ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ НИКЕЛЯ ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ РЕНИЙСОДЕРЖАЩЕГО ЖАРОПРОЧНОГО СПЛАВА

Статья посвящена обоснованию предлагаемой технологической схемы электрохимической переработки ренийсодержащего жаропрочного сплава ЖС32-ВИ состава (% масс.): Re - 4.0; Co - 9.3; W - 8.6; Y - 0.005; Lа - 0.005; Al - 6.0; Cr - 5.0; Tа - 4.0; Nb - 1.6; Mо - 1.1; С - 0.16; B - 0.15; Cе - 0.025, Ni - 60.0 с получением никельсодержащих катодных осадков. Представлены результаты изучения состава, морфологии поверхности и гранулометрического анализа катодных осадков, полученных при электрохимической переработке отработанного жаропрочного сплава ЖС32-ВИ с использованием кислотных электролитов. Анодное растворение сплава проводили в гальваностатическом режиме. Установлено влияние состава электролита на показатели процесса: выход по току, распределение компонентов сплава между продуктами электролиза, гранулометрический размер частиц катодного продукта электрохимической переработки указанного сплава. Показано, что в зависимости от природы электролита могут быть получены катодные осадки различного химического и фазового состава, различающиеся между собой по крупности и морфологии поверхности. Выявлено, что величина зерен катодных осадков, полученных в кислотных электролитах, практически одинакова: 99% зерен катодных осадков имеет размер в диапазоне 0.04-0.60 мкм. Основное отличие заключается в незначительном увеличении количества мелкой фракции при добавлении в состав электролита сульфосалициловой кислоты. Все полученные катодные осадки имеют дендритную структуру, развитость которой зависит от природы электролита, причем наиболее развитой структурой и наименьшим размером частиц обладают осадки, полученные при использовании азотнокислого электролита.

жаропрочный сплав, электрохимическая переработка, анодный шлам, кислотный электролит, сульфосалициловая кислота, никельсодержащий концентрат

1. Rao S.R. Resource recovery and recycling from metallurgical wastes. V. 7. Elsevier Science, 2006. 580 p.

2. Lutz L.J., Parker S.A., Stephenson J.B. Recycling of contaminated superalloy scrap via electrochemical processes // TMS Annual Meeting. 1993. Р. 1211-1220.

3. Prasad V.V.S., Rao A.S., Prakash U., Rao V.R., Rao P.K., Gupt M.K. Recycling of super alloy scrap through electro slag remelting // ISIJ Int. 1996. V. 36. № 12. P. 1459-1464. DOI: 10.2355/isijinternational.36.1459

4. Flow studies for recycling metal commodities in the United States / Ed. S.F. Sibley. Reston, Virginia: US Geological Survey, 2004. 182 p.

5. Worrell E., Reuter M.A. Handbook of Recycling: State-of-the-art for Practitioners, Analysts, and Scientists. Amsterdam: Elsevier, 2014. 600 p.

6. Палант А.А, Брюквин В.А., Левин А.М., Левчук О.М. Комплексная электрохимическая технология переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал, ниобий и другие ценные металлы // Металлы. 2014. № 1. С. 25-27.

7. Палант А.А., Брюквин В.А., Левчук О.М., Палант А.В., Левин А.М. Способ электрохимической переработки металлических отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений: Пат. 2401312 РФ. № 2009113255/02; заявл. 09.04.2009; опубл. 10.10.2010. Бюл. № 28.

8. Stoller V., Olbrich A., Meese-Marktscheffel J., Mathy W., Erb M., Nietfeld G., Gille G. Process for electrochemical decomposition of superalloys: Pat.10155791 DE. Publ. 17.07.2003.

9. Krynitz U., Olbrich A., Kummer W., Schloh M. Method for the decomposition and recovery of metallic constituents from super alloys: Pat. 5776329 USA. Publ. 07.07.1998.

10. Stoller V., Olbrich A., Meese-Marktscheffel J., Mathy W., Erb M., Nietfeld G., Gille G. Electrochemical dissolution process for disintegrating super alloy scraps: Pat. 1312686EР. Publ. 21.05.2003.

11. Srivastava R., Kim M., Lee J., Jha M.-K., Kim B.-S. Resource recycling of superalloys and hydrometallurgical challenges // J. Mater. Sci. 2014. V. 49. Iss. 14. P. 4671-4686.

12. Шипачев В.А. Некоторые технологические приемы выделения и очистки рения из жаропрочных сплавов // Химия в интересах устойчивого развития. 2012. № 20. C. 365-368.

13. Палант А.А., Брюквин В.А., Левчук О.М. Комплексная электрохимическая переработка металлических отходов ренийсодержащего жаропрочного никелевого сплава в сернокислых электролитах //Электрометаллургия. 2010. № 7. C. 29-33.

14. Chernyshova O.V., Drobot D.V. Variants of electrochemical processing of rhenium-containing hightemperature alloy // Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 2018. V. 52. № 4. P. 711-716.

15. Чернышова О.В., Чернышов В.И., Дробот Д.В., Махонько М.В. Способ извлечения никеля при электрохимической переработке жаропрочных никелевых сплавов: Пат. 2542182 РФ. № 2013145573/02; заявл. 11.10.2013; опубл. 20.05.2015. Бюл. № 5.

16. Гайдаренко О.В., Чернышов В.И., Чернышов Ю.И. Способ измерения потенциала рабочего электрода электрохимической ячейки под током: Пат. № 2106620 РФ. № 96108732/25; заявл. 26.04.1996; опубл. 10.03.1998. Бюл. № 3.

17. Чернышова О.В., Канагатов Д.Г., Дpобот Д.В. Получение никель-кобальтового концентрата при переработке ренийсодержащего жаропрочного сплава // Изв. ВУЗов. Цветная металлургия. 2016. № 6. С. 40-48.

18. Кобжанов А.С., Курбатов А.П., Романов Г.А. Влияние состава электролита и температуры на электроосаждение порошков меди // Промышленность Казахстана. 2005. T. 3. № 30. С. 80-81.

19. Исаев А.В., Седаков А.Ю. Исследование механизма катодного восстановления никеля в сульфаматном электролите // Новые промышленные технологии. 2009. № 5. С. 12-15.

20. Ваграмян А.Т., Жамаргорцянц М.А. Электроосаждение ме¬таллов и ингибирующая адсорбция. М.: Наука, 1969. 199 с.

21. Виноградов С.Н., Севастьянов Н.В. Сульфосалицилатный электролит для осаждения сплава медь-никель: Пат. 2365683 РФ. № 2008138832/02; заявл. 30.09.2008; опубл. 27.08.2009. Бюл. № 24.

22. Байконурова А.О., Усольцева Г.А., Акпанбаев Р.С., Абушахман О.Ш. Влияние добавок органических веществ на качество электролитического медного порошка // Изв. научно-техн. общества «КАХАК». 2011. № 1(31). С. 35-39.

23. Скибина Л.М. Дороган И.В., Бумбер А.А., Бурдина Е.И. Влияние комплексообразования ионов кадмия с N-метилпирролидоном на кинетику их электровосстановления в сульфатном электролите // Электрохимия. 2013. Т. 49. № 2. С. 138-145.

24. Sharifirad M., Omrani A., RostamiА. Electrodeposition and characterization of polypyrrole films on copper // J. Electroanal. Chem. 2010. V. 645. P. 149-158.

25. Седойкин А.А., Цупак Т.Е. Роль миграционного массопереноса при электроосаждении никеля из сульфатно-хлоридных и хлоридных растворов, содержащих янтарную кислоту // Электрохимия. 2008. Т. 44. № 3. С. 343-350.