RU2401312C1 - Method of electrochemical treatment of heatproof nickel alloy metal wastes that contain rhenium - Google Patents

Method of electrochemical treatment of heatproof nickel alloy metal wastes that contain rhenium Download PDF

Info

Publication number
RU2401312C1
RU2401312C1 RU2009113255A RU2009113255A RU2401312C1 RU 2401312 C1 RU2401312 C1 RU 2401312C1 RU 2009113255 A RU2009113255 A RU 2009113255A RU 2009113255 A RU2009113255 A RU 2009113255A RU 2401312 C1 RU2401312 C1 RU 2401312C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrolyte
dissolution
alloy
current
nickel alloy
Prior art date
Application number
RU2009113255A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Александрович Палант (RU)
Алексей Александрович Палант
Владимир Александрович Брюквин (RU)
Владимир Александрович Брюквин
Оксана Михайловна Левчук (RU)
Оксана Михайловна Левчук
Александр Владимирович Палант (RU)
Александр Владимирович Палант
Александр Михайлович Левин (RU)
Александр Михайлович Левин
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (ИМЕТ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (ИМЕТ РАН) filed Critical Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (ИМЕТ РАН)
Priority to RU2009113255A priority Critical patent/RU2401312C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2401312C1 publication Critical patent/RU2401312C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy. ^ SUBSTANCE: proposed method comprises dissolving wastes in acid electrolyte by applying AC electric field thereto. Dissolving is performed in nitrate or sulphate electrolyte on applying half-wave asymmetric AC industrial-frequency current and on using second electrode made from tantalum or niobium plates. Note here that anodic dissolution is carried at acidity of nitrate electrolyte at the level of 200-250 g/l HNO3, while that of sulphate electrolyte making 150-200 g/l H2SO4 at 20-40C and current of at least 1 kA. ^ EFFECT: increased process rate, better ecology. ^ 3 cl, 3 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к регенерации вторичного металлического сырья, в частности к переработке металлических отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений.The invention relates to the regeneration of secondary metal raw materials, in particular to the processing of metal waste from heat-resistant nickel alloys containing rhenium.

После распада СССР Россия осталась без освоенных и надежных сырьевых источников рения, широко используемого в ряде современных областях техники (авиация, космос, нефтехимия и др.). В связи с этим, промышленное производство этого редкого и рассеянного элемента в РФ практически прекратилось. В сложившейся ситуации резко возросла актуальность извлечения рения из различных видов вторичного сырья, содержащего данный металл. Одним из наиболее массовым типом подобных материалов являются металлические отходы многокомпонентных авиационных жаропрочных никелевых сплавов марки ЖС-32. Их средний химический состав следующий (в %): Ni~60; Со, W 5-10; Re, Та 2,0-4,0; Мо, Cr, Al 0,5-5,0.After the collapse of the USSR, Russia was left without developed and reliable raw materials for rhenium, which is widely used in a number of modern fields of technology (aviation, space, petrochemicals, etc.). In this regard, the industrial production of this rare and scattered element in the Russian Federation has practically stopped. In this situation, the relevance of extracting rhenium from various types of secondary raw materials containing this metal has sharply increased. One of the most widespread type of such materials is metal waste of multicomponent aviation heat-resistant nickel alloys of ZhS-32 brand. Their average chemical composition is as follows (in%): Ni ~ 60; Co, W 5-10; Re, Ta 2.0-4.0; Mo, Cr, Al 0.5-5.0.

В производственной практике отходы никель-кобальтовых сплавов обычно подшихтовывают при пирометаллургической переработке рудного и вторичного никелевого сырья [Худяков И.Ф., Тихонов А.И. и др. Металлургия меди, никеля и кобальта. М.: Металлургия, 1976 г., 230 с.]. В этом случае рений и другие ценные компоненты (вольфрам, тантал, ниобий, молибден) теряются с общей массой расплава и не возвращаются в производство.In industrial practice, nickel-cobalt alloy wastes are usually lined up during pyrometallurgical processing of ore and secondary nickel raw materials [Khudyakov I.F., Tikhonov A.I. et al. Metallurgy of copper, nickel and cobalt. M .: Metallurgy, 1976, 230 pp.]. In this case, rhenium and other valuable components (tungsten, tantalum, niobium, molybdenum) are lost with the total mass of the melt and are not returned to production.

Другой путь заключается в растворении отходов жаропрочного никелевого сплава марки ЖС-32 в растворах сильных минеральных кислот (азотная или ее смеси с серной или соляной кислотами) [Истрашкина М.В., Передереева З.А., Фомин С.С. Перспективные технологии извлечения рения из отходов никелевых сплавов. В юбилейном сборнике «Гиредмета», М.: ЦИНАО, 2001, с.111-119] - аналог.Another way is to dissolve the waste of heat-resistant nickel alloy grade ZhS-32 in solutions of strong mineral acids (nitric or its mixture with sulfuric or hydrochloric acids) [Istrashkina MV, Peredereeva Z.A., Fomin S.S. Promising technologies for the extraction of rhenium from waste nickel alloys. In the anniversary collection of "Giredmet", Moscow: TsINAO, 2001, p.111-119] - analogue.

Согласно данному методу в оптимальном режиме рений на ~95% переходит в кислый раствор, из которого его затем извлекают известными способами (например, сорбцией на анионообменных смолах). Основные недостатки аналога следующие:According to this method, in an optimal mode, rhenium is transferred to ~ 95% into an acidic solution, from which it is then extracted by known methods (for example, sorption on anion-exchange resins). The main disadvantages of the analogue are as follows:

1. Кинетические затруднения, определяющие высокую продолжительность выщелачивания (до 8-10 часов и более на операцию).1. Kinetic difficulties determining a high leaching time (up to 8-10 hours or more per operation).

2. Необходимость предварительного измельчения отходов.2. The need for preliminary grinding of waste.

3. Экологические ограничения, связанные с интенсивным выделением экологически вредных нитрозных газов.3. Environmental restrictions associated with the intensive release of environmentally harmful nitrous gases.

Наиболее близким техническим решением является способ выделения ценных металлов из суперсплавов (патент RU 2313589 от 2002.11.13). Согласно данному способу окисление (растворение) данного сплава проводят в растворах минеральных кислот при наложении переменного тока, а в качестве электродов (растворимых) непосредственно применяют перерабатываемые отходы. Недостатком данного метода является относительно невысокая скорость окисления (растворения) отходов даже при достаточно высоком выходе по току (~90%).The closest technical solution is a method for the extraction of valuable metals from superalloys (patent RU 2313589 from 2002.11.13). According to this method, the oxidation (dissolution) of this alloy is carried out in solutions of mineral acids by applying alternating current, and recycled waste is directly used as electrodes (soluble). The disadvantage of this method is the relatively low rate of oxidation (dissolution) of the waste, even with a fairly high current output (~ 90%).

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании способа электрохимической переработки жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, при наложении однополупериодного переменного тока промышленной частоты для интенсификации процесса.The problem to which the present invention is directed is to create a method for the electrochemical processing of heat-resistant nickel alloys containing rhenium by applying a half-wave alternating current of industrial frequency to intensify the process.

Техническим результатом изобретения является повышение скорости процесса окисления металлических отходов жаропрочного никелевого сплава, содержащего рений, с обеспечением экологической чистоты.The technical result of the invention is to increase the speed of the oxidation process of metal waste of heat-resistant nickel alloy containing rhenium, while ensuring environmental cleanliness.

Данный технический результат достигается тем, что в способе электрохимической переработки металлических отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, включающем анодное растворение сплава в кислых электролитах при наложении переменного электрического тока, согласно изобретению растворение ведут в азотнокислом или серном электролите при наложении однополупериодного асимметричного переменного электрического тока промышленной частоты при использовании в качестве второго электрода пластины из тантала или ниобия. При этом анодное растворение ведут при поддержании кислотности азотнокислого электролита на уровне 200-250 г/л HNO3 и сернокислого электролита на уровне 150-200 г/л H2SO4, температуре 20-40°С и силе тока не менее 1 кА.This technical result is achieved by the fact that in the method of electrochemical processing of metal waste of heat-resistant nickel alloys containing rhenium, including anodic dissolution of the alloy in acidic electrolytes when applying alternating electric current, according to the invention, the dissolution is carried out in nitric acid or sulfuric electrolyte when applying a half-wave asymmetric alternating electric current of industrial frequency when a tantalum or niobium plate is used as the second electrode. In this case, anodic dissolution is carried out while maintaining the acidity of the nitric acid electrolyte at a level of 200-250 g / l HNO 3 and a sulfate electrolyte at a level of 150-200 g / l H 2 SO 4 , a temperature of 20-40 ° C and a current strength of at least 1 kA.

Сущность изобретения заключается в том, что окисление (растворение) жаропрочного никелевого сплава, содержащего рений, осуществляют в азотно- или сернокислом электролите при наложении однополупериодного асимметричного переменного тока промышленной частоты, который достигается тем, что в качестве 2-го электрода используют пластины из Та или Nb, что связано с полупроводниковыми свойствами оксидов тантала и ниобия (подробнее в книге «Институту ИМЕТ РАН 70 лет», М.: Контакт, 2008, с.189-203).The essence of the invention lies in the fact that the oxidation (dissolution) of a heat-resistant nickel alloy containing rhenium is carried out in a nitrogen or sulfuric acid electrolyte when a half-wave asymmetric alternating current of industrial frequency is applied, which is achieved by using Ta or wafers as the second electrode Nb, which is associated with the semiconductor properties of tantalum and niobium oxides (for more details, see the book "The Institute of Metrology and Informatics of the Russian Academy of Sciences is 70 years old", Moscow: Kontakt, 2008, p.

Как видно из табл.1 процесс кислотного разложения никелевого сплава значительно ускоряется при анодном растворении отходов в данных условиях. При этом, скорость электрохимического окисления сплава примерно в 1,5 раза превышает теоретическое значение, рассчитанное из соответствующего электрохимического эквивалента. Это свидетельствует об активации химического процесса окисления сплава за счет применения вышеописанного режима.As can be seen from table 1, the process of acid decomposition of the nickel alloy is significantly accelerated by the anodic dissolution of the waste under these conditions. Moreover, the rate of electrochemical oxidation of the alloy is approximately 1.5 times higher than the theoretical value calculated from the corresponding electrochemical equivalent. This indicates the activation of the chemical process of oxidation of the alloy due to the application of the above mode.

Таблица 1
Электрохимическое окисление (растворение) жаропрочного никелевого сплава марки ЖС-32 в растворах минеральных кислот
Table 1
Electrochemical oxidation (dissolution) of heat-resistant nickel alloy grade ZhS-32 in solutions of mineral acids
Минеральная кислота, кислотностьMineral acid, acidity Режим окисления (растворения) сплаваThe mode of oxidation (dissolution) of the alloy Скорость растворения сплава, г/час·см2 The dissolution rate of the alloy, g / h · cm 2 HNO3, 250 г/лHNO 3 , 250 g / l Симметричный синусоидальный переменный ток промышленной частоты, рабочая сила тока 2 А, площадь растворяемого образца 16,5 см2, температура ~30°С.Symmetric sinusoidal alternating current of industrial frequency, working current 2 A, the area of the dissolved sample 16.5 cm 2 , temperature ~ 30 ° C. 0,0120.012 HNO3, 250 г/лHNO 3 , 250 g / l Асимметричный однополупериодный переменный ток промышленной частоты, сила тока 2 А, площадь растворяемого образца 16,5 см2, температура ~30°С.Asymmetric half-wave alternating current of industrial frequency, current strength 2 A, the area of the dissolved sample 16.5 cm 2 , temperature ~ 30 ° C. 0,0500,050 H2SO4, 200 г/лH 2 SO 4 , 200 g / l Симметричный синусоидальный переменный ток промышленной частоты, сила тока 1 А, площадь растворяемого образца 49 см2, температура ~25°СSymmetric sinusoidal alternating current of industrial frequency, current strength 1 A, area of the dissolved sample 49 cm 2 , temperature ~ 25 ° С 0,0100.010 H2SO4, 200 г/лH 2 SO 4 , 200 g / l Асимметричный однополупериодный переменный ток промышленной частоты, сила тока 1 А, площадь растворяемого образца 49 см2, температура ~25°СAsymmetric half-wave alternating current of industrial frequency, current strength 1 A, area of the dissolved sample 49 cm 2 , temperature ~ 25 ° С 0,0560.056

С физико-химической точки зрения растворение данного сплава в растворах сильных минеральных кислот при наложении электрического тока можно рассматривать как суммирование двух примерно равнозначных процессов:From the physicochemical point of view, the dissolution of this alloy in solutions of strong mineral acids upon application of electric current can be considered as a summation of two approximately equivalent processes:

- анодное электрохимическое окисление (растворение) сплава;- anodic electrochemical oxidation (dissolution) of the alloy;

- чисто химическое окисление (растворение) сплава.- purely chemical oxidation (dissolution) of the alloy.

При этом наложение однополупериодного переменного электрического тока существенно активирует процесс химического окисления, в результате чего и достигаются такие повышенные показатели по скорости растворения сплава.In this case, the application of a half-wave alternating electric current significantly activates the process of chemical oxidation, as a result of which such increased performance in the rate of dissolution of the alloy is achieved.

Следует подчеркнуть, что хотя концентрация азотной кислоты и не оказывает существенного влияния на скорость окисления сплава, при росте кислотности азотнокислого электролита >250 г/л HNO3 и температуры >50°С происходит резкое повышение выделения вредных нитрозных газов. Поэтому, увеличение температуры электрохимического передела выше 50°С не желательно.It should be emphasized that although the concentration of nitric acid does not significantly affect the rate of oxidation of the alloy, with an increase in acidity of nitric acid electrolyte> 250 g / l HNO 3 and temperature> 50 ° C, a sharp increase in the emission of harmful nitrous gases occurs. Therefore, an increase in the temperature of the electrochemical redistribution above 50 ° C is not desirable.

Следовательно, оптимальные параметры электрохимической переработки металлических отходов жаропрочных никелевых сплавов в азотно- и сернокислом электролитах следующие:Therefore, the optimal parameters of the electrochemical processing of metal waste from heat-resistant nickel alloys in nitrogen and sulfuric acid electrolytes are as follows:

- температура 20-40°С;- temperature 20-40 ° C;

- кислотность электролита 200-250 г/л HNO3 или 150-200 г/л H2SO4;- the acidity of the electrolyte is 200-250 g / l HNO 3 or 150-200 g / l H 2 SO 4 ;

- сила тока 1 кА и выше;- current strength of 1 kA and above;

- электрический режим - однополупериодный переменный ток промышленной частоты, материал второго электрода - тантал или ниобий.- electric mode - a half-wave alternating current of industrial frequency, the material of the second electrode is tantalum or niobium.

Данный режим обеспечивает максимальные показатели по скорости растворения сплава, которая составляет до 2 кг/час при силе тока >1 кА и минимизацию вредных газовыделений.This mode provides maximum performance for the dissolution rate of the alloy, which is up to 2 kg / h at a current strength> 1 kA and minimization of harmful gas emissions.

При электрохимической переработке отходов жаропрочного никелевого сплава происходит разделение компонентов сплава по различным фазам уже на первом этапе электрохимического передела. Так, в анодный кек (осадок) выпадают оксиды вольфрама, молибдена, тантала и ниобия, а в кислом электролите накапливаются основные цветные металлы (никель, кобальт, алюминий и хром). Распределение рения зависит от типа электролита. В азотнокислом варианте рений, в основном, переходит в кислый электролит (~ на 95%). В случае сернокислого электролита - рений на 70% накапливается в анодном шламе, а на 30% концентрируется в насыщенном электролите.During the electrochemical processing of waste heat-resistant nickel alloy, the alloy components are separated into different phases at the first stage of the electrochemical redistribution. So, tungsten, molybdenum, tantalum and niobium oxides precipitate in the anode cake (precipitate), and the main non-ferrous metals (nickel, cobalt, aluminum and chromium) accumulate in the acidic electrolyte. The distribution of rhenium depends on the type of electrolyte. In the nitric acid version, rhenium mainly passes into an acidic electrolyte (~ 95%). In the case of a sulfate electrolyte, rhenium is 70% accumulated in the anode sludge, and 30% concentrated in a saturated electrolyte.

Из насыщенного электролита и анодного шлама рений и другие ценные компоненты извлекаются известными методами выщелачивания, осаждения, ионообменной сорбции или жидкостной экстракции.Rhenium and other valuable components are recovered from the saturated electrolyte and anode sludge by known methods of leaching, precipitation, ion exchange sorption or liquid extraction.

Балансное распределение металлов при электрохимическом окислении (растворении) металлических отходов жаропрочного никелевого сплава в серно- и азотнокислом электролитах показано в табл.2 и 3.The balance distribution of metals during electrochemical oxidation (dissolution) of metal waste of heat-resistant nickel alloy in sulfuric and nitric acid electrolytes is shown in Tables 2 and 3.

Таблица 2
Балансное распределение металлов при электрохимическом окислении (растворении) жаропрочного никелевого сплава марки ЖС-32 в сернокислом электролите в оптимальном режиме, %
table 2
Balanced distribution of metals during electrochemical oxidation (dissolution) of heat-resistant nickel alloy grade ZhS-32 in sulfuric acid electrolyte in optimal mode,%
Продукт переработкиProcessing product ReRe WW MoMo ТаThat NbNb NiNi CoCo AlAl CrCr Насыщенный электролит + промводыSaturated Electrolyte + Promotions 27,027.0 1,01,0 20,020,0 0,50.5 1,01,0 86,586.5 87,587.5 102102 40,040,0 Кек (анодный шлам)Kek (anode slurry) 70,070.0 94,094.0 75,075.0 95,595.5 95,095.0 13,013.0 9,09.0 2,02.0 55,055.0 ИтогоTotal 97,097.0 95,095.0 95,095.0 96,096.0 96,096.0 99,599.5 96,596.5 104104 95,095.0 ДебалансImbalance 3,03.0 5,05,0 5,05,0 4,04.0 4,04.0 0,50.5 3,53,5 +4,0+4.0 5,05,0

Таблица 3
Балансное распределение металлов при электрохимическом окислении (растворении) жаропрочного никелевого сплава марки ЖС-32 в азотнокислом электролите в оптимальном режиме, %
Table 3
Balanced distribution of metals during electrochemical oxidation (dissolution) of heat-resistant nickel alloy grade ZhS-32 in nitric acid electrolyte in optimal mode,%
Продукт переработкиProcessing product ReRe WW MoMo ТаThat NbNb NiNi CoCo AlAl CrCr Насыщенный электролит + промводыSaturated Electrolyte + Promotions 94,994.9 1,01,0 10,010.0 -- 0,50.5 95,095.0 94,694.6 99,599.5 90,090.0 Кек (анодный шлам)Kek (anode slurry) 1,91.9 90,090.0 83,083.0 103103 96,096.0 0,50.5 4,04.0 1,01,0 2,02.0 ИтогоTotal 96,896.8 91,091.0 93,093.0 103103 96,596.5 95,595.5 98,698.6 100,5100.5 92,092.0 ДебалансImbalance 3,23.2 9,09.0 7,07.0 +3,0+3.0 3,53,5 4,54,5 1,41.4 +0,5+0.5 8,08.0

Пример 1.Example 1

На переработку поступают металлические отходы жаропрочного никелевого сплава марки ЖС-32, представляющие собой фрагменты и обломки лопаток газовых турбин геометрических габаритов: длина 2-7,5 см, ширина до 4,5 см. Химический состав отходов следующий (в %): Со 7,0; W 8,5; Мо 1,15; Re 3,6; Si 0,75; Та 3,2; Nb 1,35; Cr 4,75; Al 5,15; С 0,15, остальное - никель.ZhS-32 grade heat-resistant nickel alloy metal fragments and fragments of blades of gas turbines of geometric dimensions: length 2-7.5 cm, width up to 4.5 cm, chemical composition of the waste is as follows (in%): Co 7 0; W 8.5; Mo 1.15; Re 3.6; Si 0.75; Ta 3.2; Nb 1.35; Cr 4.75; Al 5.15; C 0.15, the rest is nickel.

Отходы подвергали электрохимическому окислению (растворению) под действием симметричного синусоидального переменного тока промышленной частоты. Режим процесса: температура 40°С, раствор 200 г/л H2SO4, плотность по току 0,1 А/см2, продолжительность 1 час. В данном режиме скорость окисления (растворения) сплава составила 0,450 г/час. Выход по току - 90%.The waste was subjected to electrochemical oxidation (dissolution) under the action of a symmetric sinusoidal alternating current of industrial frequency. Process mode: temperature 40 ° C, a solution of 200 g / l H 2 SO 4 , current density 0.1 A / cm 2 , duration 1 hour. In this mode, the oxidation (dissolution) rate of the alloy was 0.450 g / h. The current efficiency is 90%.

Аналогичные результаты были получены и при использовании раствора HNO3 (250 г/л).Similar results were obtained when using a solution of HNO 3 (250 g / l).

Пример 2.Example 2

На переработку поступают металлические отходы жаропрочного никелевого сплава марки ЖС-32, представляющие собой фрагменты и обломки лопаток газовых турбин геометрических габаритов: длина 2-7,5 см, ширина до 4,5 см. Химический состав отходов следующий (в %): Со 7,0; W 8,5; Мо 1,15; Re 3,6; Si 0,75; Та 3,2; Nb 1,35; Cr 4,75; Al 5,15; С 0,15, остальное - никель.ZhS-32 grade heat-resistant nickel alloy metal fragments and fragments of blades of gas turbines of geometric dimensions: length 2-7.5 cm, width up to 4.5 cm, chemical composition of the waste is as follows (in%): Co 7 0; W 8.5; Mo 1.15; Re 3.6; Si 0.75; Ta 3.2; Nb 1.35; Cr 4.75; Al 5.15; C 0.15, the rest is nickel.

Окисление (растворение) сплава осуществляли при наложении однополупериодного асимметричного переменного тока промышленной частоты в накопительном режиме. Для этого в качестве 2-го электрода в данном случае использовали пластину из Та (25×10 мм).Oxidation (dissolution) of the alloy was carried out by applying a half-wave asymmetric alternating current of industrial frequency in the storage mode. To do this, in this case, a plate of Ta (25 × 10 mm) was used as the 2nd electrode.

Условия электрохимического анодного растворения сплава: кислотность сернокислого электролита ~200 г/л H2SO4, плотность по току ~0,1 А/см2, температура 40°С, продолжительность электрохимического выщелачивания 100 часов. Всего в данном режиме было растворено 177,5 г сплава ЖС-32, то есть скорость растворения сплава составила ~1,8 г/час. Таким образом скорость окисления (растворения) сплава возросла ~ в 4 раза.The conditions of the electrochemical anodic dissolution of the alloy: the acidity of the sulfate electrolyte is ~ 200 g / l H 2 SO 4 , the current density is ~ 0.1 A / cm 2 , the temperature is 40 ° C, the duration of the electrochemical leaching is 100 hours. In total, 177.5 g of ZhS-32 alloy was dissolved in this mode, that is, the dissolution rate of the alloy was ~ 1.8 g / h. Thus, the rate of oxidation (dissolution) of the alloy increased ~ 4 times.

Пример 3.Example 3

На переработку поступают металлические отходы жаропрочного никелевого сплава марки ЖС-32, представляющие собой фрагменты и обломки лопаток газовых турбин геометрических габаритов: длина 2-7,5 см, ширина до 4,5 см. Химический состав отходов следующий (в %): Со 7,0; W 8,5; Мо 1,15; Re 3,6; Si 0,75; Та 3,2; Nb 1,35; Cr 4,75; Al 5,15; С 0,15, остальное - никель.ZhS-32 grade heat-resistant nickel alloy metal fragments and fragments of blades of gas turbines of geometric dimensions: length 2-7.5 cm, width up to 4.5 cm, chemical composition of the waste is as follows (in%): Co 7 0; W 8.5; Mo 1.15; Re 3.6; Si 0.75; Ta 3.2; Nb 1.35; Cr 4.75; Al 5.15; C 0.15, the rest is nickel.

Анодное окисление (растворение) сплава осуществляют в растворе 250 г/л HNO3. Режим процесса: плотность по току 0,1 А/см2, температура 30°С, продолжительность электрохимического выщелачивания составила 72 часа. Всего в данном режиме было растворено 130 г сплава ЖС-32, то есть скорость растворения составила 1,8 г/час, что сопоставимо с показателями процесса при использовании сернокислого электролита (пример 2).Anodic oxidation (dissolution) of the alloy is carried out in a solution of 250 g / l HNO 3 . Process mode: current density 0.1 A / cm 2 , temperature 30 ° C, the duration of the electrochemical leaching was 72 hours. In total, 130 g of ZhS-32 alloy was dissolved in this mode, that is, the dissolution rate was 1.8 g / h, which is comparable to the process indicators when using sulfate electrolyte (example 2).

Приведенные примеры подтверждают достижение позитивного эффекта применения однополупериодного режима для интенсификации процесса электрохимического окисления (растворения) металлических отходов жаропрочного никелевого сплава, содержащего рений.The given examples confirm the achievement of the positive effect of the application of the half-wave regime for intensifying the process of electrochemical oxidation (dissolution) of metal waste from a heat-resistant nickel alloy containing rhenium.

К преимуществам предлагаемого технического решения по сравнению с базовым объектом относятся:The advantages of the proposed technical solution compared to the base object include:

1. Высокая скорость растворения отходов, обусловленная активирующим влиянием однополупериодного переменного тока в данных условиях.1. High dissolution rate of waste due to the activating effect of half-wave alternating current in these conditions.

2. Возможность переработки отходов без их предварительного измельчения.2. The possibility of processing waste without prior grinding.

3. Комплексность технологии с извлечением практически всех ценных компонентов (Ni, Со, Та, Nb, W, Re).3. The complexity of the technology with the extraction of almost all valuable components (Ni, Co, Ta, Nb, W, Re).

4. Экологическая чистота, связанная с минимизацией вредных газовыделений за счет оптимизации технологического режима.4. Environmental cleanliness associated with minimizing harmful gas emissions by optimizing the process conditions.

Claims (3)

1. Способ электрохимической переработки металлических отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, включающий анодное растворение в кислом электролите при наложении переменного электрического тока, отличающийся тем, что растворение ведут в азотнокислом или сернокислом электролите при наложении однополупериодного асимметричного переменного электрического тока промышленной частоты при использовании в качестве второго электрода пластины из тантала или ниобия.1. The method of electrochemical processing of metal waste from heat-resistant nickel alloys containing rhenium, including anodic dissolution in an acidic electrolyte when applying an alternating electric current, characterized in that the dissolution is carried out in a nitric acid or sulfuric acid electrolyte when applying a half-wave asymmetric alternating electric current of industrial frequency when used as the second electrode is a plate of tantalum or niobium. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что анодное растворение ведут при поддержании кислотности азотнокислого электролита на уровне 200-250 г/л НNО3, при температуре 20-40°С и силе тока не менее 1 кА.2. The method according to claim 1, characterized in that the anodic dissolution is carried out while maintaining the acidity of the nitric acid electrolyte at a level of 200-250 g / l HNO 3 , at a temperature of 20-40 ° C and a current strength of at least 1 kA. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что анодное растворение ведут при поддержании кислотности сернокислого электролита на уровне 150-200 г/л H2SO4, при температуре 20-40°С и силе тока не менее 1 кА. 3. The method according to claim 1, characterized in that the anodic dissolution is carried out while maintaining the acidity of the sulfate electrolyte at a level of 150-200 g / l H 2 SO 4 , at a temperature of 20-40 ° C and a current strength of at least 1 kA.
RU2009113255A 2009-04-09 2009-04-09 Method of electrochemical treatment of heatproof nickel alloy metal wastes that contain rhenium RU2401312C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009113255A RU2401312C1 (en) 2009-04-09 2009-04-09 Method of electrochemical treatment of heatproof nickel alloy metal wastes that contain rhenium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009113255A RU2401312C1 (en) 2009-04-09 2009-04-09 Method of electrochemical treatment of heatproof nickel alloy metal wastes that contain rhenium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2401312C1 true RU2401312C1 (en) 2010-10-10

Family

ID=44024863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009113255A RU2401312C1 (en) 2009-04-09 2009-04-09 Method of electrochemical treatment of heatproof nickel alloy metal wastes that contain rhenium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2401312C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2484159C1 (en) * 2012-04-12 2013-06-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук Method of electrochemical processing refractory nickel alloy wastes bearing rhenium, tungsten, tantalum and other valuable metals
RU2542182C1 (en) * 2013-10-11 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ) Method of nickel recovery at electrochemical processing of heat-resisting nickel alloys
RU2555317C2 (en) * 2013-10-16 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ) Method of production of nickel and rhenium powders with different content of components during processing of rhenium containing heat-resisting nickel alloys

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2484159C1 (en) * 2012-04-12 2013-06-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук Method of electrochemical processing refractory nickel alloy wastes bearing rhenium, tungsten, tantalum and other valuable metals
RU2542182C1 (en) * 2013-10-11 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ) Method of nickel recovery at electrochemical processing of heat-resisting nickel alloys
RU2555317C2 (en) * 2013-10-16 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ) Method of production of nickel and rhenium powders with different content of components during processing of rhenium containing heat-resisting nickel alloys

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2015301415B2 (en) Method for extraction and separation of rare earth elements
KR102188441B1 (en) Method for preparing a solution containing nickel and cobalt
CN106048231A (en) Method for recovering tantalum, silver, nickel and iron from waste tantalum capacitor
RU2401312C1 (en) Method of electrochemical treatment of heatproof nickel alloy metal wastes that contain rhenium
CN111334666A (en) Method for comprehensively utilizing valuable elements in ultrasonic leaching high-temperature alloy waste
CN102978406B (en) Regeneration method for rhenium-containing high-temperature alloy scrap
EP3305923B1 (en) Aqueous cobalt chloride solution purification method
JP5867727B2 (en) Separation method of rare earth elements
Olayiwola et al. Cleaner production of ammonium paratungstate by membrane electrolysis-precipitation of sodium tungstate solution
Palant et al. Complex electrochemical processing of the metallic wastes from a rhenium-containing nickel superalloy in sulfuric acid electrolytes
CN103628088B (en) Method for separating cobalt from cobalt-containing alloy and cobalt sulfate product
CN105887118A (en) Method for selectively separating and recycling tellurium from tellurium-containing materials
WO2014057541A1 (en) Method and device for separating rare earth elements
US9656873B2 (en) Purification of tungsten carbide compositions
Kuznetsova et al. AC electrochemical oxidation of nickel and VNZh alloy in alkaline-ammonium solutions
CN109161934A (en) Separate rare earth element and the method for directly preparing rare earth metal in Nd Fe B alloys waste material
Nguyen et al. Separation and recovery of Co (II) and Li (I) from spent lithium-ion mobile phone bat-teries
RU2542182C1 (en) Method of nickel recovery at electrochemical processing of heat-resisting nickel alloys
Palant et al. Electrochemical processing of the metallic wastes of ZhS32 nickel superalloys
RU2555317C2 (en) Method of production of nickel and rhenium powders with different content of components during processing of rhenium containing heat-resisting nickel alloys
JP6565591B2 (en) Calcium separation method
JP7453727B1 (en) How to extract aluminum
RU2479652C1 (en) Electrochemical processing method of metal wastes of tungsten-copper alloy wastes
JP7349592B1 (en) Metal leaching method and metal recovery method
WO2023188489A1 (en) Metal leaching method and metal recovery method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190410