金屬錸資源、應(yīng)用及其制備技術(shù)

賈賢賞 王蘆燕

（礦冶科技集團(tuán)有限公司，北京 100070）

1.錸資源儲(chǔ)量及其產(chǎn)量

1.1 錸資源儲(chǔ)量

根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）數(shù)據(jù)，全球探明的錸資源量有1.1萬(wàn)t，儲(chǔ)量2500t，主要分布于智利、俄羅斯、美國(guó)和哈薩克斯坦等國(guó)家。其中，智利1300t；美國(guó)390t；俄羅斯310t；哈薩克斯坦190t，如表1所示。

表1 全球儲(chǔ)量情況表/單位：kg

1.2 錸產(chǎn)量

近年來(lái)，全球錸產(chǎn)量維持在50t/年左右。據(jù)CBC統(tǒng)計(jì)，2016—2020年全球錸產(chǎn)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。智利、美國(guó)、波蘭等國(guó)為錸的主要生產(chǎn)國(guó)，據(jù)統(tǒng)計(jì)智利2020年錸產(chǎn)量為30t；美國(guó)7.8t、波蘭8.3t。

表2 2016—2020年世界各國(guó)錸產(chǎn)量/單位：kg

2.錸的主要應(yīng)用

2.1 高溫合金領(lǐng)域

與定向柱晶高溫合金相比，單晶高溫合金由于消除了晶界缺陷，高溫性能更加優(yōu)異，被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。隨著世界各國(guó)航空航天事業(yè)的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)用鎳基單晶高溫合金發(fā)展迅速。錸作為鎳基高溫合金關(guān)鍵元素，在高溫合金領(lǐng)域逐步占據(jù)錸70%～80%的用量，如表3所示。

表3 單晶合金成分/單位：%

2.2 石油化工催化劑領(lǐng)域

在石化工業(yè)中，錸應(yīng)用于錸-鉑重整催化劑，以氧化鋁為載體，加入0.3%錸和0.3%鉑。錸能提高鉑催化劑的使用壽命，特別是在生產(chǎn)高辛烷含量的無(wú)鉛汽油時(shí)，錸-鉑催化劑可在苛刻條件下使用。汽車(chē)尾氣凈化器添加錸可降低尾氣污染。在單晶高溫合金取得長(zhǎng)足發(fā)展之前，催化劑領(lǐng)域曾一度是錸資源的最大消費(fèi)領(lǐng)域[1]。

3.主要制備技術(shù)

3.1 溶劑萃取法

溶劑萃取法基本原理是物質(zhì)在不相混溶的兩相中不同分配特性進(jìn)行分離，將溶于水的 ReO4-與不溶于水的有機(jī)溶劑混合，使ReO4-進(jìn)行離子交換反應(yīng)從而進(jìn)入有機(jī)相，再采用無(wú)機(jī)反萃取劑使ReO4-從有機(jī)相轉(zhuǎn)入無(wú)機(jī)相。江銅集團(tuán)在國(guó)內(nèi)最早實(shí)現(xiàn)錸資源的產(chǎn)業(yè)化利用，研究認(rèn)為采用N235對(duì)錸有良好的萃取性能，可用“萃取-反萃-凈化-結(jié)晶”的工藝從銅冶煉還原終液中回收純度大于99%的錸酸銨產(chǎn)品。大冶有色冶煉廠根據(jù)污酸中錸含量及雜質(zhì)組分，以污酸為原料，也選用 N235作為主要萃取劑，進(jìn)行了萃取技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用研究，污酸中錸萃取率達(dá)88.42%，錸反萃取率達(dá)到98.6%。

3.2 離子交換法

離子交換法是利用ReO4-與樹(shù)脂上的陰離子發(fā)生離子交換反應(yīng)，在樹(shù)脂上形成離子締合物，使ReO4-有選擇地被吸附在樹(shù)脂上，然后用更強(qiáng)的離子交換劑取代ReO4-與樹(shù)脂締合，或用試劑破壞離子締合物，使ReO4-脫離樹(shù)脂。江銅集團(tuán)研究研究發(fā)現(xiàn)，用9%的硫氰酸銨溶液在60℃～70℃下，對(duì)201×7樹(shù)脂所吸附的錸有很好的解吸性能，且解吸率可達(dá)95.0%以上。金堆城鉬業(yè)采用離子交換工藝進(jìn)行從鉬礦焙燒煙氣淋洗液中提取錸的試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)隨著解吸劑氨水濃度的增加，解吸率逐步增加，當(dāng)解吸液濃度為3%時(shí)，錸的解吸率較高，達(dá)到98.54%。離子交換作業(yè)簡(jiǎn)便，錸吸附率高，但其交換樹(shù)脂飽吸附容量、再生次數(shù)有限、吸附速度慢[2]。

4.結(jié)語(yǔ)

金屬錸資源稀缺，且利用價(jià)值較高。通過(guò)萃取法、離子交換等技術(shù)從銅鉬礦中提取錸利用意義重大，以上方法從礦渣廢液中提取錸之后，一般可獲得≥99%純度的初級(jí)錸鹽，然后經(jīng)過(guò)提純和粉末冶金工藝處理可獲得純度≥99.99%高品質(zhì)金屬錸制品。