آیا کاربید تنگستن قابل بازیافت است؟

منوی محتوا

● آشنایی با کاربید تنگستن

>> برنامه های کاربید تنگستن

● روش های بازیافت برای کاربید تنگستن

>> 1. روش ذوب روی

>> 2. روش الکترولیتی

>> 3. روش بازیافت مستقیم

>> 4. روش شستشوی اسید

>> 5. الکترولیز نمک مذاب

● مزایای بازیافت کاربید تنگستن

● چالش در بازیافت کاربید تنگستن

● تحولات و نوآوری های صنعت

● پایان

● پرسش

>> 1. روشهای اصلی برای بازیافت کاربید تنگستن چیست؟

>> 2. چرا بازیافت کاربید تنگستن مهم است؟

>> 3. چالش های بازیافت کاربید تنگستن چیست؟

>> 4. میزان بازیافت جهانی کاربید تنگستن چقدر است؟

>> 5. روش الکترولیتی با سایر روشهای بازیافت چگونه متفاوت است؟

● استنادها:

کاربید تنگستن ، ترکیبی از تنگستن و کربن ، به دلیل سختی استثنایی و مقاومت در برابر سایش مشهور است و آن را به یک ماده مهم در کاربردهای مختلف صنعتی از جمله ابزار برش ، قطعات پوشیدن و ساینده تبدیل می کند. با این حال ، تنگستن یک منبع نادر و محدود است که بر اهمیت بازیافت تأکید می کند کاربید تنگستن برای اطمینان از پایداری و کاهش اثرات زیست محیطی. این مقاله به بازیافت قابلیت کاربید تنگستن می پردازد و به بررسی روش ها ، مزایا و چالش های مرتبط با بازیافت آن می پردازد.

آشنایی با کاربید تنگستن

کاربید تنگستن در درجه اول به شکل کاربید سیمانی استفاده می شود ، که از ذرات کاربید تنگستن تشکیل شده است که توسط یک ماتریس کبالت به هم متصل می شوند. محتوای کبالت به طور معمول از 5 ٪ تا 14 ٪ متغیر است و نقش مهمی در تعیین خصوصیات مکانیکی محصول نهایی دارد. استفاده گسترده از کاربید تنگستن در صنایعی مانند خودرو ، هوافضا و تولید نیاز به فرآیندهای بازیافت کارآمد برای حفظ منابع و کاهش تخریب محیط زیست را برجسته می کند.

برنامه های کاربید تنگستن

- ابزارهای برش: به دلیل سختی و مقاومت زیاد در برابر سایش ، کاربید تنگستن در ابزارهای برش استفاده می شود.

- قطعات پوشیدن: به دلیل توانایی مقاومت در برابر فشارها و دما ، در قسمت های پوشیدن مانند نازل و مهر و موم استفاده می شود.

- مواد ساینده: کاربید تنگستن در مواد ساینده برای سنگ زنی و جلا استفاده می شود.

روش های بازیافت برای کاربید تنگستن

روش های مختلفی برای بازیافت کاربید تنگستن استفاده می شود که هر کدام دارای مزایا و محدودیت های آن هستند.

1. روش ذوب روی

روش ذوب روی شامل گرم کردن ضایعات کاربید تنگستن در حمام روی مذاب است. روی با چسب کبالت واکنش نشان می دهد و یک آلیاژ روی کبالت را تشکیل می دهد که می تواند از ذرات کاربید تنگستن جدا شود. این روش برای مواد زائد با محتوای کبالت کم یا آنهایی که حاوی فلزات دیگری مانند تانتالوم و تیتانیوم هستند ، مؤثر است.

بررسی اجمالی فرآیند:

1. قراضه کاربید تنگستن در یک کارد و چنگال با روی فلزی قرار می گیرد.

2. این مخلوط تا دمای بالا گرم می شود ، به طور معمول بین 773 K تا 873 K.

3. کبالت با روی واکنش نشان می دهد تا یک آلیاژ روی کبالت را تشکیل دهد.

در ساعت 1173 K ، روی با تقطیر خلاء برداشته می شود و پودر سست و پودر کبالت را پشت سر می گذارد.

5. WC و پودر کبالت بازیابی شده سپس برای استفاده در تولید جدید کاربیدهای تنگستن پردازش می شوند (توپ آسیاب شده و الک شده).

مزایای:

- برای زباله های محتوای کم کابل موثر است.

- موادی را که از نزدیک با درجه زباله های اصلی مطابقت دارند ، بازیابی می کند.

محدودیت ها:

- به تجهیزات پیچیده و مصرف انرژی بالا نیاز دارد.

- به طور کلی ، هزینه های بالاتر از روش الکترولیتی.

A [قراضه کاربید تنگستن] -> B [حمام روی مذاب]

B-> C [تشکیل آلیاژ روی کابل]

ج -> D [تقطیر خلاء]

D -> E [پودر کاربید تنگستن بهبود یافته]

2. روش الکترولیتی

روش الکترولیتی یک فرآیند کارآمد است که از پتانسیل های الکترود اجزای مختلف در زباله های حاوی تنگستن استفاده می کند. این روش به ویژه برای مواد زاید که شامل کاربید تنگستن و فلز کبالت است ، مؤثر است.

بررسی اجمالی فرآیند:

1. در یک محلول اسیدی ، مانند یکی با غلظت اسید هیدروکلریک در حدود 20 گرم در لیتر ، کبالت را می توان به صورت انتخابی حل کرد.

2. از آند گرافیت و یک کاتد صفحه نیکل استفاده می شود ، جایی که کبالت در محلول حل می شود و COCL2 را تشکیل می دهد.

3. الکترولیز در ولتاژ کم 1.0-1.5 ولت انجام می شود و منجر به انحلال کبالت و لایه برداری WC از زباله ها می شود.

4. گل آند تولید شده سپس برای بازیابی WC پردازش می شود (شسته شده ، توپ آسیاب شده و الک شده) ، که می توان از آن برای تولید کاربیدهای تنگستن جدید استفاده کرد.

مزایای:

- معرف کم و مصرف انرژی.

- سادگی روند.

محدودیت ها:

- فقط برای کاربید تنگستن با محتوای کبالت بالاتر از 10 ٪ قابل استفاده است [1].

A [قراضه کاربید تنگستن] -> B [محلول اسیدی]

B -> C [انحلال کبالت]

ج -> D [الکترولیز]

D -> E [پودر کاربید تنگستن بهبود یافته]

3. روش بازیافت مستقیم

بازیافت مستقیم شامل خرد کردن مکانیکی و سنگ زنی زباله های کاربید تنگستن در یک پودر ریز است. این روش کارآمد انرژی و مناسب برای موادی مانند لجن سنگ زنی است.

بررسی اجمالی فرآیند:

1. زباله های کاربید تنگستن مرتب شده و تمیز می شوند.

2. مواد خرد شده و درون یک پودر ریز خرد می شوند.

3 ممکن است برای از بین بردن ناخالصی ها عملیات حرارتی اعمال شود.

4. از این پودر برای تولید محصولات جدید کاربید تنگستن استفاده می شود.

مزایای:

- با انرژی کارآمد و سازگار با محیط زیست.

- هزینه های عملیاتی پایین.

محدودیت ها:

- ممکن است برای انواع زباله های کاربید تنگستن مناسب نباشد.

A [زباله کاربید تنگستن] -> B [خرد کردن و سنگ زنی]

B -> C [تشکیل پودر]

ج -> D [عملیات حرارتی (اختیاری)]

D -> E [پودر کاربید تنگستن بهبود یافته]

4. روش شستشوی اسید

شستشوی اسید شامل حل کردن اتصال دهنده کبالت در محلول اسیدی است و باعث می شود ذرات کاربید تنگستن بازیابی شود. این روش به ویژه برای مواد آلوده به روغن یا سایر مواد مفید است.

بررسی اجمالی فرآیند:

1. قراضه کاربید تنگستن در یک محلول اسیدی (به عنوان مثال ، اسید نیتریک و اسید هیدروفلوئوریک) غوطه ور می شود.

2. اسید کبالت را حل می کند و ذرات کاربید تنگستن را آزاد می کند.

3. کاربید تنگستن برای از بین بردن ناخالصی ها از هم جدا و شسته می شود.

4. کاربید تنگستن بازیابی شده به یک پودر پردازش می شود.

مزایای:

- مواد با کیفیت بالا و مناسب برای برنامه های حساس تولید می کند.

- برای تمیز کردن مواد آلوده موثر است.

محدودیت ها:

- نیاز به کنترل دقیق اسیدهای خورنده دارد.

- به دلیل نیاز به مراحل تصفیه ، می تواند پر انرژی باشد.

A [قراضه کاربید تنگستن] -> B [محلول اسیدی]

B -> C [انحلال کبالت]

C -> D [جداسازی کاربید تنگستن]

D -> E [پودر کاربید تنگستن بهبود یافته]

5. الکترولیز نمک مذاب

الکترولیز نمک مذاب روشی جدید است که برای بازیافت قراضه تنگستن فتوولتائیک استفاده می شود. این شامل استفاده از یک الکترولیت نمک مذاب برای بازیابی تنگستن و سایر فلزات با ارزش مانند لانتانوم است [3].

بررسی اجمالی فرآیند:

1. ضایعات سیم تنگستن فتوولتائیک به عنوان آند استفاده می شود.

2. یک گرافیت گرافیت به عنوان کاتد عمل می کند.

3. این فرایند شامل انحلال اکسید لانتانوم در الکترولیت است.

پودر تنگستن بازیابی می شود و می تواند در کاربردهای فتوولتائیک استفاده مجدد شود.

مزایای:

- سازگار با محیط زیست و پایدار.

- امکان بازیابی همزمان چندین فلز ارزشمند را فراهم می کند.

محدودیت ها:

- محدود به انواع خاص قراضه تنگستن.

[ضایعات تنگستن فتوولتائیک] -> B [الکترولیت نمک مذاب]

B -> C [انحلال Lanthanum]

ج -> D [بازیابی تنگستن]

D -> E [پودر تنگستن بهبود یافته]

مزایای بازیافت کاربید تنگستن

بازیافت کاربید تنگستن چندین مزایای اقتصادی و زیست محیطی را ارائه می دهد:

- حفاظت از منابع: بازیافت نیاز به استخراج اولیه تنگستن را کاهش می دهد و از این منبع محدود استفاده می کند.

- صرفه جویی در مصرف انرژی: فرآیندهای بازیافت به طور کلی انرژی کمتری نسبت به تولید اولیه مصرف می کنند.

- حفاظت از محیط زیست: با کاهش فعالیت های معدن و دفع زباله ، بازیافت به به حداقل رساندن تخریب محیط زیست کمک می کند.

- مزایای اقتصادی: بازیافت می تواند تأمین پایدار مواد با کیفیت بالا را با قیمت های رقابتی فراهم کند و از صنایع متکی به کاربید تنگستن بهره مند شود.

چالش در بازیافت کاربید تنگستن

با وجود مزایا ، چندین چالش وجود دارد:

- پیچیدگی مواد قراضه: محصولات کاربید تنگستن اغلب حاوی چندین مؤلفه هستند که باعث جداسازی و پردازش پیچیده می شوند.

- نیازهای انرژی بالا: برخی از روشهای بازیافت ، مانند فرآیند ذوب روی ، نیاز به ورودی انرژی قابل توجهی دارند.

- نگرانی های زیست محیطی: استفاده از مواد شیمیایی در فرآیندهای بازیافت خاص می تواند در صورت عدم مدیریت صحیح ، خطرات زیست محیطی را ایجاد کند.

تحولات و نوآوری های صنعت

نوآوری های اخیر در بازیافت کاربید تنگستن شامل توسعه فن آوری های جدید است که باعث افزایش کارایی و کاهش اثرات زیست محیطی می شود. به عنوان مثال ، فلزات Lianyou یک فناوری بازیافت کاربید سیمان ثبت شده را معرفی کرده است که جایگزین روشهای سنتی انرژی کافی و ناچیز است ، و به طور قابل توجهی انتشار CO2 را کاهش می دهد [4]. Sandvik همچنین یک برنامه بازیافت کاربید سیمان منحصر به فرد را اجرا کرده است که پودر بازیافتی با کیفیت ممتاز را فراهم می کند و میزان مصرف انرژی را 70 ٪ و انتشار CO2 64 ٪ کاهش می دهد [5] [10].

پایان

کاربید تنگستن در واقع از طریق روشهای مختلف قابل بازیافت است ، هر کدام متناسب با انواع مختلف مواد قراضه است. ذوب روی ، الکترولیتی ، بازیافت مستقیم ، شستشوی اسید و روشهای الکترولیز نمک مذاب گزینه های مناسب برای بازیابی تنگستن و کبالت با ارزش از مواد زاید را ارائه می دهد. در حالی که چالش ها وجود دارد ، مزایای اقتصادی و زیست محیطی بازیافت کاربید تنگستن آن را به یک روش اساسی برای عملیات صنعتی پایدار تبدیل می کند.

پرسش

1. روشهای اصلی برای بازیافت کاربید تنگستن چیست؟

روشهای اصلی شامل روش ذوب روی ، روش الکترولیتی ، روش بازیافت مستقیم ، روش شستشوی اسید و الکترولیز نمک مذاب است. هر روش برنامه ها و مزایای خاصی دارد.

2. چرا بازیافت کاربید تنگستن مهم است؟

بازیافت کاربید تنگستن مهم است زیرا منابع را حفظ می کند ، مصرف انرژی را کاهش می دهد و تأثیرات زیست محیطی مرتبط با معدن و دفع زباله را کاهش می دهد. همچنین با ارائه عرضه پایدار مواد با کیفیت بالا ، مزایای اقتصادی را فراهم می کند.

3. چالش های بازیافت کاربید تنگستن چیست؟

چالش ها شامل پیچیدگی مواد قراضه ، نیازهای انرژی بالا برای برخی فرآیندها و نگرانی های زیست محیطی مربوط به استفاده شیمیایی است. علاوه بر این ، نیاز به تجهیزات و تخصص های تخصصی می تواند یک مانع باشد.

4. میزان بازیافت جهانی کاربید تنگستن چقدر است؟

میزان بازیافت جهانی کاربید تنگستن حدود 46 ٪ تخمین زده می شود. این نرخ بسته به صنعت و در دسترس بودن مواد قراضه متفاوت است.

5. روش الکترولیتی با سایر روشهای بازیافت چگونه متفاوت است؟

روش الکترولیتیک از یک میدان الکتریکی برای حل اتصال چسب کبالت استفاده می کند و آن را برای مواد زاید با محتوای کبالت بالا کارآمد می کند. این به دلیل سادگی و مصرف انرژی کم در مقایسه با سایر روش هایی مانند ذوب روی ذکر شده است.

استنادها:

[1] https://www.carbide-products.com/blog/tungsten-carbide-recycling/

[2] https://patents.google.com/patent/ep2521799a1/en

[3] https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2025/gc/d5gc00126a

[4] https:// knowledge-hub.circle-economy.com/article/28700

[5] https://www.home.sandvik/en/stories/articles/2023/06/a-world-first-recycling-scheme/

[6] https://global-sei.com/technology/tr/bn75/pdf/75-08.pdf

[7] https://www.wedco.at/news_en/wolfram/؟lang=en

[8] https://www.carbide-usa.com/everyday-uses-for-tungsten-carbide-through-carbide-recycycy/

[9] https://www.linkedin.com/pulse/how-recycle-tungsten-carbide-hardfacing-matial

[10] https://www.rocktechnology.sandvik/en/news-and-media/news-archive/2023/03/sandvik-introduces-industrys-first-opt-tout-carbide-recycling/

[11] https://www.saimm.co.za/journal/v115n12p1207.pdf

[12] https://sumitomoelectric.com/sites/default/files/2020-12/download_document/82-06.pdf

[13] https://rrcarbide.com/understanding-tungsten-carbide-composition-uses-and-expertise/

[14] https://www.retopz.com/capabilities/tungsten-carbide-recycling/

[15] https://tima-tungsten.de/tima/en/home/

[16] https://www.promarketreports.com/reports/tungsten-recycling-57554

[17] https://www.linkedin.com/pulse/carbide-recycling-more-sustainable-business-sandvik-coromant-6m58f

[18] https://www.allied-matial.co.jp/fa/research-development/tungsten_recycle.html

[19] https://www.mdpi.com/2075-4701/7/7/230

[20] https://www.mdpi.com/2071-1050/15/16/12249

[21] https://www.promarketreports.com/reports/embered-carbide-recycling-61981

[22] https://www.openpr.com/news/3899720/requent-carbide-recycling-market-key-trends-for-2025

[23] https://www.itia.info/wp-content/uploads/2023/07/itia_newsletter_2019_08.pdf

[24] https://www.huaxincarbide.com/news/2025-industrial-cutting-tool-trends-market-outlook-for-tungsten-carbide-lades/

[25] https://blog.tbrc.info/2025/03/tungsten-market-share-2/

[26] https://pmarketresearch.com/product/worldwide-tungsten-carbide-wear-parts-market-sresearch-2024-by-pliction-participants-and-countr IES-forecast-to-2030/در سراسر جهان-تونگستن-کربید-کربید-در-بازار-بازار-تحقیق -2024- توسط نوع-برنامه های کاربردی-شرکت کنندگان و-محوطه سازی-فورکست-تا -2030

[27] https://www.fortunebusinessinsights.com/tungsten-carbide-market-111396

[28] https://www.questmetals.com/blog/the-value-of-recycling-tungsten-carbide-scrap

[29] https://www.hyperionmt.com/globalassets/nosearchfiles/product-pdfs/recycling/hyperion_carbide_recycling

[30] https://aspioneer.com/here-are-the-benefits-of-recycycyled-tungsten-carbide-matials/

[31] https://www.itia.info/wp-content/uploads/2024/06/itia_rotp1_29052024.pdf

[32] https://wiredspace.wits.ac.za/bitstreams/3ca644444-3e60-4109-a1a7-88b5061402f7/download

[33] https://www.carbide-usa.com/spotting-tungsten-carbide-household-troducts/

[34] https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1179/1743133615y.0000000015

[35] http://www.scielo.org.za/scielo.php؟script=sci_arttextπd=s2225-625320 15001200011

[36] https://www.tomra.com/waste-metal-recycling/media-center/news/2025/2025-trends

[37] https://www.langsuncarbide.com/blog/innovations-in-tungsten-carbide/

[38] https://www.wiseguyreports.com/reports/recycyled-tungsten-market

[39] https://sumitomoelectric.com/id/project/v17/03

[40] https://core.ac.uk/download/pdf/188225302.pdf