Інтенсифікація процесу металізації вольфрамвмісної рудної сировини методом порошкової металургії
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.176628Ключові слова:
вольфрамовий концентрат, вуглецевотермічне відновлення індукційний нагрів, металізація, фазовий аналіз, мікроструктура, ресурсозбереженняАнотація
Виконаний рентгеноструктурний фазовий аналіз зразків на дифрактометрі «ДРОН-6» показав, що найбільшу ймовірність в інтервалі температур 1173–1473 K мають процеси переходу CaWO4 в WC і W2С. Кінцевий продукт вуглеродотерміі CaWO4 представлений вуглецем в оксикарбідних і карбідних фазах. Показані процеси відновлення вольфраму з його оксидів через фази утворення карбідних сполук вольфраму, кисневих сполук (вищих і нижчих), і тільки потім вольфраму металевого. Основні хімічні та фазові перетворення протікають в межах температурного інтервалу 300–1800 K. Це відкриває перспективу виробництва вольфраму як легуючого матеріалу без утворення рідких фаз в гетерогенній системі та дає можливість виробляти легуючий матеріал на основі вольфраму при відносно невисоких температурах, що значно скорочує енерговитрати. Наведено якісний й кількісний склад шихтових матеріалів для лабораторних досліджень та промислових випробувань брикетів для металізації вольфрамовмісних сполук у шахтній печі з індукційним нагрівом. Досліджено механізм фазових структурних перетворень за відновлення W із шеєлітового концентрату в діапазоні температур 1273–1473 K і мікроаналіз зразків хімічних перетворень. Схематично показаний пічний агрегат із індукційним нагрівом, у якому поетапно виконані промислові випробування.
Проведені випробування показали, що в процесі теплової обробки зразків на основі шеєлітового концентрату їх маса зменшується в 1,3 рази, а питома щільність знижується на 23 %.
Було вироблено партії губчастого вольфраму, який було випробувано під час виплавки швидкорізальних сталей взамін стандартного феровольфраму. Показані переваги нової технології металізації W із шеєлітового концентрату та позитивна ефективність використання нового матеріалу в спеціальній металургіїПосилання
- Dang, J., Zhang, G.-H., Chou, K.-C., Reddy, R. G., He, Y., Sun, Y. (2013). Kinetics and mechanism of hydrogen reduction of MoO3 to MoO2. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 41, 216–223. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2013.04.002
- Wang, L., Zhang, G.-H., Chou, K.-C. (2016). Synthesis of nanocrystalline molybdenum powder by hydrogen reduction of industrial grade MoO3. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 59, 100–104. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2016.06.001
- Zhu, H., Li, Z., Yang, H., Luo, L. (2013). Carbothermic Reduction of MoO3 for Direct Alloying Process. Journal of Iron and Steel Research International, 20 (10), 51–56. doi: https://doi.org/10.1016/s1006-706x(13)60176-4
- Jung, W.-G. (2014). Recovery of tungsten carbide from hard material sludge by oxidation and carbothermal reduction process. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 20(4), 2384–2388. doi:https://doi.org/10.1016/j.jiec.2013.10.017
- Torabi, O., Golabgir, M. H., Tajizadegan, H., Torabi, H. (2014). A study on mechanochemical behavior of MoO3–Mg–C to synthesize molybdenum carbide. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 47, 18–24. doi:https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2014.06.001
- Leont’ev, L. I., Grigorovich, K. V., Kostina, M. V. (2016). The development of new metallurgical materials and technologies. Part 1. Steel in Translation, 46(1), 6–15. doi:https://doi.org/10.3103/s096709121601006x
- Kozyrev, N. A., Bendre, Yu. V., Goryushkin, V. F., Shurupov, V. M., Kozyreva, O. E. (2016). Termodinamika reaktsiy vosstanovleniya WO3 uglerodom. Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo industrial'nogo universiteta, 2(16), 15–17.
- Ryabchikov, I. V., Belov, B. F., Mizin, V. G. (2014). Reactions of metal oxides with carbon. Steel in Translation, 44(5), 368–373. doi:https://doi.org/10.3103/s0967091214050118
- Shveikin, G. P., Kedin, N. A. (2014). Products of carbothermal reduction of tungsten oxides in argon flow. Russian Journal of Inorganic Chemistry, 59(3), 153–158. doi:https://doi.org/10.1134/s0036023614030206
- Smirnyagina, N. N., Khaltanova, V. M., Kim, T. B., Milonov, A. S. (2012). Thermodynamic modeling of the formation of borides and carbides of tungsten, synthesis, structure and phase composition of the coatings based on them, formed by electron-beam treatment in vacuum. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Fizika, 55 (12 (3)), 159–163.
- Kuz'michev, E. N., Nikolenko, S. V., Balahonov, D. I. (2017). Poluchenie karbida vol'frama iz sheelitovogo kontsentrata kontsentrirovannymi potokami energii. Himicheskaya tehnologiya, 3, 113–118.
- Belskii, S. S. (2015). Scheeliteconcentratetreatmentwiththerecoveryoftungstentrioxide.Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta, 12 (107), 204–208.
- Grigoriev, D. (2010). Some kinetic laws carbon-thermic restoration mixes of scale of a fastcutting steel with scheelite concentrate additives. Metally i lit'e Ukrainy, 9-10, 57–61.
- Tsivirko, E. I., Grigor'ev, D. S. (2010). Nekotorye fazovye i strukturnye prevrashcheniya pri uglerodotermicheskom vosstanovlenii smesi okaliny bystrorezhushchih staley s dobavkami sheelitovogo kontsentrata. Novi materialy i tekhnolohiyi v metalurhiyi ta mashynobuduvanni, 2, 90–94.
- Grigor'ev, D. S. (2011). Nekotorye fazovye i veshchestvennye prevrashcheniya pri uglerodotermicheskom vosstanovlenii sheelitovogo kontsentrata. Stal', 60–63.
- Grigoriev, D. S. (2010). Tungsten concentrate restoration degree definition method improvement. Novi materialy i tekhnolohiyi v metalurhiyi ta mashynobuduvanni, 2, 72–75.
- Ostrik, P. N., Popov, A. N., Grigor'ev, S. M. (1982). A. S. 977510 SSSR, MKI3V 34/34, 36/36. Sposob polucheniya metallizovannyh molibden – ili vol'framsoderzhashchih kontsentratov. Otkrytiya. Izobreteniya, 49, 102.
- Grigor'ev, S. M., Revun, M. P., Kovalev, A. M. (2006). Shahtnaya pech' s induktsionnym nagrevom i vedushchie parametry teplovoy obrabotki briketirovannoy shihty. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyshlennost', 5, 23–25.
- Piven', A. N., Grigor'ev, S. M. (1988). Sovershenstvovanie ehkonomicheskih metodov upravleniya material'nym resursosnabzheniem ehlektrostaleplavil'nyh tsehov. Izv. Vuzov. Chernaya metallurgiya, 12, 123–127.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Stanislav Hryhoriev, Damir Bikulov, Viсtor Skachkov, Olga Berezhnaya, Oleksandr Oliynyk
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
