废旧高温合金酸浸工艺的研究.docVIP

废旧高温合金酸浸工艺研究 王靖坤，，，郭瑞，李进，马光 （西北有色金属研究院西安 710016） 摘要：以硫酸为浸出剂研究了废旧高温合金浸出的最佳工艺条件。结果表明，镍、钴的浸出率均达99.5%以上、铬浸出率达96%以上、钽浸出率小于2%浓度343 gL、反应温度80 ℃、反应时间3 h。 关键词铬中图分类号：TF841.6 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2014）0-0000-00 Process Study of Acid Leaching for Superalloy Scrap WANG Jing-kun, WANG Zhi-jun, WU Xian, GUO Rui, LI Jin, MA Guang (Northwest Institute for Non-ferrous Metal Research, Xi’an 710016, China) Abstract: Superalloy scrap was leached with sulfuric acid as leaching agent by orthogonal experiments. The optimum leaching conditions were investigated. The results show that the leaching rate of Ni, Co is 99.5% above, that of Cr is 96% above and that of Ta is 2% below under the following optimum conditions including concentration of sulfuric acid of 343 g/L, leaching temperature of 80 ℃, and leaching time of 3 h. Key words: superalloy scrap; acid leaching; orthogonal experiment; Ni; Co; Cr; Ta 我国是缺镍贫钴的国家，是世界上最大的镍钴消费国。随着矿产资源不断开采，一次资源枯竭现象日益严重。为了解决这一问题，国家鼓励和支持通过再生技术，实现二次资源回收与综合利用。 废旧高温合金中含有大量的镍钴及稀有元素如等。2010年，国内产生的废旧高温合金在7 000以上。废旧高温合金主要来源于：1）高温合金制备过程中产生的冒口、刨屑、车屑等；2）高温合金构件、零部件等铸造与锻造加工产生废料；3）到达使用期限的高温合金构件、零部件。由于我国废旧高温合金再生技术研究起步晚，加之欧美等发达国家的技术壁垒，国内目前缺乏专业再生技术，大部分废料被堆存或降级使用，造成资源巨大浪费。因此，迫切需要开发废旧高温合金再生利用技术。 废旧高温合金的处理工艺主要有火法和湿法。火法工艺主要是将废旧高温合金通过表面处理和真空吹氧脱碳技术（VOD），并结合真空感应炉、电渣炉等先进冶炼设备进行再生应用，其缺点是设备要求高、投资高、能耗高、且不能适用于纯度要求高的单晶、定向高温合金材料以及种类混杂的废旧高温合金的处理。针对火法工艺的缺点，湿法处理工艺逐渐成为科研人员研究的热点。 本文重点研究了湿法工艺从废旧高温合金中回收的第一个重要环节浸出。 1 试验原料 试验原料为国内某合金厂提供的高温合金废料粉末成分Ni 60.61、Co 9.53、Cr 8.34、Ta 7.23、W 6.38、Al 5.15、Fe 2.11。 2 试验原理 试验采用湿法处理工艺是将废旧高温合金粉末通过酸浸使等以离子形式进入溶液，而、富集在浸出渣中回收3 试验，选择硫酸作为浸出剂采用正交法浓度、反应温度反应时间作为考察因素，液固比（体积质量比51）和原料粒度不做考察，每次试验合金粉原料用量为50 g。试验在三口烧瓶中进行，带回流冷凝装置。反应结束后，过滤，记录滤液体积，采用ICP-AES法分析浓度，并计算相应元素浸出率。正交试验的因素水平浓度98、147、245、343 g/L）；B-反应温度60、70、80、90 ℃）；C-反应时间2、3、4、5 h)。正交试验结果收稿日期：2013-1-27 基金项目：国家高技术研究发展计划项目（2012AA063204） 作者简介：（198-），男，陕西人，硕士，助理工程师. 表试验结果orthogonal experiment 试验号 因素 浸出率% A B C Ni Co Cr Ta 1 1 1 1 21.55 20.62 19.93 0.40 2 1 2 2 28.79 27.73 25.03 0.57 3 1 3 3 30.91 28.06 24.77 0.61 4 1 4 4