[科普中国]-钨再生

钨再生(recovery of tungsten)是指由含钨的废杂物料中回收钨的冶金过程。含钨废杂物料包括废的钨化合物、钨粉、钨材、碳化钨、钨合金、硬质合金等。再生回收的钨在钨生产中占有相当的比重，为各国钨生产者所重视。由于钨的废杂物料品类繁多。再生方法也多种多样，较普通采用的方法有氧化法、电溶法和锌熔法。

简介钨再生(recovery of tungsten)是指由含钨的废杂物料中回收钨的冶金过程。含钨废杂物料包括废的钨化合物、钨粉、钨材、碳化钨、钨合金、硬质合金等。再生回收的钨在钨生产中占有相当的比重，为各国钨生产者所重视。由于钨的废杂物料品类繁多。再生方法也多种多样，较普通采用的方法有氧化法、电溶法和锌熔法1。

氧化法废旧的碳化钨钴金属(硬质合金)或残金属钨先与氧作用生成钨、钴氧化物，进而与碱作用生成水溶性的钨酸钠而与固态氧化钴分离的钨再生方法。生产中通常以硝石或富氧空气为氧化剂，因而又有硝石熔炼法和富氧空气氧化法之分。

硝石熔炼法除硝石外，实际上还有空气中的氧参与作用。熔炼在反射炉中进行，以重油或煤气为燃料，当温度达到硝石熔化温度时，熔融硝石便与废旧钨原料激烈反应，温度很快升到1073-1173K。定期搅拌熔合1h，排出熔融产物。熔触产物经冷却、破碎、浸出和过滤后得Na2WO4溶液和Co2O3渣。可用硝酸溶解钴渣，生成的硝酸钻溶液经净化后可与Na2WO4液混合，制取钨钴共沉淀物。钨钴共沉淀物经煅烧和氢还原可得细粒级的钨钴复合粉末，供再制硬质合金之用。

本法适宜处理各种含钨废杂物料，具有反应快、生产能力大和钨回收率高的特点，从黑钨矿碱分解渣熔融至得到钨酸钠溶液，钨回收率达98%-99%。但也存在熔炼过程中产生大量污染环境的NO2气体问题。用较廉价的硫酸钠取代硝石时，对环境的污染程度有所减轻。但排放的含SO2废气亦须治理。以硫酸钠为氧化剂所用设备和以硝石为氧化剂的相同，但前者的熔炼温度要高到1373K，熔合时间需2-3h方可收到与后者相同的效果2。

富氧空气氧化法将富氧空气通入已热至1073-1173K温度的氧化炉中，先使含钨废杂物中的钨氧化成WO3，然后用碱溶解WO3制得Na2WO4溶液的过程。氧化反应一旦开始，即可靠反应热并通过供氧量来控制反应温度，而切除外加热源。氧化时间为2~7h，具体时间视钨废杂料的性质和形状而定。氧化产物一般需经球磨、过筛。筛上物返回氧化，筛下物用碱液溶解得Na2WO4溶液。Na2WO4溶液即可按常规方法制成仲钨酸铵或其他钨制品。若含钨废杂物中有钴，则可从碱不溶渣中回收钴。因WO3在氧化温度下升华，WO3的升华损失不可避免，到制得Na2WO4的钨回收率通常为94%-97%。本法适宜处理棒、条、丝、板等金属钨和硬质合金等含钨废杂物料。亦可采用点火后自燃氧气的方法处理钨粉、WO粉等含钨废杂物料，以减少WO3的升华损失。

电溶法利用含钨废杂物料中各组分在电解质溶液中由电极电位的差异进行选择性或全部电化学溶解或氧化来回收钨的方法。废硬质合金主要由碳化钨和金属钴组成，在酸性溶液中可选择性溶解钴，或在溶钴的同时亦溶解碳化钨。

废硬质合金的电溶通常在含盐酸20g/L左右电解液中进行，以镍板为阴极，石墨阳极则插入装有废硬质合金的阳极框中，在1.0-1.5V直流电作用下，钴不断从废硬质合金中溶出生成CoCl2，破坏了原废硬质合金的致密牢固结构，使WC从废硬质合金表面不断剥落。所得阳极泥经漂洗、球磨、过筛后即可得能用于创硬质合金的WC。此法具有简便，试剂和电能消耗都少的特点，但仅限于处理含钻在10%以上的废硬质合金，现正在研究开发一种处理含钴量低的废硬质合金的电溶法。这种方法采用一种旋转阳极框筒装置，使其中的废硬质合金块在溶解过程中由于阳极框旋转相互碰撞摩擦导致碳化钨骨架剥散，并消除电解液的浓差极化现象。内层的粘结相钻由于碳化钨骨架剥散而不断暴露和溶解3。

锌熔法本法专用于废硬质合金的处理。通常将盛装废硬质合金块和金属锌的坩埚置于真空炉中加热到773-873K(锌熔点693K)，废硬质合金中的钴便与熔融的锌生成锌钴合金转入融体，而导致废硬质合金的瓦解。然后再在1173K温度下通过真空蒸馏脱除锌而获得松散的WC(或钨和其他金属的碳化物)和钴粉。进入真空蒸馏接收器中的锌，经冷凝后重复使用。WC和钴粉经球磨、过筛后送生产硬质合金。本法具有生产流程短，能处理低钴和含钽、钛的废硬质合金，并可以得到和原始废料相同的牌号的混合料的特点，但也存在要求废料品种单一、设备复杂、电能消耗大、成本高于电溶法等问题1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学