タングステンリサイクルプロセス(Ⅰ)

タングステンは硬度、融点、密度が非常に高く、超硬工具をはじめとした様々な産業分野で利用されている。一方で、資源的には比較的希少なうえ偏在性も高く、リサイクルの必要性が高い金属の一つであるが、国内でのリサイクル率は依然として低い水準に留まっており、早急な改善が必要である。
 
このような背景から、日本のあるグループでは超硬工具を主なターゲットとしたタングステンの新規なリサイクルプロセスを検討している。
 
また、従来法および住友電工グループが最近開発したプロセスのフローも比較のために併記した。いずれのプロセスでも、まずは廃超硬工具に含まれるタングステン成分を酸化・溶解してタングステン酸ナトリウムのアルカリ水溶液を得る。
 
さらに各種湿式処理によりAPT (パラタングステン酸アンモニウム) や酸化タングステンを経て、タングステンやタングステンカーバイド粉として再生する。
 
 
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タングステン粉製造業における酸化タングステン原料の変更歴史

20世紀50年代から、タングステン粉製造業は酸化タングステン原料の選用でよく変更した。
 
この前、国内におけるタングステン粉生産者は主にタングステン酸と三酸化タングステンを原料とする。60~70年代の時、米国、フランス、オランダ、英国などのたくさん国はそれぞれにブルー酸化タングステンをタングステン酸と三酸化タングステンの代わりにした。
 
中国の株洲と自贡両大硬質合金工場は80年代末~90年代初に、完全にブルー酸化タングステンで生産して、硬質合金製品質量も経済効益も目覚しく向上した。
 
タングステン線の方面で、赣州タングステン・モリブデン材料工場は80年代初から、ブルー酸化タングステンを完全に黄色酸化タングステンの代わりにした。
 
80年代中期、成都745ヵ所工場は英国電球金属会社の工芸を採用し、ブルー酸化タングステンで垂れさがないタングステン線を生産して、中国のタングステン粉生産技術と設備を新しい階段に上げさせる。
 
 
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酸化タングステン還元力での防食防汚機能路灯

光触媒への光照射によって生じるセルフクリーニング性、および腐食電位より負側で保持できる防食性について、東京大学との共同研究成果に基づき、具体的な防食防汚機能材料の実用化を進めている。
 
防食の原理は酸化チタンが太陽光の紫外線を受けることで電子が生成されるが、基材にこの電子を消費させることで基材の腐食を防止することができる。
 
実験室では、紫外線照射下(1mW/cm2)でステンレス(SUS304、SUS430)の電位を腐食電位より負側に保持することに成功している。ただし、現状では日中太陽光の下だけで夜間についてはまだ開発途上である。
 
東大の基礎研究においては日中得られた還元エネルギーを酸化タングステンに蓄積し、その還元力によって夜間もステンレスの電位を負側に保持して防錆効果が得られている。
 
このたび、試作品とし街路灯を製作した。街路灯は夜間でも照明に含まれる紫外線により得られた光電位を照明フレームに伝達し、防錆効果が期待できる。街路灯の強化ガラスや基材の上に導電性薄膜としてスズ化合物を塗布し、その上に酸化チタン膜を形成させて、多層構造で防食機能をもたせている。
 
スズ化合物の役割は絶縁物(ガラス)の上で発生した電子を速やかに基材の金属面へ伝導するためである。実用を踏まえ炭素鋼についても、ほぼ防食を可能とする電位が得られているため、今後は如何に長時間昼夜にわたりその低電位を維持できるかを課題として研究を進めている。
 
 
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新型酸化タングステン量子点電極材料の誕生

リチウムイオン電池、スーパーキャパシタ、燃料電池などの新エネルギー変換およびストレージデバイスは、伝統的なエネルギーの不足に対処する上で、エネルギーや不安定性の他の問題の再生可能エネルギー源は、大きな可能性、広範な懸念の学界と産業界を示している。
 
電極材料の中で効率的な高速電子、イオン輸送プロセスが一つの目標であるが、関連する器件の性能を向上する核心問題である。
 
従来のバルク材料と比較して、量子点(0次元材料)の小さいサイズ、大きい比表面積、高い表面原子比は、材料と電解質の十分な接触とより短いイオンの拡散距離を意味し、理想的電極材料と呼ばれる。
 
 
しかし、量子点は電気化学に適用される状況がよくない。これは、よく見れる悪い量子点電化学活性、表面有機配位子と高い界面抵抗を有するコーティングされた粒子と密接関連する。
 
中科院の関連する研究員は量子点酸化タングステン研究の作製と電気化学的用途でよく突破した。これらは、タングステン金属有機配合物を前駆体とし、単一の脂肪族アミンを反応物質および溶媒とし、均一な大きさ、などの有機錯体を有機溶媒に分散させた単一のナノ結晶であることができる。強い量子サイズ効果を観察し、酸化タングステン量子点取る及び準備格子テンプレートの問題(シリカゲル、モレキュラーシーブ)に依存しなければならない問題を解決する。
 
 
さらに研究者は単純なリガンド交換を通じ、0次元酸化タングステンと他の無機エレクトロクロミック材料の電気化学的特性よりもはるかに優れた実証充放電し、エレクトロクロミックテストにおける量子点。将来の量子点材料は大幅に超高速応答電気化学デバイスの分野でも拡大することが期待される。
 
 
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三酸化タングステンの運送注意

出荷前に、パッケージング、ロードは安全でなければならない。コンテナが漏れないようにする。
 
輸送中に、漏らさない、何の損傷を落下しない、無ハロゲン化物を確保すべき。ハロゲン化物、食品用化学物質と混合操作を混合しない。
 
運送途中、抗露出、雨、高温にする必要がある。運送完成された車両が十分に洗浄されなければならない。自動車道路で運送すれば、規定ルートによると運転しなければならない。
 
 
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