RU2479652C1 - Electrochemical processing method of metal wastes of tungsten-copper alloy wastes - Google Patents

Electrochemical processing method of metal wastes of tungsten-copper alloy wastes Download PDF

Info

Publication number
RU2479652C1
RU2479652C1 RU2011152222/02A RU2011152222A RU2479652C1 RU 2479652 C1 RU2479652 C1 RU 2479652C1 RU 2011152222/02 A RU2011152222/02 A RU 2011152222/02A RU 2011152222 A RU2011152222 A RU 2011152222A RU 2479652 C1 RU2479652 C1 RU 2479652C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tungsten
wastes
metal
electrochemical processing
copper
Prior art date
Application number
RU2011152222/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Александрович Палант
Александр Михайлович Левин
Леонид Алексеевич Палант
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова 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 filed Critical Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН
Priority to RU2011152222/02A priority Critical patent/RU2479652C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2479652C1 publication Critical patent/RU2479652C1/en

Links

Images

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

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

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention refers to regeneration of secondary metal-bearing raw material, including to electrochemical processing of metal wastes of tungsten-copper alloys containing 7-50% Cu. The above method involves anodic oxidation of wastes in 10-15% of ammonia solution under action of direct current. At that, the oxidation process is performed with addition to the solution of 0.1-0.5 M NaOH or 0.1-0.5 M KOH at current density of 1000-3000 A/m2.
EFFECT: improvement of metal extraction at minimum electric power consumption and effective separation of tungsten and copper.
2 dwg, 1 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к регенерации вторичного металлсодержащего сырья, в частности к переработке металлических отходов сплавов W-Cu.The invention relates to the recovery of secondary metal-containing raw materials, in particular to the processing of metal waste from W-Cu alloys.

Вовлечение в заводскую практику регенерации различных видов отходов цветных и редких тугоплавких металлов является важной научно-технической задачей. Это связано с ограниченной сырьевой базой редких металлов и возможностью достижения достаточно высоких показателей при переработке вторичного сырья (извлечение ценных компонентов, минимизация капитальных затрат и т.п.)Involvement in the factory practice of the regeneration of various types of non-ferrous and rare refractory metal wastes is an important scientific and technical task. This is due to the limited raw material base of rare metals and the possibility of achieving sufficiently high indicators in the processing of secondary raw materials (extraction of valuable components, minimization of capital costs, etc.)

В общем случае, технология переработки вольфрамсодержащих металлических отходов (в том числе и карбидных) основана на комбинированных пиро- и гидрометаллургических процессах, таких как: обжиг, выщелачивание, жидкостная экстракция и т.п. [А.Н.Зеликман. Металлургия тугоплавких металлов. М.: Металлургия, 1986. 440 с.].In general, the technology for processing tungsten-containing metal wastes (including carbide) is based on combined pyro- and hydrometallurgical processes, such as: firing, leaching, liquid extraction, etc. [A.N. Zelikman. Metallurgy of refractory metals. M.: Metallurgy, 1986. 440 p.].

Применительно к утилизации металлических отходов вольфрама особенно перспективно использование электрохимических методов, основанных на анодном окислении (растворении) отходов под действием различных форм электрического тока. Данные методы обеспечивают высокое извлечение ценных компонентов и качество получаемой продукции. Так, в Патенте РФ №2340707 «Способ электрохимической переработки металлических отходов вольфрама или рения» описана технология данных видов металлических отходов в аммиачных электролитах под действием симметричного переменного тока промышленной частоты (аналог). Для обеспечения необходимой электропроводности системы аммиачный электролит предварительно выдерживают в магнитном поле, напряженностью >600 Э в течение 24-48 часов.With regard to the disposal of tungsten metal waste, the use of electrochemical methods based on the anodic oxidation (dissolution) of waste under the influence of various forms of electric current is especially promising. These methods provide high extraction of valuable components and the quality of the resulting product. So, in the RF Patent No. 2340707 “Method for the electrochemical processing of tungsten or rhenium metal wastes”, the technology of these types of metal wastes in ammonia electrolytes under the influence of a symmetrical alternating current of industrial frequency (analogue) is described. To ensure the necessary electrical conductivity of the system, the ammonia electrolyte is preliminarily held in a magnetic field with a strength of> 600 Oe for 24-48 hours.

В данных условиях достигается повышение электропроводности аммиачного раствора более чем на 50%. Это позволяет сократить продолжительность первоначального этапа электрохимического накопительного передела с 24 до 10-12 часов. Ограничительные моменты описанного процесса следующие: это и относительно невысокая степень повышения электропроводности (~50%), и достаточно высокая продолжительность такой предварительной обработки.Under these conditions, an increase in the electrical conductivity of the ammonia solution by more than 50% is achieved. This allows you to reduce the duration of the initial stage of the electrochemical storage redistribution from 24 to 10-12 hours. The limiting moments of the described process are as follows: this is a relatively low degree of increase in electrical conductivity (~ 50%), and a rather high duration of such preliminary processing.

Наиболее близким техническим решением является «Способ переработки отходов металлического вольфрама» (Патент РФ №1794108, БИ №5 от 07.02.1993). Согласно этому методу переработку металлических отходов вольфрама осуществляют в аммиачном электролите под действием постоянного электрического тока силой до 1 мА и выше. Для обеспечения необходимой электропроводности системы в электролит вводят специальные добавки, например, триэтаноламин. Ограничительные стороны данного метода заключаются в использовании органических добавок триэтаноламина, не характерных для гидрометаллургических процессов переработки редких металлов. Кроме того, данные добавки могут отрицательно повлиять на процесс осаждения паравольфрамата аммония при упарке аммиачных растворов.The closest technical solution is the “Method of processing metal tungsten waste” (RF Patent No. 1794108, BI No. 5 of 02/07/1993). According to this method, the processing of tungsten metal waste is carried out in an ammonia electrolyte under the influence of a constant electric current with a force of up to 1 mA and above. To ensure the necessary electrical conductivity of the system, special additives, for example, triethanolamine, are introduced into the electrolyte. The limitations of this method are the use of organic additives of triethanolamine, which are not typical for hydrometallurgical processes of rare metals processing. In addition, these additives can adversely affect the deposition of ammonium paratungstate during evaporation of ammonia solutions.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании способа электрохимической переработки металлических отходов сплава вольфрам-медь в аммиачных растворах, обеспечивающих необходимую электропроводность системы и разделение извлекаемых металлов.The problem to which the present invention is directed, is to create a method for the electrochemical processing of metal wastes of a tungsten-copper alloy in ammonia solutions, providing the necessary electrical conductivity of the system and separation of the extracted metals.

Техническим результатом изобретения является повышение извлечения вольфрама и меди в товарную продукцию до 98-99%.The technical result of the invention is to increase the extraction of tungsten and copper in commercial products up to 98-99%.

Технический результат достигается тем, что в способе электрохимической переработки металлических отходов сплавов вольфрам-медь, включающем анодное окисление в 10-15% аммиаке под действием постоянного электрического тока, согласно изобретению, процесс проводят с добавками 0,1-0,5 М NaOH или KOH при плотности тока 1000-3000 А/м2.The technical result is achieved by the fact that in the method of electrochemical processing of metal waste of tungsten-copper alloys, including anodic oxidation in 10-15% ammonia under the influence of direct electric current, according to the invention, the process is carried out with the addition of 0.1-0.5 M NaOH or KOH at a current density of 1000-3000 A / m 2 .

На рис.1 представлена зависимость выхода по току от плотности тока, из чего видно, что оптимальный режим лежит в интервале плотности тока до ~300 мА/см2.Figure 1 shows the dependence of the current efficiency on the current density, which shows that the optimal mode lies in the range of current density up to ~ 300 mA / cm 2 .

Сущность изобретения заключается в том, что для обеспечения необходимой электропроводности системы анодного окисления (растворения) металлических отходов сплава вольфрам-медь в исходный аммиачный раствор вводят добавки NaOH или KOH.The essence of the invention lies in the fact that to ensure the necessary electrical conductivity of the anodic oxidation (dissolution) system of metal waste of the tungsten-copper alloy, additives of NaOH or KOH are introduced into the initial ammonia solution.

Рекомендуемый режим электрохимического передела: раствор NH4OH 10-15% + 0,1-0,5 М NaOH или KOH, постоянный электрический ток, температура 20-30°C, продолжительность 2 часа, плотность тока 1000-3000 А/м2 (рис.1).Recommended electrochemical redistribution mode: NH 4 OH solution 10-15% + 0.1-0.5 M NaOH or KOH, direct current, temperature 20-30 ° C, duration 2 hours, current density 1000-3000 A / m 2 (fig. 1).

Как видно из табл.1, в данных условиях выход по току приближается к 100%. При этом вольфрам переходит в щелочной раствор, а медь на 50% в осадок в виде Cu0 за счет процесса катодного восстановления меди. Важно, что при кипячении полученного вольфраматного раствора та часть меди, что перешла в раствор, также восстанавливается и выпадает в осадок в виде Cu0.As can be seen from table 1, under these conditions, the current efficiency approaches 100%. In this case, tungsten passes into an alkaline solution, and copper by 50% in the precipitate in the form of Cu 0 due to the cathodic reduction of copper. It is important that upon boiling the obtained tungstate solution, that part of the copper that has passed into the solution is also reduced and precipitates in the form of Cu 0 .

Таблица 1Table 1 Плотность тока, мА/см2 Current density, mA / cm 2 Сила тока, мАCurrent strength, mA Растворилось сплава, Δ М, гDissolved alloy, Δ M, g Теоретическое Δ М, гTheoretical Δ M, g Выход по току, %Current output,% 100one hundred 128128 0,310.31 0,290.29 ~100~ 100 200200 280280 0,660.66 0,650.65 ~100~ 100 300300 294294 0,660.66 0,670.67 99,999.9 400400 368368 0,800.80 0,860.86 93,093.0 500500 420420 0,870.87 0,980.98 89,089.0

Получаемые растворы W(VI) могут быть направлены без какой-либо предварительной обработки на осаждение вольфрамовой кислоты по известной реакции:The resulting solutions of W (VI) can be sent, without any pre-treatment, to the precipitation of tungsten acid by a known reaction:

[Na(K)2WO4]+2HCl(HNO3)=H2WO4+2NaCl (NaNO3)[Na (K) 2 WO 4 ] + 2HCl (HNO 3 ) = H 2 WO 4 + 2NaCl (NaNO 3 )

Таким образом, патентуется процесс анодного окисления (растворения) металлических сплавов вольфрам-медь в растворах NH4OH+Na(K)OH под действием постоянного электрического тока плотностью до 3000 А/м2 с разделением вольфрама и меди, которая переходит в осадок в виде Cu0.Thus, the patented process of anodic oxidation (dissolution) of tungsten-copper metal alloys in solutions of NH 4 OH + Na (K) OH under the influence of direct electric current with a density of up to 3000 A / m 2 with the separation of tungsten and copper, which becomes a precipitate in the form Cu 0 .

Пример 1Example 1

На электрохимическую переработку поступает отход сплава W-Cu, содержащий 10% Cu. Режим анодного окисления (растворения) сплава: раствор 10% NH4OH+0,5 М NaOH, температура 20°C, продолжительность 2 часа, плотность постоянного электрического тока 200 мА/см2, сила тока 280 мА, площадь растворяемого образца 1,40 см2, объем полученного раствора выщелачивания 150 мл.W-Cu alloy waste containing 10% Cu enters the electrochemical processing. The mode of anodic oxidation (dissolution) of the alloy: a solution of 10% NH 4 OH + 0.5 M NaOH, temperature 20 ° C, duration 2 hours, constant current density of 200 mA / cm 2 , current strength 280 mA, the area of the dissolved sample 1, 40 cm 2 , the volume of the leach solution obtained is 150 ml.

В данных условиях растворилось 0,66 г исходного сплава. При этом до 50% Cu, содержавшейся в сплаве, перешло в раствор, в котором растворилось 3,96 г/л W. Данный продукт кипятили до 60 мин для полного удаления меди в виде Cu0 и повышения концентрации вольфрама в растворе до ~10 г/л. Из этого раствора осаждали H2WO4 по обычной методике нейтрализацией минеральной кислотой (например, H2SO4).Under these conditions, 0.66 g of the starting alloy was dissolved. In this case, up to 50% of the Cu contained in the alloy passed into a solution in which 3.96 g / L W was dissolved. This product was boiled for 60 min to completely remove copper in the form of Cu 0 and increase the tungsten concentration in the solution to ~ 10 g / l H 2 WO 4 was precipitated from this solution by the usual method of neutralization with mineral acid (for example, H 2 SO 4 ).

Извлечение W и Си в товарную продукцию составило 99,5%.The recovery of W and Cu in commercial products amounted to 99.5%.

Пример 2Example 2

На электрохимическую переработку поступает отход сплава W-Cu, содержащий 10% Cu. Режим анодного окисления сплава: 10% NH4OH+0,5 М KOH, температура 20°C, продолжительность 2 часа, плотность постоянного тока 300 мА/см2, сила тока 295 мА, площадь растворяемого образца 1,5 см2. Всего при этом было растворено 0,66 г сплава и получено 120 мл раствора, содержащего 4,95 г/л W.W-Cu alloy waste containing 10% Cu enters the electrochemical processing. Anodic oxidation mode of the alloy: 10% NH 4 OH + 0.5 M KOH, temperature 20 ° C, duration 2 hours, direct current density 300 mA / cm 2 , current 295 mA, the area of the dissolved sample 1.5 cm 2 . In total, 0.66 g of the alloy was dissolved and 120 ml of a solution containing 4.95 g / l W was obtained.

После кипячения этого раствора и полного удаления меди в виде Cu0 из очищенного раствора осаждали H2WO4 по вышеописанной методике.After boiling this solution and completely removing copper in the form of Cu 0 from the purified solution, H 2 WO 4 was precipitated by the above procedure.

Извлечение W и Cu в товарную продукцию составило 98,9%.Extraction of W and Cu in commercial products amounted to 98.9%.

Приведенные примеры подтверждают достижение положительного эффекта при использовании предлагаемого технического решения с минимизацией энергозатрат. На рис.2 приводится принципиальная технологическая схема переработки данных отходов по описанному способу.The above examples confirm the achievement of a positive effect when using the proposed technical solution with minimizing energy consumption. Figure 2 shows a schematic flow chart of the processing of these wastes according to the described method.

Claims (1)

Способ электрохимической переработки металлических отходов сплавов вольфрам-медь, включающий анодное окисление отходов в 10-15%-ном растворе аммиака под действием постоянного электрического тока, отличающийся тем, что процесс окисления проводят с добавкой в раствор 0,1-0,5 М NaOH или 0,1-0,5 М KOH при плотности тока 1000-3000 А/м2. A method for the electrochemical processing of metal waste of tungsten-copper alloys, including anodic oxidation of waste in a 10-15% ammonia solution under the influence of direct electric current, characterized in that the oxidation process is carried out with the addition of 0.1-0.5 M NaOH or 0.1-0.5 M KOH at a current density of 1000-3000 A / m 2 .
RU2011152222/02A 2011-12-21 2011-12-21 Electrochemical processing method of metal wastes of tungsten-copper alloy wastes RU2479652C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011152222/02A RU2479652C1 (en) 2011-12-21 2011-12-21 Electrochemical processing method of metal wastes of tungsten-copper alloy wastes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011152222/02A RU2479652C1 (en) 2011-12-21 2011-12-21 Electrochemical processing method of metal wastes of tungsten-copper alloy wastes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2479652C1 true RU2479652C1 (en) 2013-04-20

Family

ID=49152723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011152222/02A RU2479652C1 (en) 2011-12-21 2011-12-21 Electrochemical processing method of metal wastes of tungsten-copper alloy wastes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2479652C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0095358A1 (en) * 1982-05-21 1983-11-30 University Patents, Inc. Method of recovering metal values from superalloy scrap
RU2048561C1 (en) * 1992-04-14 1995-11-20 Санкт-Петербургский государственный университет Method for processing of scrap of tungsten-containing cermet compositions
RU2110590C1 (en) * 1996-07-11 1998-05-10 Институт металлургии им.А.А.Байкова РАН Method of processing carbide waste originated from solid alloys
JP3056476B1 (en) * 1999-01-14 2000-06-26 株式会社東富士製作所 Method for producing recycled W—Co raw material powder from cemented carbide scrap and method for producing tungsten-based sintered heavy alloy using the same
RU2189402C1 (en) * 2001-02-21 2002-09-20 Северо-Кавказский государственный технологический университет Technology processing waste of hard alloys
WO2011083376A1 (en) * 2010-01-08 2011-07-14 Jayakannan Arumugavelu A process for recycling of tungsten carbide alloy

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0095358A1 (en) * 1982-05-21 1983-11-30 University Patents, Inc. Method of recovering metal values from superalloy scrap
RU2048561C1 (en) * 1992-04-14 1995-11-20 Санкт-Петербургский государственный университет Method for processing of scrap of tungsten-containing cermet compositions
RU2110590C1 (en) * 1996-07-11 1998-05-10 Институт металлургии им.А.А.Байкова РАН Method of processing carbide waste originated from solid alloys
JP3056476B1 (en) * 1999-01-14 2000-06-26 株式会社東富士製作所 Method for producing recycled W—Co raw material powder from cemented carbide scrap and method for producing tungsten-based sintered heavy alloy using the same
RU2189402C1 (en) * 2001-02-21 2002-09-20 Северо-Кавказский государственный технологический университет Technology processing waste of hard alloys
WO2011083376A1 (en) * 2010-01-08 2011-07-14 Jayakannan Arumugavelu A process for recycling of tungsten carbide alloy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106756084B (en) Method for extracting noble metal by taking iron-based material as trapping agent
JP5469157B2 (en) Electrochemical process for recovering valuable metal iron and sulfuric acid from iron-rich sulfate waste, mining residues, and pickling liquors
CA2860614C (en) Recovering lead from a mixed oxidized material
CN101383440B (en) Method for recycling and preparing superfine nickel powder from nickel-hydrogen cell
KR20170131625A (en) METHOD FOR REMOVING COPPER FROM LITHIUM ION BATTERY SCRAP AND METHOD FOR RETAINING METAL
CN105087935A (en) Method for recycling copper, indium and gallium from waste copper-indium-gallium target
KR20230044244A (en) Methods for recovering cobalt ions, nickel ions and manganese ions from metal-bearing residues
CN103849775A (en) Method for recycling nickel and cobalt from high temperature alloyed scrap
CN101994003A (en) Process for selectively extracting copper and cobalt from heterogenite
JP2010126779A (en) Method for recovering nickel concentrate from used nickel hydride battery
JP6314730B2 (en) Method for recovering valuable metals from waste nickel metal hydride batteries
CN105887118A (en) Method for selectively separating and recycling tellurium from tellurium-containing materials
CN103628088B (en) Method for separating cobalt from cobalt-containing alloy and cobalt sulfate product
US9656873B2 (en) Purification of tungsten carbide compositions
AU2019290870B2 (en) Nickel sulfate compound manufacturing method
CN103993330A (en) Zinc electrolysis technology of zinc ammonia complex aqueous solution
RU2479652C1 (en) Electrochemical processing method of metal wastes of tungsten-copper alloy wastes
CN104651880A (en) Method for treating cyanogen-containing barren solution using copper removal and cyanogen separation combination technology
CN114941076A (en) Method for extracting and recovering gold from aqueous solution
CN111099652B (en) Method for separating silver and copper in silver electrolysis waste liquid
US20230124749A1 (en) Ammonium complex system-based method for separating and purifying lead, zinc, cadmium, and copper
RU2401312C1 (en) Method of electrochemical treatment of heatproof nickel alloy metal wastes that contain rhenium
JP6373772B2 (en) Method for recovering indium and gallium
CN104263941B (en) A kind of technique of comprehensively recovering valuable metal from electroplating sludge
JP6201905B2 (en) Method for recovering valuable metals from waste nickel metal hydride batteries

Legal Events

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

Effective date: 20191222