快准狠 钨矿直接制取粗晶碳化钨

目前世界50～60％的钨用于制造碳化钨硬质合金，而其中矿山工具中的凿岩机，石油开采中的三牙轮钻，隧道盾构机的滚刀所用到的粗晶碳化钨又占碳化钨硬质合金的相当一部分。

现有碳化钨生产流程是湿法分解钨矿，离子交换或有机溶剂萃取提纯，制取仲钨酸铵，煅烧后得到氧化钨，再还原成钨粉，配碳后，在高温氢气气氛下碳化，工艺冗长且复杂。并且此方法受限于固固反应中元素扩散慢以及反应前后体积变化的影响，不能合成单晶的大颗粒碳化钨，而是多个碳化钨一次颗粒聚集而成的二次颗粒，其中必然存在着孔隙和杂质等缺陷，这对WC-Co硬质合金的性能会产生不利影响。

碳化钨作为钨资源消费的主要产品，直接以钨矿为原料合成碳化钨能极大的缩短冶炼流程，并且特粗晶碳化钨颗粒广泛用于矿山岩凿工具，比一般碳化钨有更高的附加值。

有学者提出一种以钨矿为原料直接制备粗晶碳化钨的方法，包括以下步骤：以钨矿、铁、碳、氧 化铝、二氧化硅为原料按比例混合，加热至完全熔化，反应结束后，上层为不含钨的渣相，下 层为含有碳化钨的金属相，分离渣相和金属相，冷却后用酸浸处理金属相，用水漂洗除杂后 烘干，即得粗晶碳化钨。其主要过程如下：

用分析纯的钨酸钠和氯化钙合成人造白钨。烘干后备用。

按33:43:8:9:7的质量比称量人造白钨、还原铁粉、石墨粉、氧化铝、二氧化硅，混合后置于真空感应炉中，控制真空度小于10Pa，30min内加热至1600℃，保持1小时，停止加热，自然冷却后，从感应炉中取出坩埚。

将渣相和金属相从坩埚中取出，破碎后分离两相，取出金属相，加入1:1的盐酸，直至金属相完全溶解，碳化钨富集于容器底部。

分离溶液中的碳化钨粉末，用水清洗，再用浓盐酸进一步去除杂质后，反复水洗，烘干后得到纯净的碳化钨粉末。

新方法以钨矿为主要原料，在高温下还原碳化一步完成，原料铁熔化后形成金属熔池，钨进入铁液中，与其中的碳形成碳化钨(其中的钨被还原碳化形成碳化钨；原料碳作为还原剂还原部分钨的氧化物，并与钨形成碳化钨)原料钨矿中的钙会与原料氧化铝、原料二氧化硅形成渣，杂质进入渣相，经过酸浸后漂洗可得到从几微米到几百微米的粗晶碳化钨颗粒，其杂质含量低，晶型完整，碳化完全，可用于硬质合金生产，具有较大的竞争潜力。

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