Журналы →  Цветные металлы →  2017 →  №8 →  Назад

Редкие металлы, полупроводники
Название Влияние технологических параметров на процесс электрохимической переработки ренийсодержащего жаропрочного сплава
DOI 10.17580/tsm.2017.08.08
Автор Байконуров Е. Г., Чернышова О. В., Усольцева Г. А., Дробот Д. В.
Информация об авторе

Казахский национальный исследовательский университет им. К. И. Сатпаева, Алматы, Республика Казахстан:

Е. Г. Байконуров, докторант PhD кафедры «Металлургические процессы, теплотехника и технология специальных материалов», эл. почта: erden_baikonurov@mail.ru

Г. А. Усольцева, ассоциированный профессор кафедры «Металлургические процессы, теплотехника и технология специальных материалов», эл. почта: nota-vesna@yandex.ru

 

Институт тонких химических технологий Московского технологического университета, Москва, Россия:
О. В. Чернышова, доцент кафедры «Химия и технология редких и рассеянных элементов, наноразмерных и композиционных материалов им. К. А. Большакова», эл. почта: oxcher@mitht.ru
Д. В. Дробот, профессор кафедры «Химия и технология редких и рассеянных элементов, наноразмерных и композиционных материалов им. К. А. Большакова», эл. почта: dvdrobot@mail.ru

Реферат

Предложена и обоснована технологическая схема электрохимической переработки ренийсодержащего жаропрочного сплава ЖС32-ВИ состава, % (мас.): 4,0 Re; 9,3 Co; 8,6 W; 0,005 Y; 0,005 Lа; 6,0 Al; 5,0 Cr; 4,0 Tа; 1,6 Nb; 1,1 Mо; 0,16 С; 0,15 B; 0,025 Cе, 60,05 Ni. Установлено влияние состава электролита на показатели процесса электрохимической переработки указанного сплава: выход по току, распределение компонентов сплава между продуктами электролиза, гранулометрический состав анодного шлама. При анодном растворении сплава ЖС32-ВИ в кислотных электролитах (раствор смеси азотной и соляной кислот), проводимом в гальваностатическом режиме при силе тока в диапазоне значений 1,0–2,5 А, происходит количественное разделение составляющих его компонентов: в анодном шламе концентрируются тугоплавкие металлы — ниобий, тантал, молибден и вольфрам, в электролит переходят частично кобальт, рений, алюминий, хром и основное количество никеля. Анодный шлам представляет собой рентгеноаморфный продукт, в котором в ходе переработки концентрируются тугоплавкие металлы — ниобий, тантал, молибден и вольфрам. Химический состав анодного шлама для используемых электролитов существенно не меняется, % (мас.): 4,8–3,2 Re; 2,5–4,9 Co; 28,4–32,6 W; 1,6–3,2 Al; 4,0–5,8 Cr; 13,2–14,5 Tа; 5,8–6,0 Nb; 3,2–4,8 Mо; 18,5–22,4 Ni. Размеры частиц анодного шлама зависят от состава применяемого электролита и составляют 800–4500 нм. В состав катодного осадка, получаемого в ходе исследований, входили никель, кобальт, алюминий и рений. Состав и выход катодного осадка также зависят от состава электролита. Выход катодного осадка находится в пределах от 34,8 до 45,3 %. В результате исследований показано, что в процессе электрохимической переработки, проводимой в гальваностатическом режиме с использованием кислотных электролитов, можно получить порошкообразный никелевый концентрат с содержанием никеля не менее 79,9 % (мас.).

Ключевые слова Жаропрочный сплав, электрохимическая переработка, анодный шлам, кислотный электролит, никельсодержащий концентрат, рений
Библиографический список

1. Lutz L. J., Parker S. A., Stephenson J. B. Recycling of contaminated superalloy scrap via electrochemical processing // TMS Annual Meeting. 1993. P. 1211–1220.
2. Satya Prasad V. V., Sambasiva Rao A., Prakash U., Ramak rishna Rao V., Krishna Rao P., Krishna Gupt M. Recycling of Superalloy Scrap through Electro Slag Remelting // ISIJ International. 1996. Vol. 36, No. 12. P.1459–1464. DOI: 10.2355/isijinternational.36.1459
3. Rao S. R. Resource Recovery and Recycling from Metallurgical Wastes. Vol. 7. — Amsterdame : Elsevier Science, 2006. — 580 p.
4. Flow studies for recycling metal commodities in the United States / ed. S. F. Sibley. — Reston, Virginia : US Geological Survey, 2004.

5. Worrell E., Reuter M. A. Handbook of Recycling: State-of-theart for Practitioners, Analysts, and Scientists. — Amsterdame : Elsevier, 2014. — 600 p.
6. Палант А. А., Брюквин В. А., Левин А. М., Левчук О. М. Комплексная электрохимическая технология переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал, ниобий и другие ценные металлы // Металлы. 2014. № 1. С. 25–27.
7. Пат. 2401312 РФ. Способ электрохимической переработки металлических отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений / Палант А. А., Брюквин В. А., Левчук О. М., Палант А. В., Левин А. М. ; опубл. 10.10.2010, Бюл. № 28.
8. Pat. 10155791 DE. Process for electrochemical decomposition of superalloys / Stoller V., Olbrich A., Meese-Marktscheffel J., Mathy W., Erb M., Nietfeld G., Gille G ; publ. 17.07.2003.
9. Pat. 5776329 US. Method for the decomposition and recovery of metallic constituents from superalloys / Krynitz U., Olbrich A., Kummer W., Schloh M. ; publ. 07.07.1998.
10. Pat. 1312686 EP. Electrochemical dissolution process for disintegrating superalloy scraps / Stoller V., Olbrich A., Meese-Marktscheffel J., Mathy W., Erb M., Nietfeld G., Gille G ; publ. 21.05.2003.
11. Srivastava R. R., Kim M.-S., Lee J.-C., Jha M. K., Kim B.-S. Resource recycling of superalloys and hydrometallurgical challenges // Journal of Materials Science. 2014. Vol. 49, No. 14. P. 4671–4686.
12. Шипачев В. А. Некоторые технологические приемы выделения и очистки рения из жаропрочных сплавов // Химия в интересах устойчивого развития. 2012. № 20. C. 365– 368.
13. Палант А. А., Брюквин В. А., Левчук О. М., Левин А. М., Парецкий В. М. Комплексная электрохимическая переработка металлических отходов ренийсодержащего жаропрочного никелевого сплава в сернокислых электролитах // Электро металлургия. 2010. № 7. C. 29–33.
14. Петрова А. М., Касиков А. Г., Громов П. Б., Калинников В. Т. Извлечение рения из отходов сложнолегированных жаропрочных сплавов на основе никеля // Цветные металлы. 2011. № 11. C. 39–43.
15. Chernyshova O. V., Chernyshov V. I. Rhenium and platinum extraction from dead-catalysts of oil processing with the use of electrochemical hydrochlorination // Non-ferrous Metals. 2013. No. 2. P. 30–34.
16. Каблов Е. Н. Физико-химические и технологические особенности создания жаропрочных сплавов, содержащих рений // Вестник Московского университета. Сер. 2. Химия. 2005. Т. 46, № 3. С. 155–167.
17. Резник И. Д., Ермаков Г. П., Шнеерсон Я. М. Никель. В 3 т. — М. : Наука и технологии, 2004.
18. Чернышова О. В., Дробот Д. В. Варианты электрохимической переработки ренийсодержащего жаропрочного сплава // Химическая технология. 2017. № 1. С. 36–42.
19. Турьян Я. И. Окислительно-восстановительные реакции и потенциалы в аналитической химии. — М. : Химия, 1989. — 248 с.

Полный текст статьи Получить
Назад