Способ получения металлического рения путем восстановления перрената аммония


 


Владельцы патента RU 2511549:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов" (ФГУП "ВНИИТС") (RU)

Изобретение относится к области металлургии редких тугоплавких металлов. Способ получения металлического рения путем восстановления перрената аммония включает размещение порошка перрената аммония в лодочке и его восстановление противотоком остро осушенного водорода с непрерывным продвижением лодочки в трубчатой печи при температуре 300-330 °С. Перед восстановлением проводят продувку порошка перрената аммония аргоном с нагревом в трубчатой печи до температуры 200 °С. Способ обеспечивает получение не требующего очистки от примесей порошка рения, а также сокращение потерь порошка рения. 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области металлургии редких тугоплавких металлов, а именно к способам получения порошков рения из его соединений восстановлением с использованием газообразных восстановителей.

Известен способ восстановления перрената калия, заключающийся в том, что процесс восстановления проводят в две стадии. После первой стадии восстановления, проводимой при температуре 500-550°С, полученный продукт промывают водой для удаления щелочи. Вторую стадию восстановления проводят при температуре 900-1000°С. В результате получают порошок рения с примесями порошка калия (Ю.А. Быховский, Р.Л. Веллер, Н.С.Грейвер и др. «Основы металлургии. Редкие металлы». Т. 4. М., Металлургия, 1967, стр.634-643).

Основным недостатком данного способа является то, что порошки рения, полученные восстановлением KReО4, содержат в своем составе повышенное количество калия. В дальнейшем требуется дополнительная очистка от калия, что приводит к потери порошка рения, увеличению времени производства, энергозатрат и количества требуемых реагентов.

Наиболее близким техническим решением является способ получения порошка рения путем восстановления водородом из перрената аммония:

2NH4ReО4+7Н2=2Re+2NH3+8Н2О

Перренат аммония перед восстановлением измельчают в покрытых резиной мельничных барабанах с измельчающими телами из обломков рениевых штабиков. Измельченный перенат аммония восстанавливают водородом в трубчатых печах с непрерывной продвижкой лодочек из молибдена или сплава никеля с молибденом. Подачу водорода осуществляют противотоком. Перренат аммония засыпают тонким слоем (6-8 мм). Восстановление ведут в две стадии: при температуре 350-370 °С до образования ReO2, затем при температуре 950-970 °С до получения металлического рения. Время пребывания лодочек в горячей зоне печи составляет 1-2 часа (Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. «Металлургия редких металлов». М., «Металлургия», 1991 г., стр.233).

Недостатком данного способа является то, что полученный в результате восстановления порошок рения крупнодисперсный и его приходится подвергать размолу в шаровых мельницах, что приводит к натиранию примесей к рению. Кроме того, получение рения проходит в две стадии, что увеличивает время, энергозатраты и количество требуемых реагентов.

Задачей предлагаемого технического решения является разработка способа получения металлического мелкодисперсного (размер частиц 2-4 мкм) порошка рения, позволяющего сократить потери порошка рения, проводить процесс в одну стадию, что позволяет сократить время проведения технологического процесса, энергозатраты и количество требуемых реагентов. Кроме того, порошок рения получают без примесей, что не требует дополнительной его очистки.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе получения металлического рения путем восстановления перрената аммония, включающем измельчение исходного соединения рения, восстановление его противотоком водорода с непрерывным продвижением лодочек в трубчатой печи при нагревании, перед подачей водорода проводят предварительно продувку печи аргоном, а восстановление осуществляют при температуре 300-330 °С остро осушенным водородом.

В предлагаемом способе получения металлического рения перед восстановлением перрената аммония в водороде проводят предварительную продувку порошка и печи аргоном при температуре 200 °С. При этих условиях порошок перрената аммония начинает интенсивно разлагаться. После начала процесса разложения перрената аммония необходимо для осуществления процесса восстановления с образованием порошка рения заменить аргон на водород.

Процесс восстановления осуществляли остро осушенным водородом при температуре 300-330 °С. Остро осушенный водород с точкой россы (-68) °С получали при проведении очистки водорода цеолитом В и с точкой россы (-84) °С при очистке палладиевым фильтром. Применение остро осушенного водорода позволяет уменьшить потери порошка рения до 0,2-2,0% по массе за счет снижения выноса рения из зоны реакции в составе образующегося летучего оксида рения Re2O7.

Получение металлического порошка рения проходит в одну стадию при температуре 300-330 °С. При данной температуре при водородном восстановлении происходит полное разложение перрената аммония до окислов, сопровождаемое активным восстановлением рения с Re7+ до Re4+ и до Re°. При температуре 300-330 °С получается чистый порошок рения с мелкозернистой структурой (размер зерна 2-3 мкм). При температуре ниже 300 °С может идти реакция до образования Re2O7, который выносится из реактора за счет своей высокой летучести уже при температуре 100 °С. С увеличением температуры образуется ReO2, который остается в порошке и затрудняет получение чистого рения за счет более трудного восстановления до рения, чем прямое восстановление рения из перрената аммония. Дальнейшее увеличение температуры свыше 330 °С приводит к росту зерна рения (размер зерна 5-7 мкм) и повышению его химической активности, что, в конечном итоге, ведет к потерям порошка рения при его производстве.

В результате использования предлагаемого технического решения по восстановлению перрената аммония получается мелкодисперсный (размер зерна 2-3 мкм), высокочистый (99,97%) порошок рения, не требующий дальнейшего размола, с минимальным содержанием примесей и допустимым содержанием кислорода. В отличии от известных способов получения металлического порошка рения предложенный способ осуществляется в одну стадию, что значительно снижает энергозатраты и время проведения процесса.

Пример. Берут порошок перрената аммония производства завода «ПОБЕДИТ» (ГОСТ 31411-2009) в количестве 2 кг и баллонный водород технический (точка россы -32 °С) по ТУ 6-20-00209585-26-97. Порошок перрената аммония размещают в лодочке трубчатой печи. Затем проводят продувку порошка перрената аммония аргоном и нагревают печь до температуры 200 °С. После достижения данной температуры подачу аргона заменяют остро осушенным водородом (точка россы -84 °С), очищенным палладиевым фильтром, температуру поднимают до 330 °С и осуществляют восстановление порошка перрената аммония при непрерывном продвижении лодочки в трубчатой печи. Осуществляют выдержку до завершения процесса восстановления. Завершение процесса восстановления определяется по прекращению выделения паров аммиака в барботере в виде тумана. После этого осуществляют дополнительную выдержку в течение 15 мин. Далее охлаждают порошок в течение 4 часов. После полного охлаждения порошок рения взвешивают и определяют потери массы.

Были проведены серии опытов, в которых использовалась разная методика осушения водорода. Результаты испытаний приведены в таблице.

Методика Точка Объемное Масса Потери
п/п осушения россы содержание полученного по массе,
водорода водорода,°С воды, г/л порошка металлического рения, кг %
1 2 3 4 5 6
1 Технический водород -32 0,4·10-3 0,874 37
2 Водород, очищенный ангидроном -55 0,34·10-4 1,32 5
3 Водород, очищенный цеолитом В -68 0,9·10-5 1,36 2
4 Водород, очищенный палладиевым фильтром -84 0,5·40-6 1,39 0,2

Как видно из таблицы, наименьшая потеря массы порошка металлического рения получена при использовании остро осушенного водорода (точка россы -84 °С) и составила 0,2% масс. При использовании стандартного метода очистки водорода потери составляют более 2% масс.

Содержание различных примесей в полученном порошке рения незначительное и полностью соответствует ТУ 48-19-92-88. Количество адсорбционного кислорода составляет 0,4%, количество общего кислорода - 0,63% по массе. Массовая доля полученного порошка рения составила 99,3%. Средний размер полученных частиц порошка рения составил 2,98 мкм. В результате был получен мелкодисперсный, чистый порошок рения.

Структура полученного порошка рения позволяет использовать его лигирующий элемент в кобальтовую связку твердого сплава. Рений способствует повышению температуры разупрочнения твердых сплавов, следовательно, увеличению их твердости и износостойкости при повышенных температурах, а также уменьшению адгезии с обрабатываемым жаропрочным материалом.

Получение порошка рения предложенным способом позволяет снизить энергозатраты, время производство и отличается простотой аппаратного оформления.

Способ получения металлического рения путем восстановления перрената аммония, включающий размещение порошка перрената аммония в лодочке и его восстановление противотоком водорода при нагревании с непрерывным продвижением лодочки в трубчатой печи, отличающийся тем, что перед восстановлением проводят продувку порошка перрената аммония аргоном с нагревом в трубчатой печи до температуры 200 °С, а для восстановления используют остро осушенный водород при температуре 300-330 °С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидрометаллургии редких и благородных металлов. Способ включает растворение платины и рения соляной кислотой, обработку раствора в две ступени гидроксидом натрия на первой ступени с образованием частиц Pt(OH)4 и тиосульфатом натрия на второй ступени с образованием частиц ReS2.
Изобретение относится к способу разделения сульфидов платины и рения. .
Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности к способу переработки дезактивированных катализаторов на носителях из оксида алюминия, содержащих металлы платиновой группы и рений, и может быть использован при переработке вторичного сырья.
Изобретение относится к способу электрохимической переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы, входящие в состав перерабатываемого сплава.
Изобретение относится к области извлечения редких элементов из горных пород, в частности из пород и руд черносланцевых формаций и продуктов их переработки, и может быть использовано в области прикладной геохимии, при поиске месторождений полезных ископаемых, в частности для извлечения рения.

Изобретение относится к способу переработки флотоконцентрата шлама электролиза меди, содержащего благородные металлы. .
Изобретение относится к способу выделения рения из концентрата сульфидов платины и рения. .

Изобретение относится к способу разложения суперсплавов, в частности металлолома суперсплавов в расплаве соли щелочного металла с последующим извлечением ценных металлов.
Изобретение относится к гидрометаллургии редких и благородных металлов, в частности к способу получения концентрата, содержащего рений и платину. .
Изобретение относится к способу извлечения рения из кислых растворов. Способ включает осаждение сульфидов рения обработкой сульфидсодержащим осадителем в присутствии реагента-восстановителя в виде гидразинсодержащего соединения и прогревание реакционной смеси. При этом осаждение сульфидов рения проводят из солянокислого раствора, содержащего хлорид железа. В раствор сначала вводят гидразинсодержащее соединение в виде гидразин-хлорида, гидразин-сульфата или гидразин-гидрата из расчета 2-4 г/л в пересчете на чистый гидразин. Затем реакционную смесь прогревают при температуре 60-90°C в течение 20-40 минут. Далее вводят расчетную массу сульфидсодержащего реагента и прогревают пульпу при заданной температуре. Технический результат заключается в сокращении расхода реагента-восстановителя и высоком извлечении рения в осадок сульфидов из солянокислых растворов, содержащих соли железа. 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к сорбционной гидрометаллургии урана и рения и может быть использовано для извлечения рения из растворов и пульп. Способ извлечения рения из урансодержащих растворов включает сорбцию рения на анионах. Перед сорбцией в раствор вводят фульвеновые кислоты до их концентрации в растворе 25÷300 мг/л. Сорбцию рения ведут при значении pH раствора 2,8÷3,5. Причем сорбцию проводят на слабоосновных и сильноосновных анионитах. Технический результат заключается в улучшении сорбционно-десорбционных характеристик, в повышении технико-экономических показателей сорбционно-десорбционного процесса извлечения рения из урансодержащего раствора. 1 з.п. ф-лы, 6 табл., 6 пр.

Изобретение относится к способу извлечения рения и платиновых металлов из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия. Способ включает окислительный обжиг, перколяционное выщелачивание огарка водным раствором окислителя или смеси окислителей с получением ренийсодержащего раствора и нерастворимого остатка, сорбцию рения из ренийсодержащего раствора в отдельном аппарате, сушку нерастворимого остатка, последующее шихтование с флюсами и плавку на металлический коллектор. При этом перколяционное выщелачивание проводят при значении ОВП, равном 900÷1100 мВ, и температуре 50-90°C с одновременной сорбцией рения, с последующей десорбцией и выделением из десорбата соединения рения или металлического рения. Для плавки нерастворимого остатка в качестве флюсов используют плавиковый шпат, карбонат натрия, натриевую селитру. Плавку проводят при температуре 1200÷1800°C на металлический коллектор в несколько стадий, сливая после каждой стадии образовавшийся шлак и проплавляя очередную порцию шихты на коллекторе от предыдущей плавки с выделением сплава платиновых металлов с коллектором. Техническим результатом является повышение степени извлечения рения, снижение расхода реагентов, трудозатрат, сокращение продолжительности переработки сырья, существенное снижение объема растворов, требующих утилизации. 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов. Медеэлектролитный шлам обезмеживают. Из обезмеженного шлама удаляют соединения свинца и сурьмы, полученный шлам смешивают с катодным продуктом выщелачивания селена из медеэлектролитного шлама в соотношении 5÷10:1, затем ведут катодное выщелачивание в щелочном электролите из полученной смеси при плотности тока 2000-3000 А/м2. Для предотвращения кругооборота селена между катодом и анодом их разделяют проницаемой для электролита перегородкой. Обеспечивается повышение скорости катодного выщелачивания селена в 2-2,5 раза, а также уменьшение остаточного содержания селена в шламе в 1,5-2 раза. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности к переработке концентратов флотации шламов электролиза меди, содержащих селенид серебра, и может быть использовано при производстве серебра и солей селена из шламов медного производства. Способ включает выщелачивание исходного флотоконцентрата при комнатной температуре раствором щелочи в присутствии реагента-окислителя при соотношении Ж:Т, равном 10, с переводом благородных металлов в осадок. При этом селен переводят в раствор в виде селенитов натрия. В качестве реагента-окислителя используют пероксид водорода в количестве 20-30% от массы перерабатываемого концентрата. Техническим результатом является упрощение процесса за счет сокращения стадий при сохранении высоких показателей извлечения и разделения серебра и селена. Кроме того, способ позволяет использовать экологически безопасные и недорогие реагенты. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 пр.

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности к переработке шламов электролитического рафинирования меди. Способ переработки медеэлектролитного шлама включает обезмеживание, обогащение и выщелачивание селена из обезмеженного шлама или продуктов его обогащения в щелочном растворе. Выщелачивание селена проводят в растворе, содержащем восстановитель, в качестве которого используют водорастворимые органические или неорганические соединения, обеспечивающие нормальный окислительно-восстановительный потенциал системы в щелочной среде положительнее -0,3 В по отношению к водородному электроду. При этом выщелачивание осуществляют в растворе, содержащем 50-200 г/л сахара в качестве восстановителя и 20-100 г/л щелочи, при температуре 70-90°C. Техническим результатом является повышение скорости и предельной степени выщелачивания селена. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.
Изобретение относится к регенерации вторичного металлического сырья, в частности к переработке металлических отходов ренийсодержащих жаропрочных сплавов на основе никеля. В способе проводят электрохимическое растворение жаропрочного сплава при анодной поляризации импульсным током при постоянных параметрах (ток) в азотнокислом электролите с последующим выделением никеля и рения при контролируемом катодном потенциале. В качестве катода используют инертный электрод. В качестве анода используют растворяемый сплав. Растворение ренийсодержащего жаропрочного сплава на основе никеля ведут при фиксированном значении плотности тока, а последующее выделение никеля и рения проводят при контролируемом катодном потенциале. Техническим результатом является переработка отработанных ренийсодержащих жаропрочных сплавов на основе никеля с получением металлических порошков никеля и рения с различным соотношением компонентов. 5 пр.
Изобретение относится к области гидрометаллургии редких металлов, в частности к способу извлечения рения из молибденсодержащих растворов. Способ включает сорбцию рения из молибденсодержащих растворов анионитами гелевой структуры. При этом сорбцию осуществляют на анионитах с размером пор 2,5-6,0·10-10 м, не содержащих третичные аминогруппы и группы четвертичных аммониевых оснований. Техническим результатом является повышение селективности извлечения рения. 1 табл., 1 пр.

Группа изобретений относится к переработке высокотемпературных вулканических газов. Повышают давление собранных газов низкого давления из фумарольных трещин и каналов вулкана, затем охлаждают их с обеспечением конденсации сульфидных соединений рассеянных и редких элементов, полученную смесь охлаждают до температуры, превышающей температуру плавления серы, смешивают с распыленной жидкой серой и проводят очистку с обеспечением получения расплава, содержащего серу и твердые и жидкие сконденсированные сульфидные соединения рассеянных и редких элементов, и охлажденных очищенных вулканических газов. Расплав направляют на извлечение из него рассеянных и редких элементов, а очищенные вулканические газы нагревают горячими неочищенными вулканическими газами и направляют в атмосферу, при этом сжатый воздух, нагретый при охлаждении вулканических газов, используют для выработки электроэнергии. Предложены также устройство и способ переработки газов высокого давления из газонаполненной части вулканического канала или из горизонтов, расположенных ниже дневной поверхности вулкана. Обеспечивается переработка вулканических газов с извлечением рассеянных и редких элементов, выработка электроэнергии и поддержание давления газов в вулкане для предотвращения извержения. 4 н.п. ф-лы, 4 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области гидрометаллургии, а именно к способу сорбционного извлечения селена, теллура и мышьяка из растворов. Сущность способа заключается во введении растворимых соединений индия в раствор извлекаемых элементов перед сорбцией. Количество соединений индия должно превышать количество извлекаемых элементов в растворе. При комнатной температуре наблюдается более быстрое достижение полного извлечения указанных элементов из раствора. Применение индия в катионной форме исключает возможность нежелательных взаимодействий с образованием нерастворимых соединений. Техническим результатом является применение солей индия для интенсификации процесса сорбции селена, теллура и мышьяка на аминотиоэфирных сорбентах. 1 табл., 4 пр.
Наверх