一种利用废旧镍基高温合金制备高纯铼酸铵的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用废旧镍基高温合金制备高纯铼酸铵的方法，是将废镍基高温合金放置于电解槽阳极的金属钛蓝中，以金属铜板作为阴极，以氯化镍和盐酸水溶液作为电解液电化学溶解合金；在电流密度为190~240A/m

A Method for Preparing High Purity Ammonium Rhenium Acid from Waste Nickel Base Superalloy

【技术实现步骤摘要】
一种利用废旧镍基高温合金制备高纯铼酸铵的方法
本专利技术涉及一种提取废旧镍基高温合金中铼金属的方法，尤其涉及一种采用电化学方法溶解废旧镍基高温合金制备高纯铼酸铵的方法，属于冶金
和电化学

技术介绍
高温合金获得更出色的性能，需要向合金材料中添加铼、钨、铌、铬等金属以增强材料在高温状态下的综合性能。添加的稀有金属资源有限，大部分是一种稀散金属无独立矿源伴生于其他矿源存在。铼为银白色金属或灰到黑色粉末；熔点3180℃，沸点5627℃，相对密度20.53。金属铼非常硬，耐磨，耐腐蚀。外表与铂同，纯铼质软，有良好的机械性能。溶于稀硝酸或过氧化氢溶液。不溶于盐酸和氢氟酸中。在高温下，与硫的蒸气化合而形成硫化铼ReS2。不与氢、氮作用，但可吸收H2。化合价有3、4、6和7。能被氧化成很安定的七氧化二铼Re2O7，这是铼的特殊性质。铼的供应有80%来自开采含铼矿物的焙烧烟灰收集的提取，有20%来自二次资源的回收利用。目前，金属铼的回收方法主要采用电化学溶解、高温氧化等方法，将含有铼的合金加工粉末在高温下进行氧化，收集升华的铼氧化物，而铼的回收率取决于合金粉末的粒度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用废旧镍基高温合金制备高纯铼酸铵的方法。本专利技术利用废旧镍基高温合金制备高纯铼酸铵的方法，包括以下工艺步骤：（1）将废镍基高温合金放置于电解槽阳极的金属钛蓝中，以金属铜板作为阴极，以氯化镍和盐酸水溶液作为电解液电化学溶解合金；在电流密度为190~240A/m2，电解液温度为30~60℃下电化学反应2~5h；然后用新电解液置换电解槽内的电解液，以保持溶液中镍离子浓度小于80g/L；固液分离收集阳极泥；废镍基高温合金中铼的质量百分数为3%~7%；电解液中镍离子浓度为30~50g/L，盐酸浓度0.5~1mol/L。（2）将阳极泥置于石英舟内，通入氧气（流量为3000~4500ml/min），先于100~200℃下氧化反应1~3h；再升温至350~550℃继续氧化反应2~5h；氧化产物用氨水收集溶解七氧化二铼，冷却后过滤分离，得到铼酸铵固体。本专利技术通过电化学溶解废旧镍基高温合金控制铼集中分布于阳极泥，再在一定温度下氧化阳极泥中铼化合物，得到易升华的高价态铼氧化物，然后将高价态铼氧化物溶于氨水中制备出高纯铼酸铵。其化学反应式为：Re2O7+NH3H2O→NH4ReO4经检测，本专利技术制备的铼酸铵产品纯度大于99.999%，铼回收率大于95.5%。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术制备高纯铼酸铵的方法及铼回收率作进一步说明。实施例1（1）取1000g废镍基高温合金（合金中铼的质量百分数为3%），放置于阳极的金属钛蓝中，以金属铜板作为阴极，以氯化镍和盐酸水溶液（镍离子浓度为30g/L，盐酸浓度0.5mol/L。）作为电解液电化学溶解合金，在电流密度为190A/m2，电解液温度为30℃下电化学反应2h；然后用新的电解液置换电解槽内电解液，置换的体积为电解槽内溶液总体积的60%，以保持溶液中镍离子浓度小于80g/L；固液分离收集阳极泥；（2）将阳极泥置于石英舟内，水平放置于管式加热炉石英管中央位置，石英管的两边放置耐火堵头，通入氧气（流量3000ml/min），升温至100℃，反应1h；继续通氧气，升温至350℃，反应2h；用氨水收集溶解七氧化二铼，冷却后过滤分离，得到铼酸铵固体。检测铼酸铵中杂质含量，计算得到产品的质量百分数为99.999%。取出石英舟中的固体剩余物，称重计算得到铼回收率为95.5%。实施例2（1）取1000g废镍基高温合金（合金中铼的质量百分数为5%）放置于阳极的金属钛蓝中，以金属铜板作为阴极，以氯化镍和盐酸水溶液（镍离子浓度为40g/L，盐酸浓度0.8mol/L。）作为电解液电化学溶解合金；在电流密度为220A/m2，电解液温度为40℃下电化学反应3h；然后用新的电解液置换电解槽内电解液，置换的体积为电解槽内溶液总体积的60%，以保持溶液中镍离子浓度小于80g/L，固液分离收集阳极泥；（2）将阳极泥置于石英舟内，水平放置于管式加热炉石英管中央位置，石英管的两边放置耐火堵头，通入氧气（3500mL/min），升温至150℃，反应2h；继续通氧气，升温至400℃，反应3h；用氨水收集溶解七氧化二铼，冷却后过滤分离，得到铼酸铵固体。检测铼酸铵中杂质含量，计算得到产品的质量百分数为99.999%。取出石英舟中的固体剩余物，称重计算得到铼回收率为95.7%。实施例3（1）取1000g废镍基高温合金（合金中铼的质量百分数为5%）放置于阳极的金属钛蓝中，以金属铜板作为阴极，以氯化镍和盐酸水溶液（镍离子浓度为50g/L，盐酸浓度1mol/L。）作为电解液电化学溶解合金，在电流密度为220A/m2，电解液温度为50℃下电化学反应4h；然后用新的电解液置换电解槽内电解液，置换的体积为电解槽内溶液总体积的80%，以保持溶液中镍离子浓度小于80g/L，固液分离收集阳极泥；（2）将阳极泥置于石英舟内，水平放置于管式加热炉石英管中央位置，石英管的两边放置耐火堵头，通入氧气（流量4000mL/min），先升温至150℃，反应2h；继续通氧气升温至500℃，反应2h，用氨水收集溶解七氧化二铼，冷却后过滤分离，得到铼酸铵固体。检测铼酸铵中杂质含量，计算得到产品的质量百分数为99.999%。取出石英舟中的固体剩余物，称重计算得到铼回收率为95.8%。实施例4（1）取1000g的废镍基高温合金（合金中铼的质量百分数为7%）放置于阳极的金属钛蓝中，以金属铜板作为阴极，以氯化镍和盐酸水溶液（镍离子浓度为40g/L，盐酸浓度1mol/L。）作为电解液电化学溶解合金，在电流密度为240A/m2，电解液温度为60℃下电化学反应5h，然后用新的电解液置换电解槽内电解液，置换的体积为电解槽内溶液总体积的100%，以保持溶液中镍离子浓度小于80g/L，固液分离收集阳极泥；（2）将阳极泥置于石英舟内，水平放置于管式加热炉石英管中央位置，石英管的两边放置耐火堵头，通入氧气（4500mL/min），先升温至200℃，反应3h；继续通氧气升温至550℃，反应5h；用氨水收集溶解七氧化二铼，冷却后过滤分离得到铼酸铵固体。检测铼酸铵中杂质含量，计算得到产品的质量百分数为99.999%。取出石英舟中的固体剩余物，称重计算得到铼回收率为95.9%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用废旧镍基高温合金制备高纯铼酸铵的方法，包括以下工艺步骤：（1）将废镍基高温合金放置于电解槽阳极的金属钛蓝中，以金属铜板作为阴极，以氯化镍和盐酸水溶液作为电解液电化学溶解合金；在电流密度为190~240A/m

【技术特征摘要】
1.一种利用废旧镍基高温合金制备高纯铼酸铵的方法，包括以下工艺步骤：（1）将废镍基高温合金放置于电解槽阳极的金属钛蓝中，以金属铜板作为阴极，以氯化镍和盐酸水溶液作为电解液电化学溶解合金；在电流密度为190~240A/m2，电解液温度为30~60℃下电化学反应2~5h；然后用新电解液置换电解槽内的电解液，以保持溶液中镍离子浓度小于80g/L；固液分离收集阳极泥；（2）将阳极泥置于石英舟内，通入氧气，先于100~200℃下氧化反应1~3h；再升温至350~550℃继续氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭勇，卢晓锋，李亦婧，梁晓静，王旭升，王帅，王立成，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃,62