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

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».