工业废料中铼元素的回收与再利用研究进展

张春伟^1,2，孙元²，唐俊杰^2,3，房大维¹

1. 辽宁大学化学院2. 中国科学院金属研究所3. 辽宁科技学院生物医药与化学工程学院

摘 要：金属铼具有硬度和机械强度高、塑性和机械稳定性好的物理特性以及催化活性和抗腐蚀性优异的化学特性,在高温合金、石油化工等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。然而铼在自然界中的储量非常少,地壳中铼的丰度约为6.57×10-10。我国铼资源相对匮乏,没有可供工业开采的铼矿床,其多以伴生矿形式存在,大多分布在辉钼矿和铜铼硫化矿中。目前已探明的铼矿石储量仅237 t左右。随着航空航天、石油化工领域的快速发展,铼资源的需求量也越来越大。我国约80%的铼应用于高温合金领域,主要用来制造航空航天领域的涡轮发动机叶片,20%的铼用于石油催化裂化重整的催化剂。其中,制造过程产生的合金废料约占年产量的70%。由于国内企业对回收铼二次资源的重视度不高,回收技术相对薄弱等导致资源浪费十分严重。全球资源回收与再利用产业在迅速发展,西方发达国家对铼二次资源的回收与再利用非常重视。美国和德国是铼资源回收的主要国家,美国在2014年对高温合金中铼的回收量达到6 t。铼二次资源得不到有效的再利用会加剧能源和资源的紧缺,研究科学、经济、环保的铼资源回收再利用工艺对缓解我国能源短缺问题具有重要意义。目前含铼的废料主要来源有两种:（1）含铼烟尘、废催化剂、高温合金等固体废料,对其回收的方法主要有氧化酸浸法、高温碱熔法、电解溶解法等,然后通过后序处理富集铼。（2）冶炼精矿等产生的含铼废液,对其回收的方法主要有离子交换法、萃取法、活性炭吸附法、生物吸附法等。回收过程中的关键是如何提高铼的回收率、降低成本和对环境无污染。由于铼和钼的性质相近,我国最大的挑战在于如何使铼和钼有效分离,并通过更有效、更经济、更环保的方式将其提取出来以实现工业化。本文结合工业废料中铼资源的具体情况,归纳了铼二次资源回收与再利用的研究进展,分别对含铼固体废料以及含铼废液中铼的回收方法进行总结介绍。分析了不同工艺对铼二次资源回收的特点及所面临的问题,并对其未来发展方向进行展望,以期实现铼资源回收与再利用效率的最大化,缓解目前我国铼金属材料供应紧张的局面。

关键词：铼应用;铼二次资源;废料来源;回收;再利用;