[发明专利]一种制备碳氮化钨的方法

权利要求书

1.一种工业化制备碳氮化钨的方法，将钨原料和/或碳质还原剂混合形成固体原料，然后将其进料到反应炉中加热，加热过程中钨原料在还原气氛中经过还原碳氮化过程而合成碳氮化钨，其特征在于：所述钨原料为：金属钨粉和/或含钨和氧的化合物或者这些化合物的混合物；

所述的加热过程为：在反应炉中通过电源电极对所述的固体原料和/或其在所述的加热过程中变化所得的物料(以下统称物料)直接通电，通过物料自身的电阻或者物料颗粒或者块之间的接触电阻发热而加热物料，并且所述的物料经过的最高温度不低于600℃；

所述的固体原料在含有所述的碳质还原剂时，在进入所述的反应炉之前经过将钨原料和碳质还原剂混合、碾压或挤压、球磨、湿磨、和/或压块；

所述的还原碳氮化过程在小于5MPa的还原气氛下进行。

2.根据权利要求1所述的制备碳氮化钨的方法，其特征在于： 所述的反应炉为给所述的物料直接通电的回转窑，所述的物料在所述的回转窑的加热段依靠重力堆积在一起在所述的物料中形成连续的电流通路。

3.根据权利要求1所述的制备碳氮化钨的方法，其特征在于： 所述的反应炉为给所述的物料直接通电的立式窑炉，所述的物料在立式窑炉的加热段依靠重力堆积在一起在所述的物料中形成连续的电流通路。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的制备碳氮化钨的方法，其特征在于： 所述还原气氛为：甲醇、CO、氮气、氨气、碳氢化合物、其它气态含碳和/或氮的有机物中的一种或者它们的混合物，或者所述的还原气氛为所述的碳质还原剂还原含氧的钨化合物生成的CO；

所述的碳质还原剂为：煤、石墨、碳黑、活性炭、焦炭、石油焦、沥青、生物质材料、有机高分子、三聚氰胺、石蜡、糖中的一种或者一种以上的混合物；

所述还原碳氮化过程为：所述物料在300～1700℃之间被所述的碳质还原剂和/或所述的还原气氛中的含氢和/或碳的还原剂还原碳化和/或被所述的还原气氛中的氮元素氮化，并且所述的物料经过的最高温度不低于600℃；

所述的还原碳氮化过程中的还原过程、碳化和/或氮化过程通过物料的移动在同一个反应炉内完成；

所述碳氮化钨成品中含有钨、碳和/或氮、少量没有反应完的氧元素以及从原料中带入的杂质。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的制备碳氮化钨的方法，其特征在于：对所述的物料直接通电的电压为10～10000伏特，电流为10～100000安培。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的制备碳氮化钨的方法，其特征在于：在所述的还原碳氮化过程中的碳质还原剂是在原料进反应炉之前与钨原料混和的。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的制备碳氮化钨的方法，其特征在于：所述的还原碳氮化过程中的碳质还原剂是CO和/或在升温过程中由所述的碳质还原剂中的有机碳质还原剂碳化生成的。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的制备碳氮化钨的方法，其特征在于：在所述的固体原料中加入不超过钨重量20倍（以铁计）的铁、氧化铁(以铁计)、钴、钴化合物(以钴计)，制备得到含铁、钴中的一种或一种以上的元素的碳氮化钨合金。