CN102925695A

CN102925695A - 一种废旧高温合金物料的镍和钴浸出方法

Info

Publication number: CN102925695A
Application number: CN2012104023855A
Authority: CN
Inventors: 范兴祥; 董海刚; 行卫东; 吴跃东; 赵家春; 李博捷; 童伟锋; 吴晓峰
Original assignee: Sino Platinum Metals Co Ltd
Current assignee: Sino Platinum Metals Co Ltd
Priority date: 2012-10-20
Filing date: 2012-10-20
Publication date: 2013-02-13

Abstract

本发明公开了一种从废旧高温合金中回收镍和钴方法，将含有镍钴的废旧高温合金先在中频炉中熔化，然后喷粉，球磨，浸出。合金粉末经过球磨，采用稀酸选择性浸出合金中镍钴，获得富含镍钴的溶液。本发明具有工艺简单、浸出温度低、能耗低、镍钴浸出率高、环境友好，后续处理工艺简单等优点，滤渣中金属Ni含量<7%，Co含量<1%（质量百分数），滤液中含Ni含量大于10g/L，Co含量大于1g/L，镍和钴的浸出率均大于98.0%。采用本发明方法可有效浸出废旧高温合金的镍钴，无有害废气排出，滤渣可以进一步回收其中的钨、钼、铼、铌、锆等耐高温金属，整个过程对环境无污染，为一种环境友好、高效、低成本的从废旧高温合金物料中浸出镍钴的方法。

Description

一种废旧高温合金物料的镍和钴浸出方法

技术领域

本发明属于有色冶金领域，涉及一种镍钴浸出的方法。特别是涉及一种从废旧高温合金物料中浸出镍钴的方法。

背景技术

目前废旧高温合金中浸出镍钴的方法主要有以下几种：氯盐溶液电化学溶解处理、热酸浸溶、鼓风酸浸、电化学溶解、加压酸浸或氯浸、硫酸和硝酸混酸化学溶解等。

侯晓川在《湿法冶金》2009年第28卷第3期公开了从废高温镍钴合金中浸出镍和钴的实验研究，采用氯气浸出镍、钴、铁，其中添加剂Fe²⁺提高了浸出速率提高了氯气利用率，加快了反应进程，镍、钴的平均进出率分别达到99.30%和97.67%，浸出渣中，镍、钴质量分数分别为0.51%和0.44%。

谭世雄在《化工冶金》2000年第21卷第3期报道了采用热酸浸溶的方法浸出高温合金中的镍钴，其中Ni含有13.04%，Co含有40.1%，用5mol/L盐酸沸腾浸出后，浸出液中Ni含有9.6g/L，Co含有19.11g/L，浸出效果非常好。

蔡传算在《中国有色金属学报》中报道了对钴高温合金的综合利用，其采用鼓风酸浸的方法浸出高温合金中的镍、钴。试验条件温度70℃，液固比10mL/g,鼓风量0.9m3/h,鼓风压力300kPa,搅拌速度90r/min,Co的一次浸出率为91.4%，Ni的一次进出率为81%，该方法减少了酸的用量，减少了后续试验的物料的用量，有利于减少渣的量及钴和镍的损失，经济合理，环境友好。

柳松在《无机盐工业》1997年第2期中阐述了采用电化学溶解的方法浸出镍基高温合金中的镍钴(Ni含有70%，Co含有5%),以合金为阳极,铜片为阴极,采用YJ63直流稳压电源进行电化学溶解,电解液采用盐酸体系,浓度为4mol/L,电流密度1000A/m²，溶解液组成Ni 60g/L,Co4.3g/L，并且与硝酸和氯气混酸的化学溶解做对比，药品消耗少，污染少，没有废气产生，工艺成本低。

李长生等人申请了一种从高温合金废料中回收铁钴镍金属产品的专利（申请号：201110384265.2）：先将高温合金置于硫酸铜溶液中溶解，温度控制在70-85℃，pH控制在0.5-1，用电动搅拌棒搅拌，加速合金与硫酸铜溶液的反应。反应结束后，加入氨水调节溶液为弱碱性，然后加入草酸，得到草酸盐沉淀，在经过高温热解即可得到金属，此过程中铜为中间产物，可以循环利用，可以节约成本。

目前从废旧高温合金物料中浸出镍钴的方法多种多样，本发明具有工艺简单、原料适应性强、镍钴浸出率高，对环境污染少等特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种从废旧高温合金中浸出镍钴的方法。本发明所要解决的技术问题是对废旧合金物料进行机械活化后进行浸出。其特征步骤如下：

①原料采用中频炉熔化；

②熔化后采用雾化喷粉；

③合金粉末采用机械活化；

④活化后的合金粉末采用稀酸选择性浸出镍钴，

具体步骤特征是：①将废旧高温合金原料放入中频炉进行熔化；②将废旧合金熔体置于水雾化设备进行喷粉，制成合金粉末；③进行机械活化，将合金物料放入球磨机进行球磨；④选择性浸出合金物料中的镍钴，过滤，洗涤，获得富含镍钴的溶液。

步骤①所述的废旧高温合金物料为航空航天发动机热端关键材料，含有镍、铬、钴、钼、铝、铁、钽、铌、钨、铼、钌和锆等金属元素，其中镍含有50~70%左右，钴含有10~18%左右。

步骤②所述的喷粉为采用水雾化设备进行喷粉。

步骤③所述的机械活化为常规球磨。

步骤④所述的废旧高温合金物料选择性浸出镍钴采用的酸为硫酸、盐酸、硝酸中一种或者多种，用量为合金重量比的10~30倍。

本发明使用的物料为高品位含有镍钴的废旧高温合金，Ni含量为50~70%，钴含量为5~10%。

本发明浸出使用的酸为盐酸、硫酸、硝酸等组分中的一种或多种，用量为合金重量比的10~30倍。本发明通过熔炼-喷粉-机械活化-稀酸选择性浸出镍钴，获得的技术指标：

（1）滤渣中Ni含量<7%，Co含量<1%（质量百分数）；

（2）Ni的浸出率大于98%，Co的浸出率大于98%；

（3）滤液中Ni含量>10g/L，Co含量>1g/L。

本发明的优点主要在于：具有工艺简单、反应温度低、能耗低、Ni和Co的浸出率高、环境友好等优点。采用本发明方法，可有效浸出废旧高温合金中的Ni和Co，选择性浸出反应在反应器中进行，无有害废气排出，滤渣可作为后面回收钨、钼、铼等的原料用，整个过程对环境无污染，为一种环境友好、高效、低成本的从废旧高温合金浸出镍钴的方法。

附图说明

附图为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例1，参见附图，实验称取合金物料5000g（含Ni67.12%，Co14.01%），置于球磨机进行机械活化，时间3.5h，然后加入硫酸650mL，浓度50%，反应时间10h，搅拌速度400 r/min，温度100℃，反应结束后洗涤五次，每次用水300mL，滤液量体积，渣烘干备用，经浸出、过滤和洗涤，获得Ni和Co的富集溶液，Ni的浸出率98.23%，Co的浸出率98.76%。

实施例2，参见附图，实验称取合金物料6000g（含Ni62.07%，Co12.48%），置于球磨机进行机械活化，时间5.0h，然后加入硫酸550mL，浓度45%，反应时间15h，搅拌速度450 r/min，温度100℃，反应结束后洗涤五次，每次用水300mL，滤液量体积，渣烘干备用，经浸出、过滤和洗涤，获得Ni和Co的富集溶液，Ni的浸出率98.82%，Co的浸出率99.02%。

实施例3，参见附图，实验称取合金物料8000g（含Ni58.47%，Co10.97%），置于球磨机进行机械活化，时间7.5h，然后加入硫酸650mL，浓度50%，反应时间10h，搅拌速度350 r/min，温度90℃，反应结束后洗涤五次，每次用水300mL，滤液量体积，渣烘干备用，经浸出、过滤和洗涤，获得Ni和Co的富集溶液，Ni的浸出率98.43%，Co的浸出率98.86%。

实施例4，参见附图，实验量合金物料3000g（含Ni59.44%，Co11.56%），置于球磨机进行机械活化，时间6.5h，然后加入硫酸600mL，浓度35%，反应时间15h，搅拌速度400 r/min，温度80℃，反应结束后洗涤五次，每次用水300mL，滤液量体积，渣烘干备用，经浸出、过滤和洗涤，获得Ni和Co的富集溶液，Ni的浸出率98.03%，Co的浸出率98.16%。

实施例5，参见附图，实验量合金物料7000g（含Ni55.59%，Co13.68%），置于球磨机进行机械活化，时间9.5h，然后加入硫酸650mL，浓度45%，反应时间12h，搅拌速度400 r/min，温度100℃，反应结束后洗涤五次，每次用水300mL，滤液量体积，渣烘干备用，经浸出、过滤和洗涤，获得Ni和Co的富集溶液，Ni的浸出率99.03%，Co的浸出率99.12%。

Claims

1.一种从废旧高温合金废料中浸出镍钴的方法，其特征步骤如下：

①原料采用中频炉熔化；

②熔化后采用雾化喷粉；

③合金粉末采用机械活化；

④活化后的合金粉末采用稀酸选择性浸出镍钴，

具体步骤是：①将废旧高温合金原料放入中频炉进行熔化；②将废旧合金熔体置于水雾化设备进行喷粉，制成合金粉末；③进行机械活化，将合金物料放入球磨机进行球磨；④选择性浸出合金物料中的镍钴，过滤，洗涤，获得富含镍钴的溶液。

2.根据权利要求1所述的一种从废旧高温合金中浸出镍钴的方法，其特征在于步骤①所述的废旧高温合金物料为航空航天发动机热端关键材料，含有镍、铬、钴、钼、铝、铁、钽、铌、钨、铼、钌和锆金属元素，其中镍含有50~70%左右，钴含有10~18%左右。

3.根据权利要求1所述的一种从废旧高温合金物料中浸出镍钴的方法，其特征在于步骤②所述的喷粉采用水雾化设备进行喷粉。

4.根据权利要求1所述的一种从废旧高温合金物料中浸出镍钴的方法，其特征在于步骤③所述的机械活化为常规球磨。

5.根据权利要求1所述的一种从废旧高温合金中浸出镍钴的方法，其特征在于步骤④所述的废旧高温合金物料选择性浸出镍钴采用的酸为硫酸、盐酸、硝酸中一种或者多种，用量为合金重量比的10~30倍。