[发明专利]一种超声浸出高温合金废料有价元素综合利用的方法

说明书

本发明公开了一种超声浸出高温合金废料有价元素综合利用的方法，属于高温合金废料综合回收利用技术领域。该方法首先采用分段浸出的方式，将高温合金中的易溶元素(主要是镍钴)采用稀酸浸出，使含铼钨钼钽铌等组分在一次浸出过程中得到高效富集，为后续提铼工序减少溶液循环量，同时降低酸的浓度，减少对设备的腐蚀，降低设备成本，更重要的是将高温合金中的铝铬元素先行浸出，避免后续工段在强氧化性作用下，钝化膜的形成；其次采用超声强化浸出的方式，将高温合金一次浸出渣中的铼元素浸出，同时，钨钼钽铌等元素在二次浸出过程中得到到富集，提高高温合金废料的利用价值，实现高温合金中全元素多组分的回收利用。

技术领域

本发明涉及高温合金废料废弃物综合回收利用技术领域，具体涉及 一种超声浸出高温合金废料有价元素综合利用的方法。

背景技术

高温合金是我国航空航天发动机、电力、冶金、化工等不可或缺的 重要材料，也是保证武器装备和重要民用装备使用性能的关键材料。近 年来，随着高温合金应用领域不断扩大，国内需求年复合增长在20％以 上，尤其是航空工业的发展对高温合金的增长需求更为显著。高温合金 含铼、钌、钴、镍、钨、钼、铌、钽、和铪等多种稀贵金属元素，是重 要的稀贵金属二次资源。

然而，高温合金零部件主要通过合金熔炼-热变形-机加工-热处理等 多道工序完成，随零件复杂程度与质量要求的提高，产品合格率呈下降 趋势，大量合金以浇道、冒口、废零件、车屑料、残次品、压边等固废 形式流出。据此估算：整个高温合金零部件生产过程至少有70％的材料 以废料形式流出。目前，我国每年产生高温合金废料在1万吨左右。但迄今为止，高温合金回收率低，造成了稀贵金属资源的浪费。绝大部分 未被高效利用，当前主要用作低值的合金添加料，其真正的效用和价值 利用十不存一。因此，迫切需要开发出高温合金废料综合回收再利用的 新技术，建立完整的高温合金废料综合回收再利用体系。项目研究成果， 符合我国绿色经济发展战略，对缓解我国战略稀缺资源的需求和降低贵金属合金成本，促进高温合金升级换代具有重要意义。

为满足高温下的使用条件，高温合金一般都拥有良好的抗腐蚀和抗 氧化性能，合金内部添加的Re、Ru、Ta、W、Mo、Co等元素也具有 低的化学活性，在湿法冶金过程中很难溶解。传统的高温合金电解液为 盐酸、硝酸、硫酸、双氧水混合等含氧化性介质的酸性体系，氧化性介 质促进了高温合金中易钝化元素Cr、Al的钝化行为，在合金表面形成 Cr₂O₃/Al₂O₃钝化膜。由于Cr₂O₃与Al₂O₃钝化膜致密性好，大幅降低了 溶解速度。虽然这些溶解体系都可实现高温合金的溶解，但溶解速度并 不理想，往往需要很长的溶解时间，溶解过程耗酸量大，设备腐蚀严重， 溶解成本巨大。而且在传统化学溶解中，铼往往只被氧化至+4价或者 +6价，只有少数铼被氧化至+7价，而现有的提纯工艺中，只针对高铼 酸根进行回收，可以说大量的铼在传统溶解回收工艺中没有得到有效地 利用，导致有价合金元素不能够综合回收，使得目前高温合金废料中的 有价金属元素难以得到有效的回收利用。综上所述，高温合金溶解过程 成为高温合金废料综合利用的瓶颈，成为了“卡脖子”的难点，严重制约着高温合金二次资源绿色综合利用的发展。