Спосіб виділення вольфраму із відпрацьованих вольфрамвмісних сплавів

Спосіб виділення вольфраму із відпрацьованих вольфрамвмісних сплавів, який включає подрібнення сировини, обробку порошку розчином кислоти при зазначеній температурі, промивання 3 50066 Задачею даної корисної моделі є спрощення способу вилучення вольфраму в процесі переробки вторинної вольфрамвмісної сировини, збільшення ступеню вилучення й чистоти отриманого вольфраму з одночасним зниженням енерговитрат на процес. Технічний результат досягають тим, що у запропонованому рішенні, що включає подрібнення сировини до частин заданого розміру, обробку порошку розчином кислоти при зазначеній температурі, промивання дистильованою водою, сушіння порошку і обробку його магнітним полем, і відрізняється тим, що попередньо вихідну сировину підвергають термообробці нагрів/охолодження, потім подрібнюють шматки до розмірів частинок 20-30мкм, після чого обробляють отриманий порошок озонатором продуктивністю 140-160г/год. і розчином нітратної кислоти з масовою часткою HNO3 10-20% при температурі 278-288К, потім протягом 14-20 хвилин проводять фільтрування, промивання на фільтрі металічного порошкоподібного вольфраму дистильованою водою до негативної проби на йони NO3 (до негативної реакції останнього з FeSO4 у присутності концентрованої сульфатної кислоти при температурі 288-298К), сушіння при температурі 343-353К, обробку виділеного вольфраму магнітним полем із значенням магнітної індукції 0,15-0,25Тл. Ступінь вилучення вольфраму внаслідок застосування даного способу становить 99,5%. Принципова відмінність запропонованого способу полягає у тому, що переведення вторинної вольфрамвмісної сировини шляхом подрібнення 4 до порошку з розмірами не більше 30мкм із наступною хімічною та магнітною обробкою дозволяє отримати метал з більшою чистотою і з меншими енерговитратами завдяки тому, що вихідну вольфрамвмісну сировину піддають попередньому нагріву до 973К з подальшим різким охолодженням у суміші, яка містить льоду і СаСl2 у певному співвідношенні до температури 218-298К з метою зменшення енергоємності процесу подрібнення у відцентрово-ударному млині. Завдяки постійному озонуванню реакційного середовища озонаторами типу Озон-60П вдається знизити термін процесу вилучення феруму і ніколу відповідно до рівнянь реакції: 2Fe+2O3+8HNO3=2Fe(N)3+2NO+4H2O+3O2 (1) 6Ni+2O3+16HNO3=6Ni(NO3)2+4NO+8H2O+3O2 (2) NO+O3=NO2+O2 (3) 4NO2+2H2O+O2=4HNO3 (4). Це пояснюється тим, що застосування озону, стандартний електродний потенціал якого у кислому середовищі О3+2Н+/О2+Н2О дорівнює +2,07В, значно прискорює розчинення невольфрамвмісних компонентів завдяки зростанню практично у два рази окисної спроможності системи (HNO3+О3). Крім того зменшуються витрати нітратної кислоти (рівняння (3) і (4)), бо вона завдяки вказаним процесам фактично іде лише на утворення солей. Запропонований спосіб дозволяє довести ступінь чистоти одержаного вольфраму до 99,99%. Конкретні приклади здійснення способу вилучення вольфраму з вторинної вольфрамвмісної сировини наведено у таблиці. Таблиця Спосіб вилучення вольфраму з вольфрамвмісної сировини № п/п 1 Параметри Найменування показників Поза межею 3 1 2 3 2 4 5 6 Температура нагріву під час термоо1 бробки, К 923 948 973 998 2 Температура охолодження, К 298 253 218 218 Подрібнення сировини до розміру 3 фракції, мкм 10 20 25 30 Вид реагента для обробки подрібне4 ної сировини, для вилучення невольфрамвмісних компонентів, % мас. HNO3, 5 HNO3, 10 HNO3,15 HNO3, 20 Температура обробки реагентом 5 (О3+HNC3), К 273 278 283 288 Час обробки реагентом 6 (O3+HNO3),хв. 10 14 17 20 7 Продуктивність за озоном, г/год. 130 140 150 160 Промивання дистильованою водою, 8 нагрітою до температури, К 283 288 293 298 9 Сушіння продукту, К 338 343 348 353 10 Обробка магнітним полем, Тл 0,1 0,15 0,2 0,25 Середній ступінь вилучення вольф11 раму, % 97,7 99,5 99,5 99,5 12 Чистота отриманого вольфраму, % 98,90 99,99 99,99 99,99 Поза межею 7 Прототип 8 1023 218 35 50 HNO3, 25 H2SO4, 45 293 348 24 170 (HNO3) 45 303 358 0,3 323 373 0,35 99,3 99,00 99,0 99,96 5 50066 За даними таблиці максимальний ступінь вилучення вольфраму і чистота продукту були досягнуті у прикладі 2. Приклад 2. Вторинну сировину, наприклад, сплав ВНЖ90, піддають попередньому нагріву до 973К з подальшим різким охолодженням у суміші, яка містить льод і CaCl2 у певному співвідношенні до температури 218К, шматки подрібнюють до фракції розміром 25мкм у відцентрово-ударному млині. Отриманий порошок обробляють хімічним реагентом - 15%-вим розчином HNC3 з додаванням озону за допомогою прибору Озон-60П з продуктивністю 150г/год., нагрівають до 283К протягом 17 хвилин. Твердий продукт, що утворився, промивають водою кімнатної температури (293К) до відсутності йонів N(V, висушують при 348К і обробляють магнітним полем із значенням магнітної індукції 0,2Тл задля вилучення можливих залишків металічних феруму та нікелю. Завдяки цьому досягається чистота вилученого вольфраму 99,99%, із ступенем вилучення - 99,5%. Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 6 Запропонований спосіб вилучення вольфраму невідомий із джерел вітчизняної та іноземної інформації, встановлено авторами вперше, що свідчить про відповідність заявленого рішення критеріям новизни. В порівнянні з відомими аналогічними рішеннями запропонований винахід має такі переваги: - суттєво спрощується процес вилучення вольфраму з вторинної вольфрамвмісної сировини; - знижуються енерговитрати щодо обробки вторинної сировини хімічним реагентом; - запобігає забрудненню навколишнього середовища; - досягається вища чистота вилученого вольфраму; - збільшується вихід цільового продукту. Джерела інформації: 1. Срібна А.В. Автореферат дисс. канд. техн. наук 07.05.2009 - Львів, "Львівська політехніка", 2009 - 22с. 2. Деклараційний патент на корисну модель №39938, кл. С22В34/36, 2009. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601