فهرست بستن

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 60 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.

همان‌طور که می‌دانیم امروزه تنگستن کارباید به‌صورت کامپوزیت با عناصری همچون کبالت – تیتانیوم – تانتالیوم – آلومینیوم – کروم – نیکل – نیوبیوم و …. مورداستفاده قرار می‌گیرد که این ناخالصی‌ها 5 الی 10 حتی تا 20 درصد وزنی ابزارهای ساخته‌شده را تشکیل می‌دهند.

متأسفانه فنّاوری بازیافت متریال‌های فوق در اختیار معدود کشورهای صنعتی جهان است که کشور هندوستان اخیراً به جرگه این ممالک پیوسته‌است و علت آن اینکه متریال‌های فوق امروزه جزو آلیاژهای فلزی محسوب نشده و در ردیف کامپوزیت‌های سرامیکی حتی سیمان‌های مقاوم در مقابل حرارت، سایش و خوردگی (عوامل شیمیایی قوی) محسوب می‌شوند و روش بازیافت فلزات به‌هیچ‌وجه بر روی آن‌ها کارساز نبوده و کشورهای غیر صنعتی ضایعات آن را همچون شیشه و سرامیک شکسته و به‌دردنخور به دور ریخته یا آن را به خارج از کشور صادر می‌کنند که متأسفانه کشور ما جزو این ممالک است که سالانه هزاران کیلوگرم از این قراضه‌ها را به خارج از کشور صادر و در قبال آن مجدداً محصولات فراوری‌شده آن‌ها را وارد می‌کند.

بازیافت شیمیایی خود به چندین روش تقسیم‌بندی می‌شود که مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از روش اکسیدی و یا حل کردن در سدیم نیترات. در این مبحث روش اکسیدی شرح داده می‌شود.

در دنیای امروزی این قراضه‌ها درون کوره استوانه‌ای شکل و دوار بزرگی مثل کورهای پخت سیمان ریخته و با اعمال حرارت و اتمسفر اکسیدی، ضایعات به‌مرورزمان اکسیده و آسیاب می‌شوند. لازم به توضیح است که این روش، صرف انرژی و زمان نسبتاً زیادی را می‌طلبد و صدالبته راندمان پایینی نیز دارد و به این دلیل مهم است که اکسید یا کنسانتره تولیدشده به این روش، قیمت نسبتاً بیشتری نسبت به خود قراضه‌ها دارد. چون اولاً ساخت و نگه‌داری تجهیزات اکسیداسیون گران است و دوماً انرژی و زمان نسبتاً زیادی صرف کار می‌شود. به‌هرحال سخت‌ترین بخش بازیافت همین بخش اکسیداسیون است که بخش‌های دیگر با سرعت و هزینه نسبتاً پایین‌تری به‌پیش می‌روند. درواقع اکسیداسیون، راه نفوذ به سخت‌ترین آلیاژ فلزی ساخته‌شده به دست بشر است که قبل از آن، تمامی راه‌ها برای بازیافت شیمیایی مسدود به نظر می‌رسد.

برای مشاهده ی روش کار، این ویدئو را تماشا کنید که روش مورداستفاده در کشور هند است.

اولین محصول تولیدشده به روش اکسیداسیون ، کنسانتره تنگستن است که برای خرید آن می‌توانید به فروشگاه سایت مراجعه فرمایید.

بعد گذر از این مرحله ، امر بازیافت به دو راه کلی تقسیم می‌شود.

1- بازیافت به روش طبیعت دوست (Environment – friendly)

2- بازیافت به روش‌های شیمیایی

در روش طبیعت دوست اگر کنسانتره اکسیدی تهیه‌شده کیفیت مناسبی داشته باشد ، همانند آنچه ما در فروشگاه  این وب‌سایت با مشخصات زیر ارائه می‌کنیم

آنالیز XRF کنسانتره تنگستن
آنالیز XRF کنسانتره تنگستن

مقدار کربن موردنیاز محاسبه و به‌صورت پودر گرافیت به کنسانتره افزوده‌شده و به مدت 12 ساعت با آسیاب گلوله ای (بالمیل ، ساچمه‌ای) ، آسیاب و مخلوط شده و بعد از غربال‌گری به مدت 6 ساعت تا دمایی 1000 درجه سلسیوس حرارت داده‌شده و بعد از احیای کربوترمال ، تنگستن کارباید تولید می‌شود که مسلماً خلوص آن در حدود 90 درصد بوده و 10 درصد مابقی به‌صورت عناصر مفید به ترکیب اضافه‌شده و به‌سختی 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)

ازلحاظ  تئوری 18.62 درصد کربن برای احیای فلزات تنگستن و کبالت از اکسیدهایشان لازم است و برای تبدیل فلز تنگستن به کارباید 5.5 درصد کربن موردنیاز است. که جمعاً 24.12 درصد خواهد شد. یعنی برای هر کیلوگرم کنسانتره ، 241 گرم پودر گرافیت لازم است ، که در عمل کمتر از این مقدار استفاده می‌شود چرا که محصول واکنش، بیشتر گاز دی اکسید کربن است تا مونواکسید کربن.

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 70 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 25%) 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.

 

جهت خرید محصولات فوق می‌توانید  به فروشگاه سایت مراجعه فرمایید.