RU2555317C2 - Способ получения металлических порошков никеля и рения с различным соотношением компонентов при переработке ренийсодержащих жаропрочных никелевых сплавов - Google Patents
Способ получения металлических порошков никеля и рения с различным соотношением компонентов при переработке ренийсодержащих жаропрочных никелевых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2555317C2 RU2555317C2 RU2013146182/02A RU2013146182A RU2555317C2 RU 2555317 C2 RU2555317 C2 RU 2555317C2 RU 2013146182/02 A RU2013146182/02 A RU 2013146182/02A RU 2013146182 A RU2013146182 A RU 2013146182A RU 2555317 C2 RU2555317 C2 RU 2555317C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- rhenium
- containing heat
- resisting
- heat
- 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
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к регенерации вторичного металлического сырья, в частности к переработке металлических отходов ренийсодержащих жаропрочных сплавов на основе никеля. В способе проводят электрохимическое растворение жаропрочного сплава при анодной поляризации импульсным током при постоянных параметрах (ток) в азотнокислом электролите с последующим выделением никеля и рения при контролируемом катодном потенциале. В качестве катода используют инертный электрод. В качестве анода используют растворяемый сплав. Растворение ренийсодержащего жаропрочного сплава на основе никеля ведут при фиксированном значении плотности тока, а последующее выделение никеля и рения проводят при контролируемом катодном потенциале. Техническим результатом является переработка отработанных ренийсодержащих жаропрочных сплавов на основе никеля с получением металлических порошков никеля и рения с различным соотношением компонентов. 5 пр.
Description
Изобретение относится к регенерации вторичного металлического сырья, в частности к переработке металлических отходов ренийсодержащих жаропрочных сплавов на основе никеля (суперсплавов), в частности электрохимическому способу получения металлических порошков никеля и рения с различным соотношением компонентов из отработанных жаропрочных сплавов на основе никеля при их переработке.
Одним из эффективных и перспективных направлений в технологии переработки металлических отходов редких тугоплавких металлов являются процессы, основанные на электрохимических методах, позволяющие с высокими показателями осуществлять регенерацию таких отходов, с получением качественной товарной продукции.
Известен способ растворения отходов суперсплавов в растворах минеральных кислот при наложении переменного тока [Пат №2313589 (РФ). Способ выделения ценных металлов из суперсплавов. Опубликовано: 27.12.2007], в качестве электродов применяют перерабатываемые отходы. Растворение ведут в солянокислом или сернокислом электролите.
Недостатком метода является относительно невысокая скорость растворения отходов. Метод не позволяет получать в одну стадию целевой продукт - никель.
Предложен способ электрохимического разложения ренийсодержащего суперсплава в водно-органическом электролите [Pat. US 5776329 A. Method of the decomposition and recovery of metallic constituents from superalloys. Опубликовано: 07.07.1998] с использованием протонных органических растворителей класса спиртов или β-дикетонов и электропроводящей добавкой в виде соли из группы галогенидов аммония; галогенидов, сульфатов или нитратов щелочных, щелочноземельных или переходных металлов при концентрации 0,1 моль/л на постоянном или переменном токе.
Основным недостатком является сложность при отделении шлама от образовавшихся при электролизе полимерных алкоксидов металлов, многостадийность дальнейшей переработки для получения товарных продуктов, утилизация промывных вод, содержащих органические растворители.
Наиболее близким техническим решением является способ анодного растворения отходов никельсодержащих сплавов в кислом электролите при наложении переменного электрического тока [Пат. №2401312 (РФ). Способ электрохимической переработки металлических отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений. Опубликовано: 10.10.2010. Бюл. №28]. Растворение ведут в азотнокислом или сернокислом электролите при наложении однополупериодного ассиметричного переменного электрического тока промышленной частоты и 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, а сернокислого электролита на уровне 150-200 г/л H2SO4, при температуре 20-40°C и силе тока не менее 1 кА. Таким образом, при использовании однополупериодного переменного электрического тока существенно повышается скорость процесса растворения отходов.
Недостатками данного метода является использование высоконцентрированных растворов кислот, повышенная температура, высокие значения амплитуд переменного тока, ведущих к повышенным энергозатратам, невозможность электрохимического получения металлических порошков.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является энергосберегающий воспроизводимый процесс получения металлических порошков никеля и рения с различным соотношением компонентов из отработанных ренийсодержащих жаропрочных сплавов на основе никеля при их переработке за счет управляемого электрохимического процесса, технологическая гибкость процесса и относительно низкие энергозатраты.
Технический результат достигается электрохимическим методом, заключающимся в анодном растворении ренийсодержащего жаропрочного никелевого сплава в азотнокислом электролите, растворение сплава ведут импульсным током при фиксированном значении тока (плотности тока), а выделение из раствора электролита никеля и рения проводят при контролируемом катодном потенциале, величина которого определяет соотношение компонентов (никеля и рения) в катодном осадке.
Сущность предложенного способа заключается в следующем. В качестве катода используют инертный электрод, в качестве анода - растворяемый сплав. Растворение ренийсодержащего жаропрочного сплава на основе никеля (суперсплава) импульсным током проводят в азонокислом электролите с концентрацией азотной кислоты 100 г/л при фиксированном значении тока (плотности тока), при этом в раствор электролита переходят никель, рений, кобальт, алюминий и хром. Последующее выделение из раствора электролита никеля и рения проводят при контролируемом катодном потенциале, величина которого определяет соотношение компонентов (никеля и рения) в катодном осадке. Потенциал катода определяют с помощью поляризационных и деполяризационных кривых, полученных с использованием электрохимического исследовательско-технологического комплекса (ЭХК-1012, ООО ИП "Тетран", использующего некомпенсационный способ измерения потенциала [Пат. №2106620 (РФ) Способ измерения потенциала рабочего электрода электрохимической ячейки под током / Гайдаренко О.В., Чернышов В.И., Чернышов Ю.И. Опубликовано: 10.03.1998. Бюл. №3].
Установлено, что в литературе не описано влияние потенциала электрода на электрохимическую переработку жаропрочных никелевых сплавов.
Пример 1. Анодное растворение жаропрочного сплава состава ЖС32-ВИ Ni - 60,05, Re - 4,0; Со - 9,3; W - 8,6; Y - 0,005; La - 0,005; Al - 6,0; Cr - 5,0; Ta - 4,0; Nb - 1,6; Mo - 1,1; C - 0,16; B - 0,15; Ce - 0,025 в растворе азотной кислоты с концентрацией 100 г/л проводили при контролируемой силе тока 2 А, в раствор электролита перешли никель, рений, кобальт, алюминий и хром. Соотношение в электролите концентраций никеля и рения при этом составило 1:1.
Выделение из раствора электролита никеля и рения проводили при контролируемом катодном потенциале, катодный потенциал Е=-0,76 В, точность поддержания потенциала ΔЕ=±0,01 В, температура - 20-25°C, выбранном с помощью поляризационных и деполяризационных кривых, полученных с использованием ЭХК-1012. Выбранные параметры обеспечивают получение катодного продукта состава Ni - 88% (масс.), Re - 12% (масс.).
Пример 2. Анодное растворение жаропрочного сплава состава ЖС32-ВИ Ni - 60,05, Re - 4,0; Со - 9,3; W - 8,6; Y - 0,005; La - 0,005; Al - 6,0; Cr - 5,0; Ta - 4,0; Nb - 1,6; Mo - 1,1; C - 0,16; B - 0,15; Ce - 0,025 в растворе азотной кислоты с концентрацией 100 г/л проводили при контролируемой силе тока 2 А, в раствор электролита перешли никель, рений, кобальт, алюминий и хром. Соотношение в электролите концентраций никеля и рения при этом составило 1:1.
Выделение из раствора электролита никеля и рения проводили при контролируемом катодном потенциале, катодный потенциал Е=-0,84 В, точность поддержания потенциала ΔЕ=±0,01 В, температура - 20-25°C, выбранном с помощью поляризационных и деполяризационных кривых, полученных с использованием ЭХК-1012. Выбранные параметры обеспечивают получение катодного продукта состава Ni - 91% (масс.), Re - 9% (масс.).
Пример 3. Анодное растворение жаропрочного сплава состава ЖС32-ВИ Ni - 60,05, Re - 4,0; Со - 9,3; W - 8,6; Y - 0,005; La - 0,005; Al - 6,0; Cr - 5,0; Ta - 4,0; Nb - 1,6; Mo - 1,1; C - 0,16; B - 0,15; Ce - 0,025 в растворе азотной кислоты с концентрацией 100 г/л проводили при контролируемой силе тока 2 А, в раствор электролита перешли никель, рений, кобальт, алюминий и хром. Соотношение в электролите концентраций никеля и рения при этом составило 1:1.
Выделение из раствора электролита никеля и рения проводили при контролируемом катодном потенциале, катодный потенциал Е=-1,38 В, точность поддержания потенциала ΔЕ =±0,01 В, температура - 20-25°C, выбранном с помощью поляризационных и деполяризационных кривых, полученных с использованием ЭХК-1012. Выбранные параметры обеспечивают получение катодного продукта состава Ni - 95% (масс.), Re - 5% (масс.).
Пример 4. Анодное растворение жаропрочного сплава состава ЖС32-ВИ Ni - 60,05, Re - 4,0; Со - 9,3; W - 8,6; Y - 0,005; La - 0,005; Al - 6,0; Cr - 5,0; Ta - 4,0; Nb - 1,6; Mo - 1,1; C - 0,16; B - 0,15; Ce - 0,025 в растворе азотной кислоты с концентрацией 100 г/л и концентрацией хлорид-иона 20 г/л проводили при контролируемой силе тока 2 А, в раствор электролита перешли никель, рений, кобальт, алюминий и хром. Соотношение в электролите концентраций никеля и рения при этом составило 15:1.
Выделение из раствора электролита никеля и рения проводили при контролируемом катодном потенциале, катодный потенциал Е=-0,21 В, точность поддержания потенциала ΔЕ=±0,01 В, температура - 20-25°C, выбранном с помощью поляризационных и деполяризационных кривых, полученных с использованием ЭХК-1012. Выбранные параметры обеспечивают получение катодного продукта состава Ni - 24% (масс.), Re - 76% (масс.).
Пример 5. Анодное растворение жаропрочного сплава состава ЖС32-ВИ Ni - 60,05, Re - 4,0; Со - 9,3; W - 8,6; Y - 0,005; La - 0,005; Al - 6,0; Cr - 5,0; Ta - 4,0; Nb - 1,6; Mo - 1,1; C - 0,16; B - 0,15; Ce - 0,025 в растворе азотной кислоты с концентрацией 100 г/л и концентрацией хлорид-иона 20 г/л проводили при контролируемой силе тока 2 А, в раствор электролита перешли никель, рений, кобальт, алюминий и хром. Соотношение в электролите концентраций никеля и рения при этом составило 15:1.
Выделение из раствора электролита никеля и рения проводили при контролируемом катодном потенциале, катодный потенциал Е=-0,56 В, точность поддержания потенциала ΔЕ=±0,1 В, температура - 20-25°C, выбранном с помощью поляризационных и деполяризационных кривых, полученных с использованием ЭХК-1012. Выбранные параметры обеспечивают получение катодного продукта состава Ni - 4% (масс.), Re - 96% (масс.).
Таким образом, из описания примеров и результатов следует, что предлагаемая методика позволяет реализовывать управляемый электрохимический способ получения металлических порошков никеля и рения с различным соотношением компонентов из отработанных ренийсодержащих жаропрочных сплавов на основе никеля при их переработке.
Claims (1)
- Способ получения металлических порошков никеля и рения с различным соотношением компонентов при переработке ренийсодержащих жаропрочных никелевых сплавов электрохимическим методом, включающий анодное растворение жаропрочного никелевого сплава в азотнокислом растворе электролита с использованием импульсного тока при фиксированном значении силы импульсного тока, а выделение из раствора электролита никеля и рения проводят при контролировании величины катодного потенциала, определяющей соотношение компонентов никеля и рения в полученном катодном осадке.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013146182/02A RU2555317C2 (ru) | 2013-10-16 | 2013-10-16 | Способ получения металлических порошков никеля и рения с различным соотношением компонентов при переработке ренийсодержащих жаропрочных никелевых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013146182/02A RU2555317C2 (ru) | 2013-10-16 | 2013-10-16 | Способ получения металлических порошков никеля и рения с различным соотношением компонентов при переработке ренийсодержащих жаропрочных никелевых сплавов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013146182A RU2013146182A (ru) | 2015-04-27 |
| RU2555317C2 true RU2555317C2 (ru) | 2015-07-10 |
Family
ID=53282875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013146182/02A RU2555317C2 (ru) | 2013-10-16 | 2013-10-16 | Способ получения металлических порошков никеля и рения с различным соотношением компонентов при переработке ренийсодержащих жаропрочных никелевых сплавов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2555317C2 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106757156B (zh) * | 2016-12-08 | 2018-08-10 | 江苏鼎杰合金科技有限公司 | 一种从含Re高温合金废料中回收Re的方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| DE2650589C2 (de) * | 1975-12-22 | 1986-11-13 | Austria Metall AG, Braunau am Inn, Oberösterreich | Verfahren zur elektrolytischen Erzeugung von Metallkathoden, insbesondere Kupferkathoden |
| 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 |
| 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 |
-
2013
- 2013-10-16 RU RU2013146182/02A patent/RU2555317C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2650589C2 (de) * | 1975-12-22 | 1986-11-13 | Austria Metall AG, Braunau am Inn, Oberösterreich | Verfahren zur elektrolytischen Erzeugung von Metallkathoden, insbesondere Kupferkathoden |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013146182A (ru) | 2015-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wu et al. | Fundamental study of lead recovery from cerussite concentrate with methanesulfonic acid (MSA) | |
| Fornari et al. | Copper and nickel selective recovery by electrowinning from electronic and galvanic industrial solutions | |
| CN201501929U (zh) | 一种氯化物体系线路版蚀刻液在线提取铜和蚀刻液回用的装置 | |
| JP2014501850A (ja) | チオ硫酸塩溶液からの金および銀の電気的回収 | |
| Jin et al. | Electrolytic recovery of bismuth and copper as a powder from acidic sulfate effluents using an emew® cell | |
| Song et al. | Equilibrium between titanium ions and high-purity titanium electrorefining in a NaCl-KCl melt | |
| Kang et al. | Study of the electrochemical recovery of cobalt from spent cemented carbide | |
| JP7259389B2 (ja) | 硫酸溶液の製造方法 | |
| Kuznetsova et al. | The improvement of rhenium recovery technology from W-Re alloys | |
| RU2555317C2 (ru) | Способ получения металлических порошков никеля и рения с различным соотношением компонентов при переработке ренийсодержащих жаропрочных никелевых сплавов | |
| Moradi et al. | Pulse electrodeposition as a new approach in electrowinning of high purity cobalt from WC–Co scraps. Part I: The effect of frequency and duty cycle | |
| RU2542182C1 (ru) | Способ извлечения никеля при электрохимической переработке жаропрочных никелевых сплавов | |
| JP2016186115A (ja) | 金属の電解採取方法 | |
| Levin et al. | Electrochemical recovery of rhenium from W–Re alloys in the form of perrhenic acid: I. Fundamentals of the process | |
| US9656873B2 (en) | Purification of tungsten carbide compositions | |
| Pan et al. | Cleaner production of vanadium oxides by cation-exchange membrane-assisted electrolysis of sodium vanadate solution | |
| CN103422111A (zh) | 一种偏钒酸钠的制备方法 | |
| RU2401312C1 (ru) | Способ электрохимической переработки металлических отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений | |
| Palant et al. | Combined electrochemical processing of the wastes of nickel superalloys containing rhenium, tungsten, tantalum, niobium, and other precious metals | |
| JP7211143B2 (ja) | 硫酸溶液の製造方法 | |
| Chernyshova et al. | Variants of electrochemical processing of rhenium-containing high-temperature alloy | |
| RU2591910C1 (ru) | Электроэкстракция кобальта из водных растворов сульфатов кобальта и марганца в статических условиях | |
| Palant et al. | Electrochemical processing of the metallic wastes of ZhS32 nickel superalloys | |
| EP2769004A1 (en) | Method of electrolytic deposition of arsenic from industrial electrolytes including waste electrolytes used in electrorefining of copper after prior decopperisation of electrolyte | |
| Viswanath et al. | Electrodeposition of copper powder from copper sulphate solution in presence of glycerol and sulphuric acid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181017 |