铼回收工艺解析：基于离子交换的选择性吸附与富集技术

最新推荐文章于 2025-12-11 09:09:37 发布

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铼（Re）作为一种高价值稀有金属，在航空航天发动机高温合金、石油化工催化剂等尖端领域具有不可替代的作用。实现铼的高效、环保回收利用，对于资源可持续性和战略安全保障具有重要意义。离子交换法因其选择性好、操作相对简便，在铼回收领域展现出应用潜力。本文将解析一种典型的基于选择性吸附树脂的铼回收工艺流程。

核心技术：选择性吸附树脂

该工艺的核心在于使用专门设计的铼选择性吸附树脂。这类树脂通常具备：

特定的功能基团： 其化学结构经过优化，对铼酸根离子（如 ReO₄⁻）具有较高的识别能力和亲和力。
优异的选择性： 即使在含多种共存离子（如硫酸根、钼酸根等）的复杂溶液体系（如冶炼污酸、含铼废水）中，也能优先吸附铼离子，有效降低杂质干扰。
良好的吸附容量与动力学： 能够高效地从低浓度溶液中富集铼。

相比传统的沉淀法等工艺，选择性吸附树脂在提高铼回收率、降低杂质夹带方面具有一定优势。

工艺流程详解

典型的基于离子交换树脂的铼回收工艺主要包含以下步骤：

吸附 (Adsorption):
- 含铼原料液（例如经过预处理的污酸、浸出液等）通过装有铼选择性吸附树脂的固定床吸附柱。
- 溶液中的铼酸根离子被树脂上的功能基团选择性吸附捕获。
- 吸附尾液（流出液）中的铼浓度显著降低。此尾液性质（如pH、主要成分）通常变化不大，可直接返回或进入原有的酸处理/废水处理系统，实现与现有工艺链的兼容。
洗涤 (Washing):
- 当树脂吸附接近饱和时，停止进料。
- 使用去离子水对树脂床进行洗涤，目的是去除树脂颗粒间隙及表面残留的原料液和部分弱吸附杂质。
- 关键控制参数： 洗涤终点通常以出水电导率降低或pH值稳定（例如达到约4.0） 作为判断标准，为后续解吸步骤创造适宜条件。
解吸/淋洗 (Elution/Stripping):
- 采用合适的解吸剂（常用浓度约10%的氨水溶液）对吸附了铼的树脂进行淋洗。
- 氨水中的OH⁻和NH₃能与被吸附的铼酸根发生反应，破坏其与树脂功能基团的结合，使铼以高浓度形式（如铼酸铵溶液）从树脂上脱附下来。
- 产物： 收集解吸液，可获得铼浓度显著富集（典型值可达约10g/L或更高）的富铼液。这一步是铼从杂质中分离提纯的关键。
树脂再生 (Regeneration):
- 解吸后的树脂，经过适当的再生处理（可能包括水洗、转型等步骤），可恢复其大部分吸附能力。
- 意义： 树脂的循环再生利用是降低工艺运行成本（减少新树脂消耗）和减少固体废弃物的关键，体现了技术的经济性和环保性。
产品制备 (Product Recovery):
- 富铼液（主要成分为铼酸铵）通过蒸发浓缩和重结晶等后续处理步骤。
- 最终得到纯度较高的粗铼酸铵（(NH₄)ReO₄）固体结晶产品，完成从稀溶液到可利用产品的转化。