[发明专利]钨酸钠的制备方法、钨的收集方法、制备钨酸钠的装置、以及钨酸钠水溶液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钨酸钠的制备方法、钨的收集方法、制备钨酸钠的装置和钨酸钠水溶液的制备方法。

背景技术

下述烧结硬质合金在硬度和耐磨性方面是优异的：该烧结硬质合金含有碳化钨(WC)作为主要组分，并且在使用钴(Co)、镍(Ni)等作为粘结金属的情况下添加有如钛(Ti)和钽(Ta)等的碳化物以改善性能。因而，此类烧结硬质合金适宜用于金属加工用烧结硬质合金工具。

在这种情况下，因切损或磨耗而不能再使用的烧结硬质合金工具和该烧结硬质合金工具的切损部分将作为硬质废料而被抛弃。另外，在制造烧结硬质合金工具的过程中所产生的部分烧结硬质合金粉末和因使用该烧结硬质合金工具进行加工而产生的研磨尘等将作为软质废料而被抛弃。这些硬质废料和软质废料含有大量的视为稀有金属的钨。

因此，例如，在Rare Metal High Efficiency Collection System Development Project(稀有金属高效率收集系统开发项目)出版的由Yasuhiko Tenmaya撰写的“Collection of Tungsten and the like from Waste Cemented Carbide Tool(从废烧结硬质合金工具中收集钨等)”(Metal Resources Report；第38卷，第4期，第407至413页，2008年11月)(非专利文献1)中提出了从用过的烧结硬质合金工具等中回收碳化钨的再利用烧结硬质合金工具的方法。非专利文献1中所公开的用于再利用烧结硬质合金工具的方法如下文所述进行。

首先，使烧结硬质合金工具的硬质废料和软质废料与硝酸钠熔融盐反应并且随后溶解于水中以制备钨酸钠水溶液。

随后，通过使用离子交换树脂的离子交换方法从钨酸钠水溶液中制备钨酸铵水溶液。随后，从钨酸铵水溶液中结晶出仲钨酸铵(APT)。

随后，将如上所述结晶出来的仲钨酸铵煅烧、还原并且碳化，从而制备出碳化钨。

另外，例如，日本专利国家公开No.11-505801(专利文献1)提出了使用含有60质量％至90质量％氢氧化钠(NaOH)和10质量％至40质量％硫酸钠(Na₂SO₄)的熔融盐，通过氧化该熔融盐中的硬质合金废料和/或重金属废料来制备钨酸钠。该文献还提出所述废料与熔融盐之间的反应在以分批处理方式操作并且可以直接加热的回转窑内部进行。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利国家公开No.11-505801

非专利文献1：Yasuhiko Tenmaya，Rare Metal High Efficiency Collection System Development Project(稀有金属高效率收集系统开发项目)，“Collection of Tungsten and the like from Waste Cemented Carbide Tool(从废烧结硬质合金工具中收集钨等)”，Metal Resources Report；第38卷，第4期，第407至413页，2008年11月

发明概述

本发明待解决的技术问题

然而，非专利文献1中公开的方法带来操作安全性方面的问题，这是因为在硝酸钠熔融盐与烧结硬质合金工具的硬质废料或软质废料之间发生极剧烈的反应，这在控制该反应方面造成困难。

另外，在非专利文献1所公开的方法中，当烧结硬质合金工具的硬质废料和软质废料与硝酸钠熔融盐反应时，烧结硬质合金工具的硬质废料和软质废料中所含的视为杂质的金属(如钒和铬)可以以其中所述金属为水溶性金属氧化物离子形式的状态包含于钨酸钠水溶液中。这造成不能获得高纯度钨酸钠水溶液的问题。

另外，在专利文献1所公开的方法中，虽然作为熔融盐起到氧化剂作用的硫酸钠的熔点高达884℃并且反应期间的温度也高达884℃或更高，但是因难以控制的高放热反应所致的工业安全性问题仍可以解决。然而，除了金属材料的大量腐蚀外，即使当上述反应在1000℃高温环境下进行时，该反应仍缓慢进行。这造成如下问题：上述废料与上述熔融盐之间的反应花费大量时间，导致能量损失增加。

另外，在专利文献1所公开的方法中，该过程在以分批处理方式操作并且可以直接加热的回转窑内部进行，对各分批处理而言，这需要将原料转移到回转窑中并且还需要将反应产物转移出回转窑。此外，还存在生产率降低的问题，这是因为回转窑应当在上述反应启动之前就加热至预定温度。