CN104674298B - 一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，包括以下步骤：一、将镍基高温合金返回料熔化成液态，得到合金液；二、进行雾化处理，得到合金粉末；三、进行浸出处理；四、进行一段沉淀除杂处理；五、进行二段沉淀除杂处理；六、萃取分离镍和钴；七、进行除油处理；八、进行离子交换吸附；九、电解；十、熔炼，得到高纯镍。本发明能直接从镍基高温合金返回料中回收制备出纯度不小于99.99％的高纯镍，满足高端高温合金生产对高纯镍的需求，具有设备投资少、对合金废料牌号要求低、镍浸出高损失少、金属镍纯度高等特点，是一种环境友好、过程高效、绿色循环可持续的好方法。

Description

一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法
技术领域
本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法。
背景技术
镍基高温合金是指以镍为基体，在650℃～1000℃的温度范围内具有较高的强度以及良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。镍基高温合金中除含有镍、钴、铬等主金属外，还含有大量贵重的稀有金属，如铼、钨、钽、铌和铪等，国际市场上每年消费高温合金材料近30万吨，因此高温合金的回收工作具有良好的前景，那些到达使用期限的高温合金以及在生成过程中产生的废料，是高温合金回收的重要来源。
现公知的用于回收高温合金废料中的有价金属元素的方法有多种，如火法、湿法冶金以及电化学法，但是这些方法要么是投资密集型，要么需要复杂的实施方式，使得它们均不是一种切实可行的、经济的处理高温合金废料的方法。
目前从废旧高温合金直接制备镍的研究尚未有报道，其中浸出镍的方法主要有以下几种：氯盐溶液电化学溶解处理、热浸出溶、鼓风浸出、电化学溶解、加压浸出或氯浸、硫酸和硝酸混酸化学溶解等。
侯晓川在《湿法冶金》2009年第28卷第3期公开了从废高温镍钴合金中浸出镍和钴的实验研究，采用氯气浸出镍、钴、铁，其中添加剂2价Fe提高了浸出速率，提高了氯气利用率，加快了反应进程，镍的平均浸出率达到99.30％，浸出渣中，镍质量分数为0.51％。
谭世雄在《化工冶金》2000年第21卷第3期报道了采用热浸出溶的方法，浸出高温合金中的镍钴，其中镍含有13.04％，钴含有40.1％，用5mol/L盐酸沸腾浸出后，浸出液中镍含有9.6g/L，钴含有19.11g/L，浸出效果好。
柳松在《无机盐工业》1997年第2期中阐述了采用电化学溶解的方法浸出镍基高温合金中的镍钴(镍含有70％，钴含有5％)，以合金为阳极，铜片为阴极，采用YJ63直流稳压电源进行电化学溶解，电解液采用盐酸体系，浓度为4mol/L，电流密度1000A/m2，溶解液组成镍60g/L，钴4.3g/L，并且与硝酸和氯气混酸的化学溶解做对比，药品消耗少，污染少，没有废气产生，工艺成本低。
蔡传算在《中国有色金属学报》中报道了对钴高温合金的综合利用，其采用鼓风浸出的方法浸出高温合金中的镍钴。试验条件温度70℃，液固比10mL/g，鼓风量0.9m3/h，鼓风压力300kPa，搅拌速度90r/min，镍的一次浸出率为81％，该方法减少了酸的用量，减少了后续试验的物料用量，有利于减少渣的量及镍钴的损失，经济合理，环境友好。
李长生等人申请了一种从高温合金废料中回收铁钴镍金属产品的专利(申请号：CN201110384265.2)：先将高温合金置于硫酸铜溶液中溶解，温度控制在70～85℃，pH控制在0.5～1，用电动搅拌棒搅拌，加速合金与硫酸铜溶液的反应。反应结束后，加入氨水调节溶液为弱碱性，然后加入草酸，得到草酸盐沉淀，在经过高温热解即可得到金属，此过程中铜为中间产物，可以循环利用，可以节约成本。
范兴祥等人申请了一种从废旧高温合金中制备高纯镍粉的专利(申请号：CN201310270054.5)，将废旧高温合金熔化、喷粉、球磨成合金粉末状，然后采用稀酸选择性浸出镍、钴等有价金属，获得富含镍钴溶液，再萃取分离镍钴溶液，将所得镍的酸液加碱调制成浆状，经二次氢还原获得高纯镍粉，同时固体分离物可以进一步回收其中的钨、钼、铼、铌、锆等耐高温金属，液体分离物可进一步回收钴，整个过程绿色、高效、低成本。
综上所述，从高温合金返回料中回收稀贵金属的方法很多，但是这些方法都只能将高温合金返回料中的镍转化为镍盐或镍粉，且产品纯度低、附加值低，在市场上没有竞争力。
截至目前，将镍基高温合金返回料直接转化成高附加值的高纯镍的相关研究未见报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法。该方法从镍基高温合金返回料中将镍高效浸出，使之与其它元素分离，并通过对浸出的富镍溶液进行多层次的除杂净化，最终制备出质量纯度不小于99.99％的高纯镍。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将镍基高温合金返回料熔化成液态，得到合金液；
步骤二、对步骤一中所述合金液进行雾化处理，得到合金粉末；所述合金粉末的粒径为30μm～300μm；
步骤三、将步骤二中所述合金粉末置于无机酸中进行浸出处理，固液分离后得到浸出液和浸出渣；所述无机酸中氢离子的浓度为4mol/L～10mol/L，所述无机酸的体积V满足：3m≤V≤7m，其中m为合金粉末的质量，m的单位为g，V的单位为mL；所述浸出处理的温度为70℃～90℃，所述浸出处理的时间为1h～5h；
步骤四、采用碱溶液一为沉淀剂对步骤三中所述浸出液进行一段沉淀除杂处理，直至反应体系的pH值为3.5～4.0为止，固液分离后得到液体分离物a和固体分离物b；所述一段沉淀除杂处理的温度为40℃～80℃；
步骤五、采用碱溶液二为沉淀剂对步骤四中所述液体分离物a进行二段沉淀除杂处理，直至反应体系的pH值为4.5～5.5为止，固液分离后得到液体分离物c和固体分离物d，所述液体分离物c中含有镍和钴；所述二段沉淀除杂处理的温度为40℃～80℃；
步骤六、采用萃取的方法将步骤五中所述液体分离物c中的镍和钴分离，得到富钴萃取液和富镍萃余液；
步骤七、对步骤六中所述富镍萃余液进行除油处理，得到除油后的富镍萃余液；所述除油处理的具体过程为：先对富镍萃余液进行超声破碎使油相与水相分离，然后采用活性炭进行吸附除油；
步骤八、采用离子交换树脂对步骤七中所述除油后的富镍萃余液进行离子交换吸附，得到离子交换吸附后的富镍萃余液；
步骤九、对步骤八中所述离子交换吸附后的富镍萃余液进行电解，得到电解镍；
步骤十、对步骤九中所述电解镍进行熔炼，得到高纯镍；所述高纯镍的质量纯度不小于99.99％。
上述的一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，步骤一中所述镍基高温合金返回料中含有钨、钼、钽、铬、铝和铁中的至少一种元素以及镍元素和钴元素，其中镍元素的质量百分含量不小于50％，钴元素的质量百分含量为3％～15％。
上述的一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，步骤一中熔化镍基高温合金返回料所采用的设备为中频感应熔炼炉、高频感应熔炼炉或电弧炉。
上述的一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，步骤二中所述雾化处理的具体雾化方式为气雾化、水雾化或气水混合雾化。
上述的一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，步骤三中所述无机酸为硫酸、盐酸和硝酸中的一种或两种以上。
上述的一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，步骤四中所述碱溶液一与步骤五中所述碱溶液二均为碱性化合物与去离子水混合而成的混合溶液，且碱溶液一与碱溶液二中碱性化合物的质量百分含量均为5％～30％；所述碱性化合物为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸三钠、氨水和碳酸氢铵中的一种或两种以上。
上述的一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，步骤六中所述萃取的具体过程为：以液体分离物c为水相，以萃取剂与稀释剂按体积比1∶(2～5)混合而成的混合物为有机相，在有机相和水相的体积比为(1～3)∶1的条件下进行4～8级逆流萃；所述萃取剂为萃取剂P507或/和萃取剂Cyanex272，所述稀释剂为磺化煤油或/和260#溶剂油。
上述的一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，步骤八中所述离子交换树脂为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和螯合型离子交换树脂的一种或两种以上。
上述的一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，步骤九中所述电解的具体参数为：电解温度40℃～70℃，电解电压2.5V～5.5V，电流密度100A/m2～300A/m2，电解液中镍的浓度60g/L～100g/L。
上述的一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，步骤十中所述熔炼为真空感应熔炼、真空电子束熔炼或真空自耗电极电弧熔炼。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过“熔炼-雾化-浸出-一段沉淀除杂-二段沉淀除杂-萃取分离-除油-离子交换吸附深度除杂-电解-熔炼”工艺制备高纯镍，获得的技术指标为：镍的浸出率≥97％，损失率≤3％。镍的直收率≥96％，最终制备的金属镍的纯度≥99.99％。
2、本发明中，首先采用浸出的方法使镍基高温合金返回料中的Ni和Co转入液相，而W、Mo、Ta等稀有金属元素以固体不溶物的形式存在，从而得以分离；然后，采用碱溶液对含Ni的浸出液进行两段沉淀除杂，使液相中的Cr、Al、Fe等金属以沉淀形式除去；之后，采用萃取的方法使Ni和Co分离，再采用离子交换树脂选择性地将微量元素吸附除去，从而实现深度除杂的目的，最后采用真空熔炼的方法脱除镍中的O、S、N等非金属元素以及低沸点的金属元素杂质，最终获得纯度不低于99.99％的高纯镍。
3、采用本发明方法能成功、有效地从镍基高温合金返回料中分离出镍并制备成高纯镍，同时，整个再生过程中产生的其它液体分离物和固体分离物都可继续回收其中的钴、铬、铼、钨、钼、钽、铪等稀贵金属，整个再生过程对环境几乎零排放，是一种环境友好、过程高效、绿色循环可持续的从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法。
4、本发明具有设备投资少、对合金废料牌号要求低、镍浸出高损失少、镍纯度高等优点。
总之，本发明能直接从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍，满足高端高温合金生产对高纯镍的需求，具有设备投资少、对合金废料牌号要求低、镍浸出高损失少、金属镍纯度高等特点，是一种环境友好、过程高效、绿色循环可持续的好方法。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
本实施例待回收利用的镍基高温合金返回料中包括Ni、Co、W、Mo、Ta、Cr、Al和Fe元素，其中Ni的质量百分含量为60％，Co的质量百分含量为10％。
结合图1，本实施例从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法包括以下步骤：
步骤一、将镍基高温合金返回料在中频感应熔炼炉熔化成液态，得到合金液；
步骤二、采用气雾化的方法，对步骤一中所述合金液进行雾化处理，得到粒径为30μm～100μm的合金粉末；
步骤三、将步骤二中所述合金粉末置于硫酸中进行浸出处理，固液分离后得到浸出液和浸出渣；所述硫酸的浓度为4mol/L，所述硫酸的体积V满足：V＝5m，其中m为合金粉末的质量，m的单位为g，V的单位为mL；所述浸出处理的温度为80℃，所述浸出处理的时间为3h；
步骤四、采用碱溶液一为沉淀剂对步骤三中所述浸出液进行一段沉淀除杂处理，直至浸出液的pH值为3.5为止，固液分离后得到液体分离物a和固体分离物b；所述一段沉淀除杂处理的温度为60℃；所述碱溶液一为碱性化合物与去离子水混合而成的混合溶液，所述碱性化合物优选为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸三钠、氨水和碳酸氢铵中的一种或两种以上；本实施例所采用的碱溶液一为质量百分比浓度为30％的碳酸钠水溶液；
步骤五、采用碱溶液二为沉淀剂对步骤四中所述液体分离物a进行二段沉淀除杂处理，直至液体分离物a的pH值为5为止，固液分离后得到液体分离物c和固体分离物d，所述液体分离物c中含有镍和钴；所述二段沉淀除杂处理的温度为40℃；所述碱溶液二为碱性化合物与去离子水混合而成的混合溶液，所述碱性化合物优选为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸三钠、氨水和碳酸氢铵中的一种或两种以上；本实施例所采用的碱溶液二为质量百分比浓度为5％的氢氧化钠水溶液；
步骤六、采用萃取的方法将步骤五中所述液体分离物c中的镍和钴分离，得到富镍萃余液和富钴萃取液；所述萃取的具体过程为：以液体分离物c为水相，以萃取剂与稀释剂按体积比1∶3混合而成的混合物为有机相，在有机相和水相的体积比为2∶1的条件下进行4级逆流萃；所述萃取剂优选为萃取剂P507或/和萃取剂Cyanex272，所述稀释剂优选为磺化煤油或/和260#溶剂油；本实施例采用的萃取剂为萃取剂P507，采用的稀释剂为磺化煤油；
步骤七、对步骤六中所述富镍萃余液进行除油处理，得到除油后的富镍萃余液；所述除油处理的具体过程为：先对富镍萃余液进行超声破碎，使油相与水相分离，然后采用活性炭进行吸附除油；
步骤八、采用离子交换树脂对步骤七中所述除油后的富镍萃余液进行离子交换吸附，得到离子交换吸附后的富镍萃余液；所述离子交换树脂优选为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和螯合型离子交换树脂中的一种或两种以上，可以采用以下牌号的离子交换树脂：Diphonix、M-4195、Amberlite IRC-747、Amberlite IRC-748、Purolite S950、PuroliteS910、D403、WP-1、WP-2、WP-3或CuWRAM；本实施例采用的是离子交换树脂M-4195；
步骤九、对步骤八中所述离子交换吸附后的富镍萃余液进行电解，控制电解温度为40℃，电解电压为3V，电流密度为150A/m2，电解液中镍的浓度为80g/L，得到电解镍；
步骤十、对步骤九中所述电解镍进行真空自耗电极电弧熔炼，得到质量纯度为99.996％的高纯镍。
实施例2
本实施例待回收利用的镍基高温合金返回料中包括Ni、Co、W、Mo、Ta、Cr、Al和Fe元素，其中Ni的质量百分含量为50％，Co的质量百分含量为15％。
结合图1，本实施例从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，包括以下步骤：
步骤一、将镍基高温合金返回料在高频感应熔炼炉中熔化成液态，得到合金液；
步骤二、采用水雾化的方法，对步骤一中所述合金液进行雾化处理，得到粒径为80μm～200μm的合金粉末；
步骤三、将步骤二中所述合金粉末置于盐酸中进行浸出处理，固液分离后得到浸出液和浸出渣；所述盐酸的浓度为6mol/L，所述盐酸的体积V满足：V＝7m，其中m为合金粉末的质量，m的单位为g，V的单位为mL；所述浸出处理的温度为90℃，所述浸出处理的时间为1h；
步骤四、采用碱溶液一为沉淀剂对步骤三中所述浸出液进行一段沉淀除杂处理，直至浸出液的pH值为3.5为止，固液分离后得到液体分离物a和固体分离物b；所述一段沉淀除杂处理的温度为60℃；所述碱溶液一为碱性化合物与去离子水混合而成的混合溶液，所述碱性化合物优选为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸三钠、氨水和碳酸氢铵中的一种或两种以上；本实施例所采用的碱溶液一为质量百分比浓度为15％的碳酸氢钠水溶液；
步骤五、采用碱溶液二为沉淀剂对步骤四中所述液体分离物a进行二段沉淀除杂处理，直至液体分离物a的pH值为4.5为止，固液分离后得到液体分离物c和固体分离物d，所述液体分离物c中含有镍和钴；所述二段沉淀除杂处理的温度为40℃；所述碱溶液二为碱性化合物与去离子水混合而成的混合溶液，所述碱性化合物优选为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸三钠、氨水和碳酸氢铵中的一种或两种以上；本实施例所采用的碱溶液二为质量百分比浓度为5％的氨水溶液；
步骤六、采用萃取的方法将步骤五中所述液体分离物c中的镍和钴分离，得到富镍萃余液和富钴萃取液；所述萃取的具体过程为：以液体分离物c为水相，以萃取剂与稀释剂按体积比1∶2混合而成的混合物为有机相，在有机相和水相的体积比为1∶1的条件下进行8级逆流萃；所述萃取剂为萃取剂P507或/和萃取剂Cyanex272，所述稀释剂为磺化煤油或/和260#溶剂油；本实施例采用的萃取剂为萃取剂P507，采用的稀释剂为260#溶剂油；
步骤七、对步骤六中所述富镍萃余液进行除油处理，得到除油后的富镍萃余液；所述除油处理的具体过程为：先对富镍萃余液进行超声破碎，使油相与水相分离，然后采用活性炭进行吸附除油；
步骤八、采用离子交换树脂对步骤七中所述除油后的富镍萃余液进行离子交换吸附，得到离子交换吸附后的富镍萃余液；所述离子交换树脂优选为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和螯合型离子交换树脂中的一种或两种以上，可以采用以下牌号的离子交换树脂：Diphonix、M-4195、Amberlite IRC-747、Amberlite IRC-748、Purolite S950、PuroliteS910、D403、WP-1、WP-2、WP-3或CuWRAM；本实施例采用的是离子交换树脂WP-2；
步骤九、对步骤八中所述离子交换吸附后的富镍萃余液进行电解，控制电解温度为40℃，电解电压为5.5V，电流密度为100A/m2，电解液中镍的浓度为100g/L，得到电解镍；
步骤十、对步骤九中所述电解镍进行真空电子束熔炼，得到质量纯度为99.993％的高纯镍。
实施例3
本实施例待回收利用的镍基高温合金返回料中包括Ni、Co、Mo和Ta元素，其中Ni的质量百分含量为70％，Co的质量百分含量为3％。
结合图1，本实施例从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，包括以下步骤：
步骤一、将镍基高温合金返回料在电弧炉中熔化成液态，得到合金液；
步骤二、采用气水混合雾化的方法，对步骤一中所述合金液进行雾化处理，得到粒径为180μm～300μm的合金粉末；
步骤三、将步骤二中所述合金粉末置于硝酸中进行浸出处理，固液分离后得到浸出液和浸出渣；所述硝酸的浓度为5mol/L，所述硝酸的体积V满足：V＝3m，其中m为合金粉末的质量，m的单位为g，V的单位为mL；所述浸出处理的温度为70℃，所述浸出处理的时间为5h；
步骤四、采用碱溶液一为沉淀剂对步骤三中所述浸出液进行一段沉淀除杂处理，直至浸出液的pH值为3.5为止，固液分离后得到液体分离物a和固体分离物b；所述一段沉淀除杂处理的温度为80℃；所述碱溶液一为碱性化合物与去离子水混合而成的混合溶液，所述碱性化合物优选为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸三钠、氨水和碳酸氢铵中的一种或两种以上；本实施例所采用的碱溶液一为质量百分比浓度为15％的碳酸氢铵水溶液；
步骤五、采用碱溶液二为沉淀剂对步骤四中所述液体分离物a进行二段沉淀除杂处理，直至液体分离物a的pH值为5为止，固液分离后得到液体分离物c和固体分离物d，所述液体分离物c中含有镍和钴；所述二段沉淀除杂处理的温度为80℃；所述碱溶液二为碱性化合物与去离子水混合而成的混合溶液，所述碱性化合物优选为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸三钠、氨水和碳酸氢铵中的一种或两种以上；本实施例所采用的碱溶液二为质量百分比浓度为10％的碳酸钠水溶液；
步骤六、采用萃取的方法将步骤五中所述液体分离物c中的镍和钴分离，得到富镍萃余液和富钴萃取液；所述萃取的具体过程为：以液体分离物c为水相，以萃取剂与稀释剂按体积比1∶5混合而成的混合物为有机相，在有机相和水相的体积比为3∶1的条件下进行4级逆流萃；所述萃取剂为萃取剂P507或/和萃取剂Cyanex272，所述稀释剂为磺化煤油或/和260#溶剂油；本实施例采用的萃取剂为萃取剂Cyanex272，采用的稀释剂为磺化煤油和260#溶剂油按质量比1∶1混合而成的混合物；
步骤七、对步骤六中所述富镍萃余液进行除油处理，得到除油后的富镍萃余液；所述除油处理的具体过程为：先对富镍萃余液进行超声破碎，使油相与水相分离，然后采用活性炭进行吸附除油；
步骤八、采用离子交换树脂对步骤七中所述除油后的富镍萃余液进行离子交换吸附，得到离子交换吸附后的富镍萃余液；所述离子交换树脂优选为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和螯合型离子交换树脂中的一种或两种以上，可以采用以下牌号的离子交换树脂：Diphonix、M-4195、Amberlite IRC-747、Amberlite IRC-748、Purolite S950、PuroliteS910、D403、WP-1、WP-2、WP-3或CuWRAM；本实施例采用的是离子交换树脂Amberlite IRC-748；
步骤九、对步骤八中所述离子交换吸附后的富镍萃余液进行电解，控制电解温度为70℃，电解电压为2.5V，电流密度为300A/m2，电解液中镍的浓度为60g/L，得到电解镍；
步骤十、对步骤九中所述电解镍进行真空感应熔炼，得到质量纯度为99.99％的高纯镍。
实施例4
本实施例待回收利用的镍基高温合金返回料中包括Ni、Co、Ta、Cr和Fe元素，其中Ni的质量百分含量为63％，Co的质量百分含量为10％。
结合图1，本实施例从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，包括以下步骤：
步骤一、将镍基高温合金返回料在高频感应熔炼炉中熔化成液态，得到合金液；
步骤二、采用气雾化的方法，对步骤一中所述合金液进行雾化处理，得到粒径为150μm～210μm的合金粉末；
步骤三、将步骤二中所述合金粉末置于由盐酸和硫酸混合而成的无机酸中进行浸出处理，固液分离后得到浸出液和浸出渣；所述无机酸中氢离子的浓度为10mol/L，所述无机酸的体积V满足：V＝4m，其中m为合金粉末的质量，m的单位为g，V的单位为mL；所述浸出处理的温度为70℃，所述浸出处理的时间为5h；
步骤四、采用碱溶液一为沉淀剂对步骤三中所述浸出液进行一段沉淀除杂处理，直至浸出液的pH值为4为止，固液分离后得到液体分离物a和固体分离物b；所述一段沉淀除杂处理的温度为40℃；所述碱溶液一为碱性化合物与去离子水混合而成的混合溶液，所述碱性化合物优选为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸三钠、氨水和碳酸氢铵中的一种或两种以上；本实施例所采用的碱溶液一为质量百分比浓度为5％的磷酸三钠水溶液；
步骤五、采用碱溶液二为沉淀剂对步骤四中所述液体分离物a进行二段沉淀除杂处理，直至液体分离物a的pH值为5.5为止，固液分离后得到液体分离物c和固体分离物d，所述液体分离物c中含有镍和钴；所述二段沉淀除杂处理的温度为40℃；所述碱溶液二为碱性化合物与去离子水混合而成的混合溶液，所述碱性化合物优选为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸三钠、氨水和碳酸氢铵中的一种或两种以上；本实施例所采用的碱溶液二为质量百分比浓度为30％的碳酸氢钠水溶液；
步骤六、采用萃取的方法将步骤五中所述液体分离物c中的镍和钴分离，得到富镍萃余液和富钴萃取液；所述萃取的具体过程为：以液体分离物c为水相，以萃取剂与稀释剂按体积比1∶3混合而成的混合物为有机相，在有机相和水相的体积比为2∶1的条件下进行4级逆流萃；所述萃取剂为萃取剂P507或/和萃取剂Cyanex272，所述稀释剂为磺化煤油或/和260#溶剂油；本实施例采用的萃取剂为P507和Cyanex272按质量比2∶1混合而成的混合物，采用的稀释剂为260#溶剂油；
步骤七、对步骤六中所述富镍萃余液进行除油处理，得到除油后的富镍萃余液；所述除油处理的具体过程为：先对富镍萃余液进行超声破碎，使油相与水相分离，然后采用活性炭进行吸附除油；
步骤八、采用离子交换树脂对步骤七中所述除油后的富镍萃余液进行离子交换吸附，得到离子交换吸附后的富镍萃余液；所述离子交换树脂优选为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和螯合型离子交换树脂中的一种或两种以上，可以采用以下牌号的离子交换树脂：Diphonix、M-4195、Amberlite IRC-747、Amberlite IRC-748、Purolite S950、PuroliteS910、D403、WP-1、WP-2、WP-3或CuWRAM；本实施例采用的是Purolite S910和CuWRAM。
步骤九、对步骤八中所述离子交换吸附后的富镍萃余液进行电解，控制电解温度为60℃，电解电压为4V，电流密度为200A/m2，电解液中镍的浓度为70g/L，得到电解镍；
步骤十、对步骤九中所述电解镍进行真空自耗电极电弧熔炼，得到质量纯度为99.992％的高纯镍。
综上所述，本发明能直接从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍，满足高端高温合金生产对高纯镍的需求，其具有设备投资少、对合金废料牌号要求低、镍浸出高损失少、电解镍纯度高等特点，是一种环境友好、过程高效、绿色循环可持续的好方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将镍基高温合金返回料熔化成液态，得到合金液；所述镍基高温合金返回料中含有钨、钼、钽、铬、铝和铁中的至少一种元素以及镍元素和钴元素，其中镍元素的质量百分含量不小于50％，钴元素的质量百分含量为3％～15％；
步骤二、对步骤一中所述合金液进行雾化处理，得到合金粉末；所述合金粉末的粒径为30μm～300μm；
步骤三、将步骤二中所述合金粉末置于无机酸中进行浸出处理，固液分离后得到浸出液和浸出渣；所述无机酸中氢离子的浓度为4mol/L～10mol/L，所述无机酸的体积V满足：3m≤V≤7m，其中m为合金粉末的质量，m的单位为g，V的单位为mL；所述浸出处理的温度为70℃～90℃，所述浸出处理的时间为1h～5h；
步骤四、采用碱溶液一为沉淀剂对步骤三中所述浸出液进行一段沉淀除杂处理，直至反应体系的pH值为3.5～4.0为止，固液分离后得到液体分离物a和固体分离物b；所述一段沉淀除杂处理的温度为40℃～80℃；
步骤五、采用碱溶液二为沉淀剂对步骤四中所述液体分离物a进行二段沉淀除杂处理，直至反应体系的pH值为4.5～5.5为止，固液分离后得到液体分离物c和固体分离物d，所述液体分离物c中含有镍和钴；所述二段沉淀除杂处理的温度为40℃～80℃；
步骤六、采用萃取的方法将步骤五中所述液体分离物c中的镍和钴分离，得到富钴萃取液和富镍萃余液；
步骤七、对步骤六中所述富镍萃余液进行除油处理，得到除油后的富镍萃余液；所述除油处理的具体过程为：对富镍萃余液进行超声破碎使油相与水相分离，然后采用活性炭进行吸附除油；
步骤八、采用离子交换树脂对步骤七中所述除油后的富镍萃余液进行离子交换吸附，得到离子交换吸附后的富镍萃余液；
步骤九、对步骤八中所述离子交换吸附后的富镍萃余液进行电解，得到电解镍；
步骤十、对步骤九中所述电解镍进行熔炼，得到高纯镍；所述高纯镍的质量纯度不小于99.99％。
2.根据权利要求1所述的一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，步骤一中熔化镍基高温合金返回料所采用的设备为中频感应熔炼炉、高频感应熔炼炉或电弧炉。
3.根据权利要求1所述的一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，步骤二中所述雾化处理的具体雾化方式为气雾化、水雾化或气水混合雾化。
4.根据权利要求1所述的一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，步骤三中所述无机酸为硫酸、盐酸和硝酸中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述的一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，步骤四中所述碱溶液一与步骤五中所述碱溶液二均为碱性化合物与去离子水混合而成的混合溶液，且碱溶液一与碱溶液二中碱性化合物的质量百分含量均为5％～30％；所述碱性化合物为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸三钠、氨水和碳酸氢铵中的一种或两种以上。
6.根据权利要求1所述的一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，步骤六中所述萃取的具体过程为：以液体分离物c为水相，以萃取剂与稀释剂按体积比1∶(2～5)混合而成的混合物为有机相，在有机相和水相的体积比为(1～3)∶1的条件下进行4～8级逆流萃；所述萃取剂为萃取剂P507或/和萃取剂Cyanex272，所述稀释剂为磺化煤油或/和260#溶剂油。
7.根据权利要求1所述的一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，步骤八中所述离子交换树脂为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和螯合型离子交换树脂中的一种或两种以上。
8.根据权利要求1所述的一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，步骤九中所述电解的具体参数为：电解温度40℃～70℃，电解电压2.5V～5.5V，电流密度100A/m2～300A/m2，电解液中镍的浓度60g/L～100g/L。
9.根据权利要求1所述的一种从镍基高温合金返回料中回收制备高纯镍的方法，其特征在于，步骤十中所述熔炼为真空感应熔炼、真空电子束熔炼或真空自耗电极电弧熔炼。
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CN109750167A (zh) * 2019-03-20 2019-05-14 东北大学 一种从镍基高温合金切削废料中回收镍的方法
CN109762995A (zh) * 2019-04-01 2019-05-17 东北大学 一种回收镍基高温合金切削废料中钼元素的方法
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CN101063210B (zh) * 2006-04-25 2010-05-26 襄樊化通化工有限责任公司 以含镍废料再生为原料制造高活性镍饼工艺
CN100554453C (zh) * 2007-12-20 2009-10-28 金川集团有限公司 一种氧化镍矿氯化氧化处理后物料的浸出方法
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