Способ переработки кусковых отходов твердых сплавов
Использование: касается переработки кусковых отходов твердых сплавов. Сущность изобретения: цинковый способ переработки кусковых отходов твердых сплавов основан на экстрагировании в расплавленный цинк металла-связки (никеля или кобальта) и последующей отгонке и конденсации цинка. Остающийся продукт после измельчения пригоден для изготовления твердосплавного инструмента методами порошковой металлургии, а сконденсированный цинк повторно используется для экстрагирования металла-связки. Процесс ведут в циклическом режиме с периодическим механическим удалением прореагировавшего слоя твердосплавного отхода, т. е. с периодическим обновлением реагирующей поверхности, что позволяет в 2,5 раза сократить длительность процесса и энергозатраты на его реализацию.
Изобретение относится к вторичной металлургии цветных и редких металлов и, в частности, к переработке кусковых отходов твердых сплавов.
Известны способы переработки кусковых отходов твердых сплавов на основе карбидов вольфрама и титана с кобальтовой связкой /Никитина Л.С. Переработка отходов тугоплавких металлов. М. Цветметинформация, 1977 57 с./. Ближайшим аналогом заявляемого способа является способ, описанный в работе /Gustison R.A. J. Metals, 1976, N 3, р. 22./. Поэтому способу кусковые отходы и цинк помещают в тигель, который нагревают в вакуумной печи сопротивления до 500-600oC (точка плавления цинка 420oC). Кобальт экстрагируется в цинк. Затем при 900oC цинк отгоняют и конденсируют в приемнике. Оставшиеся после отгонки цинка карбид вольфрама (или вольфрамотитановые карбиды) вместе с кобальтом измельчают в шаровых мельницах, твердосплавную смесь используют для производства твердого сплава, а цинк компактируют и возвращают в процесс. Техническим результатом, к достижению которого стремятся заявители в результате осуществления предложенного технического решения, является увеличение производительности оборудования и снижение энергозатрат на единицу продукции. Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что в способе, включающем загрузку цинка и кусковых отходов твердого сплава на поддон в вакуумную печь, расплавление цинка, экстрагирование в него металла-связки (кобальта или никеля), отгонку цинка и конденсацию его в приемнике-конденсаторе с поучением на поддоне легкоизмельчаемого спека, состоящего из карбида тугоплавкого металла, и порошка металла-связки, а на поверхности конденсатора слоя металлического цинка, охлаждение печи и выгрузку из нее поддона и конденсатора с цинком, измельчение содержимого поддона в шаровой мельнице с получением порошковой смеси, пригодной для производства твердого сплава, и очистку поверхности конденсатора от цинка, пригодного для повторного использования, переработку кусковых отходов твердого сплава ведут в циклическом режиме с периодической выгрузкой содержимого поддона, удалением спека с реакционной поверхности кусковых отходов путем механической обработки и возвратом их в процесс, а массу цинка расходуемого в каждом цикле, определяют, исходя из того, что длительность его конденсации должна задаваться равенством:![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/0/6099.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/0/6100.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/0/6101.gif)
v средняя линейная скорость нарастания слоя цинка на поверхности конденсатора, определяемая при выбранных режимах проведения процесса и конструкциях поддона и конденсатора экспериментально (в выбранной геометрии поддона и конденсатора она составляла 7 мм/ч). Затем реактор вновь заполняли азотом, охлаждали в течение 3 ч и демонтировали. Продукт спек и непрореагировавшие остатки твердого сплава (10 кг)- загружали в барабанную дробилку для самоизмельчения. Измельченный спек вместе с порошком металла-связки (кобальтом) отделяли на сите и отправляли на производство твердого сплава, а оставшиеся непрореагировавшие куски твердого сплава вновь загружали в реактор вместе с новой партией отходов и цинком, снятым с поверхности конденсатора. Производительность реактора составила 46 кг твердосплавной смеси порошков в час. Осуществление процесса в том же реакторе с такими же кусковыми отходами сплава ВК-8 по режимам ближайшего аналога, когда получают 100%-ный выход отходов в продукт в одну стадию, требует увеличения длительности экстрагирования кобальта до 7 ч, а длительности конденсации цинка до 22 ч. Таким образом, осуществление процесса переработки кусковых отходов твердых сплавов по заявляемому способу увеличивает производительность реактора в
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8776.gif)
Формула изобретения
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/0/6102.gif)
где d зазор между поверхностями поддона и конденсатора;
а зазор между слоем цинка на конденсаторе и поверхностью поддона, достаточный для относительного перемещения конденсатора и поддона;
v линейная скорость нарастания слоя цинка на поверхности конденсатора, пропорциональная скорости и поверхности испарения цинка и определяемая для выбранной геометрии расположения поддона и конденсатора экспериментально, а получающийся на поддоне продукт выгружают, путем механической обработки отделяют от него легкоизмельчаемый спек, а неизмельченную часть вместе с новой порцией кусковых отходов возвращают в процесс.