منابع کاربید تنگستن و روشهای بازیافت آن
در میان کاربردهای زیادی که تنگستن به آن معروف است، مهم‌ترین کاربرد آن امروزه در تولید کاربید تنگستن است که به آن کاربید سمانته یا فلز سخت نیزگفته می‌شود. ترکیب اصلی در این ماده کامپوزیتی، تنگستن مونوکاربید (WC) است که سختی آن نزدیک به الماس است.
سایر کاربیدهای فلزات واسطه مانند TiC، TaC، Cr3C2 یا Mo2C اغلب برای کاربردهای صنعتی خاص به فلزات سخت اضافه میشوند. فازهای کاربیدی شکننده ، اغلب با یک فلز چسبنده سخت مانند کبالت و یا در برخی موارد نیکل و همینطور سایر فلزات از گروه آهن ترکیب میشوند تا کاربیدهای سمانته را تشکیل دهند.
کاربید تنگستن که با استحکام و سختی بالا با چقرمگی متوسط مشخص می‌شود، راه حل بهینه‌ای را به عنوان ابزار و اجزای سازنده برای برش فلزات، حفاری و کاربردهای مقاومت در برابر سایش ارائه می‌دهند. کاربید تنگستن به طور گسترده در بخش‌های تولید، معدن، ساخت و ساز، گاز و نفت استفاده میشوند.
در طول سال‌ها، کاربید تنگستن برتری خود را نسبت به مواد فوق‌سخت در کاربردهای مهندسی و ابزارآلات پیشرفته ثابت کرده‌اند. مواد فوق سخت مانند الماس، نیترید بور مکعبی (CBN)، الماس پلی کریستالی (PCD) و سرامیک‌های Al2O3، SiC، SIALON و … همگی چقرمگی بسیار پایینی دارند بنابراین مستعد شکستگی هستند. از طرف دیگر، کاربید تنگستن دارای ترکیب منحصر به فردی از سختی بالا و چقرمگی خوب هستند و بنابراین، پرکاربردترین گروه مواد سخت را برای کاربردهای مهندسی و ابزارسازی تشکیل می‌دهند.
نقطه ذوب بالای تنگستن، چگالی بالا، مقاومت در برابر خوردگی خوب، خواص هدایت حرارتی و الکتریکی خوب آلیاژهای آن، و خواص مناسب در کاربردهای برش و همچنین مقاومت بالا در برابر سایش کاربیدهای تنگستن، به ارائه محصولات‌نهایی باکیفیت کمک میکند. این ویژگی‌ها، همراه با کاربردهای ضروری تنگستن در صنعت هوافضا و نظامی، تنگستن را به یک کالای استراتژیک با اهمیت جهانی تبدیل کرده است. با این حال، به عنوان یک منبع محدود، پایداری تنگستن در دراز مدت یکی از نگرانی‌های اصلی برای همه کاربران است.
بنابراین با توجه به اهمیت روزافزون مفهوم بازیابی کارآمد و همچنین توسعه پایدار در آینده جهان، ضرورت استفاده مجدد از منابع محدود تنگستن در جهان احساس می‌شود. این مقاله یک بررسی از بازیافت کاربید تنگستن را ارائه میکند. این مقاله مروری بر “منابع و پردازش تنگستن، تکنیک‌های مختلف بازیابی، چشم‌اندازهای آینده و پایداری صنعت کاربید تنگستن، روندها و مسائل مرتبط با تنگستن” دارد.
تنگستن، یک فلز کمیاب و سخت است که عمدتاً از منابع طبیعی تولید می‌شود و در سطح جهانی کم است. پوسته زمین کمتر از ۰/۰۰۰۱ درصد تنگستن دارد در حالی که آلومینیوم در مقایسه با تنگستن، ۸ درصد پوسته زمین را تشکیل می‌دهد. علاوه بر این، منابع تنگستن جهان از نظر جغرافیایی گسترده اما به طور نابرابر در سراسر جهان توزیع شده است. تولید و ذخایر تنگستن جهان در جدول ۱ نشان داده شده است.
چین از نظر ذخایر تنگستن رتبه اول را در جهان دارد. این کشور بیش از ۵۴/۳ درصد از ذخایر تنگستن جهان را در اختیار دارد و تولیدکننده اصلی (۸۳/۶ درصد) تنگستن اولیه است. بزرگترین ذخایر تنگستن بعدی در کانادا با ۸/۳% و روسیه با ۷/۱% و پس از آن ایالات متحده با ۴%، بولیوی با ۱/۵%، اتریش ۰/۳%، پرتغال ۰/۱% و سپس ۲۴/۴% در سایر کشورها قرار دارند. به ندرت ۲۰۰۰ تن سنگ معدن تنگستن در روز تولید می‌شود. با این حال، در زمان‌های اخیر، معادن تنگستن مانند معدن Masan Resources Nui Phao در ویتنام، که در سال ۲۰۱۳ تأسیس و در حال بهره‌برداری است، دارای نرخ تولید بالای ۵۵۰۰ تن سنگ معدن در روز است که در شمال ویتنام واقع شده است و بزرگترین معدن تنگستن جهان با ذخایر تنگستن تخمین زده شده ۶۶ میلیون تن است که حاوی ۰/۲۱ درصد وزنی تری اکسید تنگستن (WO3) است.
سنگ معدن تنگستن طبیعی و منبع اصلی تنگستن در جهان مانند شیلیت، ولفرامیت، فربریت یا هوبنریت حاوی حدود ۰/۱-۵% WO3 است.
از سوی دیگر، کنسانتره‌های سنگ معدنی که در سطح بین المللی معامله میشوند به ۶۵ تا ۷۵ درصد WO3 نیاز دارند. بنابراین، استخراج یک تن سنگ معدنی عظیم برای به دست آوردن مقدار کمی تنگستن مورد نیاز است و مقدار بسیار زیادی از مواد ناخالصی باید جدا شود تا کنسانتره به عیاری نزدیک به عیار مورد نیاز سطح بین المللی برسد. به همین دلیل، کارخانه‌های فرآوری سنگ همیشه در نزدیکی معدن قرار دارند تا در هزینه‌های حمل و نقل صرفه‌جویی کنند. مواد ناخالصی جدا شده از کنسانتره‌ها معمولاً به عنوان ضایعات پسماند دفع میشوند.
استخراج تنگستن از منابع اولیه
مرحله شستشوی اولیه برای تبدیل تنگستن به محلول بر اساس استفاده از محیط‌های آبی مانند اسیدها و قلیاها است. در روشهای پردازش مدرن، کنسانتره‌های شلیت و ولفرامیت را تحت محیط قلیایی با استفاده از کربنات سدیم (Na2Co3) یا محلول غلیظ هیدروکسید سدیم (NaOH) حل می‌کنند. سپس محلول تنگستات سدیم با استفاده از تکنیک‌هایی مانند تبادل یونی یا استخراج با حلال، قبل از تبدیل به محلول تنگستات آمونیوم ((NH4)2WO4) خالص می‌شود.
تنگستات آمونیوم هنگامی که در دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد متبلور می‌شود، آمونیوم-پاراتونگستات (APT) با خلوص بالا را تشکیل می‌دهد که فرمول آن(NH4)10(H2W12O42).4H2O می‌باشد و مهم‌ترین محصول میانی است که به عنوان پیش‌ماده اصلی برای محصولات تنگستن استفاده می‌شود. APT تحت شرایط اکسیداسیون، هنگامی که تحت تعدادی واکنش تجزیه قرار می‌گیرد، WO3 تولید میکند (شکل ۱). در نهایت، کاهش هیدروژن، یک پودر تنگستن فلزیWO3 خالص و آماده برای استفاده تولید میکند. فرآیند استخراج تنگستن در چندین مرحله و به تجهیزات تخصصی پرهزینه نیاز دارد تا از بازیابی کارآمد و موفق فلز اطمینان حاصل شود.
کنسانتره ولفرامیت همچنین میتواند مستقیماً با زغال چوب یا کک در یک کوره قوس الکتریکی ذوب شود تا فروونگستن (FeW) تولید کند که به عنوان یک ماده آلیاژی در تولید فولاد استفاده می‌شود.
کاربردهای اولیه تنگستن
تنگستن، به شکل فلزی خالص خود، میتواند برای تولید محصولات استفاده شود یا ممکن است با عناصر دیگر ترکیب شود تا مواد کامپوزیتی مانند کاربیدهای تنگستن، آلیاژهای فلزی و انواع فولادها را تشکیل دهد. جدول۲ کاربردهای اصلی تنگستن را برای محصولات مختلف مانند کاربیدهای تنگستن، محصولات آسیاب، فولادها و آلیاژها نشان می‌دهد.
کاربید تنگستن در ابزارها برای افزایش مقاومت سایشی به فلزات، آلیاژها، کامپوزیت‌ها، پلاستیک‌ها و سرامیک‌ها اضافه میشوند. کاربید تنگستن همچنین برای صنایع معدنی و ساختمانی نیز کاربرد دارند. محصولات آسیاب تنگستن از محصولات فلزی تنگستن هستند، مانند: الکترودها، کنتاکترهای الکتریکی و الکترونیکی، سیم‌ها، ورق‌ها، میله‌ها یا آلیاژهای تنگستن. تنگستن جزء مهمی برای فولادهای ابزار، فولادهای پرسرعت و فولادها و آلیاژهای مقاوم در برابر خزش است.
گریدهای مختلف کاربید تنگستن و کاربردهای آنها در صنعت در جدول ۳ نشان داده شده است. تمام مواد فهرست شده در جداول ۲ و ۳ زمانی برای بازیافت در دسترس قرار میگیرند.
در دسترس بودن انواع مختلف ضایعات حاوی تنگستن را میتوان از الگوی مصرف تنگستن نشان داده شده در جدول ۴ مشاهده کرد. آمارها نشان می‌دهد که بیش از ۶۰ درصد از مصرف تنگستن به تولید کاربید تنگستن اختصاص می‌یابد. عامل مهمی که باید به آن توجه داشت این است که کل تقاضای تنگستن هم از منابع اولیه و هم از منابع ثانویه می‌آید.
تحقیقات انجام شده بیانگر این است که ۶۶ درصد از کل تقاضای تنگستن از منابع اولیه و ۳۴ درصد از منابع ثانویه تامین می‌شود.
منابع تنگستن ثانویه و تکنیک‌های بازیابی
عوامل متعددی منجر به افزایش بازیافت کاربید تنگستن شده است. برخی از محرک‌های قابل شناسایی عواملی مانند محدودیت منابع تنگستن، مقررات زیست محیطی و حفظ انرژی، صرفه جویی در منابع سرمایه و صرفه جویی در مواد خام تنگستن و هزینه‌های واردات برای کشورهایی هستند که ذخایر تنگستن قابل بهره‌برداری ندارند.
بازیافت قراضه تنگستن عامل بسیار مهمی در عرضه و تقاضای مواد خام تنگستن است. منابع تنگستن ثانویه حدود ۳۴ درصد به مصرف تنگستن کمک میکند که ۱۰ درصد آن از ضایعات تولید شده به عنوان مواد پسماند در طول پردازش و حدود ۲۴ درصد از قطعات کاربید تنگستن استفاده شده یا فرسوده از صنعت است (شکل ۲). این با بررسی‌ها و پیش‌بینی‌ها مطابقت دارد، که نشان می‌دهد قراضه همچنان منبع مهم مواد خام برای صنعت تنگستن در سراسر جهان در آینده قابل پیش‌بینی خواهد بود.
مروری بر تکنیک‌های بازیافت کاربید تنگستن
بازیافت ضایعات حاوی تنگستن به هیچ وجه یک روش مدرن نیست. این روش برای چندین دهه وجود داشته است؛ زیرا منابع تنگستن ثانویه مواد خام دارای درجه بالایی تنگستن هستند. در مقایسه با سنگ معدن تنگستن شیلیت ولفرامیت، ضایعات تنگستن کم ارزش، مانند لجن کم عیار، حدود ۱۵ برابر بیشتر از سنگ معدن به طور متوسط تنگستن دارد.
بیشتر مواد قراضه حتی از نظر تنگستن غنی‌تر از کنسانتره، سنگ تنگستن حاوی حدود ۱۰-۷۵ درصد وزنی WO3 هستند. انواع مختلف ضایعات حاوی تنگستن و محتیات تنگستن مربوط به آنها در جدول ۵ نشان داده شده است.
تغییرات در ویژگی‌های قراضه همواره به دنبال تکنیک‌های پردازش متنوع و منحصر به فرد مربوط به ماهیت قراضه است. تکنیک‌ها، اگرچه بسیار زیاد و متنوع هستند، اما همه بر این مفهوم استوار است که بخش‌های کاربید و بایندر مواد ضایع شده را میتوان مجدداً مورد استفاده قرار داد اگر بتوان پیوند بین کاربید و بایندر از بین برد.
حذف پیوند از طریق فیزیکی، شیمیایی، الکتروشیمیایی، حرارتی، اسیدی، قلیایی و الکترولیتی یا ترکیبی از هر یک از این روش‌ها امکان پذیر است.
مقدار قابل توجهی از کار با استفاده از تکنیک‌های مختلف بازیافت تنگستن مستند شده است. این تکنیک‌ها به طور کلی به سه دسته تقسیم می شوند:
بازیافت مستقیم،
بازیافت غیر مستقیم
و بازیافت نیمه مستقیم.
در بخش‌های بعدی به اختصار به این موارد پرداخته می‌شود.
بازیافت مستقیم
تعدادی از محققین روی فرآیندهای بازیافت مستقیم کار کرده‌اند. در روش بازیافت مستقیم مواد تولید شده بوسیله عملیات فیزیکی یا شیمیایی یا ترکیبی از هر دو، به پودر با همان ترکیب قبلی تبدیل میشوند. بازیافت مستقیم یک فرآیند خاص و با کیفیت از نظر ترکیب شیمیایی، دانه بندی کاربید تنگستن و آلودگی مواد خارجی است.
با توجه به تحقیق لاسنر و شوبرت (۱۹۹۹)، چهار نمونه معمولی از فرآیندهای بازیافت مستقیم وجود دارد که عبارتند از:
استفاده از روش روی(Zn)،
فرآیند جریان سرد برای احیای ضایعات فلزی کاربید تنگستن،
فرآیند اکسیداسیون و احیا برای آلیاژ فلزات سنگین تنگستن،
روش حرارت دادن و خرد کردن برای تصفیه قطعات فلزی سخت هستند.
سایر فرآیندهای بازیافت مستقیم که در جاهای دیگر مستند شده‌اند به نظر تغییراتی از چهار روش معمولی ذکر شده در بالا می‌باشند.
فرآیند روی ابتدا توسط ترنت (۱۹۴۶) اختراع و ثبت شد و بعداً توسط بارنارد (۱۹۷۱) اصلاح شد و پرکاربردترین فرآیند بازیافت مستقیم در صنعت تولید کاربید سمانته است. در این فرآیند، که در شکل ۳ نشان داده شده است، ضایعات فلز سخت ابتدا تمیز و دسته‌بندی میشوند و سپس با روی مذاب در دمای ۹۰۰ تا ۱۰۵۰ درجه سانتیگراد در اتمسفر Ar/N2 تحت تماس قرار میگیرند و اطمینان حاصل می‌شود که تمام قطعات کاملاً نفوذ می‌کنند. در مرحله دوم، تقطیر روی (Zn) در خلاء و دمای ۱۰۰۰ تا ۱۰۵۰ درجه سانتیگراد و محدوده فشار ۶ تا ۱۳ پاسکال انجام می‌شود و مواد شکننده را به جای می‌گذارد که میتوانند به راحتی تجزیه شوند. آسیاب کردن مواد سرد شده، پودری تولید میکند که پس از تنظیم کربن استوکیومتری به عنوان ماده خالص استفاده می‌شود.
فرآیند بازیافت روی (Zn) از سال ۲۰۰۵، زمانی که قیمت تنگستن افزایش یافت، مورد توجه مجدد قرار گرفت. در حال حاضر این روش مقرون به صرفه‌ترین و سازگار با محیط زیست بازیافت کاربید تنگستن است. مزیت اصلی این فرآیند بازیابی خوب با بازده تا ۹۵٪ است. با این حال، فرآیند روی به تجهیزات تخصصی برای اطمینان از عملکرد کارآمد و موفقیت‌آمیز نیاز دارد و انرژی بیشتری (۴۰۰۰-۶۰۰۰ kwh/t) در مقایسه با فرآیندهای بازیافت شیمیایی که حدود ۲۰۰۰ کیلووات ساعت در تن نیاز دارند مصرف میکند. علاوه بر این، این فرآیند عمدتاً بر روی بازیابی پودر کاربید تنگستن متمرکز است در حالی که بازیافت سایر اجزای فلز سخت مانند Co، Ta، Ti، Cr و Mo اهمیت ثانویه دارند.
در فرآیند جریان سرد، که در شکل ۴ نشان داده شده است، ضایعات فلز کاربید تنگستن توسط جریان هوای با سرعت بالا (۵۶ متر مکعب در دقیقه) از طریق یک ونتوری شتاب می‌گیرد، با انبساط هوای آدیاباتیک در نازل ونتوری خنک و شکننده می‌شود و سپس خرد می‌شود. هنگام برخورد با صفحه هدف این فرآیند دارای مزایای دمای عملیاتی پایین است که از اکسید شدن مواد کاربید تنگستن جلوگیری کرده و باعث حفظ خلوص بالا، کنترل اندازه ذرات و تراکم پذیری خوب پودرهای به دست آمده می‌شود. هر گونه اکسیداسیون جزئی مواد کاربید تنگستن باعث تخریب خواص مکانیکی محصول می‌شود. با این حال، این فرآیند از جداسازی ناقص کاربیدهای فلزی از ماده اتصال رنج می‌برد و به تجهیزات گران‌قیمت تخصصی نیاز دارد.
سایر روشهای بازیافت مستقیم، مانند پیش تصفیه اکسیداسیون، میتوانند برای تبدیل ضایعات کاربید تنگستن به مواد اکسیدی مورد استفاده قرار گیرند، که به راحتی میتواند تحت واکنش گاز-جامد قرار گیرد. اسنر و شوبرت (۱۹۹۹) با استفاده از روش اکسیداسیون-کاهش فرآیندی را ایجاد کردند که در آن قطعات فلزی کاربید تنگستن سنگین میتوانند به راحتی توسط هوا در دمای حدود ۸۰۰ درجه سانتیگراد اکسید شوند. محصول اکسید شده سپس آسیاب، غربال و در نهایت در یک اتمسفر هیدروژن در دمای ۹۰۰-۱۰۰۰ درجه سانتیگراد در یک کوره به پودر تنگستن تبدیل شد. یکی از جنبههای مهم این فرآیند این است که ارتفاع لایه قطعات فلز کاربید نباید از حد معینی تجاوز کند تا از گرم شدن بیش از حد موضعی و ذوب شدن مواد جلوگیری شود. محصول پودر تنگستن به دست آمده را میتوان مجدداً در ساخت محصولات جدید کاربید تنگستن استفاده کرد.
در یکی دیگر از فرآیندهای بازیافت مستقیم، ضایعات کاربید تنگستن ابتدا حرارت داده می‌شود و سپس خرد می‌شود. روش حرارت دادن و خرد کردن بازیافت ضایعات فلزی بر اساس اثر تردی، زمانی است که کاربید سمانته شده تا حدود ۱۸۰۰ درجه سانتیگراد گرم می‌شود و پس از آن سرد شدن سریع انجام می‌شود. تردی نتیجه رشد دانه کاربید تنگستن WC، تشکیل فازهای شکننده و تنش‌های ناشی از حرارت است. محصول شکننده در نهایت به پودر تبدیل می‌شود که میتواند مجدداً در ساخت ابزارهای جدید استفاده شود.
بازیافت غیر مستقیم
برخی از مواد قراضه کاربید تنگستن نمیتوانند استانداردهای خلوص دقیق مورد نیاز فرآیندهای مستقیم را برآورده کنند. نیاز به تصفیه این مواد، فرمولاسیون مسیرهای جایگزین را ضروری کرد. بازیافت غیرمستقیم شامل اصلاح شیمیایی فلزات جزء به محصولات واسطه‌ای است که سپس برای به دست آوردن فلزات خالص پردازش میشوند. در اصل، بیشتر مواد حاوی تنگستن را میتوان با این روش پردازش کرد، که تنگستن را به یک محصول میانی مانند پاراتونگستات آمونیوم “خالص”(APT) تبدیل میکند.
کونتی و همکاران در کار تحقیقاتی خود (۲۰۰۷) نشان دادند که واکنش‌های الکتروشیمیایی میتواند باعث انحلال بایندر نیکل و تبدیل به یک محصول میانی WC شود. نتایج آنها تبدیل الکتروشیمیایی تنگستن به WO3 و انحلال نزدیک به ۱۰۰٪ نیکل را نشان داد، بنابراین APT و سولفات نیکل (NiSO4) به عنوان محصولات تجاری خالص تولید می‌شود. اشکال عمده این فرآیند چندین مرحله تبدیل مورد نیاز برای تبدیل محصول ATP به محصول نهایی است. برای تبدیل ضایعات کاربید تنگستن به تنگستات سدیم که به راحتی در آب حل می‌شود، میتوان از یک پیش تصفیه با استفاده از نمک‌های نیترات استفاده کرد.
نمک‌های نیترات مانند نیترات سدیم (NaNO3) یا مخلوطی از NaNO3 و بیکربنات سدیم(Na2CO3)، هنگامی که با ضایعات کاربید تنگستن حرارت داده میشوند، در فرآیندی به نام هم‌جوشی نیترات، تنگستن را به Na2WO4 محلول در آب تبدیل می‌کنند. فرآیند هم‌جوشی نیترات دارای مزیت توان عملیاتی بالا و بازیابی بسیار بالایی است. با این حال، این فرآیند دارای محدودیت‌هایی در واکنش‌های گرمازا بالا و تولید مقادیر زیادی دود سمی اکسید نیتروژن است. واکنش‌های گرمازا خطرناک در نظر گرفته میشوند و دودهای سمی نیتروژن یک مشکل بزرگ آلودگی هستند.
سایر روشهای بازیافت غیرمستقیم شامل روش کلرزنی و روش هیپوکلریت سدیم است. در فرآیند کلرزنی، مواد ضایعات کاربید تنگستن در دماهای بالا، معمولاً ۸۰۰-۱۰۰۰ درجه سانتیگراد در حضور گاز Cl2 به صورت ذوب شده به صورت محلول FeCl3 یا محلول CaCl2 ، تحت کلرزنی قرار میگیرند که در آن کلریدهای فلزی تشکیل می‌شود. سرد کردن کلریدهای فلزی در آب منجر به تشکیل کریستال‌های هیدراته می‌شود که باعث ایجاد تنش داخلی و متلاشی شدن مواد می‌شود. این امر با احیای مکانیکی برای تولید پودر کاربید تنگستن دنبال می‌شود. جنبه منفی این تکنیک این است که فرآیند شامل دستگاه‌های پیچیده است و فلزات به شکل کلریدهای فلزی بازیافت میشوند که برای به دست آوردن پودرهای فلزی یا سایر اشکال قابل استفاده، فلزات نیاز به پردازش بیشتری دارند.
فرآیند هیپوکلریت سدیم (NaOCl) مخصوصاً برای تصفیه گرد و غبارهای آسیاب که حاوی کاربید سیلیکون و بور می‌باشد، مناسب است. همه انواع ضایعات پودری در محلول آبی هیپوکلریت سدیم شسته میشوند تا تنگستات سدیم در محلول و لجن حاوی باقیمانده مواد تشکیل‌دهنده، تولید شود. لجن در مخلوط آمونیاک-کربنات آمونیوم برای تبدیل هیدروکسید کبالت به محلول کمپلکس آمونیوم کبالت (Co[NH3]6+3) شسته می‌شود که سپس برای بازیابی کبالت به صورت پودر تصفیه می‌شود.
بازیافت نیمه مستقیم
آلیاژهای کاربید تنگستن دوتایی یا سه فازی را میتوان با بازیافت نیمه مستقیم بازیافت کرد که به آن انحلال انتخابی نیز گفته شود.
در این فرآیند، یک جزء به صورت شیمیایی حل می‌شود و فاز(های) دیگر دست نخورده باقی میماند. انحلال برای فلز(های) بایندر انتخابی است و روی فاز WC بی‌تأثیر است. این فرآیند یکپارچگی ساختار آلیاژ کاربید را تضعیف میکند و در نتیجه باعث می‌شود سایش به راحتی رخ دهد. تعدادی از تلاشهای تحقیقاتی بازیافت نیمه مستقیم با تمرکز بر استفاده از اسیدهای آلی در ادامه بررسی می‌شود. ادتمایر و همکاران (۲۰۰۵) روشی را توصیف کردند که در آن از محلول اسید استیک ۳/۶ مولار برای حل کردن ۸۵ درصد کبالت از ضایعات کاربید سمانته در محدوده دمایی ۴۰ تا ۸۰ درجه سانتی گراد، در فشار هوای ۱ تا ۵ کیلو پاسکال در یک دوره زمانی ۲/۶-۶/۵ روز استفاده کردند. تحت این شرایط، W، Cr، V و Fe به همراه کبالت استخراج شدند، اما کاربید تنگستن WC و سایر فلزات مانند Nb، Ta و Ti بی‌تأثیر باقی ماندند.
گونه‌های فلزی محلول، در صورت نیاز، ممکن است از طریق روشهای شیمیایی شناخته شده بازیابی شوند. فیریمنتل و ساکس در سال ۲۰۱۵ فرآیندی را نشان دادند که در آن “مواد بزرگ” کاربید تنگستن (تولید شده از فرآیند بازیافت روی) را بازیافت کردند. همانطور که قبلاً ذکر شد، فرآیند روی (Zn) گاهی اوقات محصولات بازیافتی خارج از مشخصات، بزرگتر از ۱۵ میلی متر تولید میکند که به آنها “مواد بزرگ” می‌گویند. این مواد یا میتوانند تحت یک فرآیند آسیاب گسترده برای تولید پودرهای مناسب قرار گیرند یا در معرض فرآیند دوم بازیافت روی قرار گیرند. گزینه اول روشی با انرژی و تولید کارآمد تلقی نمی‌شود. گزینه دوم که قرار دادن مواد با اندازه بزرگ در فرآیند دوم بازیافت روی است، در مقیاس تجاری امکان‌پذیر نیست زیرا مقدار تولید شده برای تضمین چنین‌کاری بسیار کم است. با نامطلوب بودن این گزینه‌ها، گزینه سوم استفاده از لیچینگ اسید استیک به عنوان یک مرحله مکمل برای فرآیند روی مورد بررسی قرار گرفت.
در مطالعات روی “مواد بزرگ”، واکنش آن با اسید استیک در فشار اتمسفر، pH <4، دمای ۸۰ درجه سانتیگراد و سرعت جریان هوا ۱۲۰ لیتر در دقیقه در یک دوره ۲۱ روزه بررسی کردند. . باقیمانده واکنش، خشک و در اتانول خرد شد و سپس تا همان محدوده اندازه دانه (۲- ۱/۶میکرومتر) به عنوان پودرهای “خالص” یا “روی فرآوری شده” آسیاب شد. اگرچه «پودرهای فرآیند اسید استیک» تولید شده برای ساخت ابزار معدنی مشابه با پودرهای «خالص» یا «روی فرآوری‌شده» نامناسب تلقی میشوند، اما مشخص شد که پودرهای بازیافتی میتوانند برای کاربردهای تجاری مختلف استفاده شوند. پودرهای بازیافتی را میتوان در صورت لزوم تنظیم کرد تا محتوای کبالت را برای تولید درجه‌های سخت‌تر افزایش دهد، که میتواند برای ابزارهایی که نیاز به چقرمگی شکست بالایی دارند، مانند تجهیزات آسیاب، استخراج زغال سنگ و سنگ سخت استفاده کرد.
لین و محققان (۱۹۹۵) استفاده از اسید سیتریک را در بازیافت کاربید سمانته با استفاده از فرآیند انحلال الکترولیتی متشکل از یک الکترولیت اسید HCl 1-5M بررسی کردند. اسید سیتریک به عنوان وسیله‌ای برای جلوگیری از غیرفعال شدن ضایعات کاربید استفاده شد. اسید سیتریک، هنگامی که در معرض تنگستن قرار می‌گیرد، طبق واکنش، یک تنگستن محلول را تشکیل می‌دهد:
حل شدن تنگستن در محیط اسیدی
از طریق این واکنش، تنگستن که تمایل به تشکیل اکسیدهای نامحلول در محیط اسیدی دارد، حل می‌شود و اجازه می‌دهد تا انحلال آند آزادانه انجام شود. به گفته نویسندگان، افزودن اسید سیتریک نسبت انحلال کبالت و غلظت تنگستن محلول را از ۴۹/۴ درصد به ۸۰/۷ درصد و ۹ میلی‌گرم در لیتر به ۵۳۶ میلی‌گرم در لیتر افزایش می‌دهد. بنابراین نشان می‌دهد که اسیدهای آلی تأثیر قابل توجهی بر فرآیند(های) انحلال کاربید تنگستن دارند.