انحلال آندی سوپرآلیاژ پایه نیکل مستعمل U-500 در محیط سولفاتی برای بازیابی نیکل، کبالت و کروم

مهندسی متالورژی و مواد

دوره 33، شماره 3 - شماره پیاپی 27، پاییز 1401، صفحه 67-82   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jmme.2022.77146.1056

نویسندگان

سیدرضا باقرزاده قاضی؛ مهدی اجاقی ایلخچی^* ؛ احد صمدی

دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران.

چکیده

سوپرآلیاژ U-500 یک سوپرآلیاژ پایه نیکل است که علاوه بر نیکل مقادیر قابل‌توجهی کبالت و کروم دارد. با توجه به ارزش اقتصادی و استراتژیک این فلزات، بازیابی آن‌ها از سوپرآلیاژهای مستعمل از اهمیت به سزایی برخوردار است. روش هیدرومتالورژی یک روش اقتصادی و مؤثر برای بازیابی فلزات با ارزش (نظیر نیکل، کبالت و کروم) از قراضه‌های سوپرآلیاژها محسوب می‌شود. بر این اساس، رفتار انحلال عناصر نیکل، کبالت و کروم موجود در قراضه سوپرآلیاژ U-500 به روش الکترولیچینگ، و تأثیر پارامترهای مختلف عملیات شامل غلظت اسید سولفوریک، ولتاژ، دما، هم زدن و فاصله الکترودها) بر انحلال عناصر مذکور بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که با افزایش غلظت اسید سولفوریک در الکترولیت، ولتاژ اعمالی و دما، انحلال بهتری صورت می‌گیرد. همچنین کم شدن فاصله آند و کاتد سبب بهبود واکنش حل شدن می‌گردد ولی هم زدن الکترولیت تأثیر قابل‌توجهی در افزایش انحلال آندی سوپرآلیاژ ندارد. با مقایسه نتایج، شرایط بهینه الکترولیچینگ سوپرآلیاژ U-500 در الکترولیت اسید سولفوریک، غلظت اسید 125 گرم بر لیتر، ولتاژ اعمالی 4 ولت، سرعت همزدن 300 دور بر دقیقه و فاصله آند تا کاتد 3 سانتیمتر بدون کنترل دما تعیین شد. به طوریکه در این شرایط حدود 75% نیکل، 84% کبالت و 67% کروم موجود در سوپرآلیاژ در مدت 25 دقیقه به طور آندی حل شدند.

کلیدواژه‌ها

بازیافت؛ سوپرآلیاژ U-500؛ هیدرومتالورژی؛ انحلال آندی؛ نیکل؛ کبالت؛ کروم

مراجع