高溫合金作為一種特種金屬材料，隨著我國航天、航空、航海工業的快速發展，其用量也快速增長。目前我國高溫合金年產量約5000 噸，生產過程中以及達到服務期限后產生的廢料占年生產總量的70%以上。此外，隨著社會信息化程度的不斷加大，電子信息產品的應用與更新換代步伐越來越快，由此也產生出大量的電子廢棄物。在上述兩類廢棄物中，高溫合金廢料含有大量的Re、Ni、Co、Cr、W、Ta、Mo、Pt等稀有與貴重金屬，電子金屬廢棄物含有Ag、Au、Pd等貴金屬以及Ni、Cu等有價金屬。目前我國多數稀有與貴重金屬的回收率低于50％，尚未建立起循環利用的良性循環體系。對上述廢棄物中的稀有與貴重金屬進行有效的回收利用，不僅可以減少我國金屬資源的消耗，同時還可以降低對環境的危害，具有顯著的經濟和環境效益。

　目前金屬所已建立了稀有與貴重金屬循環利用實驗室，如圖1所 示，該實驗室具備開展金屬資源回收利用研究所需的各種設備及裝置。針對高溫合金廢料的特點，金屬所提出了從高溫合金廢料中回收各種單質稀有與貴重金屬元素 的濕法冶金工藝流程。由于高溫合金廢料破碎處理的難度大、成本高，直接采用大塊高溫合金廢料進行溶解，因此高溫合金廢料的高效快速溶解成為研究工作中的一 項重要內容。科研人員通過系統研究電解液成分及電解工藝等關鍵參數對高溫合金溶解過程的影響，揭示了鈍性元素Al、Cr的強氧化能力是制約高溫合金廢料快速溶解的關鍵因素，在此基礎上設計了具有“破鈍化”功能的強電解質溶液，使高溫合金廢料的電解速率得到大幅度提升。在電解過程中高溫合金廢料中的W、Ta、Mo元素形成陽極泥，而Ni、Co、Re、Cr、Al、Fe等元素則形成離子溶液，因此電解過程可以實現高溫合金廢料的第一步分離。根據金屬離子溶液的特點，采用分步化學沉淀分離的方法，先從Ni、Co、Re、Cr、Al、Fe離子溶液中依次分離出Fe、Al和Cr化合物；在后續富含Ni、Co、Re的離子溶液中，考慮到Ni、Co離子在溶液中質量百分比遠大于Re離子，首先采用離子交換法把Re離子從Ni和Co的離子溶液中分離出來；然后再采用萃取分離技術實現Ni和Co離子溶液的分離。針對Re離子吸附分離過程中吸附率低以及解析困難的關鍵問題，通過對不同類型樹脂分子結構與錸酸根離子結合能力的理論分析，并利用陰離子對樹脂活性基團進行全面改性，實現了Re離子的高效吸附與解析，攻克了Re離子吸附率與解析率低的技術難關。分離固態陽極泥W、Ta、Mo的第一步是把這些以氧化物形態存在的陽極泥溶解成為離子溶液，然后采用分步化學沉淀先從離子溶液中分離出Ta，再分離出W和Mo。從高溫合金廢料中分離獲得的各種金屬元素的中間產品如圖2所示。高溫合金中最為貴重的金屬元素是Re，目前市場價格約為6萬元/公斤，在世界范圍內儲量不足1萬噸，而我國Re的保有儲量僅為237噸。由于Re是提高高溫合金高溫力學性能的關鍵元素，因此Re的回收與循環利用具有極為重要的意義。把分離出來的Re離子溶液制備成錸酸銨溶液，對錸酸銨溶液進行多次重結晶處理后，獲得了高純度的錸酸銨晶體；高純錸酸銨經過H還原后得到純Re粉末，純Re粉末燒結后獲得最終的Re粒產品，見圖3所示。通過上述研究工作，金屬所已經初步掌握了高溫合金廢料的回收與循環利用方法。

　對比分析常用分離方法的優缺點后，金屬所優選相分離技術作為電子廢棄物中稀有與貴重金屬分離路線的第一步，并建立了計算金屬元素在兩液相分離系中分配比的模型。通過合金熱力學分析，采用Fe/Pb分離系初步實現了貴金屬Ag的分離與提純；采用Fe/Cu分離系初步實現了Ag、Au、Pd的分離。在系統研究了溫度、保溫時間、攪拌時間、冷卻方式等工藝參數對金屬元素分離效率的影響后，初步建立了電子廢棄物中多種稀有與貴重金屬的相分離工藝方法。采用濕法冶金技術徹底分離Fe/Cu分離系中各種金屬元素的第二步現已啟動。

　在未來研究工作中，金屬所將積極擴大生產規模，不僅實現高溫合金廢料中稀有與貴重金屬的回收，同時利用回收金屬制備出高純金屬以及高溫合金材料，全面實現高溫合金的高效生產。另外，金屬所還將積極開展電子廢棄物中稀有與貴重金屬的回收與循環利用，為經濟發展做出貢獻。

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