ارزیابی چرخه عمر محیطی محصولات کاربیدهای سیمانی (WC-CO)
چکیده
کاربیدهای سیمانی اهمیت زیادی در صنعت ساخت دارند. ویژگی های قابل توجه مثل استحکام بالا و مقاومت پوشش این ماده و از جمله کاربیدهای سیمانی تنگستن دارای کبالت (WC-Co) در کاربردهای متعددی استفاده می شوند. هدف این تحقیق، ارائه اطلاعات جامع از چرخه های عمر محیطی تولیدکاربیدهای سیمانی (WC-CO)) با عنوان LCI است که برای محصول غیر چینی داده شده است و در آمریکا و کانادا تولید می شود. موقعیت های مختلفی با در نظر گرفتن سرعت بازیافت و ارزیابی تاثیر چرخه (LCIA) بررسی شده اند تا کارایی اطلاعات LCI تشریح شوند. نتایجLCI این تحقیق دارای حجم مشابه یا کمتر در مقایسه با تحقیقات قبلی هستند و دلالت بر این دارند که تولید محصولات غیر چینی انرژی کمتری در مقایسه با محصولات چینی دارند. نتایجLCIA نشان می دهد که کارهای معدنی، استخراج فلزات و ریخته گری در فازهای پودر دارای تاثیرات مهم چرخه های طولانی مدت می باشند. بسیاری از این تاثیرات به دلیل وجود داده هاو بازده محدود ( کروسن – سولفید- پسماندها- استفاده از آب در مدت کارهای معدنی و استفاده از برق) حاصل می شوند و فرایند بازیافت تا حد زیادی این تاثیرات را کاهش می دهد. مقایسه این ماده با تولیدات کاربید تانگستن چینی (WC) نشان داد که LCIA منجر به کاهش کمتر محصولات چینی به علت تغییر آب و هوا، شکل گیری اکسیدان های فتو شیمیایی، کاهش آب می شود، اما خاصیت اسیدی، تخلیه منطقه ای و کاهش آب های شیرین افزایش یافته است. اطلاعات LCI و نتایج LCIA برای تولیدات غیر چینی در ارزیابی طول عمر WC-Co یا مواد جدید استفاده می شوند.
1. مقدمه
ویژگی های قابل توجه مثل استحکام بالا و مقاومت پوشش این ماده باعث شده تا این ماده در کاربردهای متعددی از جمله ابزار حفاری صخره و ابزار برش فلزاتف پلاستیک ها، چوب و ترکیبات آن در صنعت ساختمان استفاده می شوند ( فانگ و همکاران2014). کاربیدهای سیمانی عمدتا دارای کاربیدهای سیمانی تنگستن دارای کبالت (WC-Co)) هستند (پارکاش2014). تا امروز، فقط چند منبع اطلاعاتی برای چرخه عمرLCI برای WC-Co یا مواد جدید مطرح شده است. تحقیق اخیر که توسط ما و همکارانش در سال2017 انجام شده است، اطلاعات LCI را برای تولید پودر کاربید تنگستن(WC)( یک ماده جدید از WC-Co) و برای دو منطقه در چین مورد استفاده قرار دادند. تولید معدنی تنگستن در سراسر جهان و مخصوصا چین حدود 80 درصد است. به هر حال، کمتر از نیمی از تولید جهانی کاربیدهای سیمانی در چین اتفاق می افتد و فقط 23 درصد در سال 2015 صادر شده است ) هو و همکاران 2016- لیل آیلا و همکاران 2015). بنابراین، باید اطلاعات LCI را برای تولیدات غیر چینی نشان داد.
Abstract
Cemented carbides are of great importance for the manufacturing industry. The outstanding properties of high hardness and wear resistance of this material, consisting mainly of tungsten carbide cemented with cobalt (WC-Co), have caused its use in a wide range of applications. The aim of this study is to provide comprehensive and detailed cradle-to-gate life cycle inventory (LCI) data for the typical non-Chinese production of WC-Co, which is assumed to take place in Canada and the United States. Different scenarios are presented regarding recycling rate and a life cycle impact assessment (LCIA) is conducted to illustrate the applicability of the LCI data. The LCI results in this study are of similar magnitude or lower compared to previous studies and indicate that the typical non-Chinese production requires less energy compared to Chinese production. The LCIA results show that the mining, hydrometallurgy and powder metallurgy phases in general dominate the cradle-to-gate life cycle impacts. Most of the impacts are caused by a limited number of inputs and outputs (e.g. kerosene, sulfidic tailings, water use during mining and electricity use), and recycling greatly reduces the impacts. A comparison with Chinese tungsten carbide (WC) powder production showed that the LCIA results in non-Chinese WC production were lower for climate change, photochemical oxidant formation and water depletion, but higher for terrestrial acidification, ozone depletion and freshwater eutrophication. The LCI data and the LCIA results for non-Chinese production can subsequently be used in product-specific cradle-to-grave life cycle assessments involving WC-Co or any of its precursors.
1. Introduction
The outstanding properties of cemented carbides, including high hardness and wear resistance, have caused this material to be used in a wide range of applications, especially in rock drilling tools as well as cutting tools for metals, plastics, wood and composites in the manufacturing industry (Fang et al., 2014). Cemented carbides consist mainly of tungsten carbide cemented with cobalt (WC-Co) (Prakash, 2014). To date, only a few sources of life cycle inventory (LCI) data for WC-Co and its precursors exist. The recent paper by Ma et al. (2017) reported LCI data for the production of tungsten carbide (WC) powder, a precursor to WC-Co, for two production sites in China. The global tungsten mine production is indeed dominated by China at about 80%. However, less than half of the global production of cemented carbides occur in China and only 23% of that was exported in 2015 (Hu et al., 2016; Leal-Ayala et al., 2015). There is thus also a need for LCI data representing nonChinese WC-Co production.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1. مقدمه
2. مواد و روش ها
2.1 واحد عملیاتی
2.2 سیستم بررسی شده
2.3 دسته بندی های تاثیر و روش های ارزیابی تاثیرات
2.4 اطلاعات ارزیابی تاثیرات
2.5 تحلیل تردید و حساسیت
3. محاسبات
3.1 استخراج
3.2 حمل و نقل
3-3 فلزگری آب
3.4 فلزگری آب
3.5 فلز گری پودر
3.6 بازیابی
4. نتایج و بحث
4-1 اطلاعات مرتبط با چرخه عمر
4-2 ارزیابی تاثیر چرخه عمر و تحلیل موقعیت
4.3 تحلیل حساسیت
5.نتیجه گیری
منابع
Abstract
1. Introduction
2. Material and methods
2.1. Functional unit
2.2. System studied
2.3. Impact categories and impact assessment methods
2.4. Impact assessment data
2.5. Uncertainty and sensitivity analysis
3. Calculations
3.1. Mining
3.2. Transport
3.3. Hydrometallurgy
3.4. Pyrometallurgy
3.5. Powder metallurgy
3.6. Recycling
4. Results and discussion
4.1. Life cycle inventory data
4.2. Life cycle impact assessment and scenario analysis
4.3. Sensitivity analysis
5. Conclusions
Acknowledgement
Appendix A. Supplementary material
References
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه