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

点击翻译按钮获取中文摘要

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。