Способ получения карбида вольфрама

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕ СКИХРЕСПУБЛИК 39 А е .5 Ц(51)5 С 01 В 31/34 Е ТЕН ам сто 88,8)биды. - М247-250.др. Метали ниобия, - М Метал- ургия : Нэушковой зовано на меГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АНИ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 21) 4793065/26.(71) Хабаровсков отделение Институшиноведения и металлургии Дальневного отделения АН СССР72) В.Л.Бутуханов, А.Д,Верхотурови Н,В,Лебухова(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРВОЛЬФРАМА(57) Изобретение относится к пораметаллургии и может быть испольпри получении защитных покрытий Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу переработки вольфрамсодержащего сырья на карбид вольфрама, и может быть использовано при получении защитных покрытий, в част- кости для злектроискрового легирования поверхности.В настоящее время карбид вольфрама получают из его оксида - продукта переработки вольфрамсодержащего сырья. Существующие технологические схемы разложения вольфрамсодержащего сырья растворами щелочей или спеканием с содой характеризуются переводом примесей в растворимые формы и необходимостью очиталлах. По способу получения карбида вольфрама смешивают меелитовый концентрат с карбонатом натрия и диоксидом кремния при соотношении указанных компонентов 1,0:0,45:0,17, полученную смесь плавят при 1400-1450 С с последующим отделением вольфрэмсодержащего продукта от шлака. который затем смешивают с сажей и подвергают термическому разложению в вакууме в 2 стадии: сначала при 1000 - 1050 С в течение 3-3,5 ч и затем при 1400- 1450 С в течение 2,0 - 2,5 ч, осуществляя нагрев между стадиями со скоростью 4-6 град/мин, Изобретение позволяет увеличить выход карбида вольфрама до 97-98, содержание примесей в нем не превышает 0,05, а также использовать вместо чистого меелита низкосортный меелитовый и гюбнеритовый концентраты, при этом исключается необходимость усложнения аппаратурного оформления процесса для дополнительной их очистки. 2 табл,стки по сложной многостадийной схеме, что увеличивает объемы перерабатываемых растворов, и, соответственно, потери вольфрама, Эффективность всей технологической нитки невысока,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения карбида вольфрама из вольфрэмсодержащего сырья в присутствии оксида кремния и углерода, преимущественно сажи, при 800 - 1600 С в течение 0,5 - 8 ч,Недостатком известного способа получения карбида вольфрама является снижение выхода продукта и степени его чистоты по примесям при использовании в качествеисходного сырья шеелитового концентрата, основного продукта технологии обогащения вольфрамсодержащей руды, Стопроцентньй шеелит - исходный компонент шихты в известном способе не получают в промышленном масштабе. Он может быть выделен в сравнительно небольших количествах лишь лабораторными методами, например выборкой под микроскопом,Использование шеелитового концентрата в качестве исходного сырья вместо чистого шеелита в известном способе создает дополнительные трудности по очистке готового продукта от примесей, подобной процессу гидрометаллургической очистки вольфрамового концентрата, что приводит к снижению выхода продукта за счет потерь при очистке и частичному растворению мелкодисперсного карбида вольфрама в ряде кислот.Кроме того, прямое восстановление вольфрамсодержащего сырья в присутствии ряда примесных элементов, например серы и фосфора, приводит к ухудшению качества продукта по промесям и снижению его технологических характеристик.Предварительная ликвационная электроплавка шеелитового концентрата в предлагаемом способе позволяет избежать этих трудностей, так как отделение примесей в шлак проходит до карбидизации, а получаемый продукт не требует никакой дополнительной очистки,Известна операция электроплавки вольфрамсодержащего сырья с содой и кремнеземом при 1400-1450 С.Целью изобретения является увеличение выхода карбида вольфрама и его чистоты.Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем термическое разложение вольфрамсодержащего продукта в присутствии сажи, исходное сырье предварительно смешиваюта с карбонатом натрия и диоксидом кремния при соотношении 1,0:0,45:0,17 соответственно, смесь термообрабатывают при 1400-1450 С, а термическое разложение вольфрамсодержащего полученного продукта с.сажей проводя 1 в вакууме в две стадии:при 1000-1050 С в тецение 3-3,5 ч; при 1400 - 1450 С в течение 2 - 2,5 ч, поддерживая при этом скорость нагрева между стадиями в пределах 4-6 град/мин.П р им е.р, Шихту из вольфрамсодержащего сырья, карбоната натрия и диоксида кремния, взятых в соотношении 1,0:0,45;0,17 плавят при 1450 С. Расход карбоната натрия составил 160 - 165% от стехиометрического, а соотношение СаО/ВОг в шихте - 1,23, Продукт плавки состоит издвух несмешивающихся слоев: верхнего -силикатного и нижнего - вольфрамата натрия. 10,0 г Выделенного вольфрамата на 5 трия тщательно перемешивают с 1,79 гсажи. Подготовленную смесь наревают ввакуумной печи в первые 3 ч 15 мин при1050 С, а последующие 2 ч 15 мин при 1425С, поддерживая при этом скорость нагрева10 от 1050 до 1450 С 5 град/мин. В результатекарбидизации металлического вольфрама,аполученного на первой стадии синтеза, получают карбид вольфрама (В/С) по даннымрентгенофазового и химического анализа,15 Выход составляет 97%.По данным химического анализа содержание основных примесей в карбиде вольфрама следующее, %: 5102 0,02; (Аз+Р) 0,01;Я 0,01%; Ге 0,05,20 Результаты представлены в табл,1 и 2.Из таблиц видно, цто оптимальнь 1 ми условиями синтеза карбида вольфрама являются термообработка в вакууме при1000-1050 С в течение 3,0 - 3,5 ч, затем при25 1400 - 1450 С в.течение 2.0 - 2,5 ч. Подъемтемпературы со скоростью 4 - 6 град/минобусловлен избежанием потерь, связанныхс возгонкой непрореагировавшего вольфрамата натрия.30 Таким образом, использование известного способа при переработке вольфрамсодержащего сырья, более низкого качествапо примесям (шеелитовый концентрат), необеспецивает получение продукта высокого35 качества, оцистка продукта не только усложняет аппаратурно-технологическую схемуполучения, но и увеличивает потери продукта, и получение качественного продукта схорошим выходом невозможно известным40 способом при использовании низкосортного сырья,Кроме того, изобретение позволяет расширить сырьевую базу. способа за счет использования в качестве минеральноо45 сырья как низкосортного шеелитового концентрата, так и гюбнеритового концентрата,Формула изобретения Способ получения карбида вольфрама, 50 включающаий термическое разложениевольфрамсодержащего продукта в присутствиисажи,отличающийся тем,что, с целью увеличения вь 1 хода карбида вольфрама и его чистоты, в качестве вольфрамсо держащего продукта используют продуктплавки при 1400 - 1450 С шеелитового концентрата в смеси с карбонатом натрия и диоксидом кремния при отношении указанны компонентов 1,0;0,45:0,17, а термическое разложение его ведут в вакууме в две1717539 Таблица 1 Таблица 2 Составитель В,БутуханоТехред М.Моргентал едактор М,Янкови рректор Н.Ревская аказ 848 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 стадии: сначала при 1000-1050 С в течение 3-3,5 ч и затем при 1400-1450 С в течение 2,0 - 2,5 ч, осуществляя нагрев между стадиями со скоростью 4 - 6 град/мин,