DOI: https://doi.org/10.20998/2079-0821.2018.35.13

ЕЛЕКТРОХІМІЧНИЙ СИНТЕЗ ОКИСЛЮВАЧА ДЛЯ РОЗЧИНЕННЯ СПЛАВА WC – Co У СЕРЕДОВИЩІ ХЛОРИДНОЇ КИСЛОТИ

Maryna Pavlivna Osmanova, Lirisa Vasil’evna Lyashok, Valerij Pavlovich Gomozov, Aleksandr Nikolaevich Zhuk

Анотація


На сьогоднішній день потреби промисловості у вольфрамі та матеріалах на його основі в Україні задовольняються за рахунок імпорту, оскільки на території нашої держави відсутні природні родовища цього металу. У той же час, відбувається накопичення вторинної вольфрамвмісної сировини (відпрацьований інструмент, напайки, різці, свердла та ін.), яка є вихідним матеріалом для рециклінгу вольфраму. Тому створення технології для переробки такої сировини є зараз актуальним завданням. Метою роботи є визначення основних умов електрохімічного розчинення псевдосплавів карбідного типу WC – Co у хлоридній кислоті з паралельним синтезом окислювача в електроліті та отримання кінцевого продукту у вигляді вищого оксиду вольфраму (WO3). Методами лінійної вольтамперометрії було досліджено анодну поведінку сплаву в розчинах кислот HNO3, H2SO4, HCl. Встановлено, що процес розчинення сплаву WC – Co може відбуватися у всіх зазначених електролітах, проте використання хлоридної кислоти є більш перспективним, адже вона є менш токсичною, ніж концентрована нітратна кислота і забезпечує більш високі показники процесу, на відміну від сульфатної кислоти. Доведено, що розчинення сировини у хлоридній кислоті істотно залежить від її концентрації і найбільш оптимальною є концентрація 3 - 4 моль·дм-3. Обґрунтовано необхідність введення окислювача в об’єм електроліту і розглянута можливість синтезу кисневмісних сполук хлору. Виявлено, що сильними окислювачами є хлорна, хлорнувата і хлорнуватиста кислоти, синтез яких можна налагодити при прямій переробці вихідної сировини у хлоридній кислоті. Встановлено, що в діапазоні рН від 3 до 4 і при потенціалах від 0,2 до 2,2 В існують умови для одночасного розчинення псевдосплаву з утворенням WO3 і генерацією кисневмісних сполук хлору.


Ключові слова


електрохімічне розчинення; анодна поведінка; псевдосплав; вторинна сировина; електроліт; окислювач; синтез

Посилання


Kolobov G. A. Pererabotka othodov vol’fram- i molibdensoderzhashchih stalej i slozhnolegirovannyh splavov [Recycling of tungsten and molybdenum-containing steels and complex alloyed alloys]. / G. A. Kolobov, S. A. Vodennikov, V. V. Pavlov «i dr.». Metalurgiya. Vy`pusk 1 (35). 2016. S. 19 – 23.

IshIda Tomoyuki. Development of technologies for recycling cemented carbide scrap and reducing tungsten use in cemented carbide tools. / Tomoyuki IshIda, Takeshi Itakura, Hideki Moriguchi, Akihiko Ikegaya. SEI Technical revive. 2012. №75. Р. 38 – 45.

Shedd K. B. TUNGSTEN [Електронний ресурс] / Kim B. Shedd // Mineral Commodity Summaries. 2018. Режим доступу до ресур-су:https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/tungsten/mcs-2018-tungs.pdf.

Katiyar P. K. Anodic dissolution behavior of tungsten carbide scraps in ammoniacal media. / P. K. Katiyar, N. C. Randhava, J. Hait «et al.». Advanced materials research. 2014. V.828. Р. 11 – 20.

Osmanova M. P. Doslidzhennya procesu oky`snennya psevdosplaviv vol`framu karbidnogo ty`pu u vodny`x rozchy`nax. [Investigation of oxidation process of carbide tungsten pseudoalloys in aqueous solutions.] / M. P. Osmanova, G. G. Tul`s`ky`j, L. V. Lyashok, A. E. Soboleva, A. M. Zhuk. Tezy` dopovidej MicroCAD – 2018 informacijni texnologiyi: nauka, texnika, texnologiya, osvita, zdorov’ya. 2018. Ch. II. S. 278.

Ivashkiv V. R. Teorety`chni osnovy` i texnologichni zasady` elektroximichnogo pereroblennya psevdosplavu WC-Ni. [Theoretical bases and technological principles of electrochemical processing of pseudosulfite WC-Ni.]: dy`s. kand. tex. nauk.: specz. 05.17.03 – Texnichna elektroximiya. Xarkiv. 2016. S. 142.

Gui Zhong Zhou. Recycling of waste hard alloy via electrochemical dissolution method. / Gui Zhong Zhou, Zhao Feng Wang, Xuan Wang Shao, Xiang Li. Advanced materials research. 2013. V. 610 – 613. Р. 2263 – 2267.

Bajrachnyj B. I. Ochistka i pererabotka othodov. [Purification and Recycling] / B. I. Bajrachnyj, L. V. Lyashok, I. A. Tokareva, E. V. Semkina, A. G. Tegina. EHnergotekhnologii i resursosberezhenie. 2012. №1. S. 43 – 46.

Weidman M. C. Electrochemical Stability of Tungsten and Tungsten Monocarbide (WC) Over Wide pH and Potential Ranges. / M. C. Weidman, D. V. Esposito, I. J. Hsu, J. G. Chen. Journal of The Electrochemical Society. 2010. 157(12): Р. F179 – F188.

Zajchenko V. N. Izvlechenie vol’frama i kobal’ta iz othodov tverdyh splavov ehlektrohimicheskim sposobom. [Extraction of tungsten and cobalt from waste solid alloys by electrochemical method] / V. N. Zajchenko, S. S. Fomanyuk, YU. S. Krasnov, G. YA. Kolbasov. ZHurnal Hromatografіchnogo tovaristva. t. HIII. №1 – 4. 2013. S. 44 – 48.

Kunty`j O. I. Elektroximichne pereroblennya splavu WC – Ni u rozchy`nax H2SO4. [Electrochemical processing of alloy WC – Ni in the solution H2SO4] / O. I. Kunty`j, V. T. Yavors`ky`j, V. R. Ivashkiv «ta in.». Voprosy himii i himicheskoj tekhnologii. № 5. 2005. S. 169 – 172.

Parshutin V. V. Korrozionnoe i ehlektrohimicheskoe povedenie psevdosplavov na osnove vol’frama i ih komponentov. [Corrosion and electrochemical behavior of pseudo-alloys based on tungsten and its components] Ehlektronnaya obrabotka materialov. 2008. №6. S. 27 – 45.