АО «Институт металлургии и обогащения», Алматы, Казахстан:

Л. Я. Агапова, главный научный сотрудник, эл. почта: rm.303.imo@mail.ru
З. С. Абишева, главный научный сотрудник
С. К. Килибаева, старший научный сотрудник
Ж. Е. Яхияева, ведущий инженер

В работе принимали участие сотрудники АО «Институт металлургии и обогащения» докт. техн. наук А. Н. Загородняя, канд. техн. наук А. С. Шарипова, канд. техн. наук Г. С. Рузахунова, А. Н. Алтенова.

Исследован процесс электрохимической переработки техногенных отходов ренийсодержащих жаропрочных никелевых сплавов в виде крупных кусков лома лопастей турбин в сернокислых растворах. Показано, что при анодном растворении компактных кусков данных сплавов в сернокислых растворах с добавкой азотной кислоты под действием постоянного тока плотностью 500–1000 А/м² при температуре 25–30 ^оС в раствор может быть переведено 80–90 % рения. В этих условиях также наблюдается высокое извлечение в раствор кобальта, хрома, алюминия и немного меньшее — никеля. В анодный шлам практически полностью переходят вольфрам, тантал, гафний и большая часть молибдена. При химическом вскрытии анодного шлама в сернокислых растворах с добавками пероксида водорода или азотной кислоты в раствор были переведены рений, никель и кобальт, присутствующие в шламе. Из объединенного раствора от анодного вскрытия отходов сплавов и химического растворения анодных шламов рений извлекли известным экстракционным методом в виде чернового перрената аммония, содержание рения в котором составило не менее 68,9 % (мас.). Кек, оставшийся после химического вскрытия анодных шламов, представляет собой концентрат тугоплавких редких металлов, содержащий до 39–42 % W, 15–18 % Ta, 3–4 % Hf. После экстракции рения из сернокислого рафината, содержащего значительные количества никеля, кобальта, хрома и алюминия, гидроксидом натрия осадили никель-кобальтовый концентрат, содержащий 31,5 % Ni и 4,8 % Co. На основании результатов проведенных исследований предложена принципиальная технологическая схема переработки крупных кусков отходов ренийсодержащих жаропрочных никелевых сплавов, которая включает анодное растворение отходов под действием постоянного тока в сернокислых растворах и получение из продуктов электролиза чернового перрената аммония, концентрата тугоплавких редких металлов и никель-кобальтового концентрата.

Исследования выполнены по гранту № 4351/ГФ4 Министерства образования и науки Республики Казахстан.

1. Каблов Е. Н., Петрушин Н. В., Светлов И. Л., Демонис И. М. Литейные жаропрочные никелевые сплавы для перспек тивных авиационных ГТД // Технология легких сплавов. 2007. № 2. С. 6–16.
2. Пат. 2313589 РФ. Способ выделения ценных металлов из суперсплавов / Штоллер В., Ольбрих А., Меезе-Марктшеффель Ю. и др. ; опубл. 27.12.2007, Бюл. № 36.
3. Парецкий В. М., Бессер А. Д., Гедгагов Э. И. Пути повышения производства рения из рудного и техногенного сырья // Цветные металлы. 2008. № 10. С. 17–21.
4. Касиков А. Г., Петрова А. М. Рециклинг рения из отходов жаропрочных и специальных сплавов // Технология металлов. 2010. № 2. С. 2–12.
5. Петрова А. М., Касиков А. Г., Громов П. Б., Калинников В. Т. Извлечение рения из отходов сложнолегированных жаропрочных сплавов на основе никеля // Цветные металлы. 2011. № 11. С. 39–43.
6. Петрова А. М., Касиков А. Г. Извлечение рения из отходов обработки и эксплуатации жаропрочных никелевых суперсплавов // Авиационные материалы и технологии. 2012. № 3. С. 9–13.
7. Пат. 2061079 РФ. Способ извлечения оксида рения из отходов / Гель Р. П., Дроботенко Г. А., Колосов В. Н., Нехорошев Н. Е. ; опубл. 27.05.96, Бюл. № 5.
8. Палант А. А., Левчук О. М., Брюквин В. А. Комплексная электрохимическая технология переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений // Цветная металлургия. 2007. № 11. С. 11, 12.
9. Пат. 2401312 РФ. Способ электрохимической переработки металлических отходов жаропрочных никелевых спла вов, содержащих рений / Палант А. А., Брюквин В. А., Левчук О. М., Палант А. В., Левин А. М. ; опубл. 10.10.2010, Бюл. № 28.
10. Палант А. А., Левчук О. М., Брюквин В. А., Левин А. М., Парецкий В. М. Комплексная электрохимическая переработка металлических отходов ренийсодержащего жаропрочного никелевого сплава в сернокислых электролитах // Электрометаллургия. 2010. №7. С. 29–33.
11. Чернышова О. В., Дробот Д. В. Варианты электрохимической переработки ренийсодержащего жаропрочного сплава // Химическая технология. 2017. Том 18, № 1. С. 36–42.
12. Pat. EP1312686. Electrochemical dissolution process for disintegrating superalloy scraps / Stoller V. et al. ; publ. 21.05.2003.
13. Pat. WO08/000810. Recycling of superalloys with the aid of an alkali metal salt bath / Olbrich A., Meese-Marktscheffel J., Jahn M. et al. ; filed 29.06.07 ; publ. 03.01.08.
14. Pat. 5776329 US. Method for the decomposition and recovery of metallic constituents from superalloys / Krynitz U., Olbrich A., Kummer W., Schlol M. ; publ. 07.07.1998.
15. Srivastava R., Kim M., Lee J. et al. Resource recycling of superalloys and hydrometallurgical challenges // Journal of Materials Science. 2014. Vol. 49, No. 14. P. 4671–4686.
16. Guro V. P. Ammonium perrhenate purification and rhenium recovery from heat-resistant rhenium nickel superalloys // Proceeding of 21^st International Conference on Metallurgy and Materials (Metal 2012). — Brno, Czech Republic, 23–25 May 2012.
17. Агапова Л. Я., Абишева З. С., Килибаева С. К., Алтенова А. Н., Яхияева Ж. Е., Рузахунова Г. С., Сапуков И. А., Байсакалова П. А. Электрохимическое вскрытие техногенных отходов жаропрочных никелевых суперсплавов // Матер. ХХ Междунар. науч.-техн. конф. «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья». — Екатеринбург, 2015. С. 280–285.