Способ переработки молибденовых или вольфрамовых сплавов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН РЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИ АНИЕ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский институт тонкой химической технологии им, М.В, Ломоносова(56) Авторское свидетельство СССРМ 223347, кл. С 22 В 34/36, 1969,Поляков Б.И Гуревич Е.А. и др, Рений.М.: Наука, 1976; с. 114-116,(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МОЛИБДЕНОВЫХ ИЛИ ВОЛЬФРАМОВЫХ СПЛАВОВ(57) Изобретение касается переработкисплавов, содержащих тугоплавкие редИзобретение 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/м,2 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 1726545 А 1 22 В 34/34, 34/36, 34/24 кие металлы. Цель - повышение производительности 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 насыпномуаноду осуществляли через графитовое дно электролизера. Процесс проводили при контролируемом анодном потенциале+ 0,6 В относительно насыщенного хлорсеребряного электрода сравнения. Производительность процесса 234 г/дм 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. ниобий - молибден в указанном электролите и производительность процесса растворения сплава рений - вольфрам, а такженерастворимость сплавов ниобий - вольфрам в сернокислых электролитах, 0Известен способ разделения сплава мо- СЛлибден - тантал, заключающийся в электрохимическом растворении сплава в (Лэлектролите, содержащем 55 - 60 мас.% сер- сной кислоты, 4-8 мас.% фтористоводородной кислоты и 3 - 6 мас.% сульфата калия при данодной плотности тока 3200-3600 А/м .гПри этом молибден переходит в раствор,тантал осаждается в виде фторотанталатакалия,Этот способ не эффективен при переработке сплавов КЬ-Щ ИЬ-Мо, Яе-Иl и йеМо, так как в данном электролите указанныеметаллы растворяются и разделения наэлектрохимической стадии не происходит. Кнедостаткам способа относится и агрессивность электролита, содержащего НР, которая также обладает высокой летучестью. Известен способ переработки ренийсодержащих сплавов рений - молибден ирений - вольфрам (в частности, сплавовМР - 47 и ВР - 20) в электролите, содержащем10 - 50 г/л гидроксида натрия. Сущностьспособа заключается в анодном растворении указанных сплавов в электролите дополного использования гидроксида натрияс анодным выходом по току, близким к100 о , Содержание Ке, Мо и Я в электролите определяется растворимостью их солей,Недостатками данного способа являются низкая скорость растворения вследствиеневысокого содержания гидроксида натрияв электролите и необходимость использования двух отдельных гидрометаллургическихстадий для отделения рения от вольфрамаили молибдена.Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки ренийсодержащих сплавов рений - молибден и рений -вольфрам с содержанием рения 30 - 50 мас.%в электролите, содержащем 125 - 200 гlл гидроксида калия, Сущность способа заключается в анодном растворении компактногосплава в указанном электролите с выходомпо току 90 - 98 о . Скорость растворения сплавов Ве - Мо, в частности сплавов МР - 29 иМР - 47, составляет 165 - 175 глдм ч),скоростьг,растворения сплавов Ве - Иl несколько ниже. В течение процесса оба компонентасплава переходят в электролит, их извлечение из раствора осуществляется известными способами.Недостатками известного способа являются невысокая скорость растворения ипереход обоих компонентов бинарногосплава в электролит (Ве и Мо для сплаваЯе - Мо, Ве и В/ для сплава Йе - И), чтотребует их последовательного гидрометаллургического извлечения из растворов. Кроме того, использование известного способадля переработки сплавов ниобия с вольфрамом и молибденом (КЬ - Ю(Мо имеет существенные недостатки, Из-за пассивацииниобия в щелочном эелктролите в процессерастворения сплавов МЬ-Я (Мо) происходит значительное уменьшение скоростирастворения, т,е. производительности процесса, связанное с накоплением на поверхности компактных сплавов пассивногониобия. Кроме того, пассивация ниобия делает невозможным растворение вольфрамаили молибдена, находящихся под слоемпассивной пленки, что, в свою очередь, при10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 водит к нарушению процесса электролиза иснижению производительности процесса.Цель изобретения - повышение производительности процесса переработки сплавов, содержащих тугоплавкие редкиеметаллы, и повышение селективности процесса,Поставленная цель достигается тем, чтопредварительно измельченные до размеровчастиц 0,5 - 2,0 мм сплавы ниобий-вольфрам, ниобий - молибден, рений - вольфрам ирений - молибден подвергают анодномурастворению в электролите, содержащем10 - 30 мас.гидроксида натрия,с использованием насыпного подвижного анода,процесс проводят при контролируемоманодном потенциале 0,1 - 0,2 В для ренийсодержащих сплавов и 0,5 - 0,7 В для ниобийсодержащих сплавов относительнонасыщенного хлорсеребряного электродасравнения, токоподвод к насыпному анодуиз перерабатываемого материала осуществляют через графитовое дно электролизера.В процессе переработки с помощьютурбинной механической мешалки или электромагнитного вибратора со специальнойнасадкой производят перемешивание электролита и обновление поверхности насыпного анода за счет перемещения частицсплава по поверхности токоподвода.Сущность способа заключается в том,что при электрохимическом растворениисплавов КЬ - Я(Мо) и ЯЕ-Я(Мо) вуказанномэлектролите при данных параметрах процесса происходит преимущественное растворение вольфрама или молибдена собразованием вольфрамат- или молибдатионов. Ниобий остается в анодном остаткев форме металлического мелкодисперсного порошка и в форме нерастворимого врастворе МаОН ниобата натрия, Рений остается в анодном остатке в виде металла, таккак имеет более электроположительный потенциал растворения, нежели вольфрамили молибден.Использование насыпного анода позволяет существенно увеличить рабочую поверхность электрода и повысить токовуюнагрузку на электролизер, увеличивая производительность процесса. Перемешивание электролита позволяет избежатьсолевой пассивации и приводит к непрерывному обновлению поверхности насыпногоанода за счет перемещения частиц сплава,что препятствует падению силы тока в течение процесса, Кроме того, перемешиваниеэлектролита ускоряет диффузию, что интенсифицирует процесс анодного растворения,П р и м е р 1. 100 г предварительноизмельченного до размеров частиц 1,2 мм1726545 35 40 50 55 сплава, содержащего 50 мас,о ниобия и 50 мас, вольфрама, подвергали анодному растворению в электролите, содрежащем 20 мас. О гидроксида натрия, с использованием насыпного подвижного анода из пере рабатываемого материала, Токоподвод к насыпному аноду осуществляли через графитовое дно электролизера. Перемешивание электролита и подвижность частиц сплава обеспечивали с помощью турбин ной мешалки, Процесс проводили при контролируемом анодном потенциале+0,6 В относительно насыщенного хлорсеребряного электрода сравнения. Производительность процесса составила 234 г/м ч). 15 Анодный остаток в количестве 56,3 г содержал 1,8 мас. о вольфрама и 98,2 мас.; ниобия в пересчете на металл. В электролит перешло 97,8 О вольфрама от исходного, ниобия - менее 0,01 О от исходного, 20Примеры использования данного способа с другими значениями параметров представлены в таблице.Из приведенных в таблице примеров видно, что применение предлагаемого спо саба позволяет повысить производительность процесса переработки сплавов, содержащих тугоплавкие редкие металлы, в 2 - 2,5 раза по сравнению с известным способом и обеспечить эффект разделения 30 компонентов бинарных сплавов ИЬ - Я (Мо) и Ке - И/ (Мо) на электрохимической стадии. При этом молибден или вольфрам переходят в электролит, содержащий ниобия менее 0,1 О или рения менее 1. В анодном остатке концентрируется ниобий или рений в виде металлов.Формула изобретения 1. Способ переработки молибденовых или вольфрамовых сплавов, преимущественно рений-ниобийсодержащих, включающий анодное растворение сплавов и выделение металлов из электролита, о т л ич а ю щ и й с я 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.о/, гидроксида натрия, с использованием подвижного насыпного анода из перерабатываемого материала при контролируемом анодном потенциале.2, Способ по п.1, отл ич а ю щийся тем, что при переработке ренийсодержащих сплавов анодный потенциал поддерживают 0,1-0,2 В относительно хлорсеребряного электрода,3, Способ по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что при переработке ниобийсодержащих сплавов анодный потенциал поддерживают 0,5 - 0,7 В относительно хлорсеребряного электрода,1726545 КонцентрацияГ 1 аОН,мас, ь Потен" Производительность,гфмз, ч) Состав анодного остатка мас,44 Переход металловв раствор, Ф отисходного Размерчастиц,мм Пример Соста в сплавов,мас.Ф( 2 1,0 264 Ио -2,2 1 О 0,7 2,0 20 0,6 260 Мо - 1,8 239 Мо -0,8 234 Мо - 4, 2 1,0 30 0,5 0,5 20 О,1,0 10 (известный) НЬ "Н50 11 (иэвестньй) НОн 20 108 ГГ - 23,6 КЬ - 76 4 Н - 76,4 НЬ 23 6 КОН 20 ЛЪ -Мо50 123 Мо -21,3 ГЬ -78,7 Мо - 78,7 НЬ 21,3 30 40 45 Редактор А,Огар Заказ 1250 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Г 1 Ь -ГГ80ЛЪ -ГГ40ЛЪ -Г1 ОКе -Ч10ЛЪ -Мо90ЛЪ -Ио60ЛЪ - Ио10Ке - Ио10 ГЬ -98,6 Н "99,3 ИЬ 0,01 НЬ -98,7 Ю -98,6 ГЬ 0,01 ЛЬ -99,8 Н,1 ЛЪ 0,01 Ке -96,4 Н "97,3 Ке 0,6 Г 1 Ь 97 ф 8 Мо 99 з 8 ЛЪ ОвО ЮЬ -98,2 Ио - 99,1 НЬ 0,01 ЛЪ - 99,2 Мо - 98,2 ЛЪ 0,01 Ке -95,8 Го -96,7 Ке 1,0 Техред М.Моргентал Корректор З.Лончакова