×
20.04.2013
216.012.3713

СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОТХОДОВ СПЛАВОВ ВОЛЬФРАМ-МЕДЬ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002479652
Дата охранного документа
20.04.2013
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к регенерации вторичного металлсодержащего сырья, в том числе к электрохимической переработке металлических отходов сплавов вольфрам-медь, содержащих 7-50% Cu. Способ включает анодное окисление отходов в 10-15%-ном растворе аммиака под действием постоянного электрического тока. При этом процесс окисления проводят с добавкой в раствор 0,1-0,5 М NaOH или 0,1-0,5 М KOH при плотности тока 1000-3000 А/м. Техническим результатом изобретения является повышение извлечения металлов более 98% при минимальном расходе электроэнергии и эффективное разделение вольфрама и меди. 2 ил., 1 табл., 2 пр.
Основные результаты: Способ электрохимической переработки металлических отходов сплавов вольфрам-медь, включающий анодное окисление отходов в 10-15%-ном растворе аммиака под действием постоянного электрического тока, отличающийся тем, что процесс окисления проводят с добавкой в раствор 0,1-0,5 М NaOH или 0,1-0,5 М KOH при плотности тока 1000-3000 А/м.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к регенерации вторичного металлсодержащего сырья, в частности к переработке металлических отходов сплавов W-Cu.

Вовлечение в заводскую практику регенерации различных видов отходов цветных и редких тугоплавких металлов является важной научно-технической задачей. Это связано с ограниченной сырьевой базой редких металлов и возможностью достижения достаточно высоких показателей при переработке вторичного сырья (извлечение ценных компонентов, минимизация капитальных затрат и т.п.)

В общем случае, технология переработки вольфрамсодержащих металлических отходов (в том числе и карбидных) основана на комбинированных пиро- и гидрометаллургических процессах, таких как: обжиг, выщелачивание, жидкостная экстракция и т.п. [А.Н.Зеликман. Металлургия тугоплавких металлов. М.: Металлургия, 1986. 440 с.].

Применительно к утилизации металлических отходов вольфрама особенно перспективно использование электрохимических методов, основанных на анодном окислении (растворении) отходов под действием различных форм электрического тока. Данные методы обеспечивают высокое извлечение ценных компонентов и качество получаемой продукции. Так, в Патенте РФ №2340707 «Способ электрохимической переработки металлических отходов вольфрама или рения» описана технология данных видов металлических отходов в аммиачных электролитах под действием симметричного переменного тока промышленной частоты (аналог). Для обеспечения необходимой электропроводности системы аммиачный электролит предварительно выдерживают в магнитном поле, напряженностью >600 Э в течение 24-48 часов.

В данных условиях достигается повышение электропроводности аммиачного раствора более чем на 50%. Это позволяет сократить продолжительность первоначального этапа электрохимического накопительного передела с 24 до 10-12 часов. Ограничительные моменты описанного процесса следующие: это и относительно невысокая степень повышения электропроводности (~50%), и достаточно высокая продолжительность такой предварительной обработки.

Наиболее близким техническим решением является «Способ переработки отходов металлического вольфрама» (Патент РФ №1794108, БИ №5 от 07.02.1993). Согласно этому методу переработку металлических отходов вольфрама осуществляют в аммиачном электролите под действием постоянного электрического тока силой до 1 мА и выше. Для обеспечения необходимой электропроводности системы в электролит вводят специальные добавки, например, триэтаноламин. Ограничительные стороны данного метода заключаются в использовании органических добавок триэтаноламина, не характерных для гидрометаллургических процессов переработки редких металлов. Кроме того, данные добавки могут отрицательно повлиять на процесс осаждения паравольфрамата аммония при упарке аммиачных растворов.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании способа электрохимической переработки металлических отходов сплава вольфрам-медь в аммиачных растворах, обеспечивающих необходимую электропроводность системы и разделение извлекаемых металлов.

Техническим результатом изобретения является повышение извлечения вольфрама и меди в товарную продукцию до 98-99%.

Технический результат достигается тем, что в способе электрохимической переработки металлических отходов сплавов вольфрам-медь, включающем анодное окисление в 10-15% аммиаке под действием постоянного электрического тока, согласно изобретению, процесс проводят с добавками 0,1-0,5 М NaOH или KOH при плотности тока 1000-3000 А/м2.

На рис.1 представлена зависимость выхода по току от плотности тока, из чего видно, что оптимальный режим лежит в интервале плотности тока до ~300 мА/см2.

Сущность изобретения заключается в том, что для обеспечения необходимой электропроводности системы анодного окисления (растворения) металлических отходов сплава вольфрам-медь в исходный аммиачный раствор вводят добавки NaOH или KOH.

Рекомендуемый режим электрохимического передела: раствор NH4OH 10-15% + 0,1-0,5 М NaOH или KOH, постоянный электрический ток, температура 20-30°C, продолжительность 2 часа, плотность тока 1000-3000 А/м2 (рис.1).

Как видно из табл.1, в данных условиях выход по току приближается к 100%. При этом вольфрам переходит в щелочной раствор, а медь на 50% в осадок в виде Cu0 за счет процесса катодного восстановления меди. Важно, что при кипячении полученного вольфраматного раствора та часть меди, что перешла в раствор, также восстанавливается и выпадает в осадок в виде Cu0.

Таблица 1
Плотность тока, мА/см2 Сила тока, мА Растворилось сплава, Δ М, г Теоретическое Δ М, г Выход по току, %
100 128 0,31 0,29 ~100
200 280 0,66 0,65 ~100
300 294 0,66 0,67 99,9
400 368 0,80 0,86 93,0
500 420 0,87 0,98 89,0

Получаемые растворы W(VI) могут быть направлены без какой-либо предварительной обработки на осаждение вольфрамовой кислоты по известной реакции:

[Na(K)2WO4]+2HCl(HNO3)=H2WO4+2NaCl (NaNO3)

Таким образом, патентуется процесс анодного окисления (растворения) металлических сплавов вольфрам-медь в растворах NH4OH+Na(K)OH под действием постоянного электрического тока плотностью до 3000 А/м2 с разделением вольфрама и меди, которая переходит в осадок в виде Cu0.

Пример 1

На электрохимическую переработку поступает отход сплава W-Cu, содержащий 10% Cu. Режим анодного окисления (растворения) сплава: раствор 10% NH4OH+0,5 М NaOH, температура 20°C, продолжительность 2 часа, плотность постоянного электрического тока 200 мА/см2, сила тока 280 мА, площадь растворяемого образца 1,40 см2, объем полученного раствора выщелачивания 150 мл.

В данных условиях растворилось 0,66 г исходного сплава. При этом до 50% Cu, содержавшейся в сплаве, перешло в раствор, в котором растворилось 3,96 г/л W. Данный продукт кипятили до 60 мин для полного удаления меди в виде Cu0 и повышения концентрации вольфрама в растворе до ~10 г/л. Из этого раствора осаждали H2WO4 по обычной методике нейтрализацией минеральной кислотой (например, H2SO4).

Извлечение W и Си в товарную продукцию составило 99,5%.

Пример 2

На электрохимическую переработку поступает отход сплава W-Cu, содержащий 10% Cu. Режим анодного окисления сплава: 10% NH4OH+0,5 М KOH, температура 20°C, продолжительность 2 часа, плотность постоянного тока 300 мА/см2, сила тока 295 мА, площадь растворяемого образца 1,5 см2. Всего при этом было растворено 0,66 г сплава и получено 120 мл раствора, содержащего 4,95 г/л W.

После кипячения этого раствора и полного удаления меди в виде Cu0 из очищенного раствора осаждали H2WO4 по вышеописанной методике.

Извлечение W и Cu в товарную продукцию составило 98,9%.

Приведенные примеры подтверждают достижение положительного эффекта при использовании предлагаемого технического решения с минимизацией энергозатрат. На рис.2 приводится принципиальная технологическая схема переработки данных отходов по описанному способу.

Способ электрохимической переработки металлических отходов сплавов вольфрам-медь, включающий анодное окисление отходов в 10-15%-ном растворе аммиака под действием постоянного электрического тока, отличающийся тем, что процесс окисления проводят с добавкой в раствор 0,1-0,5 М NaOH или 0,1-0,5 М KOH при плотности тока 1000-3000 А/м.
СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОТХОДОВ СПЛАВОВ ВОЛЬФРАМ-МЕДЬ
СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОТХОДОВ СПЛАВОВ ВОЛЬФРАМ-МЕДЬ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 19 items.
20.02.2013
№216.012.26d5

Способ получения пористой керамики из гидроксиапатита, обладающей антимикробной активностью

Разработан способ получения пористой керамики из гидроксиапатита, обладающей антимикробной активностью, для использования в реконструктивно-пластической хирургии и стоматологии при замещении костных дефектов. Способ включает синтез цинк-, медь-, железо- или сереброзамещенного гидроксиапатита из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475461
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b40

Способ электродугового жидкофазного углетермического восстановления железа из оксидного сырья и устройство для его осуществления

Изобретение относится к бескоксовой металлургии, в частности к производству железа и сплавов на его основе посредством электродугового жидкофазного углетермического восстановления. Железосодержащее оксидное сырье и углеродсодержащий восстановитель подают в область термического действия дуги в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476599
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b42

Способ электродугового углетермического восстановления железа из титаномагнетита с получением металлопродукта в виде порошка и гранул и устройство для его осуществления

Изобретение относится к бескоксовой металлургии, в частности к производству железа и сплавов на его основе из дисперсного оксидного сырья посредством электродугового жидкофазного углетермического восстановления. Способ осуществляют в устройстве, при этом возбуждают электрическую дугу между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476601
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c94

Способ получения текстурированных покрытий с анизотропной коэрцитивной силой на основе магнитных соединений

Изобретение может быть использовано при изготовлении устройств магнитной записи высокой плотности и постоянных магнитов. Способ получения текстурированных покрытий с анизотропной коэрцитивной силой на основе магнитных соединений включает синтез магнитных композиционных порошков. Для этого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476939
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.05.2013
№216.012.3de0

Способ деформационно-термического производства листового проката

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии получения листового проката, используемого в бронезащитных конструкциях. Для повышения бронестойкости листового проката осуществляют выплавку стали, ее рафинирование с получением стали, содержащей, мас.%: 0,25-0,35 С, 0,6-0,7...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481407
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.06.2013
№216.012.4893

Способ электрохимической переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы

Изобретение относится к способу электрохимической переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы, входящие в состав перерабатываемого сплава. Способ включает анодное окисление сплава в кислом электролите при наложении электрического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484159
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.06.2013
№216.012.50ba

Способ бестигельного электродугового жидкофазного восстановления железа из оксидного сырья и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к бескоксовой металлургии, в частности к производству железа и сплавов на его основе посредством электродугового жидкофазного углетермического восстановления оксидного сырья. Железосодержащее оксидное сырье и углеродный восстановитель в виде расходуемой стержневой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486259
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.05.2015
№216.013.4c40

Способ получения оксида кобальта соо для производства твердых сплавов

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, а именно к получению оксида кобальта CoO для производства твердых сплавов типа WC-Co. Оксид кобальта осаждают из азотнокислого раствора кобальтсодержащего сырья путем обработки в автоклаве гидроксидом аммония (NHOH) при температуре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551034
Дата охранного документа: 20.05.2015
29.03.2019
№219.016.f4cc

Пористый композиционный хитозан-желатиновый матрикс для заполнения костных дефектов

Изобретение относится к области медицины и касается композиционных материалов для пластической реконструкции поврежденных костных тканей. Высокопористые эластичные хитозан-желатиновые матриксы с пористостью более 90% состоит из хитозана и содержит желатин до 60 мас.% и лаурилсульфат натрия до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002421229
Дата охранного документа: 20.06.2011
29.03.2019
№219.016.f711

Способ получения нанопорошков систем элемент-углерод

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Получение нанопорошков систем элемент-углерод из элементов и их соединений проводится в термической плазме смеси углеводорода с одним из компонентов или смесью компонентов из группы: водяной пар, диоксид углерода. В реагирующей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002434807
Дата охранного документа: 27.11.2011
Showing 1-9 of 9 items.
20.02.2013
№216.012.26d5

Способ получения пористой керамики из гидроксиапатита, обладающей антимикробной активностью

Разработан способ получения пористой керамики из гидроксиапатита, обладающей антимикробной активностью, для использования в реконструктивно-пластической хирургии и стоматологии при замещении костных дефектов. Способ включает синтез цинк-, медь-, железо- или сереброзамещенного гидроксиапатита из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475461
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b40

Способ электродугового жидкофазного углетермического восстановления железа из оксидного сырья и устройство для его осуществления

Изобретение относится к бескоксовой металлургии, в частности к производству железа и сплавов на его основе посредством электродугового жидкофазного углетермического восстановления. Железосодержащее оксидное сырье и углеродсодержащий восстановитель подают в область термического действия дуги в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476599
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b42

Способ электродугового углетермического восстановления железа из титаномагнетита с получением металлопродукта в виде порошка и гранул и устройство для его осуществления

Изобретение относится к бескоксовой металлургии, в частности к производству железа и сплавов на его основе из дисперсного оксидного сырья посредством электродугового жидкофазного углетермического восстановления. Способ осуществляют в устройстве, при этом возбуждают электрическую дугу между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476601
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c94

Способ получения текстурированных покрытий с анизотропной коэрцитивной силой на основе магнитных соединений

Изобретение может быть использовано при изготовлении устройств магнитной записи высокой плотности и постоянных магнитов. Способ получения текстурированных покрытий с анизотропной коэрцитивной силой на основе магнитных соединений включает синтез магнитных композиционных порошков. Для этого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476939
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.05.2013
№216.012.3de0

Способ деформационно-термического производства листового проката

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии получения листового проката, используемого в бронезащитных конструкциях. Для повышения бронестойкости листового проката осуществляют выплавку стали, ее рафинирование с получением стали, содержащей, мас.%: 0,25-0,35 С, 0,6-0,7...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481407
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.06.2013
№216.012.4893

Способ электрохимической переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы

Изобретение относится к способу электрохимической переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы, входящие в состав перерабатываемого сплава. Способ включает анодное окисление сплава в кислом электролите при наложении электрического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484159
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.06.2013
№216.012.50ba

Способ бестигельного электродугового жидкофазного восстановления железа из оксидного сырья и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к бескоксовой металлургии, в частности к производству железа и сплавов на его основе посредством электродугового жидкофазного углетермического восстановления оксидного сырья. Железосодержащее оксидное сырье и углеродный восстановитель в виде расходуемой стержневой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486259
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.05.2015
№216.013.4c40

Способ получения оксида кобальта соо для производства твердых сплавов

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, а именно к получению оксида кобальта CoO для производства твердых сплавов типа WC-Co. Оксид кобальта осаждают из азотнокислого раствора кобальтсодержащего сырья путем обработки в автоклаве гидроксидом аммония (NHOH) при температуре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551034
Дата охранного документа: 20.05.2015
24.05.2019
№219.017.5fa1

Способ получения алюмосодержащего коагулянта

Изобретение относится к области химии. Алюмосодержащий коагулянт на основе сульфата алюминия получают путем растворения металлических отходов производства алюминия в растворе серной кислоты с концентрацией 100-200 г/л при температуре 65°С и при наложении симметричного переменного электрического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002392228
Дата охранного документа: 20.06.2010
+ добавить свой РИД