Leaching of CMSX-4 Superalloy in Hydrochloric Acid Solutions

Leaching of CMSX-4 superalloy was done in hydrochloric acid solutions. The leaching behaviors of main alloy components, such as Ni, Co, Cr, Al, was investigated by controlling acid concentration, temperature, leaching time and pulp density. Increasing acid concentration enhanced the leaching rate till the rate decreased over 3 M acid concentration. Raising temperature increased the leaching amount of the metal components. After the leaching for 60 minutes at $90^{\circ}C$ and 10 g/L pulp density in 4 M acid solution, 93.2% nickel, 89.9% aluminum, 80.4% cobalt, and 79.1% chromium were leached. Nickel and aluminum were preferentially leached out, while the leaching rate of cobalt and chromium were relatively high only after 60 minutes, Increasing pulp density lowered the leaching rate and especially serious on cobalt and chromium, The optimum leaching condition for CMSX-4 was obtained at $90^{\circ}C$, 120 minutes, and less than 125 g/L in 4 M hydrochloric acid solution.

염산(鹽酸)에 의한 CMSX-4 초내열합금(超耐熱合金)의 침출(浸出)

CMSX-4 초내열합금의 순환활용을 위한 습식제련기술 개발의 일환으로 영신에서의 니켈, 코벨트, 크롬, 알루미늄 등 주요 구성 금속성분들의 침출 특성을 조사하였다. 염산농도에 따른 합금시료 내 주요 금속성분들의 침출율은 염산농도가 높아짐에 따라 증가하였으나, 3 M 이상에서는 둔화되었다 염산농도 4 M, 고액비 10 g/L, 침출시간 60 분 조건에서 침출온도가 높아짐에 따라 침출율은 급격히 증가하였으며, $90^{\circ}C$에서 니켈 93.2%, 알루미늄 89.9%, 코발트 80.4%, 크롬 79.1%의 침출율을 나타내었다. 한편 침출 초기에는 니켈과 알루미늄의 침출속도가 빠르고 60 분 이후 급격히 둔화되는 형태를 보인 반면 코발트와 크롬은 침출이 느리고 60 분 이후의 감소율만 상대적으로 적었다. 120 분 경과 시 주요 금속원소들의 침출율은 모두 99% 수준에 도달하였다. 고액비가 높아지면 침출율은 서서히 감소하였으며, 니켈과 알루미늄이 코발트와 크롬에 비하여 침출율 감소가 적었다. 염산농도 4 M, 침출온도 $90^{\circ}C$, 침출시간 120 분의 조건에서 고액비 125 g/L 이하의 조건이 주요 금속 성분의 침출에 효과적임을 확인하였으며, 이는 CMSX-4 합금의 금속학적 조직구조와 관련이 있는 것으로 생각된다.