i przesączania, przy czym otrzymuje się przesącz zawierający wolframian sodu, przerabiany dalej znanym sposobem, znamienny tym, że stopiona sól składa się z 60-90% masowych NaOH oraz z 10-40% masowych Na₂SO4, a reakcję utleniania korzystnie prowadzi się stosując 5-20-procentowy masowo nadmiar składników zawierających metal alkaliczny.

Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania wolframianu sodu w wyniku utleniania złomu metali twardych i/lub złomu metali ciężkich w stopionej soli.

Sposoby przerobu złomu metali twardych (WC-Co lub WC-Co-TaC-TiC) i złomu metali ciężkich (W-Cu-Ni-Fe) są przedstawione w licznych opisach patentowych. Znane sposoby obejmują utlenianie złomu metali twardych w podwyższonej temperaturze (opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 887 680), oddziaływanie ciekłym cynkiem (opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 595 484) albo anodowe rozpuszczanie spoiwa (austriacki opis patentowy nr 380 495). Sposoby te są bądź kosztowne pod względem aparaturowym, bądź też są odpowiednie wyłącznie w odniesieniu do niektórych rodzajów złomu.

Ponadto, reakcja złomu metali twardych w stopionych solach jest ważna z przemysłowego punktu widzenia. Tak więc opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 603 043 dotyczy przerobu materiałów zawierających W w stopionej soli złożonej z NaNO;, i NaOH w temperaturze 500-700°C. Przy tym, w celu lepszego regulowania przebiegu reakcji, najpierw ogrzewa się NaOH i składnik zawierający W w temperaturze 560-600°C, a następnie, w ciągu 2-3 godzin, dodaje się NaNO₃ wymagany jako środek utleniający.

Zgodnie z opisem patentowym RFN nr 314 495, przerób złomu metali twardych odbywa się podobnie w stopionym układzie wodorotlenek metalu alkalicznego (azotan metalu alkalicznego, przy czym stopiona sól składa się z 40-80% azotanu metalu alkalicznego i 20-60% wodorotlenku metalu alkalicznego. W celu obniżenia temperatury topnienia, dodaje się 5% NaCl. Temperatura topnienia wynosi 550°C. Następnie stopioną masę wlewa się do wody.

W opisie patentowym NRD nr 207 932 ujawnia się sposób przerobu złomu metali twardych w czystym stopionym azotanie sodu albo w czystym stopionym azotynie sodu. Stechiometryczny nadmiar składnika zawierającego metal alkaliczny wynosi tu 10-15%, a temperatura topnienia jest równa 900°C. Przed rozpuszczeniem w wodzie, przereagowaną stopioną masę chłodzi się do temperatury pokojowej.

Według indyjskiego opisu patentowego nr 157 146, do przerobu złomu metali twardych stosuje się stopioną sól złożoną z wodorotlenku metalu alkalicznego, korzystnie KOH lub NaOH, oraz azotanu metalu alkalicznego, korzystnie KNO₃ lub NaNO₃, jako środka utleniającego. Temperatura stopionej masy waha się w przedziale 350-460°C. W związku z tym ustalono, że w temperaturze 400-420°C wydajność wolframu wynosi 90-94%. W temperaturze 440-460°C wydajność wolframu można zwiększyć do 99%. Wówczas trudne jest jednak regulowanie przebiegu reakcji, a ponadto wydzielają się tlenki azotu.

185 324

Wadą wszystkich reakcji prowadzonych w środowisku azotanu i/lub azotynu jest fakt, iż ta wysoce egzotermiczna reakcja jest trudna do opanowania i w konsekwencji cały proces wzbudza wątpliwości z punktu widzenia bezpieczeństwa przemysłowego. Dodatkowo często towarzyszy mu niemożliwe do uregulowania wydzielanie gazów azotawych. Zawarte w roztworze wolframianu sodu oraz w pozostałościach filtracyjnych azotyny i azotany niesłychanie utrudniają przerób, gdy następnie wymagane jest przeprowadzenie ekstrakcji rozpuszczalnikiem.

Celem niniejszego wynalazku jest więc opracowanie pozbawionego uprzednio opisanych wad sposobu przerobu zbrylonego złomu metali twardych i złomu metali ciężkich. Cel ten został osiągnięty według wynalazku na drodze przerobu zawierającego wolfram złomu o różnym składzie w wyniku utleniania go w stopionej soli złożonej z NaOH i Na₂SO4.