Традиційні методи алюмотермічного виробництва легуючих матеріалів на основі рідкісних тугоплавких металів практично вичерпали можливості підвищення якості цільових продуктів, що, у свою чергу, призводить до обмеження областей їх застосування або додаткових витрат під час рафінування розплавів від шкідливих домішок у процесі виплавки спеціальних або якісних сталей.

Накопичений досвід отримання легуючих елементів методами порошкової металургії підтверджує перспективність цього напряму з позиції якості продуктів та економічної точки зору. Такі матеріали характеризуються унікальним комплексом заданих технологічних властивостей, що дозволяє вдосконалювати способи їх виробництва та розширювати сфери використання.

Для отримання металізованого вольфрамового концентрату використовували шеєлітовий концентрат складу,%: 66,30 WO3; 24,96 CaO; 2,80 Мо; 1,10 SiO2, 0,25 S; 0,10 Cu; 0,10 MnO; 0,02 As; 0,02 Zn; 0,01 Sn; 0,01 Pb; 0,01 Sb; 0,003 P; волога – 4,30.

Основні технологічні параметри процесу попереднього відновлення шеєлітового концентрату у вигляді брикетів:

• температура процесу – 650…1400°С,
• ступінь відновлення вольфраму з концентрату – 15…95,3%.

Домішки у вольфрамовому концентраті складають,%: 0,32 C; 0,21 S; 0,09 Cu; 0,08 Sn; 0,02 Zn; 0,02 P; 0,01 As; 0,009 Pb; 0,008 Sb.

Надалі здійснювали термічну обробку брикетів при температурі в робочій камері 1100±10°С та тиску 2,66…10,64 Па протягом 11 годин. Експериментами встановлено, що найбільш суттєвим змінюється концентрація олова та цинку, вміст миш’яку знижується приблизно вдвічі, а вміст свинцю та сурми – незначно. Протягом термічної обробки має розвиток відновлювальний процес вольфраму, що підтверджується зниженням вмісту вуглецю та кисню.

Аналогічні умови термічної обробки брикетованого металізованого вольфрамового концентрату було створено у промисловій електропечі.

Тривалість технологічного циклу, включаючи прогрівання шихти до заданої температури та охолодження цільового продукту за залишковим тиском 2,66 … 7,98 Па в захисному середовищі третьої камери до температури навколишнього середовища, становить 39 годин.

Дослідження показали, що основна зміна концентрації домішок олова, цинку та миш’яку відбувається під час перших чотирьох годин обробки. Так, вміст олова знижується майже вдесятеро, вміст цинку – у п’ять разів, а миш’яку – у два рази. Вміст свинцю та сурми незначно змінюється з невелику його кількість у металізованій концентраті та відсутність умов для суттєвого підвищення пружності пари в досліджуваному середовищі.

Відбуваються процеси додаткового видобутку вольфраму з концентрату, про що свідчить зниження вмісту вуглецю у п’ять разів та кисню більш ніж удвічі. У цьому слід зазначити, що видалення даних домішок відбувається над стехиометрическом співвідношенні з жодної з реакцій окислення вуглецю. Домішки оксидів кальцію, кремнію та марганцю перешкоджають спіканню металевих частинок вольфраму, і отриманий продукт зберігає свою губчасту будову.

Результати рафінування металізованого вольфрамового концентрату при його обробці в промисловій електропечі практично підтвердили кінетичні закономірності видалення домішки легкоплавких елементів і неметалічних домішок і рівень їх залишкових концентрацій в кінцевих продуктах відповідає результатам лабораторних досліджень з урахуванням тимчасових показників прогрівання. , десорбції , що узгоджується із законом Ленгмюра-Кнудсена та балансовим рівнянням Фіка Загалом встановлено закономірності ефективного рафінування губчастого вольфраму від цинку, олова, миш’яку (у кілька разів), кисню та вуглецю при знижених концентраціях свинцю та сурми, а також домішок сірки та фосфору. Виявлені кінетичні закономірності покращення якості вольфраму є аналогічними показникам молібдену з його металізованих концентратів.