Электрохимическая переработка отходов тяжелых вольфрамовых сплавов в растворах карбоната аммония

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом линейной вольтамперометрии в потенциодинамическом режиме исследовано электрохимическое поведение вольфрама и сплава ВНЖК (мас. %: W 90; Ni 7,2; Fe 1,8; Co 1) в растворах (0,5-1,5 М) карбоната аммония. Выявлено возрастание максимальной анодной плотности тока окисления вольфрама и сплава ВНЖК при увеличении концентрации карбоната аммония. Методами гальваностатического электролиза, а также электролиза под действием синусоидального переменного тока промышленной частоты исследован процесс электрохимического растворения отходов сплава ВНЖK в 1,0 М растворе карбоната аммония. Обосновано преимущество поочередного применения постоянного и переменного токов. Установлено, что при переработке отходов сплава ВНЖК под поочередным воздействием постоянного и переменного токов переход вольфрама из сплава в раствор карбоната аммония сопровождается концентрированием металлов подгруппы железа в микродисперсном шламе электролиза. Предложена принципиальная технологическая схема извлечения вольфрама из отходов тяжелых вольфрамовых сплавов с получением в качестве конечного продукта паравольфрамата аммония.

Об авторах

О. Г Кузнецова

ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Email: olyakolya@mail.ru

А. М Левин

ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Email: olyakolya@mail.ru

С. В Конушкин

ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Email: olyakolya@mail.ru

О. И Цыбин

ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Email: olyakolya@mail.ru

А. О Больших

ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: olyakolya@mail.ru

Список литературы

  1. Zeiler, B. Recycling of tungsten: Current share, economic limitations, technologies and future potential / B. Zeiler, A. Bartl, W. Schubert // Intern. J. Refract. Metals Hard Mater. 2021. V.98. Art.105546.
  2. Han, Z. A Review of tungsten resources and potential extraction from mine waste / Z. Han, A. Golev, M. Edraki // Minerals. 2021. V.11. P.701.
  3. Shen, L. Tungsten extractive metallurgy: A review of processes and their challenges for sustainability / L. Shen, X. Li, D. Linberg, P. Taskinen // Miner. Eng. 2019. V.142. Art.105934.
  4. Hool, A. How companies improve critical raw material circularity: 5 use cases (findings from the international round table on materials criticality) / A. Hool, S. van Nielen, D. Schrijvers, S. Ganzeboom // Miner. Econom. 2022. 21 April. doi.org./10.1007/S135563-022-00315-5.
  5. Технология АО "Гидрометаллург" [Электронный ресурс]. Режим доступа: (http://hidromet.ru/support.html) (29.06.2022).
  6. Kalyan Kamal, S.S. Large scale synthesis of nanocrystalline tungsten powders through recycling of tungsten heavy alloy scrap / S.S. Kalyan Kamal, J. Vimala, Y. Sushma, P.K. Sahoo, M. Sankaranarayana // Mater. Today Commun. 2017. V.11. P.174-178.
  7. Koohestani, H. Characterization of TiO2/WO3 composite produced with recycled WO3 nanoparticles from W-Ni-Fe alloy / H. Koohestani // Mater. Chem. Phys. 2019. V.229. P.251-256.
  8. Kalyan Kamal, S.S. Synthesis of high purity tungsten nanoparticles from tungsten heavy alloy scrap by selective precipitation and reduction route / S.S. Kalyan Kamal, P.K. Sahoo, J. Vimala, B. Shanker, P. Ghosal, L. Durai //j. Alloys Compd. 2016. V.678. P.403-409.
  9. Parshutin, V.V. Corrosion and electrochemical behavior of pseudo-alloys on the basis of tungsten and their components / V. V. Parshutin // Surf. Eng. Appl. Electrochem. 2008. V.44(6). P.446-461.
  10. Shrinavasan, G.N. Anodic leaching of tungsten alloy swarf: a statistical approach / G.N. Shrinavasan, A. Varadharay, J.A.M. Abdul Kader //j. Appl. Electrochem. 1994. V.24. P.1191-1193.
  11. Hairunnisha, S. Studies on the preparation of pure ammonium paratungstate from tungsten alloy scrap / S. Hairunnisha, G.K. Sendil, J. Prabhakar Rethinaraj, G.N. Srinivasan, P. Adaikkalam, S. Kulandaisamy // Hydrometallurgy. 2007. V.85. P.67-71.
  12. Кузнецова, О.Г. Электрохимическая переработка тяжелого сплава W-Ni-Fe постоянным и переменным током в аммиачно-щелочных растворах / О.Г. Кузнецова, А.М. Левин, М.А. Севостьянов, О.И. Цыбин, А.О. Больших // Металлы. 2021. №3. С.21-29.
  13. O.G. Kuznetsova, A.M. Levin, M.A. Sevastyanov, O.I. Tsybin, A.O. Bolshikh, "Electrochemical processing of a heavy W-Ni-Fe alloy by direct and alternating current in ammonia-alkali solutions".Russian Metallurgy (Metally). 2021. V.5. P.586-593.
  14. Кузнецова, О.Г. Электрохимическое окисление тяжелого вольфрамсодержащего сплава типа ВНЖ и его компонентов в аммиачно-щелочных электролитах / О.Г. Кузнецова, А.М. Левин, М.А. Севостьянов, О.И. Цыбин, А.О. Больших // Металлы. 2019. №3. С.26-30.
  15. O.G. Kuznetsova, A. M. Levin, M.A. Sevastyanov, O.I. Tsybin, A.O. Bolshikh, "Electrochemical oxidation of a heavy tungsten-containing VNZh-type alloy and its components in ammonia-alkali electrolytes".Russian Metallurgy (Metally). 2019. V.5. P.507-510.
  16. Vadasdi, K. Effluent-free manufacture of ammonium paratungstate (APT) by recycling the byproducts / K. Vadasdi // Intern. J. Refract. Metals Hard Mater. 1995. V.13. P.45-59.
  17. Гуриев, В.Р. Исследование и разработка технологий переработки отходов производства тугоплавких и тяжелых цветных металлов с использованием электрохимических методов: автореф. дис. … канд. техн. наук / Гуриев Валерий Русланович. - Владикавказ, 2001. 24 с.
  18. Резниченко, В.А. Исследование процесса электрохимического растворения многофазных сплавов на основе вольфрама / В.А. Резниченко, А.А. Палант, Г.И. Ануфриева, Р.А. Гуриев, В.К. Гаврилов // Изв. АН СССР. Металлы. 1985. №2. C.32-35.
  19. Kovalenko, V. Investigation of the anodic behavior of W-based superalloy, for electrochemical selective treatment / V. Kovalenko, V. Kotoc // East.-Europ. J. Enter. Technol. 2020. №6/12. V.108. P.61-66.
  20. Kovalenko, V. Selective anodic treatment or W(WC)-based superalloy scrap / V. Kovalenko, V. Kotoc // East.-Europ. J. Enter. Technol. 2017. №1/5. V.85. P.53-58.
  21. Черняк, Г.В. Вольфрам в боеприпасах / Г.В. Черняк, К.Б. Поварова. - М.: ФГУП "ЦНИИХМ", 2014. 360 с.
  22. Кузнецова, О.Г. Электрохимическое поведение компонентов связующих фаз тяжелых вольфрамовых сплавов в аммиачно-карбонатных растворах / О.Г. Кузнецова, А.М. Левин // Разработка и применение наукоемких технологий в интересах модернизации современного общества: сб. ст. междунар. науч.-практ. конф. (Таганрог, 20.01.2022 г.). - Уфа: АЭТЕРНА, 2022. Ч.2. С.8-11.
  23. Pat. US-5021133-А.Int.Cl. C25B 1/100. US Cl. 204/86; 204/91; 423/53; 423/606. Electrolitic method for producing ammonium paratungstate from cemented tungsten carbide / C.D. Vanderpool, T.K. Kim. GTE Prod. corp. (US). - №504408. 1990.04.04. 1991.06.04.
  24. Кузнецова, О.Г. Исследование электропроводности вольфрамсодержащих растворов гидроксида аммония / О.Г. Кузнецова, А.М. Левин, М.А. Севостьянов, О.И. Цыбин, А.О. Больших // Металлы. 2020. №5. С.46-51.
  25. O.G. Kuznetsova, A.M. Levin, M.A. Sevost'yanov, O.I. Tsybin, A.O. Bol'shikh, "Electrical conductivity of tungsten-containing ammonium hydroxide solutions".Russian Metallurgy (Metally). 2020. №9. P.971-975.
  26. Левин, А.М. Удельная электропроводность вольфрамсодержащих водных растворов карбоната аммония / А.М. Левин, О.Г. Кузнецова, М.А. Севостьянов // Теория и практика модернизации научной деятельности в условиях цифровизации: сб. ст. междунар. науч.-практ. конф. (Воронеж. 07.05.2021) - Уфа: OMEGASCIENCE, 2021. С.25-28.
  27. Lassner, E. From concentrates and scrap to highly pure ammonium paratungstate (APT) / E. Lassner // Intern. J. Refrract. Metals Hard Mater. 1995. V.13. P.35-44.
  28. Kuznetsova, O.G. Electrochemical processing of heavy tungsten alloy wastes for obtaining a microdispersed iron-nickel base powder by using alternating current / O.G. Kuznetsova, A.M. Levin, M.A. Sevastyanov, O.I. Tsybin, A.O. Bolshikh // IOP Conf. Ser.: J. Phys. 2021. V.1942. Art.012056.
  29. Березина, С.Л. Анодное поведение вольфрама с различной структурой в щелочном электролите / С.Л. Березина, В.Н. Горячева, Н.Н. Двуличанская, В.И. Ермолаева, Л.Е. Слынко // Успехи соврем. естествознания. Хим. науки. 2017. №4. C.7-11.
  30. Климник, А.Б. Электрохимический синтез нанодисперсных порошков оксидов металлов / А.Б. Килимник, Е.Ю. Острожкова. - Тамбов: ФГБОУ ВПО "ТГТУ", 2012. 144 с.
  31. Абраменко, Ю.А. Электрохимический синтез наноструктурных порошков оксидов вольфрама и молибдена при электролизе переменным асимметричным синусоидальным током в растворе калиевой щелочи / Ю.А. Абраменко, В.В. Демьян, И.Ю. Жукова, Е.Н. Панина // Актуал. пробл. науки и техники: докл. нац. науч.-практ. конф. - Ростов-на-Дону: DSTU, 2017. С.178, 179.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023