CN101638723A - 一种电蚀纯红铜的废料回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种回收电蚀纯红铜的废料制备电蚀纯红铜的方法。该方法包括如下步骤：第一步预处理：首先分拣去除钢铁等杂物，然后烘烤去除表层油污，再酸洗去除表皮氧化层，接着水洗最后干燥。第二步将经过预处理的铜料及少许稀土元素投入到感应炉中，在熔剂覆盖剂的保护下熔炼后铸成自耗电极。第三步将自耗电极装入电渣炉中进行熔炼并铸成铸件。该方法工艺周期短、工序简单、成本低、投资少并且能够降低熔体中的气体及杂质含量、而且保持了制品的组织致密、成分均匀、且有良好的强度和韧性。

Description

一种电蚀纯红铜的废料回收方法
技术领域
本发明涉及一种电蚀纯红铜的废料回收方法，属于金属冶炼领域。
背景技术
电蚀纯红铜是用于电火花成型机上的电极材料，通过放电腐蚀达到加工机件的目的。电蚀纯红铜的废料的产生主要来源是：I、加工废铜，即铜电极在加工过程中的边角料及铜屑；II、铜电极由于在电火花放电过程中的电蚀、磨损等原因导致加工精度下降，所以铜电极只能使用一次就报废；所以每年电蚀纯红铜要产生80％的报废料，这些都是必须经过回收处理的。
但是现有工艺中并没有直接回收电蚀纯红铜的方法，而是采用传统的一般铜废料回收工艺将电蚀纯红铜废料在电解池中制成电解铜板，而一般电蚀纯红铜的生产原料就是电解铜，下来将电解铜采用一般电蚀纯红铜的生产方法制成电蚀纯红铜。
即先将电蚀纯红铜废料经过预处理、真空熔炼、电解等工序回收制成为电解铜，然后将电解铜精炼制成电蚀纯红铜。
此方法要经过两个复杂的大工序，工艺周期长、工序复杂且生产成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种工艺周期短、工序简单、成本低的电蚀红铜的废料回收方法。
一种电蚀纯红铜的废料回收方法，包括如下步骤：
(1)废料预处理；
(2)感应熔炼：将经过预处理的废料投入熔炼炉中熔炼并铸成自耗电极；
(3)电渣熔铸：将自耗电极装入电渣炉中进行熔炼，形成铸件。
本发明提供的方法工艺简单、投资少、生产费用低并且制备出的产品具有良好的强度和韧性。
附图说明
图1是本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
一种电蚀纯红铜的废料回收方法，包括如下步骤：
(1)废料预处理；
(2)感应熔炼：将经过预处理的废料投入熔炼炉中熔炼并铸成电极；
(3)电渣熔铸：将电极装入电渣炉中进行熔炼，形成铸件。
所述预处理为本领域的技术人员公知的预处理，预处理的目的为将电蚀纯红铜的废料进行符合后续的电蚀纯红铜的回收步骤。所述废料预处理包括废料分拣、烘烤、酸洗、水洗、干燥。
所述废料预处理中的废料分拣，为本领域技术人员所公知的操作，利用手工或机械手段去除废料中的钢铁接头、焊头、螺丝等杂物。
所述烘烤亦为本领域技术人员所公知的操作，具体操作为在300℃-600℃进行烘烤，优选300℃-500℃，烘烤时间2-4h，去除其表面的油污。
所述酸洗操作是，用稀盐酸或稀硫酸浸泡铜料，浸泡2-3h，优选为稀盐酸，优选盐酸的质量百分浓度为15％-25％。酸洗的目的是去除表层氧化层。
水洗为本领域技术人员所公知的操作，目的是去除可溶性杂质和残留的酸液。具体操作是将铜料置于容器中用去离子水冲洗干净，2-3次即可。
干燥为本领域技术人员所公知的操作，具体操作是指在真空干燥箱内，温度100℃-120℃，真空度为133Pa以下，干燥时间1-3h。
其中感应熔炼是指先将坩埚预热至暗红色，在坩埚底部覆盖一层干燥石墨粉或木炭粉的熔剂覆盖剂，覆盖的厚度为10-30mm。再将经过预处理的废料、添加剂投入感应炉中加热到1150-1250℃后，保温30-60min，浇铸成自耗电极。
所述添加剂为稀土元素La、Ce和Y中一种或几种，加入稀土元素能够起到脱氧、净化、细化晶粒、改善产品导电性的作用。所述添加剂的重量为所述经过预处理的废料的重量的0.04wt％-0.12wt％。
电渣熔铸：所述电渣铸熔为本领域技术人员所公知的操作。将自耗电极放入电渣炉中，接通电源对自耗电极进行电渣铸熔。
当接通电源的自耗电极浸入熔渣层中时，在渣池中形成强大的电流，产生的热量使熔渣的温度升高。当熔渣温度度超过自耗电极的熔点时，自耗电极被熔化，熔化的铜水以液滴的形式从电极表面在重力的作用下穿过熔渣层。在这一过程中，熔渣层中的熔渣将铜液中的有害元素及夹杂物吸收，净化后的铜水在渣池底部汇成熔池，在循环水的强制冷却下凝固，形成铸件本体。在熔铸的过程中，自耗电极的熔化、铜水的净化和填充以及顺序凝固不断地进行，直到结晶器被全部充满，完成全部熔铸过程，形成的铸件。
其中上述的熔渣优选为Al2O3、CaO、MgO的混合物，Al2O3、CaO、MgO的质量百分比为60％∶35％∶5％。
在所述形成铸件之后，还可以对所述铸件进行成型加工。所述成型采用本领域技术人员所公知的成型手段，例如压扎成型或拉拔成型。
实施例1
本实施例用于说明本发明的电蚀纯红铜的废料回收方法。
1、废料预处理：将电蚀纯红铜的废料进行分拣，去除废料中的钢铁接头、焊头、螺丝等杂物，将分拣后的废料放入烘箱中，在450℃下烘烤2h。
冷却后取出，用质量分数18％的稀盐酸浸泡铜料2-3h，然后用去离子水冲洗2-3次，将冲洗后的铜料放入干燥箱中，在110℃下干燥1-3h。
2、感应熔炼：采用湖南永州金鑫电炉有限公司生产的GW-0.1T中频感应炉，将坩埚预热至暗红色，在坩埚底部覆盖一层20mm厚的干燥的木炭粉。将上面干燥后的铜料投入到感应熔炼炉中，同时加入0.04％的稀土元素La，加热到1150℃保温30min，保温完成后，浇铸成自耗电极。
3、电渣熔铸：采用湖南永州金鑫电炉有限公司生产的DZL-AD0.1电渣炉进行熔炼，熔渣采用60％Al2O3∶35％CaO∶5％MgO的混合物，浇铸后形成铸件，得到产品记作P1。
实施例2
按照与实施例1同样的方法，不同的是：在废料预处理中烘烤温度为500℃，用质量分数20％的稀硫酸代替质量分数18％的稀盐酸。在感应熔炼中，木炭粉覆盖的厚度为10mm，用0.08％的稀土元素Ce代替0.04％的稀土元素La，得到产品记作P2。
实施例3
按照与实施例1同样的方法，不同的是：在废料预处理中烘烤温度为450℃，用质量分数25％的稀盐酸代替质量分数18％的稀盐酸。在感应熔炼中，木炭粉覆盖的厚度为15mm，用0.12％的稀土元素Y代替0.04％的稀土元素La，熔炼温度为1200℃，保温60min，得到产品记作P3。
实施例4
按照与实施例1同样的方法，不同的是：在废料预处理中烘烤温度为500℃，用质量分数15％的稀硫酸代替质量分数18％的稀盐酸。在感应熔炼中，石墨粉覆盖的厚度为30mm，用0.12％的稀土元素Ce代替0.04％的稀土元素La，熔炼温度为1200℃，保温45min，得到产品记作P4。
氧含量测试：
采用北京纳克分析仪器有限公司的IRO-II定氧仪测定。操作方法如下：
一、开机前检查
1.打开红外检测仪预热2小时
2.检查水、电、气供应是否正常，正常状态下电源、水压、加热指示灯同时亮
3.氩气输出压力调至0.2-0.3MPa，动力气(N2)输出压力调至0.25MPa，调节压力调节器至0.1MPa
二、样品准备
1.样品取样时，制作成红铜的颗粒状；制样时避免手直接接触试样，避免制样时的氧化。
2.红铜样品去除表面污物、氧化层、油质、水分等
3.用镍箔包缚样品测试
三、测量
1.具体分析操作过程为：开(关)炉——清洗炉膛——加入新坩埚——关(开)炉——加样，同时输入样品参数——点击“开始”。
2.经过自动脱气、清洗、等待、投样和分析过程，最后显示氧含量的分析结果。
维氏硬度的测试：
采用上海精密仪器仪表有限公司的HVS-10Z数字式维氏硬度计来测定。操作步骤：
1、将红铜样品放在工作台上，转动变荷手轮(只能顺时针转动)至对应过需试验的力，然后按F键等确认所需试验力后再进行试验；然后调节升降手柄，将试样升至20X物镜下端约1毫米处，观察测量目镜，找到所需要试验的像平面。
2、按START键；
3、观察测量目镜，看到菱形压痕。转动目镜左右手轮，使目镜内两平行线刚处于无光缝的临界状态，然后按ZERO键，此时为测量的初始位置，转动目镜左手轮使分划线与压痕左顶角相接，再转动右手轮使右分划线与压痕右顶角相接，此时DISPLAY显示窗上显示压痕对角线的长度，按H键。将测量目镜转动90度，用相同方法测量得出第二条对角线长度，按H键，此时DISPLAY显示窗即显示结果值。
电导率的测试：
电导率采用深圳君达时代仪器有限公司的FIRST101数字便携式涡流导电仪来测定。打开电源校正仪器，将导电仪的探头正对经平整处理过的红铜样品，即可得到其电导率。
测试结果如表1。
表1
Figure G2008101422113D00071
通过对比可以看出，用这种方法得到的电蚀纯红铜无论在氧含量、硬度都达到了电蚀纯红铜的要求，并且本方法的工艺流程大大减少、投资成本少、生产费也比较低。

Claims (10)

1、一种电蚀纯红铜的废料回收方法，包括如下步骤：
(1)废料预处理；
(2)感应熔炼：将经过预处理的废料投入熔炼炉中熔炼并铸成自耗电极；
(3)电渣熔铸：将上述的自耗电极装入电渣炉中进行熔炼，形成铸件。
2、根据权利要求1所述的电蚀纯红铜的废料回收方法，其特征在于：所述废料预处理包括废料分拣、烘烤、酸洗、水洗、干燥。
3、根据权利要求1所述的电蚀纯红铜的废料回收方法，其特征在于：在感应熔炼中使用熔剂覆盖剂，所述熔剂覆盖剂为石墨和/或木炭。
4、根据权利要求3所述的电蚀纯红铜的废料回收方法，其特征在于：所述熔剂覆盖剂的覆盖厚度为10-30mm。
5、根据权利要求1所述的电蚀纯红铜的废料回收方法，其特征在于：在感应熔炼中，还包括加入添加剂，所述添加剂为稀土元素。
6、根据权利要求5所述的电蚀纯红铜的废料回收方法，其特征在于：所述添加剂为La、Ce和Y中的一种或几种。
7、根据权利要求6所述的电蚀纯红铜的废料回收方法，其特征在于：所述添加剂的重量为所述经过预处理的废料的重量的0.04wt％-0.12wt％。
8、根据权利要求1所述的电蚀纯红铜的废料回收方法，其特征在于：所述电渣炉中含有熔渣，所述熔渣为Al2O3、CaO、MgO的混合物，Al2O3、CaO、MgO的质量百分比为60％∶35％∶5％。
9、根据权利要求1所述的电蚀纯红铜的废料回收方法，其特征在于：在感应熔炼时，熔炼的温度为1150-1250℃。
10、根据权利要求1所述的电蚀纯红铜的废料回收方法，其特征在于：在感应熔炼时，熔炼的保温时间为30-60min。
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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20100203