CH370569A - Verfahren zum Zerkleinern von festen Materialien - Google Patents

Description

  Verfahren     zum        Zerkleinern    von festen     Materialien       Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein  Verfahren zum Zerkleinern von festen     Materialien,     insbesondere von kompakten und harten Feststoffen  oder gesinterten     Carbidlegierungen    auf chemischem  Wege.  



  Zur Zerkleinerung von kompakten und harten  Materialien wie Erzen oder gesinterten Feststoffen  wurden bisher für Erze hauptsächlich mechanische  Methoden angewendet, und ebenso wurden auch für       Sintermaterialien,    insbesondere gesinterte     Carbidlegie-          rungen,    praktisch nur mechanische Verfahren an  gewendet; eine     Auflösungsmethode    mit Säure und  eine elektrolytische Methode werden im Labora  toriumsmassstab angewendet, eignen sich aber nicht  für die industrielle Durchführung. Ebenso besteht für  Erze ein starkes Bedürfnis nach einer besseren Zer  kleinerungsmethode anstelle der bisher angewendeten  mechanischen Verfahren.

   Diese mechanischen Ver  fahren weisen verschiedene Mängel auf, wie grosser  Energieverlust, lange Bearbeitungszeit, starker Ver  schleiss und grosse     Schadenanfälligkeit    bei Maschinen  und Werkzeugen usw.  



  Anderseits haben sich die Mengen an zur Ver  wendung gelangenden harten Legierungen in letzter  Zeit erheblich vergrössert, und so steigt die Menge  an Abfallmaterial,     Ausschussprodukten    und Bruch  stücken zu beträchtlicher Höhe an. Da Metalle  wie W,     Ti,        Ta,    Mo,     Zr,    Ni, Co und ähnliche, welche  in solchen Materialien enthalten sind, alle sehr wert  voll sind, ist es eine wichtige industrielle Aufgabe, die  ursprüngliche Form solcher Legierungen zu zerstören  und sie zu     zermalmen    und ferner, wenn nötig, jedes  der darin enthaltenen wertvollen Elemente abzutren  nen und zurückzugewinnen.  



  Bisher war die Zerkleinerung dieser Art von har  ten Legierungen im allgemeinen unmöglich, und es  war kein einfaches Verfahren zum Zerstören von    solchen     Legierungen        bekannt.    Als einzige     Verfahren          zur        Gewinnung    der in solchen     Legierungen    enthaltener.  Elemente wurden vorgeschlagen: Ein Verfahren, bei  welchem z. B.

   Co- und     W-haltige    Legierungen an der  Luft geröstet werden und dann Co mit Säure heraus  gelöst wird, während     W03    als Rückstand verbleibt;  ein mechanisches Zerstörungsverfahren (vollständige  Zerstörung     unmöfich);

      ein Verfahren zur Gewinnung  von     W03    und Co unter Auflösung durch     anodische          Oxydation    in Elektrolyse, und ein Verfahren, in wel  chem Co aufgelöst wird durch Erhitzen in     einer    nicht  oxydierenden, starken anorganischen Säure von be  stimmter Konzentration, wobei WC in poröser Form       zurückbleibt    und     dann    mechanisch zerstört und ge  wonnen werden kann.

   In diesen Verfahren wird     W03     reduziert und dann     carbonisiert,    und Co     wird    aus der  Lösung als     Verbindung    oder in     elementares    Form ge  wonnen, oder es müssen diese Stoffe     mechanisch    zer  stört werden.

   Alle     Hartlegierungen,    welche sekundär  erhalten wurden unter Verwendung von nach diesen       Verfahren    gewonnenen Stoffen, sind den ursprüng  lichen Legierungen     beträchtlich    unterlegen in bezug  auf Zähigkeit und     Schneidfähigkeit,    und so sind viele  Produkte unbrauchbar, so dass die industrielle Zu  rückgewinnung von     Hartlegierungen    mit Hilfe der  bisherigen     Verfahren    mangelhaft erfolgen konnte.

   Der  Grund dafür dürfte darin zu sehen sein, dass die       Eigenschaften    von     W-Pulver    und WC-Pulver durch  unvollständige Oxydation, Reduktion     und        Carboni-          sierung    ungünstig     beeinflusst    werden und dass diese  Stoffe durch Verunreinigungen beträchtlich verdorben  werden.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge  kennzeichnet, dass man auf diese festen     Materialien     ein Gas derart einwirken lässt, dass sich ein Teil des  festen Materials in eine Verbindung verwandelt, wel  che durch     Kristallwasseraufnahme    sein Volumen      vergrössert, dass     man    dann auf das so erhaltene  Material Wasser einwirken lässt, wobei das Material  Kristallwasser aufnimmt und die gebildeten Hydrate  sich ausdehnen und zum Zerbröckeln des festen  Materials führen.  



  Gemäss der Erfindung können kompakte und  harte     Feststoffe    leicht grob zerkleinert oder pulveri  siert werden. Das     erfindungsgemässe    Verfahren ist  vor allem anwendbar für die Zerkleinerung von Ma  terialien wie Erzen, Hartlegierungen, Hartmetallen,  z. B. solchen, deren Hauptbestandteil ein Metall  carbid, wie     Wolframcarbid,        Titancarbid,        Borcarbid     und     Molybdäncarbid    ist,     und    als Bindematerial Kobalt,  Nickel oder Nickel-Kobalt enthalten.  



  Als Gas kommt beispielsweise Chlorgas in Frage.  Da die meisten der Verbindungen, welche Kristallwasser  enthalten, nach der Zerstörung     zerfliesslich    und in  Wasser leicht löslich sind, können sie vom Feststoff  leicht     abgetrennt    oder entfernt werden. Somit ist die  ses Verfahren sehr wirksam bei der Anwendung für  die Zerstörung der Struktur von kompakten und  harten Materialien, welche durch mechanische und  elektrolytische Verfahren kaum zerstört werden kön  nen.  



  Wird z. B.     WC-Co        zerkleinert,    so kann das     zu-          rückgewonnene    Co und WC wieder verwendet werden  durch direktes Zusammenpressen zu Würfeln und an  schliessendes Sintern, ohne dass ein spezielles Mischen  nötig ist. Die so erhaltenen Sekundärprodukte sind  erheblich besser als die Primärprodukte in bezug auf  Zähigkeit,     Schneidfähigkeit,    Abnützungsfestigkeit und       ähnliches.    Demgemäss stellt die Erfindung einen gro  ssen Fortschritt dar in der Fabrikation von Hartlegie  rungen und trägt zur Senkung der Produktionskosten  bei.  



  <I>Beispiel</I>  Abfallstücke einer Hartlegierung, bestehend aus  einem     WC-Co-System,    wurden in einem     Chlorgas-          strom    während 30 bis 60     Minuten    (diese Zeit wird bei  Anwendung von Druck abgekürzt) auf 800 bis 850  C  erhitzt, dann abgeschreckt und     abkühlengelassen.    Sie  waren in kurzer Zeit grob zerkleinert und     zerfielen     innert 5 oder 6 Stunden zu feinen Körnern, welche  dann mit Wasser gewaschen     wurden    zur Entfernung  des löslichen Co.

   Wenn eine     geringe    Menge Wolfram  oxyd zurückblieb, wurde sie durch     eine    heisse     aLka-          lische    Lösung     entfernt,        und:    das W wurde aus dieser  Lösung in Form von     W0.3    gewonnen.

   Die verbleiben  den Feststoffe, das heisst die WC-Körner, deren Ober  fläche     CoC12        *        6H20    enthielt, wurden zu einem     feinen     Pulver mit einer Korngrösse von meist     unter     0,2     Mikron,    durch leichtes Verreiben der     Körner    in  einem Mörser, Waschen mit Wasser und Trocknen,  verwandelt. Es wurde ein sehr feines Pulver von WC  mit einer geringen Menge Co erhalten.

   Bei dieser Zer-         kleinerung    wurde somit     C12    auf Co von Hartlegie  rungen einwirken gelassen zur Bildung von     CoC12     (blau gefärbt), welches sich in Gegenwart von Wasser  in     CoC12    -     6H20@Kristalle    (rot) umwandelte, deren  Volumen mehr als das Vierfache desjenigen des Co  beträgt. Dies bewirkt dasselbe, wie wenn Keile     in    die  Oberfläche des Feststoffes eingetrieben würden.  



  Es konnte bei der oben angegebenen Temperatur  die Bildung von     Wolframchlorid    durch Zersetzung  von WC in Hartlegierungen nicht beobachtet werden.  Da ein Teil des     CoC12    auf der     Festkörperoberfläche     verdampft, wird der Dampf gekühlt und in einer     wäss-          rigen    Lösung gesammelt, so dass er zusammen mit  dem im Wasser gelösten Co beim Abschrecken wie  oben beschrieben gewonnen werden kann. Andere       Hartlegierungen,    in welchen Co ganz oder teilweise  ersetzt ist durch Fe, Ni,     Cr    oder Mn, konnten eben  falls in feinkörniger Form erhalten werden.  



  So können nach dem     erfindungsgemässen    Verfah  ren Abfallprodukte von Hartlegierungen behandelt  und in der oben beschriebenen Weise als Roh  materialien für Hartlegierungen wieder verwertet  werden. Die Operation ist einfach und kann, ver  glichen mit der für die Behandlung von neuen Roh  materialien nötigen Zeit, in sehr kurzer Zeit durch  geführt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zum Zerkleinern von festen Materialien, dadurch gekennzeichnet, dass man auf diese Materia lien ein Gas derart einwirken lässt, dass sich ein Teil des festen Materials in eine Verbindung verwandelt, welche durch Kristallwasseraufnahme sein Volumen vergrössert, dass man dann auf das so erhaltene Ma terial Wasser einwirken lässt, wobei das Material Kristallwasser aufnimmt und die gebildeten Hydrate sich ausdehnen und zum Zerbröckeln des festen Ma terials führen. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Gas Chlor, Schwefeldioxyd oder Schwefeltrioxyd ist und die sich bildenden Ver bindungen Chloride oder Schwefelverbindungen sind. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das feste Material ein Hartmetall oder eine Hartlegierung ist. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das feste Material eine Hartlegie rung ist, deren Hauptbestandteil ein Metallearbid ist. 4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Hartlegierung, welche Wolf ramcarbid, Titancarbid, Borcarbid oder Molybdän- carbid und als Bindemittel Kobalt, Nickel oder Nickel- Kobalt enthält, verwendet wird.