亜臨界酸性熱水を利用した超硬合金からの資源回収とそのリサイクル・システムの構築

利用亚临界酸性热水对硬质合金进行资源回收及回收系统建设

• 批准号: 14655240
• 负责人: 伊藤 秀章
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655240/
• 关键词: 酸性熱水処理; 超硬合金; WC-Co; マテリアル・リサイクル; 分離・回収; 資源枯渇

その高い機械的特性と化学的安定性から、金型、切削工具などとして広く使用されているWC-Coは、その原料を国外からの輸入に頼っているため、その価格が社会情勢に左右されやすい。このような供給の不安定性の回避のため、また世界的な資源枯渇問題を考慮し、低コスト/低エネルギー消費型のマテリアル・リサイクルシステムの構築が切望されている。しかし、現行のリサイクル・システムでは、スクラップ回収のための流通システムの問題と共に、リサイクルコストの高さとリサイクル製品の品質が問題となっている。このような問題を解決し、国内での資源の安定循環を目指し、本研究では、低エネルギー消費で特異な溶解・析出反応を起こすことの出来る熱水を溶媒として用いたWC-Coのリサイクル・システムの構築を目指した。結合材として添加されているCoと基材であるWCの酸への溶解性の差を利用するため、溶媒として酸性水溶液を用いた水熱処理を行ったところ、選択的に金属Coが溶解され、結合材の除去に伴う焼結体の崩壊が観測された。この結果は、酸性熱水処理により、WCとCoを分離回収できる可能性を示している。条件の最適化を行ったところ、約20%のCoを含むWC-Co焼結体を、濃塩酸を用い110℃で水熱処理することにより、処理後の粗粉砕を必要とするものの、完全にWCとCoを分離回収できることが明らかとなった。本年度の研究の結果、酸性熱水を用いた処理がWC-Coのリサイクルのための処理法として有効であることがわかった。また、得られた再生WC粉末を用いて焼結体の作製を行ったところ、バージンのWC-Coとほぼ同等の機械的特性を有する焼結体が作製可能であることがわかった。

High mechanical properties, chemical stability, metal type, cutting tools, use, raw materials, foreign input, social conditions, etc. The problem of resource depletion in the world should be considered in order to avoid the instability of supply. The problem of circulation and quality of products in the current market This study aims to solve the problem of stable circulation of domestic resources, and to provide guidance for the construction of WC-Co system with low production cost, specific dissolution and precipitation reaction, and hot water solvent. The difference in the solubility of WC in the acid solution of Co and the base material is utilized in the hydrothermal treatment of Co and WC in the acidic aqueous solution, and the dissolution of Co and the removal of the binder are detected. The results show the possibility of recovery of WC and Co in acidic hot water treatment. The optimum conditions are as follows: about 20% Co content in WC-Co sintered body, concentrated acid content in 110℃, hydrothermal treatment in 110℃, and complete WC separation in 110 ℃. The results of this year's research, acid hot water treatment, WC-Co treatment method The sintered body can be manufactured by using recycled WC powder, and the mechanical properties of the sintered body can be obtained by using recycled WC powder.

项目成果

KAMIYA, Masahiro, et al.: "Recycling of Si_3N_4 and ZrO_2-Y_2O_3 Ceramics by Hydrothermal Treatment"Waste Management and the Environment. 61 (2002)

KAMIYA，Masahiro，等：“水热处理回收Si_3N_4和ZrO_2-Y_2O_3陶瓷”废物管理与环境。

SASAI Ryo, et al.: "Development of New Recycling Systems of WC-Co Cermet Scraps"Waste Management and the Environment. 13 (2002)

SASAI Ryo 等人：“WC-Co 金属陶瓷废料新型回收系统的开发”废物管理与环境。

ITOH, Hideaki, et al.: "Assessment of Environmental Risk and Waste Treatment Technology"Waste Management and the Environment. 3 (2002)

ITOH、Hideaki 等：“环境风险评估和废物处理技术”废物管理与环境。