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タングステンについて知っておくべき8つのこと

Jun 20, 2024 伝言を残す

 

 

 

1.タングステン鉱石の分類

 

世界のタングステン資源埋蔵量は比較的豊富です。発見されているタングステン鉱物およびタングステン含有鉱物は20種類以上あり、具体的には、鉄マンガン鉱、鉄マンガン重石、鉄マンガン重石、灰重石グループ、灰重石(カルシウムタングステン鉱)、モリブデン灰重石、銅灰重石、タングステン鉱物:タングステン、ハイドロタングステン、ハイレールタングステン、イットリウムタングステン、銅タングステン、ハイドロタングステンなどです。 珍しいタングステン鉱物:タングステン鉛鉱石、クリノライト、タングステン亜鉛鉱石、モリブデンタングステン鉱石、タングステンビスマス鉱石、アンチモンタングステンパイロクロア、チタンイットリウムトリウム鉱石(タングステン含有)、硫黄タングステン鉱石など。20種類以上のタングステン鉱物とタングステン含有鉱物が発見されていますが、採掘に経済的価値があるのはウルフラマイトと灰重石だけです。

 

ウルフラマイト

鉄タングステン酸とマンガンの含有量が異なるため、タングステンマンガン鉱石とも呼ばれ、世界のタングステン鉱石資源全体の約30%を占めています。鉄含有量が多い場合はタングステン鉱石と呼ばれ、マンガンの含有量が多い場合はウルフラマイトと呼ばれます。ウルフラマイトの色は、鉄とマンガンの含有量の変化に応じて変化します。一般的な色は、濃い灰色、薄い赤褐色、薄茶色の黒、茶色、鉄茶色です。ウルフラマイトは金属光沢または半金属光沢があり、脆く、磁性が弱いです。黒タングステン鉱石は主に高温熱水石英脈で産出されます。わが国の江西省南部、湖南省東部、広東省北部は、いずれも世界的に有名なウルフラマイトの産地です。 また、ロシア、シベリア、ミャンマー、タイ、オーストラリア、ボリビアなどもウルフラマイト鉱石の産地です。主な産地。ウルフラマイトは主にタングステンの製錬とタングステン酸塩の製造に使用されます。

 

 

灰重石

灰重石は、透明から半透明の鉱物で、粒状または塊状の外観をしています。モリブデン含有量の変化に応じて色が変わります。一般的な色は、白、灰色、淡黄色、淡紫、淡褐色、淡赤、緑などです。油光沢またはガラス光沢があり、世界のタングステン鉱物資源全体の約70%を占めています。灰重石は発光性があり、紫外線照射下で淡青色から黄色の蛍光を発します。

灰重石は主に接触交代鉱床、高温熱水鉱脈、灰色岩で産出されます。わが国の湖南省耀岡県は世界的に有名な灰重石の産地です。また、江西省大庚、湖南省大順龍、雲南省文山、韓国南部の山塘、ドイツのザクセン、イギリスのコーンウォール、オーストラリアのニューサウスウェールズ、ボリビア北部、アメリカのネバダも灰重石の主な産地です。灰重石は主にフェロタングステンの製造に使用され、永久磁石の製造にも使用できます。

 

 

2.タングステンの用途と応用分野

 

タングステンの融点はすべての金属元素の中で最も高く、密度(19.3 g / cm³)は非常に高く、金に近く、タングステンの硬度も非常に高いです。たとえば、炭化タングステンの硬度はダイヤモンドに近いです。また、タングステンは電気伝導性と熱伝導性が良く、膨張係数が小さいなどの特性があるため、合金、電子、化学工業などの分野で広く使用されています。その中でも、超硬合金はタングステンの最大の消費分野です。

 

合金分野

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鋼鉄

タングステンは硬度が非常に高く、密度は金に近いため、鋼の強度、硬度、耐摩耗性を向上させることができます。重要な合金元素であり、さまざまな鋼の製造に広く使用されています。一般的なタングステン含有鋼には、高速度鋼、タングステン鋼、高磁化強度と保磁力を備えたタングステンコバルト磁石鋼などがあります。これらの鋼は主に、ドリルビット、フライスカッター、引き抜きダイス、メスダイス、オスダイスなどのさまざまなツールの製造に使用されます。

 
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タングステンカーバイドベースの超硬合金

炭化タングステンは耐摩耗性と耐火性が高く、硬度がダイヤモンドに近いため、一部の超硬合金によく使用されます。現在、炭化タングステンベースの超硬合金は、タングステンの最大の消費分野です。この超硬合金は、炭化タングステンミクロンサイズの粉末と金属バインダー(コバルト、ニッケル、モリブデンなど)を真空炉または水素還元炉で焼結して作られます。粉末冶金製品。炭化タングステンベースの超硬合金は、炭化タングステン-コバルト、炭化タングステン-炭化チタン-コバルト、炭化タングステン-炭化チタン-炭化タンタル(ニオブ)-コバルト、および鋼結合超硬合金の4つのカテゴリに大別できます。 タングステンベースの超硬合金は、主に切削工具、採鉱工具、伸線ダイスの製造に使用されます。

 
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耐熱性と耐摩耗性に優れた合金

タングステンは金属の中で最も融点が高く、硬度も非常に高いため、耐熱性や耐摩耗性に優れた合金の製造によく使用されます。例えば、タングステン、クロム、コバルト、カーボンの合金は、航空機エンジンのバルブやタービンインペラなどの製造によく使用されます。高強度で耐摩耗性に優れた部品、およびタングステンと他の耐火金属(タンタル、ニオブ、モリブデン、レニウムなど)の合金は、航空宇宙ロケットのノズルやエンジンなどの高耐熱部品の製造によく使用されます。

 
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高比重合金

タングステンは密度と硬度が高いため、高比重合金の製造に理想的な材料となっています。これらの高比重合金は、組成特性と用途に応じて、W-Ni-Fe、W-Ni-Cu、W-Co、W-WCに分類されます。 -Cu、W-Agなどの主要シリーズ。このタイプの合金は、比重が高く、強度が高く、放射線吸収能力が強く、熱伝導率が大きく、熱膨張係数が小さく、電気伝導性が良く、溶接性と加工性に優れているという特徴があり、広く使用されています。航空宇宙、航空、軍事、石油掘削、電気計測、医療などの業界では、装甲、ヒートシンク、舵を制御するカウンターウェイト、ブレードスイッチ、ブレーカー、スポット溶接電極などの接触材料の製造などに使用されています。

 

電子分野

タングステンは可塑性が強く、蒸発率が低く、融点が高く、電子放出能力が強いため、電子産業や電力産業で広く使用されています。たとえば、タングステンフィラメントは発光率が高く、耐用年数が長いため、白熱灯、ヨウ素タングステンランプなど、さまざまな電球フィラメントの製造に広く使用されています。タングステンフィラメントは、電子発振管の直熱陰極やグリッドの製造にも使用できます。さまざまな電子機器の熱陰極ヒーターにも使用できます。タングステンの特性により、TIG溶接などの同様の作業に適した電極材料にもなります。

 

化学工業

タングステン化合物は、触媒や無機色素としてよく使用されます。たとえば、二硫化タングステンは、合成ガソリンの製造における潤滑剤および触媒として使用されます。ブロンズ色の酸化タングステンは絵画に使用されます。カルシウムまたはマグネシウムタングステンは、蛍光体によく使用されます。

 

その他の地域

タングステンの熱膨張はホウケイ酸ガラスと似ているため、ガラスや金属のシールを作るのに使われます。タングステンは感度が低いため、高純度のタングステンジュエリーを作るのに使われます。また、タングステンは放射性医学にも使われており、一部の楽器にもタングステン線が使われています。

 

 

3.タングステンの歴史と発展

 

タングステンの発見の簡単な歴史

タングステンの歴史は 17 世紀に遡ります。当時、ドイツのザクセン州エルツ山地の鉱山労働者は、一部の鉱石がスズ石の還元を妨げ、スラグを生成することに気づきました。鉱山労働者はこれらの鉱石に「ヴォルファート」と「ヴォルフラム」というドイツ語のニックネームを付けました。

シェーラー 1758 年、スウェーデンの化学者で鉱物学者のクロンシュテットは、スウェーデン語で「重い石」を意味する「タングステン」と名付けた鉱物を発見しました。彼は、その鉱物にまだ発見されていない元素が含まれていると確信していました。

1781 年、スウェーデンの化学者カール・ヴィルヘルム・シェーレは灰重石を発見し、そこからタングステン酸を抽出しました。彼はタングステン酸を還元することで新しい金属が得られると考えました。

1783年、ホセ・デ・リュヤールとファウスト・ドゥリュヤールの兄弟も鉄マンガン重石からタングステン酸を抽出しました。同年、彼らは炭素を使って三酸化タングステンを還元し、初めてタングステン粉末を得ました。

その後、イェンス・ヤコブ・ベルセリウスとフリードリヒ・ヴェーラーがこの金属に「ウルフラム」という新しい名前を付けましたが、この用語はドイツとスカンジナビアでよりよく認識されていますが、英国、米国、その他の国ではクロンシュタットという名前を好んで使用しています。この金属に付けられた名前は「タングステン」です。

 

タングステン産業の発展

1841年、化学者ロバート・オックスランドは、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸、タングステン金属の製造方法に関する英国特許を取得しました。これは、現代のタングステン化学の歴史における大きな進歩であり、タングステンの工業生産への道を開きました。

1750年代、化学者は鋼にタングステンを加えると鋼の特性が影響を受けることに気づきました。しかし、タングステン鋼が大量生産され、広く使用されるようになったのは、19世紀後半から20世紀初頭になってからでした。20%のタングステンを含む高速度鋼は、1900年のパリ万国博覧会で初めて展示されました。この鋼の出現は、金属の切削と加工の分野における大きな技術的進歩を示しました。

1900年、ロシアの発明家А.Н.Ладыгинが初めて電球にタングステンの応用を提案しました。1903年、米国のCoolidgeはタングステン粉末の圧縮、再溶解、鍛造、および引き抜きプロセスを使用してタングステン線を製造しました。タングステン線の出現は照明産業の発展を促進しました。この方法は、現代の金属粉末生産の始まりとも考えられています。1909年、Кулиджは粉末冶金法を考案し、圧力処理プロセスを使用してタングステンを電気真空技術で広く使用できるようになりました。

1925年、シュラッターは炭化タングステンコバルト炭化物の発明で米国特許を取得しました。この特許取得済みの方法は、1926年にヨーロッパで初めて工業生産に使用されました。これが現代のタングステンの工業生産プロセスの基礎となっています。1927-1928では、炭化タングステンを主成分とする超硬合金が開発されました。これは、タングステンの工業発展の歴史において重要な段階でした。これらの超硬合金は、その優れた特性により、現代の技術で広く使用されています。

 

 

4.タングステン産業関連の基準と政策

 

GB/T 10116-2007 パラタングステン酸アンモニウム 国家品質監督検査検疫所

GB/T 4295-2008 タングステンカーバイド粉末 国家品質監督検査検疫

GB/T 2967-2008 鋳造タングステンカーバイド粉末 国家品質監督検査検疫

GB/T 23272-2009 照明および電子機器用タングステン線 国家品質監督検査検疫所

GB/T 26055-2010 再生タングステンカーバイド粉末 国家品質監督検査検疫

GB/T 26496-2011 タングステンおよびタングステン合金スクラップ 国家品質監督検査検疫

GB/T 26725-2011 超微細タングステンカーバイド粉末 国家品質監督検査検疫

GB/T 26726-2011 超微細タングステン粉末 国家品質監督検査検疫

GB/T 29521-2013 タングステン鉱山の地下採掘の安全生産規格 国家品質監督検査局

GB/T 29822-2013 タングステンレニウム熱電対ワイヤとインデックステーブル 国家品質監督検査検疫

GB 30039-2013 炭化タングステン粉末の安全生産規制 国家品質監督検査検疫

GB/T 26496-2011 タングステンおよびタングステン合金スクラップ 国家品質監督検査検疫

 

 

5.タングステン資源の分布と生産

 

タングステン資源と埋蔵量の分布

世界のタングステン鉱物資源は比較的豊富です。地殻中のタングステンの含有量は 0.001% です。発見されているタングステン鉱物とタングステン含有鉱物は 20 種類以上あり、ウルフラマイト鉱物ファミリー: ウルフラマイト、ウルフラマイト、ウルフラマイト; 重晶石鉱物ファミリー: 重晶石 (灰重石)、モリブデン重晶石、銅重晶石; タングステン鉱物: タングステン、ハイドロタングステン、高鉄タングステン、イットリウムタングステン、銅タングステン、ハイドロタングステン; 珍しいタングステン鉱物:タングステナイト、タングステナイト、モリブデン鉱、タングステナイト、タングステンビスマス鉱、アンチモンタングステンパイロクロア、チタンイットリウムトリウム鉱(タングステンを含む)、タングステナイトなど。 20種類以上のタングステン鉱物とタングステン含有鉱物が発見されていますが、採掘において経済的価値があるのはウルフラマイトとシェライトだけです。ウルフラマイトは世界のタングステン鉱物資源全体の約30%を占め、シェライトは約30%です。 70%を占めています。

 

ローカル配信

世界のタングステン鉱物資源は主にアルプス・ヒマラヤと環太平洋地質帯に集中しています。中国はこの2つの地質帯に位置しているため、タングステンの埋蔵量が豊富で、世界第1位です。中国のタングステン鉱山は主に中国の南嶺山脈の両側にある広東省東海岸に沿って分布しています。江西省南部の埋蔵量が最大で、世界の埋蔵量の半分以上を占めています。

ロシアのタングステン鉱石資源は、主に北コーカサス、東シベリア、極東のシホテ・アリン山脈の中部に集中している。大規模な鉱山としてはヴェルフネ・カイラクティ鉱山などがある。

米国のタングステン鉱石資源は主にカリフォルニア州とコロラド州に集中しています。

カナダのタングステン鉱石は主にセルウィンタングステンベルトに集中しており、最も商業的に価値のある鉱床はブリティッシュコロンビア州のカシアーバソリスからユーコン準州とノースウェスト準州の境界にあるマクミランにかけて位置しています。 )鉱床伸長帯。

 

国別分布

米国地質調査所が2015年に発表したデータによると、世界のタングステン資源の埋蔵量は約330万トンです。中国のタングステン資源の埋蔵量は190万トンで最大で、世界全体の約58%を占めています。これにカナダ(2億9,070万トン)、ロシア(2億5,090万トン)、米国(1億4,011万トン)が続きます。世界でタングステン埋蔵量が豊富な他の国には、ボリビア(5,313万トン)、オーストラリア(1,015万トン)、ポルトガル(4,200トン)などがあります。

 

世界のタングステン埋蔵量

単位:トン

国家

準備金

アメリカ合衆国

140000

オーストラリア

160000

オーストリア

10000

ボリビア

53000

カナダ

290000

中国

1900000

ポルトガル

4200

ロシア

250000

ベトナム

87000

他の国々

360000

合計(おおよそ)

3300000

 

世界のタングステン生産量

米国地質調査所が2015年に発表したデータによると、2014年の世界全体のタングステン生産量は約82,400トンで、2013年の81,400トンから1%の微増となった。タングステンの主要生産国は中国で、2014年のタングステン鉱石生産量は68,100トンで、世界全体の約84%を占めた。これにロシア(3,600トン)、カナダ(2,200トン)が続いた。タングステン鉱石の生産量が多い他の国には、ベトナム(2000年)、ボリビア(1,300トン)、オーストリア(850トン)、コンゴ(800トン)、ポルトガル(700トン)、ルワンダ(700トン)、オーストラリア(600トン)などがある。

 

世界のタングステン鉱石生産量

単位:トン

国家

2013

2014

オーストラリア

320

600

オーストリア

850

850

ボリビア

1250

1300

カナダ

2130

2200

中国

68000

68000

コンゴ民主共和国

830

800

ポルトガル

692

700

ロシア

3600

3600

ルワンダ

730

700

ベトナム

1660

2000

他の国々

1290

1700

合計(おおよそ)

81400

82400

 

 

 

2002年から2013年までの中国のタングステン生産と採掘指標

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6.タングステンの人体健康への影響

 

タングステンの健康への影響

タングステンとその製品の生産規模が拡大し続けるにつれて、タングステンの使用範囲はますます広くなり、タングステン元素汚染の環境に対する潜在的な脅威も高まっています。生物の化学変化に影響を与え、生化学交換経路を混乱させる可能性のある物質として、人々はタングステンが人間の健康に与える影響にも注意を払う必要があります。

体内に入ったタングステンのほとんどは、消化器系や排泄器官を通じて短期間で体外に排出されます。血液に入った少量のタングステンは、排泄されるまでに一定期間、骨、爪、髪に留まることがあります。しかし、炭化タングステン粉塵、タングステン酸ナトリウム、酸化タングステン、炭化タングステンなどのタングステン化合物は、長期間の過剰な曝露により、皮膚や目を刺激し、皮膚や目の炎症を引き起こし、喘息などの呼吸器疾患を引き起こし、胃腸障害を引き起こす可能性があります。さらに、英国エクセター大学の研究者らは、尿中のタングステン濃度が高い人と脳卒中発生率の高さとの間に関連性を発見し、この現象は特に女性と50歳未満の人に顕著でした。 年齢、社会経済的地位、喫煙状況、BMI、職業、アルコール摂取量などの他のリスク要因を考慮しても、タングステン金属にさらされた人は、そうでない人よりも脳卒中のリスクが高い。研究者らはまた、タングステンとともによく使用されるニッケルや銅などの他の金属元素も脳卒中率と関連している可能性があるが、多数の脳卒中症例の病理学は、タングステンが最も重要な要因であることを示していると述べた。

 

タングステン汚染防止対策

多量のタングステンにさらされることによる人体への悪影響を避けるために、次のことが推奨されます。

身体検査 タングステンの製造または加工環境で働く人員は、定期的に病院に行き、医学的モニタリングを通じて体内のタングステン含有量が基準を超えていないかどうかを確認する必要があります。

タングステン業界の環境作業者は、防毒マスク、手袋、目、防塵服を着用するなどの対策を講じる必要があります。

企業はタングステン関連の職場に安全衛生に関するヒントを掲示する必要があり、また、粉塵の漏洩防止対策を講じ、作業場の清掃や産業廃棄物の処分を適時に行い、二次汚染を防止する必要がある。

その他の職員は、タングステンで汚染された水や食品の使用を避けるようにしてください。居住地域は、タングステン汚染や処理会社から可能な限り遠ざける必要があります。

 

7.タングステンの選鉱と製錬プロセス

 

タングステンの選鉱プロセス

タングステン鉱石の処理 現在、我が国のタングステン鉱石の開発と利用は主にウルフラマイト鉱石であり、次に灰重石鉱石が続きます。灰重石の埋蔵量は大きいですが、豊富な鉱石が少なく、品位が低く、難処理鉱石が多いため、採掘量はタングステン鉱石生産量の約10%を占めるに過ぎません。ウルフラマイト鉱石の埋蔵量は灰重石よりも少ないですが、豊富な鉱石が多く、採掘と選別が容易です。そのため、総採掘量はタングステン鉱石生産量の90%以上を占めています。タングステンの主な選鉱方法は次のとおりです。

重力分離:特定の媒体または媒体流(主に水)中の鉱物の密度の違いに基づいて鉱石を選択する方法。この方法の利点は、機器構造が簡単で、操作が便利で、生産コストが低いことです。一般的な重力分離プロセスには、重媒体選択、ジグ選択、シェーカー選択、シュート選択、遠心選択などがあります。

浮選:最も広く使用されている鉱物処理方法です。鉱物粒子表面の異なる物理的および化学的性質に基づいて、鉱石から有用な鉱物を分離する方法です。浮選は、他の鉱物処理方法では回収が難しい10μm未満の微細鉱物粒子だけでなく、微細およびマイクロ粒子の材料に適しています。米国のユニオンカーバイド社は、灰重石の浮選に「石灰法」を開発し、せん断凝集浮選も一部の工場で灰重石の浮選に使用されています。

磁気分離:磁気を利用して油中の磁性金属不純物を除去する方法です。磁気分離の応用は、さまざまな鉱石または材料の磁気の違いを利用して、磁力などの力の作用下で分離プロセスを実行することです。

水簸法:密度に基づいて鉱物を分離する方法。砂のサンプルを水を満たした砂皿に入れ、繰り返し振ったりかき混ぜたり洗浄したりします。重い鉱物は砂皿の底に残り、軽い鉱物は水とともに浮き上がり、軽い鉱物と重い鉱物が分離されます。

我が国の鉄マンガン重石の選鉱は主に重力分離法を採用しており、回収率は92-93%です。場合によっては、浮選法や磁気分離法も採用されています。灰重石の選鉱は鉱石の消散特性に基づいて、重力分離と浮選法の組み合わせ、または単一の浮選法、または水簸法を採用しています。場合によっては、事前に濃縮され、最初に紫外線蛍光選別機を使用して原鉱石から選択されます。その後、廃石の半分が鉱物処理に処理され、灰重石の回収率は90-96%に達します。

 

タングステンの製錬プロセス

タングステンの製錬プロセスには、濃縮物の分解、タングステン化合物の精製、タングステン粉末、高密度タングステンの製造のステップが含まれます。

タングステン濃縮物の分解方法:火法と湿式法。

① 炭酸ナトリウム焼結法は、火分解によく使用されます。この方法は、ウォルフラム重石精鉱と炭酸ナトリウムを一緒に回転窯に入れ、800〜900度で焼結する方法です。灰重石精鉱を処理するときは、溶解度の低いオルトケイ酸カルシウムを得るために石英砂を追加する必要があります。焼結温度は約1000度です。約2時間の焼結後、精鉱の分解率は98-99.5%に達することがあります。焼結物を80-90度の水で浸出し、ろ過してタングステン酸ナトリウム溶液と不溶性残留物を取得します。

② 湿式法はアルカリ分解法と酸分解法に分けられます。鉄マンガン重鉱精鉱を分解する場合、水酸化ナトリウム溶液を使用して110〜130度以上の温度で浸出します。灰重石精鉱はオートクレーブで200-230度の炭酸ナトリウム溶液で浸出するか、または90度の塩酸で分解して固体の粗タングステン酸を得ます。湿式処理されたタングステン精鉱の分解率は98-99%に達することがあります。

 

タングステン化合物の精製

タングステン酸ナトリウム溶液に含まれるケイ素、リン、ヒ素などの不純物は、溶液中ではそれぞれケイ酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、ヒ酸水素ナトリウムの形で存在します。溶液を沸騰させ、希塩酸で中和します。溶液のpHが8〜9のとき、ケイ酸ナトリウムは加水分解されてケイ酸になり、凝縮して沈殿します。塩化マグネシウムと塩化アンモニウム溶液を加えると、リンとヒ素から溶解度の非常に低いリン酸マグネシウムアンモニウムとヒ酸が生成されます。アンモニウムとマグネシウムは沈殿して除去されます。

硫化ナトリウムをタングステン酸ナトリウム溶液に加えると、モリブデンはタングステンより先にチオモリブデン酸ナトリウムを形成し、それを塩酸で中和し、溶液の pH が 2.5 ~ 3.0 のときにモリブデンは不溶性の三硫化モリブデンに沈殿して除去されます。精製されたタングステン酸ナトリウム溶液に塩化カルシウム溶液を加えると、タングステン酸カルシウム (CaWO) 沈殿が得られます。タングステン酸カルシウム沈殿物を塩酸で分解すると、工業用タングステン酸が得られます。タングステン酸を 700-800 度で焼成すると、工業用純粋三酸化物が得られます。酸化タングステン

化学的に純粋な三酸化タングステンを調製するには、工業用タングステン酸をアンモニア水に溶解してタングステン酸アンモニウム溶液を得ることができ、スラグ中にシリコンなどの不純物が残る。溶液を蒸発させて結晶化させ、薄片状のパラタングステン酸アンモニウム[5(NH)O・12WO・5H O]結晶を得た。パラモリブデン酸アンモニウムの溶解度はパラタングステン酸アンモニウムの溶解度より大きいため、パラタングステン酸アンモニウム結晶のモリブデン含有量は結晶化後に減少する。パラタングステン酸アンモニウムを乾燥させた後、500-800度で焼成して化学的に純粋な三酸化タングステンを得る。1970年代には、第三アミン(RN)法または方法を使用してタングステン酸ナトリウム溶液をタングステン酸アンモニウム溶液に変換し、プロセスを簡素化し、タングステンの回収率を高めました。

 

タングステン粉末製造

タングステン粉末の製造方法には、水素還元、炭素還元、金属熱還元などがあります。現代の産業で最も一般的な方法は、三酸化タングステンまたは青色酸化タングステンの一次または二次水素還元の水素還元法です。この方法は、タングステン粉末の粒子形状、粒子サイズ、粒子サイズ組成を正確に制御できます。一般的に、青色酸化タングステンドーピングプロセスの方が優れています。一次還元法は、二次還元法よりも電気、水素、冷却水を節約します。タングステン粉末のコストは低いですが、生産は困難です。

 

高密度タングステンの製造

タングステン粉末は、成形、焼結、溶解などの工程を経て、高密度のタングステンが得られます。工業的には、粉末冶金法が使用され、つまり、タングステン粉末または添加剤を含むタングステン粉末を使用して、成形 - 予備焼結 - 垂直溶融焼結と静水圧プレス - 間接焼結の2つのプロセスを経てストリップ(ドープストリップ、合金ストリップ)になります。前者のプロセスは、小さなストリップの大量生産によく使用されますが、高純度タングステン製品は一般に電子ビーム溶解されます。

タングステン粉末からタングステンストリップを製造するには、主に成形と焼結という 2 つのプロセスが必要です。

① 成形。成形法(機械成形法)と静水圧プレス法の2つの方法があります。前者は通常、サイズと単位重量が小さいビレットをプレスする場合にのみ使用されます。操作が簡単で、ビレットのサイズと外観品質をより正確に制御できますが、成形密度が小さく不均一です。静水圧プレス法は、単位重量とサイズが大きいビレット(形状には円形、長方形、長方形が含まれます)、チューブブランク、複雑な部品をプレスでき、成形密度が高く均一です。ただし、成形体のサイズと外観品質は成形法よりも悪く、通常、焼結前に機械加工と成形が必要です。

②焼結。焼結法には、垂直焼結法(直接焼結法)と間接焼結法があります。焼結前に、成形体を予備焼結して成形剤を除去する必要があります。垂直溶融焼結法は、小型ビレットの焼結にのみ使用されます。間接焼結法は、水素保護焼結法と真空焼結法に分かれており、大型のタングステンビレットや機械加工が必要なタングステン部品を焼結できます。

 

8.タングステンのリサイクル

 

タングステンリサイクルの現状

タングステン産業の継続的な発展に伴い、タングステン金属原料の消費量が増加し、回収可能な資源はますます少なくなっています。そのため、タングステンのリサイクルと利用は世界各国の政府の注目を集めています。米国やロシアなどの国では、タングステン戦略さえ確立しています。予備として、日本は1775年に特別なタングステンリサイクル委員会(WR委員会)を設立しました。また、今日のタングステン業界では、タングステン会社の技術、規模、総合的な競争力の重要な指標は、企業が環境に優しい方法で二次タングステン資源をリサイクルできるかどうかです。また、タングステン濃縮物と比較して、廃タングステンのタングステン含有量が高く、リサイクルしやすいため、タングステンのリサイクルと再利用はタングステン業界の焦点となっています。

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現在、世界のタングステンの供給は主に2つの部分で構成されています。1つは新しく生産されたタングステン濃縮物の供給で、タングステンの総供給量の約76%を占め、そのうち66%が最終的なタングステン製品に入り、10%は生産プロセスの廃棄物になります。再生産。もう1つの部分は、タングステンからの二次資源のリサイクル、つまりタングステン生産プロセスでの固形廃棄物残渣と最終消費者製品廃棄物のリサイクル、たとえば廃棄超硬合金、タングステン材料、合金鋼、タングステン接触材料、化学触媒などから来ており、この部分は約24%を占めています。

 

タングステンのリサイクル方法

 

各国のタングステン二次資源のリサイクル率が継続的に向上するにつれて、タングステン資源をリサイクルする技術も増加しています。一般的なものには、機械粉砕法、硝石法、亜鉛溶解法、電気分解法、浸出法、還元法、焙焼法などがあります。 - アンモニア浸出法など。ソーダ焼結法によるAPTの製造など、一部のリサイクル方法は、環境汚染が大きく、回収率が低いため、徐々に廃止されています。タングステンの製錬と交換後の液体中のタングステンなど、いくつかの新しいリサイクル方法も登場しています。回収法。J.アービドソンが発明した方法で、超硬合金粉末、純粋なWC、クレーン鉱石などから鉄とタングステンを含む材料を準備します。

 

中国のリサイクルタングステン産業の発展状況

中国のリサイクルタングステン産業は遅れてスタートし、スクラップタングステンのリサイクル利用率は比較的低く、タングステン供給量のわずか10%であるのに対し、先進国におけるスクラップタングステンの利用率は一般的に30%を超えています。わが国のタングステン二次資源のリサイクル分野も比較的狭く、主に超硬合金と化学触媒に集中しています。リサイクル分野は主に合金とタングステン酸ナトリウムの分野に集中しています。さらに、一部のリサイクル方法は深刻な二次環境汚染を引き起こします。したがって、環境保護と資源の有効利用の観点から、わが国はタングステン資源のリサイクルに注目し、低コスト、高品質、高品位、高純度のタングステンリサイクル技術の研究を強化し、タングステンと貴金属元素の総合回収率を向上させる必要があります。 、資源上の優位性を技術上の優位性に変える。

 

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