[发明专利]一种从高温合金废料中富集钨钽铪的方法

说明书

本发明公开了一种从高温合金废料中富集钨钽铪的方法，该方法包括：一、分别以两个钛篮作为电溶设备的阳极和阴极，然后将块状的高温合金废料装入阳极钛篮中，并向电解槽中加入酸液进行酸浸处理，再开启直流电源进行电溶反应，得到含有沉淀的料浆；二、将料浆进行固液分离，弃去上清液，收集沉积物得到阳极泥；三、向阳极泥中加入酸液和氧化剂进行氧化酸浸处理，经固液分离收集沉积物得到钨钽铪富集物。该发明直接对高温合金废料进行处理，通过电溶反应的选择性高效溶解和氧化酸浸，最大限度除掉了杂元素和难分离元素，同时有效地富集了钨、钽、铪，方法简单，操作灵活，对设备要求低，工艺条件温和，酸耗小，效率高且对环境友好。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种从高温合金废料中富集钨钽铪的方法。

背景技术

高温合金是制造航空航天发动机热端部件的关键材料，主要由镍、铬、钴、钼、铝、钛、钽、铌、钨、钌、锆、铪、铂和铱等金属元素组成，同时也是大型动力设备，如工业燃气轮机、高温气冷核反应堆等装置的核心材料。含钨钽铪的高温合金废料主要来源于：(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。随着我国航天、航空、燃气轮机、原子能等领域的飞速发展，对高温合金的需求量越来越大，同时产生的废料也十分巨大，亟需进行回收综合利用。国外对高温合金利用率达70％以上，国内大部分废料被堆存或降级使用，造成巨大的资源浪费和经济损失。

生产中处理高温合金废料的方法主要为湿法工艺。湿法工艺是将高温合金废料预处理后进行酸浸和碱浸，使有回收价值的金属以离子的形式进入溶液，再采用化学沉淀、电解沉积、有机溶剂萃取、置换法、离子交换法中的一种或几种分离方式将稀贵金属元素分离出来的化学方法。

目前从高温合金废料中富集钨、钽、铪的研究很少，报道的富集回收方法几乎全部是“雾化制粉-浸出技术”，该方法存在雾化制粉对设备要求高、能耗高、成本高，且制粉后合金粉末的活性大大提高，导致在浸出时钨、钽、铪容易分散等缺点。因此从高温合金废料中回收钨、钽、铪的关键是如何使高温合金废料中的钨、钽、铪得到有效富集不分散，并且与其它金属如镍、钴、铬、铝等金属元素分离。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种从高温合金废料中富集钨钽铪的方法。该方法直接对高温合金废料进行处理，通过电溶反应的选择性高效溶解和氧化酸浸，最大限度除掉了杂元素和难分离元素，同时有效地富集了钨、钽、铪，方法简单，操作灵活，对设备要求低，工艺条件温和，酸耗小，效率高且对环境友好。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种从高温合金废料中富集钨钽铪的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、分别以两个钛篮作为电溶设备的阳极和阴极，然后将块状的高温合金废料装入阳极钛篮中，并向电解槽中加入酸液对高温合金废料进行酸浸处理，再开启直流电源进行电溶反应，得到含有沉淀的料浆；

步骤二、将步骤一中得到的料浆进行固液分离，弃去上清液，收集沉积物得到阳极泥；

步骤三、向步骤二中得到的阳极泥中加入酸液和氧化剂，在压力为1MPa～1.2MPa的条件下进行氧化酸浸处理，然后进行固液分离，弃去上清液，收集沉积物得到钨钽铪富集物。

上述的一种从高温合金废料中富集钨钽铪的方法，其特征在于，步骤一中所述高温合金废料的成分中含有镍或钴，还含有铝、铬、钨、钽和铪。

上述的一种从高温合金废料中富集钨钽铪的方法，其特征在于，步骤一中所述酸液为硝酸溶液，所述硝酸溶液的浓度为1mol/L，所述酸液的体积与高温合金废料的质量之比为4:1，体积的单位为mL，质量的单位为g。

上述的一种从高温合金废料中富集钨钽铪的方法，其特征在于，步骤二中和步骤三中所述固液分离的方法均为真空抽滤、板框压滤或自然沉降。