RU2484159C1 - Способ электрохимической переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы - Google Patents
Способ электрохимической переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2484159C1 RU2484159C1 RU2012114252/02A RU2012114252A RU2484159C1 RU 2484159 C1 RU2484159 C1 RU 2484159C1 RU 2012114252/02 A RU2012114252/02 A RU 2012114252/02A RU 2012114252 A RU2012114252 A RU 2012114252A RU 2484159 C1 RU2484159 C1 RU 2484159C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rhenium
- tantalum
- tungsten
- alloy
- anodic oxidation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу электрохимической переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы, входящие в состав перерабатываемого сплава. Способ включает анодное окисление сплава в кислом электролите при наложении электрического тока. При этом анодное окисление сплава проводят в кислом электролите, содержащем 150 г/л H2SO4+50 г/л HCl. Процесс ведут при наложении постоянного тока плотностью 250-300 мА/см2 и температуре 20-40°С. Техническим результатом является существенное повышение скорости процесса анодного окисления до 250-315 мг/см2·час. 3 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к переработке вторичного металлического сырья, в частности к утилизации отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы.
В современных условиях в России нет надежных и освоенных сырьевых источников рения, что определяет острую необходимость максимального использования различных видов вторичного сырья, содержащего данный металл (отходы производства металлического рения, отработанные рениевые катализаторы и др.).
Одним из наиболее массовых видов вторичного ренийсодержащего сырья являются отходы жаропрочных никелевых сплавов марки ЖС-32. Их типичный состав приведен в табл.1.
Таблица 1 | |||
Типичный состав отходов сплавов марки ЖС-32 | |||
Компонент | Содержание, % | Компонент | Содержание, % |
Никель | ~60 | Хром | 4,7-5,0 |
Рений | 3,6-4,0 | Ниобий | 1,3-1,5 |
Вольфрам | 8,0-8,5 | Алюминий | 5,1-5,3 |
Молибден | 1,0-1,2 | Кремний | 0,7-0,9 |
Тантал | 3,3-3,5 | Кобальт | 7,0-7,5 |
В промышленных условиях металлические отходы никеля и кобальта обычно подшихтовывают при пирометаллургической переработке рудного и вторичного сырья [Худяков И.Ф., Тихонов А.И. и др. Металлургия меди, никеля и кобальта, М.: Металлургия, 1976, 230 с.]. Рений и другие ценные металлы в данных условиях полностью теряются с различными продуктами переработки (отходящие газы, шлак и т.п.).
Известен способ (аналог) разложения жаропрочных сплавов марки ЖС-32 в минеральных кислотах (H2SO4, HNO3) в окислительных условиях с переводом основной части рения в раствор [Касиков А.Г., Петрова А.М. Рециклинг рения из отходов жаропрочных и специальных сплавов. Технология металлов, 2010, №2, С.2-12]. Лимитирующий фактор данного процесса - необходимость предварительного измельчения перерабатываемых продуктов.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является «Способ электрохимической переработки металлических отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений [патент РФ №2401312 от 09.04.2009]. Процесс включает анодное окисление (растворение) отходов жаропрочного сплава в кислых электролитах (200-250 г/л HNO3 или 150-200 г/л H2SO4) при температуре 20-40°C и силе тока не менее 1 кА.
Переработку проводят в режиме асимметричного однополупериодного переменного тока промышленной частоты. Недостатком данного метода является ограниченная скорость окисления (растворения) сплава, которая в предлагаемом режиме составляет всего 50-56 мг/час·см2.
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании способа электрохимической переработки жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы, с использованием кислого электролита при наложении электрического тока для интенсификации передела.
Техническим результатом изобретения является существенное повышение скорости процесса анодного окисления до 250-313 мг/см2·час.
Данный технический результат достигается тем, что процесс электрохимической переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы, включает анодное окисление в кислом электролите при наложении постоянного электрического тока и согласно изобретению окисление сплава проводят в кислом растворе с содержанием H2SO4 150 г/л и HCl 50 г/л при плотности тока 250-300 мА/см2 и температуре 20-40°C.
Сущность изобретения заключается в том, что переработку отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы, осуществляют путем их анодного окисления при наложении постоянного электрического тока в кислом электролите. Состав электролита: 150 г/л H2SO4+50 г/л HCl; режим процесса: плотность постоянного электрического тока 250-300 мА/см2, температура 20-40°C.
В данных условиях скорость анодного окисления сплава составляет 250-315 мг/см2·час, что практически на порядок выше показателей прототипа. В табл.2 представлен состав продуктов переработки сплава ЖС-32.
Как видно из табл.2, при реализации процесса анодного окисления отходов в данном режиме основная часть рения (>80%), а также вольфрама, тантала и ниобия (~99%) переходит в твердую фазу (анодный кек). При этом никель, кобальт и ряд других цветных металлов (алюминий, хром) накапливаются в кислом растворе электролита (до 90% и более).
Таблица 2 | |||||||||
Содержание металлов в продуктах переработки при электрохимическом окислении сплава ЖС-32 в растворе 150 г/л H2SO4+50 г/л НСl под действием постоянного электрического тока | |||||||||
Металл | Ni | Co | W | Al | Cr | Re | Ta | Nb | Mo |
Твердая фаза (кек), % | 0,85-0,88 | 0,15-0,29 | 24,3-24,5 | 2,2-4,6 | 1,0-1,4 | 5,8-7,4 | 12,4-12,6 | 4,8-5,3 | 2,7-2,8 |
Электролит (кислый раствор), г/л | 60-80 | 5,5- 6,4 | 0,02-0,05 | 2,2-4,6 | 5,2-7,4 | 0,6-0,8 | <0,01 | <0,01 | 0,27-0,42 |
Промвода, г/л | 13,3-13,7 | 1,1-1,4 | 0,05 | 1,2-1,7 | 0,9-1,4 | 0,3-0,4 | <0,01 | <0,01 | 0,02-0,04 |
Характерное балансное распределение металлов по продуктам электрохимической переработки отходов сплава ЖС-32 в кислом электролите (H2SO4+HCl) представлено в табл.3.
Таблица 3 | |||||||||
Извлечение металлов в продукты электрохимического окисления (растворения) отходов сплава ЖС-32 в кислом электролите, % от исходного | |||||||||
Компонент | Ni | Co | W | Al | Cr | Re | Ta | Nb | Mo |
Извлечение в кек, % | 0,60 | 0,92 | 104,2 | 7,0 | 7,2 | 72,7 | 107,5 | 101,2 | 92,4 |
Извлечение в электролит, % | 74,8 | 56,0 | 0,0 | 75,9 | 76,7 | 12,2 | 0,0 | 0,0 | 9,1 |
Извлечение в промводу, % | 29,5 | 40,9 | 0,0 | 20,9 | 23,0 | 15,0 | 0,0 | 0,0 | 2,9 |
Дебаланс | +4,9 | -3,1 | +4,2 | +3,9 | +6,9 | -0,1 | +7,5 | +1,2 | +3,4 |
Переработка данных прекурсоров с получением соответствующих товарных продуктов осуществляется известными методами выщелачивания, осаждения малорастворимых соединений и т.п.
Пример 1
На переработку поступают кусковые отходы жаропрочного никелевого сплава марки ЖС-32. Данный продукт представляет собой неизмельченные фрагменты и обломки лопаток газовых авиационных турбин, длиной до 7,5 см и шириной до 4,5 см. Химический состав сырья следующий (в %): W 8,50; Mo 1,15; Re 3,60; Si 0,75; Ta 3,20; Nb 1,35; Cr 4,75; Al 5,15; C 0,15; Co 7,0, остальное - никель.
Режим анодного окисления отходов: температура 20-25°C, плотность постоянного электрического тока 250 мА/см2. Состав исходного кислого электролита: 250 г/л H2SO4+50 г/л HCl.
Всего в данном режиме было окислено 50,9 г исходного сплава. При этом масса полученного твердого продукта (анодного шлама) составила 12,7 г, растворилось - 38,2 г. Дебаланс составил <1%. Скорость окисления (растворения) исходного сплава в данном режиме достигает 254 мг/см2·час. При этом в анодный продукт (кек 1) перешло до 80% рения и более 99% вольфрама, тантала и ниобия.
Характерный состав продуктов окисления и извлечение металлов в продукты представлены в табл.2 и 3 соответственно.
Пример 2
На переработку поступают кусковые отходы жаропрочного никелевого сплава марки ЖС-32, аналогичные примеру 1. Химический состав сырья (в %): W 8,50; Mo 1,15; Re 3,60; Si 0,75; Ta 3,20; Nb 1,35; Cr 4,75; Al 5,15; C 0,15; Co 7,50, остальное - никель.
Режим анодного окисления (растворения): температура 35-40°C, плотность постоянного тока 300 мА/см2. Состав исходного кислого электролита: 250 г/л H2SO4+50 г/л HCl.
Всего в данном режиме было окислено 103,7 г исходного сплава. При этом масса твердого продукта (анодного шлама) составила 27,8 г. Растворилось 67,7 г. Дебаланс ~4%.
Скорость окисления сплава в данных условиях составила 315 мг/см2·час. Распределение металлов по продуктам переработки аналогичное примеру 1.
Приведенные примеры подтверждают достижение заявленного эффекта повышения скорости анодного окисления сплава при использовании данного электролита и применении постоянного тока.
Claims (1)
- Способ электрохимической переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы, входящие в состав перерабатываемого сплава, включающий анодное окисление сплава в кислом электролите при наложении электрического тока, отличающийся тем, что анодное окисление сплава проводят в кислом электролите, содержащем 150 г/л H2SO4+50 г/л HCl, при наложении постоянного тока плотностью 250-300 мА/см2 и температуре 20-40°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012114252/02A RU2484159C1 (ru) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Способ электрохимической переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012114252/02A RU2484159C1 (ru) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Способ электрохимической переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2484159C1 true RU2484159C1 (ru) | 2013-06-10 |
Family
ID=48785639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012114252/02A RU2484159C1 (ru) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Способ электрохимической переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2484159C1 (ru) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2650589A1 (de) * | 1975-12-22 | 1977-06-30 | Vmw Ranshofen Berndorf Ag | Verfahren zur elektrolytischen raffination von metallen, insbesondere kupfer |
US4278641A (en) * | 1979-08-07 | 1981-07-14 | Institute Po Obshta I Neorganichna Chimia | Method for extracting rhenium and tungsten from wastes of rhenium-tungsten alloys |
WO1996014440A1 (de) * | 1994-11-02 | 1996-05-17 | H.C. Starck Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum aufschluss und zur rückgewinnung der metallischen bestandteile aus superlegierungen |
RU2110590C1 (ru) * | 1996-07-11 | 1998-05-10 | Институт металлургии им.А.А.Байкова РАН | Способ переработки карбидных отходов твердых сплавов |
RU2146720C1 (ru) * | 1999-05-27 | 2000-03-20 | Открытое акционерное общество "Кольская горно-металлургическая компания" | Способ переработки вторичных материалов |
EP1019566A1 (en) * | 1997-09-06 | 2000-07-19 | British Nuclear Fuels PLC | Electrochemical dissolution of nuclear fuel pins |
RU2313589C2 (ru) * | 2001-11-14 | 2007-12-27 | Х. К. Штарк Гмбх | Способ выделения ценных металлов из суперсплавов |
RU2318919C1 (ru) * | 2006-10-04 | 2008-03-10 | Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Способ электрохимической переработки металлических отходов рения или молибдена |
RU2401312C1 (ru) * | 2009-04-09 | 2010-10-10 | Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (ИМЕТ РАН) | Способ электрохимической переработки металлических отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений |
-
2012
- 2012-04-12 RU RU2012114252/02A patent/RU2484159C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2650589A1 (de) * | 1975-12-22 | 1977-06-30 | Vmw Ranshofen Berndorf Ag | Verfahren zur elektrolytischen raffination von metallen, insbesondere kupfer |
US4278641A (en) * | 1979-08-07 | 1981-07-14 | Institute Po Obshta I Neorganichna Chimia | Method for extracting rhenium and tungsten from wastes of rhenium-tungsten alloys |
WO1996014440A1 (de) * | 1994-11-02 | 1996-05-17 | H.C. Starck Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum aufschluss und zur rückgewinnung der metallischen bestandteile aus superlegierungen |
RU2110590C1 (ru) * | 1996-07-11 | 1998-05-10 | Институт металлургии им.А.А.Байкова РАН | Способ переработки карбидных отходов твердых сплавов |
EP1019566A1 (en) * | 1997-09-06 | 2000-07-19 | British Nuclear Fuels PLC | Electrochemical dissolution of nuclear fuel pins |
RU2146720C1 (ru) * | 1999-05-27 | 2000-03-20 | Открытое акционерное общество "Кольская горно-металлургическая компания" | Способ переработки вторичных материалов |
RU2313589C2 (ru) * | 2001-11-14 | 2007-12-27 | Х. К. Штарк Гмбх | Способ выделения ценных металлов из суперсплавов |
RU2318919C1 (ru) * | 2006-10-04 | 2008-03-10 | Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Способ электрохимической переработки металлических отходов рения или молибдена |
RU2401312C1 (ru) * | 2009-04-09 | 2010-10-10 | Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (ИМЕТ РАН) | Способ электрохимической переработки металлических отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101550485B (zh) | 氧压酸浸法处理锌湿法冶金净化废渣 | |
RU2010123818A (ru) | Способ регенерации металлов из тяжелых продуктов гидропереработки | |
Chen et al. | Separation and recovery of vanadium and chromium from acidic leach solution of V-Cr-bearing reducing slag | |
AU2011341872B2 (en) | Method for enrichment-recovering ferronickel from raw material containing nickel, method for recovering nickel from enriched ferronickel, and method for recycling solution containing iron produced from same | |
US8545690B1 (en) | Purification method of zinc sulfate leachate | |
KR101353721B1 (ko) | 니켈 철 함유 원료로부터 페로니켈을 회수하는 방법 | |
CN101289712A (zh) | 从含铟物料中回收铟的方法 | |
JP6148230B2 (ja) | 合金鉄の熔錬における還元度の改善方法 | |
CA3055422C (en) | A method for preparing a leach feed material | |
CN104404262A (zh) | 一种铜浮渣处理工艺 | |
RU2484159C1 (ru) | Способ электрохимической переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы | |
AU2011341871B2 (en) | Method for recovering nickel from raw material containing nickel | |
EP2679691B1 (en) | Method for manufacturing an austenitic stainless steel from a nickel laterite ore and a chromite ore | |
CN111778399B (zh) | 一种熔体萃取分离回收废旧钴基高温合金中镍钴的方法 | |
KR101359179B1 (ko) | 저농도 니켈 광석으로부터 니켈을 농축 침출 회수하는 방법 | |
US4385972A (en) | Electrolytic disintegration of sintered metal carbides | |
KR101439626B1 (ko) | 니켈 제련 공정 중의 잔사 슬러지 수세액을 이용한 페로니켈 회수 방법 | |
RU2401312C1 (ru) | Способ электрохимической переработки металлических отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений | |
CN109722547B (zh) | 一种铜冶炼渣回收铜并制取苯氨胂酸盐的方法 | |
CN110923442B (zh) | 一种从钛铁中矿中回收钛与铁的方法 | |
KR101585777B1 (ko) | 니켈 광석의 다단계 환원방법 및 이를 이용한 니켈의 농축 회수 방법 | |
CN105399062A (zh) | 从碲电积产生的阳极泥中提取二氧化碲的方法 | |
JP5803492B2 (ja) | 金属硫化物の塩素浸出方法 | |
CN107142375A (zh) | 一种从合金废料中浸出镍钴的方法 | |
CN111778411A (zh) | 一种熔体萃取分离回收废旧镍基高温合金中镍钴的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190413 |