طرح بازیافت تنگستن کارباید

کاربید تنگستن یک کاربید شیمیایی است که حاوی قسمتهای مساوی از اتم های تنگستن و کربن است. تقریباً دو برابر فولاد با دو برابر چگالی است تقریباً در میانه بین عنصر سرب و عنصر طلا . میزان سختی تنگستن کاربید با کورندوم قابل مقایسه است و فقط با ساینده های سختی برتر مانند نیترید بورک مکعب و پودر الماس ، چرخ ها و ترکیبات قابل صیقل و به پایان رسید.
تنگستن کاربید را همچنین می‌توان با گرم کردن تنگستن اکسید در مجاورت گرافیت در دمای ۹۰۰ درجه سلسیوس یا در مجاورت هیدروژن در دمای ۶۷۰ سلسیوس و سپس ترکیب کردن با کربن در آرگون در دمای ۱۰۰۰ درجه سلسیوس بدست آورد.

کاربرد کاربید تنگستین

می توان از پوشش تنگستین در موارد زیر استفاده کرد :
استفاده از تنگستین در ماشین آلات صنعتی
استفاده از تنگستین در ابزار برش
استفاده از تنگستین در ابزار سایش ابزار دفاعی پوشش زرهی
استفاده از پوشش کاربید تنگستین در کلیه ابزارهای سخت در کاربردهای مهم

تاریخچه تنگستن کارباید

در سال ۱۷۸۱ کارل ویلهلم شیله(Carl Wilhelm Scheele)یک اسی جدید_تنگستنیک اسید_را کشف کرد که از شیلیته_تنگستن امروزی_ حاصل می‌شد. شیله وتوربرن برگمنمعتقد بودند با کاهش این اسید می‌توان فلز جدیدی بدست آورد. در سال ۱۷۸۳ خوزه وفاستو اسیدی را یافتند که از ولفرامیت به دست می‌آمد و بسیار شبیه بهتنگستیک اسید بود.در اواخر آن سال این دو برادر توانستند با کاهش این اسید همراه زغال تنگستن را جداسازی کنند و نام خود را به عنوان کاشف این عنصر ثبت کنند.

بازیافت شیمیایی تنگستن کارباید

قبل از هر چیز به این واقعیت تلخ باید اشاره کرد که، واژه “بازیافت” برای اکثر مردم ایران، واژه‌ای ناخوش آیند است و علت آن اینکه، در طول مدت اندکی از تاریخ گذشته این سرزمین، ایرانیان در سایه فروش مقادیر بسیار زیاد نفت خام، آن هم به قیمت گزاف و با داشتن جمعیت کم، در رفاه و آسایش به سر برده و به مصرف گرایی و …. روی آورده‌اند و در این شرایط به خصوص، جامعه با انبوهی از ضایعات صنعتی به صورت زباله مواجه بوده است که هیچ انگیزه‌ای برای بازیافت آن‌ها نیز نبوده است، چون هیچ توجیه اقتصادی برای آن وجود نداشته است. بعدها بنا به دلایل بی شمار، افزایش قیمت‌ها و کاهش عرضه و افزایش تقاضا، امر بازیافت توجیه اقتصادی پیدا کرده و بعضی‌ها به فکر این امر افتاده‌اند و اولین محصولات بازیافت شده مستعمل و دور انداخته شده، تولیدات نایلونی و پلاستیکی بوده است و دلیل آن حجم بسیار زیاد آن به صورت زباله مجانی و روش ساده و هزینه پایین بازیافت و در نهایت سود سرشار آن بوده است، و با کمال تأسف به دلیل سوء استفاده و سود جویی بیش از حد، این مواد بازیافت شده وارد چرخه بسته بندی مواد غذایی و محصولات بهداشتی شده است و بسیار طبیعی است که وزارت خانه‌هایی مثل بهداشت و محیط زیست وارد عمل شوند، چرا که احتمال آلودگی میکروبی و شیمیایی در این‌گونه محصولات بسیار زیاد است. هر چند که امروزه این محصولات بازیافتی در بخش‌های دیگر صنعتی قابل استفاده بوده و نه تنها مشکلی برای سلامتی انسان‌ها و جامعه ندارند، بلکه برای حفظ محیط زیست نیز مفید و لازم هستند، به هر حال واژه بازیافت برای بسیاری از ایرانیان مترادف واژه فقر، فلاکت و بدبختی، زباله گردی، گرانی و کیفیت پایین تولیدات به این روش و حتی ماده‌ای مضر برای سلامت فردی و جمعی است. ولی باید به خاطر داشته باشیم که بخش بسیار اعظم صنایع فلزی از بازیافت ضایعات و یا قراضه‌های فلزی تأمین می‌شود و توضیح در مورد روش‌های درست بازیافت، موارد استفاده محصولات بازیافتی و منافع آن برای محیط زیست و صد البته سودآوری و فواید اقتصادی آن برای جوامع بشری، خارج از حوصله این مبحث است. و آنچه که دانستن آن برای ما در این مبحث بسیار مهم است اینکه بیش از ۶۰ درصد محصولات تنگستنی از روش بازیافت محصولات قبلی تولید می‌شوند و متأسفانه سالانه مقدار بسیار زیادی از این عنصر با ارزش از بین رفته و وارد چرخه بازیافت نمی‌شود و یک مثال ساده رشته‌ها نازک به نام فیلمان است که در صنایع برق و الکترونیک کاربرد دارند و همان است که به صورت فنر ظریف در لامپ‌های روشنایی پر و کم مصرف از آن استفاده می‌شود، حتی پودر سفید رنگی که داخل تیوپ‌های شیشه‌ای بوده و از خود درخشندگی داشته و نور افشانی می‌کند.
امر بازیافت به دو راه کلی تقسیم می‌شود.
۱- بازیافت به روش طبیعت دوست (Environment – friendly)
۲- بازیافت به روش‌های شیمیایی
مقدار کربن مورد نیاز محاسبه و به کنسانتره افزوده‌شده و به مدت ۳ ساعت با آسیاب گلوله‌ای (بالمیل ، ساچمه‌ای)، آسیاب و مخلوط شده و بعد از غربال‌گری به مدت ۳ ساعت تا دمای ۹۰۰ درجه سلسیوس حرارت داده‌شده و بعد از احیای کربوترمال، سرد شده و آماده کربوره شدن است. برای کربوره کردن و تولید پودر تنگستن کارباید مقدار کربن مورد نیاز محاسبه و بعد از تست کربن به پودر تنگستن کبالت تهیه شده اضافه شده و آسیاب و مخلوط می‌شود. سپس وارد کوره تونلی افقی شده و تحت گاز محافظ آمونیاک به مدت یک ساعت در دمای ۱۲۰۰ درجه پخته می‌شود که مسلماً خلوص آن در حدود ۹۰ درصد بوده و ۱۰ درصد مابقی به صورت عناصر مفید به ترکیب اضافه‌شده و به سختی و خواص ایدئال کامپوزیت خواهد افزود . این روش می‌تواند در زمان، انرژی و هزینه کلی تولید صرفه‌جویی خوبی داشته و از قیمت نهایی آن بکاهد . (Cost – effective)
از لحاظ تئوری ۱۸.۶۲ درصد کربن برای احیای فلزات تنگستن و کبالت از اکسیدهایشان در مرحله اول لازم است و برای تبدیل فلز تنگستن به کارباید در مرحله دوم، ۵.۵ درصد کربن مورد نیاز است. تولید پودر تنگستن کارباید و کامپوزیت‌های آن در یک مرحله غیر ممکن است. برای اینکه کربن در دو حالت مونو و دی اکسید وارد واکنش احیا می‌شود و برای انجام مرحله دوم، انجام تست کربن و رساندن مقدار آن به ۵.۵ درصد ضروری است تا فاز WC به طور کامل تشکیل شود و از تشکیل فازهای ناپایدار W2C و WC2 ممانعت به عمل آید و تنها راه آن روش تولید دو مرحله‌ای است.
در روش پیشنهادی ما با توجه به اینکه پودر تنگستن کبالت تهیه شده، دانه بندی نانو و زیر یک میکرون دارد، ابتدا تست کربن شده و کربن آن به ۵.۵ درصد افزایش یافته سپس با آسیاب بالمیل در دمای زیر ۱۰۰ درجه آسیاب و مخلوط می‌شود. بعد از فشرده شدن این محصول بدست آمده، ابتدا یک ساعت در دمای ۱۲۰۰ درجه پخته شده تا کامپوزیت تنگستن کارباید – کبالت تشکیل شود. سپس دما تا ۱۴۵۰ درجه افزایش پیدا می‌کند تا قطعه کاملاً زینتر شود.
اولین روش شیمیایی بعد از اکسیداسیون جهت بازیافت عبارت است از ترکیب کنسانتره اکسیدی با هیدروکسید سدیم یا همان سود سوزآور و تهیه سدیم تنگستات. بعدازاین نوبت تصفیه کردن یعنی جدا کردن محلول سدیم تنگستات است و با اضافه کردن کلسیم کلرید به محلول ، کلسیم تنگستات رسوب می‌کند که به‌صورت کلوئیدی می‌باشد. بعد از رسوب‌گیری و شستشوی رسوبات ، عملیات اسید شویی آغازشده و تنگستیک اسید ته‌نشین می‌شود. چنانچه این عملیات شیمیایی در دمای محیط کارگاه انجام پذیرد ، اسید تنگستیک سفید و اگر در دمای بالای ۷۰ درجه سلسیوس انجام پذیرد ، تنگستیک اسید زرد به دست می‌آید. تفاوت تنگستیک اسید سفید با زرد در یک مولکول آب است که همین یک مولکول آب، رنگ اسید را از زرد به سفید تغییر می‌دهد. بعد از خشک‌کردن و حرارت دادن تنگستیک اسید ، تنگستن تری اکسید زرد کم رنگ به دست می‌آید.
محلول آمونیوم تنگستاتبا ترکیب آمونیوم هیدروکسید (آمونیاک، محلول گاز آمونیا در آب ۲۵%) و اسید تنگستیک، محلول آمونیوم تنگستات به دست می‌آید.
آمونیوم پاراتنگستات APTبعد از کریستالیزه کردن این محلول ، آمونیوم پاراتنگستات (APT) تهیه می‌شود. که پودر سفیدرنگ متشکل از بلوره‌های ریز لوزی شکل است.

کنسانتره ی اکسیدی تنگستن

این محصول از اکسیداسیون تنگستن کارباید و کامپوزیت‌های آن تهیه‌ شده است و ماده اولیه مورد نیاز این واحد برای تولید محصولات و ترکیبات شیمیایی مربوط به تنگستن است. ویژگی بسیار مهم این محصول در این است که عیار تنگستن آن بالاتر از کنسانتره ی معدنی بوده و فاقد آلودگی‌های مضر می‌باشد. زیرا در فرایند اولیه تهیه تنگستن کارباید این آلودگی‌ها کلاً حذف ‌شده است و در روش اکسیداسیون این محصول، سعی شده هیچ‌گونه آلودگی محیطی وارد کنسانتره نشده و در نتیجه این محصول، به طور مستقیم قابل تبدیل به پودر کامپوزیت تنگستن کارباید با کبالت می‌باشد. مزیت این روش در پایین آوردن هزینه تولید و قیمت تمام ‌شده ی محصولات نهایی است. که باعث رقابتی شدن محصولات در بازار می‌شود (Cost – effective). این محصول دارای حداقل ۸۵% تنگستن اکسید سبز و حداقل ۹% کبالت اکسید است و درصد مشترکی از آن دو به صورت کبالت تنگستن اکسید (کبالت تنگستات) می‌باشد و غنی‌ترین کنسانتره قابل تولید در دنیای صنعت هارد متال است. کاربرد مهم دیگر این محصول در تهیه فرو کبالت تنگستن است. تناسب ترکیبات این محصول را می‌توان با افزودن کبالت اکسید یا تنگستن اکسید تنظیم نمود. ترکیب نهایی به همراه کک و قراضه آهن وارد کوره قوس الکتریکی دما بالا شده و فرو کبالت تنگستن احیا و تولید می‌شود. سایر نا خالصی‌ها به صورت اکسید احیا نشده به صورت سرباره جدا می‌شود. فرو کبالت تنگستن را می‌توان به راحتی به فولاد مذاب افزوده و انواع فولادهای تندبر و گرم کار را تهیه نمود. این در حالی است که افزودن قراضه‌های تنگستن کارباید به فولاد مذاب، باعث افزایش مقدار نا مطلوب کربن و افزایش زمان انحلال و آلیاژ سازی می‌شود.

تنگستیک اسید زرد

این محصول از فراوری و خالص‌سازی کنسانتره ی اکسیدی تنگستن به روش لیچینگ بازی، رسوب‌گیری و اسید شویی تهیه‌شده است. جهت تهیه به فروشگاه سایت مراجعه فرمایید. این محصول با خلوص حداقل ۹۹% ارائه می‌شود. از این محصول می‌توان برای تولید آمونیوم تنگستات استفاده کرد. آمونیوم تنگستات به آمونیوم پاراتنگستات APT کریستالیزه شده و به تنگستن تری اکسید خلوص بالا تبدیل می‌شود که برای تهیه پودر تنگستن فوق خالص لازم است. همچنین از این محصول می‌توان پودر تنگستن و یا تنگستن کارباید تجاری (۲N) تولید نمود. بعد از کلسینه کردن این محصول، تنگستن تری اکسید بدست آمده، در صنایع فولادسازی به همراه کک نفتی و قراضه آهن وارد کوره‌های قوس الکتریکی با دمای بالای ۲۰۰۰ درجه شده و فروتنگستن با خلوص ۷۰% تنگستن و بقیه آهن به دست می‌آید . بعداً این محصول جامد فلزی و بسیار شکننده و سخت، به مذاب آهن اضافه‌شده و فولادهای ابزار تندبر HSS و گرم کار تولید می‌شود. از تنگستیک اسید یا تنگستن تری اکسید به عنوان رنگ دانه غیر آلی در لعاب سازی برای صنایع سرامیک سازی استفاده می‌شود و کیفیت رنگ زرد آن در میان سایر مواد و ترکیبات غیر آلی، هیچ رقیبی ندارد و در نتیجه در تولید محصولات لوکس و گران قیمت از آن استفاده می‌شود. یک روش موثر برای حذف فرایند پیچیده، پرهزینه و زمانبر جهت تولید APT استفاده از اتوکلاو ( واکنش اسید در دما و فشار بالا ) برای حذف کامل کلسیم است که خلوص این محصول را تا ۹۹.۹ یعنی ۳N بالا می‌برد.

تنگستیک اسید سفید

روش تولید این محصول ، اندکی با روش تولید اسید تنگستیک زرد متفاوت است و هر واحد تولیدی ، بسته به سلیقه و شرایط خود ، یکی از این دو روش را برمی‌گزیند. موارد استفاده یا کاربرد این محصول ، مشابه تنگستیک اسید زرد است و در عمل ، هیچ تفاوتی باهم ندارند. به‌اضافه اینکه هر دو نوع اسید تنگستیک در حرارت بالای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد در طول مدت ۲ ساعت (عملیات کلسیناسیون یا تکلیس) ابتدا به تنگستن اکسید سبز و بعداً به تنگستن تری اکسید زرد کم‌رنگ تجزیه می‌شوند و بخارآب نیز محصول فرار دیگر این تجزیه است. این محصول با خلوص حداقل ۹۵ درصد ارائه می‌شود که می‌توان با یک اسید شویی داغ و شستشوی گرم ، خلوص آن را به بالای ۹۹ درصد رسانده و تنگستیک اسید زرد تولید نمود. تفاوت کلی این دو اسید، در یک مولکول آب است. که با کاهش یک مولکول آب از تنگستیک اسید سفید، نوع زرد آن بدست می‌آید.

آمونیوم پاراتنگستات APT

این ماده شیمیایی را با خلوص ۹۹.۹۹ حتی ۹۹.۹۹۹ درصد یعنی ۴N و ۵N تولید و ارائه می‌کنند. به‌هرحال این ماده، در مقدار کم، توسط این واحد، تولید آزمایشی شده و از نتیجه اولیه آنالیز به روش XRF چنین استنباط می‌شود که از این محصول می‌توان پودر تنگستن با خلوص ۹۹.۷۷% به دست آورد. لازم به توضیح است که تولید این ترکیب شیمیایی، در انحصار و توانایی معدود کشورهای صنعتی جهان است و دستیابی به روش و فنّاوری تولید آن، گشایشی است در جهت تولید تنگستن تری اکسید و اسید تنگستیک با خلوص ۹۹.۹ درصد و صدالبته تولید پودر تنگستن فوق خالص که در تهیه ورق، سیم، گلوله ( ساچمه، مرمی بالستیک ) و پروفایل‌های نرم و چکش‌خوار تنگستنی کاربرد دارد. و همچنین در تهیه و تولید سوپر آلیاژها با کاربرد دمابالا در صنایع هسته‌ای مخصوصاً راکتور همجوشی، صنایع نظامی، هوافضا (توربین، موتور جت و راکت) و صنایع جوش من‌جمله جوش آرگون نقش حیاتی دارد. این ماده برای تولید تنگستن کارباید خالص لازم است و کامپوزیت آن در تمامی بخش‌های صنایع مدرن من‌جمله برش، نورد، سایش اصطکاکی (کشش یا آسیاب‌ها)، فورجینگ سرد و گرم ( شکل دادن فلزات در شرایط حاد ) و بل اخص نفوذکننده به سپرهای فولادی و بتونی کاربرد دارد ( بتن کن‌ها ، پانچ‌ها و تسلیحات نظامی ). گام بعدی بالا بردن خلوص این محصول و تولید پودر تنگستن به روش احیای هیدروژنی است.

کد آیسیک مرتبط با صنعت بازیافت تنگستن کارباید

کد آیسیک مخفف International Standard Industrial Classification (سیستم بین المللی طبقه بندی استاندارد صنایع) است. کد گذاری به عنوان روش ساده و دقیق برای تعیین هویت کالا، قطعات ، مدارک و اموال ، سالها است که در سطح شرکت هاو زنجیره های تأمین مورد استفاده قرار می گیرد.
کد آیسیک تنگستن کارباید ۲۸۹۳۵۱۲۳۷۳

کد تعرفه گمرکی مرتبط با صنعت بازیافت تنگستن کارباید

تعرفه یا به عبارت دیگری(TARIFF) یک نوع معیار رقمی و یا عددی می باشد برای شناسی و تعیین جایگاه کالا در ترخیص کالا .
تعرفه گمرکی میزان حقوق ورودی قابل پرداخت برای ورود کالا می باشد.تعرفه گمرکی در بستر تاریخ مبتنی بر سیستم و روش های خاصی از قبیل اداره گمرک،آمار،حمل و نقل،بیمه و غیره طراحی و مورد استفاده قرار می گیرد.
کد تعرفه گمرکی تنگستن کارباید ۸۲۰۷۸۰۰۰ میباشد.

وضعیت واحد های فعال بازیافت تنگستن کارباید

در نمودار زیر تعداد و ظرفیت واحدهای بازیافت تنگستن کارباید در کشور به تفکیک استان آمده است .

وضعیت واردات و صادرات تنگستن کارباید

نمودار واردات و صادرات تنگستن کارباید در کشور به تفکیک سال در شکل زیر آمده است.

خلاصه بررسی فنی، مالی و بازار طرح بازیافت تنگستن کارباید

ظرفیت تولید سالیانه : ۵ تن
نرخ برابری دلار : ۲۵۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز : ۲۵۰۰ مترمربع
زیربنای کل : ۷۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۱۸ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۶.۸ میلیارد تومان
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : ۴ میلیارد تومان
نرخ بازده داخلی : ۴۰ درصد

درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید: