快准狠 鎢礦直接制取粗晶碳化鎢

目前世界50～60％的鎢用於製造碳化鎢硬質合金，而其中礦山工具中的鑿岩機，石油開採中的三牙輪鑽，隧道盾構機的滾刀所用到的粗晶碳化鎢又占碳化鎢硬質合金的相當一部分。

現有碳化鎢生產流程是濕法分解鎢礦，離子交換或有機溶劑萃取提純，制取仲鎢酸銨，煆燒後得到氧化鎢，再還原成鎢粉，配碳後，在高溫氫氣氣氛下碳化，工藝冗長且複雜。並且此方法受限於固固反應中元素擴散慢以及反應前後體積變化的影響，不能合成單晶的大顆粒碳化鎢，而是多個碳化鎢一次顆粒聚集而成的二次顆粒，其中必然存在著孔隙和雜質等缺陷，這對WC-Co硬質合金的性能會產生不利影響。

碳化鎢作為鎢資源消費的主要產品，直接以鎢礦為原料合成碳化鎢能極大的縮短冶煉流程，並且特粗晶碳化鎢顆粒廣泛用於礦山岩鑿工具，比一般碳化鎢有更高的附加值。

有學者提出一種以鎢礦為原料直接製備粗晶碳化鎢的方法，包括以下步驟：以鎢礦、鐵、碳、氧 化鋁、二氧化矽為原料按比例混合，加熱至完全熔化，反應結束後，上層為不含鎢的渣相，下 層為含有碳化鎢的金屬相，分離渣相和金屬相，冷卻後用酸浸處理金屬相，用水漂洗除雜後 烘乾，即得粗晶碳化鎢。其主要過程如下：

用分析純的鎢酸鈉和氯化鈣合成人造白鎢。烘乾後備用。

按33:43:8:9:7的品質比稱量人造白鎢、還原鐵粉、石墨粉、氧化鋁、二氧化矽，混合後置於真空感應爐中，控制真空度小於10Pa，30min內加熱至1600℃，保持1小時，停止加熱，自然冷卻後，從感應爐中取出坩堝。

將渣相和金屬相從坩堝中取出，破碎後分離兩相，取出金屬相，加入1:1的鹽酸，直至金屬相完全溶解，碳化鎢富集於容器底部。

分離溶液中的碳化鎢粉末，用水清洗，再用濃鹽酸進一步去除雜質後，反復水洗，烘乾後得到純淨的碳化鎢粉末。

新方法以鎢礦為主要原料，在高溫下還原碳化一步完成，原料鐵熔化後形成金屬熔池，鎢進入鐵液中，與其中的碳形成碳化鎢(其中的鎢被還原碳化形成碳化鎢；原料碳作為還原劑還原部分鎢的氧化物，並與鎢形成碳化鎢)原料鎢礦中的鈣會與原料氧化鋁、原料二氧化矽形成渣，雜質進入渣相，經過酸浸後漂洗可得到從幾微米到幾百微米的粗晶碳化鎢顆粒，其雜質含量低，晶型完整，碳化完全，可用於硬質合金生產，具有較大的競爭潛力。

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