190811. lajstromszámú szabadalom • Eljárás keményfémhulladékok anódos oxidálására és részletes oldatba vitelére
1 190 811 2 A találmány tárgya eljárás keményfémhulladékok, előnyösen volfrám-, vanádium- és/vagy molíbdénkarbid alapú és kobalt kötőanyagú, valamint adott esetben tantál-, niobium- és/vagy titánkarbidot is tartalmazó váltólapkák, húzókövek és egyéb megmunkáló és kőzetfúró szerszámok keményfémbetéteinek anódos oxidálására és részleges oldására. Sokféle összetételű cementált karbidot tartalmazó szerszámot használnak a mindennapi életben. Ezek a szerszámok egy vagy több magas olvadáspontú fém karbidjából állnak, amelyet egy vascsoportbeli fémmel, rendszerint kobalttal, kötnek össze folyadékfázisú színtereléssel. A cementált karbidok (keményfémszerszámok) jelentős része volfrám-, titán- és tantálkarbidot, valamint kobalt kötőanyagot tartalmaz különböző arányokban. Más fémkarbidok, mint niobium-, vanádium-, króm- és molibdén-karbid is használatosak alkotókként, továbbá a nikkel és vas kötőanyagként. Mivel a cementált karbidok fémtartalma általában jelentős értéket képvisel, igen sok eljárás ismeretes a keményfémhulladékok értékes összetevőinek különböző formában történő kinyerésére és újrahasznosítására. Az ismert eljárások két nagy csoportra oszthatók a kinyerendő tennék tekintetében. a) A karbíd alapanyagok közvetlen visszanyerésére irányuló eljárások. Ebbe a csoportba számos olyan eljárás sorolható, amelyek közös vonása, hogy a kötőanyagot (pl. Co) vagy annak egy részét különféle szelektív oldószerekkel kioldják (cinkolvadék, valamint egyéb kémiai és elektrokémiai módszerek), vagy a hulladékot mechanikus módszerekkel porítják (coldstream). Mivel ezen eljárások alkalmazása során a karbidszemcsék összetétele megváltozik (pl. oxigénnel szennyeződik), ez a módszer rendszerint csak akkor alkalmazható, ha a kapott karbidpor összetételének újrabeállításáról is gondoskodni lehet (oxigéntartalom, szabad-kötött C-tartalom, szemcseméret). b) A karbidalapanyagok megbontásával járó eljárások. Az ebbe a csoportba sorolt eljárások közös vonása, hogy a keményfémhulladék értékes alkotóit különféle fémsók, fémoxidok formájában nyerik ki, amelyek vagy karbidgyártásra vagy egyéb célokra alapanyagként használhatók. Ezek az eljárások általában két alapvető lépésből állnak, nevezetesen a szilárd keményfémhulladék kémiai megbontásából (oxidációja, klórozása, kémiai vagy elektrokémiai oldása) és a megbontás után kapott anyagok szeparálásából és tisztításából. Az ismert eljárások részben a keményfémhulladék megbontására, feloldására vonatkoznak, részben a teljes szeparálási és tisztítási lépéseket is magukba foglalják. A keményfémhulladék magas hőmérsékletű oxidációján alapulnak a 3 887 680., 4 255 397. és 4 256 708. sz. amerikai, a 143 887. sz. csehszlovák és a 142 770. sz. szovjet szabadalmi leírásokban olvasható eljárások. Nátrium-nitrít/nitrát olvadékos feltáráson alapulnak a 46 005, és 48 426. sz. lengyel szabadalmi íeirásokban olvasható eljárások. Ezek az eljárások veszélyesek és a keletkező nitrózus gázok miatt erősen kömyezetszennyezőek. Magas hőmérsékletű klórozáson alapszanak a 6 601 504, sz. dél-afrikai köztársaságbeli, a 4052/63. sz. japán, a 179 930. sz. szovjet, valamint a 77 120 203. sz. japán (kokai) szabadalmi leírásban olvasható megoldások. Ezek azeljárások költséges, bonyolult berendezést igényelnek és az elemi klór alkalmazása igen veszélyes. A keményfémhulladék jól oldható HF—HN03 elegyben (107 839. sz. csehszlovák szabadalmi leírás), azonban ez az eljárás gazdaságtalannak tűnik és erősen környezetszennyező. Nátrium-hipokloritban lassan feloldható a keményfémhulladék (177 614. sz. szovjet szabadalmi leírás). Tömör testek esetén ez az eljárás rendkívül lassú. Több módszer ismeretes keményfémhulladék elektrolkémiai (anódos oxidációval) oldására. Az anódos oxidáción alapuló módszerek egyszerű, igénytelen berendezésekben valósíthatók meg. Az oldás során általában nem alkalmaznak extrém hőmérsékletet, nyomást és koncentrációt, ami a berendezések hosszú élettartamát és üzembiztos működését eredményezi. Sósav alapú elektrolitban, forgó anódokban oldják fel a keményfémhulladékot a 782 623. sz. délafrikai köztársaság-beli szabadalmi leírás szerinti eljárás során. Hátránya, hogy a forgó titándobot valószínűleg erősen koptatja a feloldandó hulladék. Salétromsav és egyéb adalékok elegyében oldják a keményfémhuiladékot 429 112. sz. szovjet, valamint a 77 127 403. sz. és 7 895 804. sz. japán (kokai) szabadalmi leírás, valamint az 5877. sz. közzétett európai szabadalmi bejelentés szerinti eljárásban. Kénsav, foszforsav, ecetsav, borkősav stb. elegye is használható elektrolitként (4 234 333. sz. USA- beli szabadalmi leírás). Az eljárás hátránya, hogy a sokféle szerves komplexképző megnehezíti az oldatba került alkotók kinyerését, a foszforsav miatt pedig foszforszennyezés kerülhet a kapott termékekbe. A savas elektrolitok alkalmazásának legnagyobb hátránya, hogy a keményfémhulladék főtömegét kitevő volfrám, tantál és titán oxidjai savakban csak csekély mértékben oldódnak, ezért a savanyú elektrolitokhoz különféle adalékanyagokat, ill. a fenti vegyületeket oldani képes komplexképzőket kell hozzáadni. Ezek az adalékanyagok viszont vagy költségessé teszik a feloldást (pl. hidrogénperoxid), vagy nehézkessé teszik a komponensek későbbi szeparálását, tisztítását (pl. foszforsav, szerves komplexképzők). Ismeretesek lúgos elektrolitok is keményfémhulladék elektrokémiai oldására. Javasoltak ammonium-, nátrium- és kálium-hidroxidot a 848 462. sz. és a 857 969. sz. angol szabadalmak szerinti eljárásokban tiszta volfrám-karbidból és kobaltból álló keményfémhulladék oldására. Ezekben az alkálilúgokban a többféle anyagú keményfémhulladék túlnyomó részét kitevő W-oxid jól, a Ti- és Ta-oxid kevésbé oldható, a Co-oxid viszont nem oldódik. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
