从合金废料中回收铼的技术现状和发展趋势

发布时间：2020-10-11 14:26

　　 随着稀有金属资源的稀缺性和重要性日益突显,从二次资源中回收稀有金属受到国内外学者的广泛关注,特别是金属铼的回收利用已经成为时下研究的热点。简要介绍了铼的性质、应用以及铼合金废料的主要形式,并对国内外从含铼合金废料中回收铼的工艺方法做出总结,主要包括火法、湿法、电化学法以及火湿法联合冶金工艺等,重点阐述了不同工艺方法的铼回收率、纯度、优缺点及应用范围。并在此基础上,对铼合金废料回收铼工艺的发展方向提出了展望。
【部分图文】：

火法冶金是指在高温下对矿石进行还原、氧化熔炼等反应及熔化作业制取金属和合金的过程。它是提取冶金的主要方法,目前工业上大规模的钢铁冶炼,主要有色金属冶炼和某些稀有金属的提取,都是用火法冶金方法。用此法回收铼的工艺原理是在焙烧过程中,利用含铼废料中的铼容易氧化的特性,生成易挥发而又极易溶于水的Re2O7并进入烟气中,随着温度的降低,Re2O7会沉积并富集在石英管内壁,经氨水或水洗涤,得到高铼酸铵或高铼酸溶液,进行浓缩结晶得到NH4ReO4或HReO4晶体,最后经氢气还原即可得到金属铼[13-14]。目前利用火法冶金工艺主要从辉钼矿、含铼废旧高温合金、废Pt-Re催化剂和镍铼合金等资源中回收铼。其主要工艺流程如图1所示[15-17]。苏联某硬质合金厂采用氧化焙烧-沉铼法从含铼量0.025%(质量分数)辉钼矿中提取铼。于540～600 ℃下进行氧化焙烧,铼的挥发率达到95%左右,含Re2O7的烟气经淋洗塔和湿式电收尘器收尘,烟气中的Re2O7溶于水而生成高铼酸,当溶液富集到一定程度,加入氯化钾蒸发结晶,得到白色的高铼酸钾沉淀,通氢气还原即制取铼粉[15]。铼的回收率高达85%～95%。

Singh等采用氧化焙烧-氨浸法研究了从含铼量为3.1%～3.4%(质量分数)的W97Re3废旧合金线材中回收铼的工艺[16-17]。钨铼合金线材在900 ℃氧化焙烧20 h,挥发的Re2O7在管内壁冷凝固化,氨水收集并洗涤管壁,所得溶液进行重结晶,得到不含钨和其他金属杂质的高铼酸铵晶体,400 ℃氢气还原即可得到金属铼粉。铼的综合回收率达65.1%。图2为高铼酸铵粉末的SEM形貌图,图3为还原后铼粉末的SEM形貌图。图3 还原后Re粉的SEM形貌图

图2 高铼酸铵粉末的SEM形貌图董海刚等提出了一种从废Pt-Re/Al2O3石油重整催化剂中综合回收铂、铼、铝的方法[17]。将废Pt-Re/Al2O3石油重整催化剂在600 ℃高温焙烧2 h,加双氧水和氨水的混合液浸出铼,浸出液加钾盐形成高铼酸钾沉淀,氢气还原即可得到金属铼,最终铼的回收率大于93%。
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