Переработка твердого сплава
В 2017 году введена в эксплуатацию вакуумно-компрессионная печь цинкотермии, которая позволяет за 36 часов разрушить 1 тонну твердосплавных изделий и превратить их в порошок с содержанием цинка не более 50 ppm.
Необходимость переработки твердого сплава
За последнее десятилетие утилизация твердосплавного лома завоевывает все большую и большую популярность и сегодня является очень важным фактором в мировой цепочке поставок вольфрама. Движущей силой такого развития стали сразу несколько факторов:
- Экономия – снижение затрат на сырье достигаются путем переработки;
- Окружающая среда – благодаря рециркуляции снижается воздействие на окружающую среду;
- Стратегический фактор. Вольфрам - это ценный и ограниченный ресурс, добываемый только в нескольких странах.
Существует два основных процесса переработки:
- Химический процесс. В нем лом проходит тот же самый металлургический процесс, что и обычный сплав;
- Процесс цинкотермии. Во время которого в печи лом перерабатывают непосредственно в порошок сплава карбид-кобальта вольфрама.
Процесс цинкотермии для прямой переработки твердого сплава
Процесс цинкотермии включает в себя обработку твердого сплава цинком на графитовых лодках в специальной печи. Во время процесса расплавленный цинк реагирует с кобальтовой связкой твердого сплава.
Существует объемное расширение, связанное с этой реакцией, и, как результат, твердый сплав приобретает пористую форму. После завершения реакции цинк отделяют для повторного использования.
После такой обработки пористый твердый сплав измельчается в порошок. Затем, по средствам гомогенизации, получают высококачественный порошок карбида вольфрама-кобальта, который может использоваться в качестве сырья для производства готового к прессованию порошка.
Твердый сплав на различных стадиях процесса цинкотермии
Процесс цинкотермии не требует химической модификации исходного материала. Следовательно:
- показатель зернистости твердого сплава не изменяется во время обработки;
- полученный порошок включает также связующий металл кобальта.
В качестве сырья требуется чистый и хорошо отсортированный лом, в противном случае химическая реакция не протекает и нет гарантий получения высококачественного порошка. В этом отношении процесс цинкотермии существенно отличается от химических процессов, в которых могут использоваться смешанные виды лома.
Применение полученных порошков карбида вольфрама-кобальта
При производстве новых твердосплавных изделий порошок карбида вольфрама-кобальта, полученный способом цинкотермии, обычно смешивают с первичным карбидом вольфрама и порошками кобальта. Количество переработанного материала, которое может быть использовано при производстве готового к прессованию порошка, варьируется в диапазоне 20 ... 80% в зависимости от применения.
Преимущества процесса цинкотермии:
- значительная экономия по сравнению с химической переработкой;
- экологически чистые технологии, а именно, при извлечении и повторном использовании цинка в процессе термической обработки отсутствуют выбросы. Снижено потребление энергии и снижены выбросы двуокиси углерода по сравнению с переработкой первичного сырья.
Область применения продуктов переработки:
- твердосплавные стержни для сверл и торцевых мельниц;
- нагреваемые цилиндры;
- горнодобывающее оборудование;
- термальные порошковые спреи;
- рабочие части механизмов;
- деревообрабатывающий инструмент.