Способ переработки молибденовых или вольфрамовых сплавов Советский патент 1992 года по МПК C22B34/34 C22B34/36 C22B34/24 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано на предприятиях цветной металлургии, электротехнической и электронной промышленности при переработке сплавов, содержащих тугоплавкие редкие металлы,

Известен способ электрохимического разделения сплавов вольфрам-молибден, содержащих 20-50 мас.% вольфрама. Сущность способа заключается в анодном растворении сплава в разбавленном 1:1 растворе серной кислоты при 40-60°С и анодной плотности тока 3000-4000 А/м2. При этом молибден переходит в раствор, а вольфрам остается в анодном остатке, за счет чего достигается разделение металлов на электрохимической стадии.

Недостатками указанного способа являются низкие скорость растворения сплавов

ниобий - молибден в указанном электролите и производительность процесса растворения сплава рений - вольфрам, а также нерастворимость сплавов ниобий - вольфрам в сернокислых электролитах.

Известен способ разделения сплава молибден - тантал, заключающийся в электрохимическом растворении сплава в электролите, содержащем 55-60 мас.% серной кислоты, 4-8 мас.% фтористоводородной кислоты и 3-6 мас.% сульфата калия при анодной плотности тока 3200-3600 А/м2. При этом молибден переходит в раствор, тантал осаждается в виде фторотанталата калия.

Этот способ не эффективен при переработке сплавов Nb-W, Nb-Mo, Re-W и Re- Mo, так как в данном электролите указанные металлы растворяются и разделения на

VI

ю о ел N ел

электрохимической стадии не происходит. К недостаткам способа относится у. агрессивность электролита, содержащего HF, которая также обладает высокой летучестью.

Известен способ переработки ренийсо- держащих сплавов рений - молибден и рений - вольфрам (в частности, сплавов МР-47 и ВР-20) в электролите, содержащем 10-50 г/л гидроксида натрия, Сущность способа заключается в анодном растворении указанных сплавов в электролите до полного использования гидроксида натрия с анодным выходом по току, близким к 100%. Содержание Re, Mo и W в электролите определяется растворимостью их солей.

Недостатками данного способа являются низкая скорость растворения вследствие невысокого содержания гидроксида натрия в электролите и необходимость использования двух отдельных гидрометаллургических стадий для отделения рения от вольфрама или молибдена.

Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки ренийсодержа- щих сплавов рений - молибден и рений - вольфрам с содержанием рения 30-50 мас.% в электролите, содержащем 125-200 г/л гидроксида калия. Сущность способа заключается в анодном растворении компактного сплава в указанном электролите с выходом по току 90-98%. Скорость растворения сплавов Re-Mo, в частности сплавов МР-29 и МР-47,составляет 165-175гу|дм ч скорость растворения сплавов Re-W несколько ниже. В течение процесса оба компонента сплава переходят в электролит, их извлечение из раствора осуществляется известными способами.

Недостатками известного способа являются невысокая скорость растворения и переход обоих компонентов бинарного сплава в электролит (Re и Мо для сплава Re-Mo, Re и W для сплава Re - W), что требует их последовательного гидрометаллургического извлечения из растворов. Кроме того, использование известного способа для переработки сплавов ниобия с вольфрамом и молибденом (Nb-W (Mo)} имеет существенные недостатки. Из-за пассивации ниобия в щелочном эелктролите в процессе растворения сплавов Nb-W (Mo) происходит значительное уменьшение скорости растворения, т.е. производительности процесса, связанное с накоплением на поверхности компактных сплавов пассивного ниобия. Кроме того, пассивация ниобия делает невозможным растворение вольфрама или молибдена, находящихся под слоем пассивной пленки, что, в свою очередь, приводит к нарушению процесса электролиза и снижению производительности процесса.

Цель изобретения - повышение производительности процесса переработки сплаBOB, содержащих тугоплавкие редкие металлы, и повышение селективности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что предварительно измельченные до размеров

0 частиц 0,5-2,0 мм сплавы ниобий-вольфрам, ниобий-молибден, рений-вольфрам и рений-молибден подвергают анодному растворению в электролите, содержащем 10-30 мас.% гидроксида натрия,с использо5 ванием насыпного подвижного анода, процесс проводят при контролируемом анодном потенциале 0,1-0,2 В для ренийсо- держащих сплавов и 0,5-0,7 В для ниобий- содержащих сплавов относительно

0 насыщенного хлорсеребряного электрода сравнения, токоподвод к насыпному аноду из перерабатываемого материала осуществляют через графитовое дно электролизера. В процессе переработки с помощью

5 турбинной механической мешалки или электромагнитного вибратора со специальной насадкой производят перемешивание электролита и обновление поверхности насыпного анода за счет перемещения частиц

0 сплава по поверхности токоподвода.

Сущность способа заключается в том, что при электрохимическом растворении сплавов Nb-W (Мо) и RE-W(Mo) в указанном 1 электролите при данных параметрах про5 цесса происходит преимущественное растворение вольфрама или молибдена с образованием вольфрамат-или молибдат- ионов. Ниобий остается в анодном остатке з форме металлического мелкодисперсно0 го порошка и в форме нерастворимого в растворе NaOH ниобата натрия. Рений остается в анодном остатке в виде металла, так как имеет более электроположительный по5 тенциал растворения, нежели вольфрам или молибден.

Использование насыпного анода позволяет существенно увеличить рабочую поверхность электрода и повысить токовую нагрузку на электролизер, увеличивая про0 изводительность процесса. Перемешивание электролита позволяет избежать солевой пассивации и приводит к непрерывному обновлению поверхности насыпного анода за счет перемещения частиц сплава,

5 что препятствует падению силы тока в течение процесса. Кроме того, перемешивание электролита ускоряет диффузию, что интенсифицирует процесс анодного растворения. Пример 1. 100 г предварительно измельченного до размеров частиц 1,2 мм

сплава, содержащего 50 мас.% ниобия и 50 мае. % вольфрама, подвергали анодному растворению в электролите, содрежащем 20 мас.% гидроксида натрия, с использованием насыпного подвижного анода из перерабатываемого материала. Токоподвод к насыпному аноду осуществляли через графитовое дно электролизера. Перемешивание электролита и подвижность частиц сплава обеспечивали с помощью турбинной мешалки. Процесс проводили при контролируемом анодном потенциале+0,6 В относительно насыщенного хлорсеребряно- го электрода сравнения. Производительность процесса составила 234 ч Анодный остаток в количестве 56,3 г содержал 1,8 мас.% вольфрама и 98,2 мас.% ниобия в пересчете на металл. В электролит перешло 97,8% вольфрама от исходного, ниобия - менее 0,01 % от исходного,

Примеры использования данного способа с другими значениями параметров представлены в таблице.

Из приведенных в таблице примеров видно, что применение предлагаемого способа позволяет повысить производительность процесса переработки сплавов, содержащих тугоплавкие редкие металлы, в 2-2,5 раза по сравнению с известным способом и обеспечить эффект разделения компонентов бинарных сплавов Nb-W (Mo)

и Re-W (Mo) на электрохимической стадии. При этом молибден или вольфрам переходят в электролит, содержащий ниобия менее 0,1% или рения менее 1%. В анодном остатке концентрируется ниобий или рений з виде металлов.

Формулаизобретения

1.Способ переработки молибденовых или вольфрамовых сплавов; преимущественно рений-ниобийсодержащих, включающий анодное растворение сплавов и выделение металлов из электролита, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и селективности процесса, сплавы предварительно измельчают до 0,5-2,0 мм, анодное растворение проводят в электролите, содержащем 10-30 мас.% гидроксида натрия, с использованием подвижного насыпного анода из перерабатываемого материала при контролируемом анодном потенциале.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что при переработке ренийсодержащих сплавов анодный потенциал поддерживают

0,1-0,2 В относительно хлорсеребряного электрода.

3.Способ по п. 1,отличающийся тем, что при переработке ниобийсодержа- щих сплавов анодный потенциал поддерживают 0,5-0,7 В относительно хлорсеребряиого электрода.

Редактор А.Огар

Техред М.Моргентал

Корректор Э.Лончакова

Изобретение касается переработки сплавов, содержащих тугоплавкие редкие металлы. Цель - повышение пЬоизводи- тельности и селективности процесса. Сплав, содержащий 50% ниобия и 50% вольфрама, с дисперсностью частиц 1,2 мм, подвергают растворению в электролите, содержащем 20% гидроксида натрия. Используют насыпной анод из перерабатываемого сплава. Токопровод к насыпному аноду осуществляли через графитовое дно электролизера. Процесс проводили при контролируемом анодном потенциале + 0,6 В относительно насыщенного хлорсеребряного электрода сравнения. Производительность процесса 234 ч).Анодный остаток содержал 1,8% вольфрама и 98,2% ниобия. В электролит извлекается 97,8% вольфрама, менее 0,01 % ниобия. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Заказ 1250ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101